EP0218786A2 - Ofen - Google Patents
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- EP0218786A2 EP0218786A2 EP86107747A EP86107747A EP0218786A2 EP 0218786 A2 EP0218786 A2 EP 0218786A2 EP 86107747 A EP86107747 A EP 86107747A EP 86107747 A EP86107747 A EP 86107747A EP 0218786 A2 EP0218786 A2 EP 0218786A2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
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- F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
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- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
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- F27D1/04—Casings; Linings; Walls; Roofs characterised by the form, e.g. shape of the bricks or blocks used
Definitions
- the invention relates to a furnace made up of several consecutive furnace sections made of firebricks, in which each furnace section has four identical corner stones and side walls, ceiling and floor arranged between them and positively connected with them, and the ceiling and the identically designed and mirror-image arranged floor inside are concave and each corner stone has two outer surfaces and two connecting surfaces.
- Such an oven is known from US Pat. No. 2,319,065.
- the ceiling, floor and side walls are made up of a large number of positively connected individual stones, which allow blown stones to be replaced.
- Each kiln section needs an external tenter frame.
- the combustion chamber contour runs discontinuously between the side walls and the floor and the ceiling due to corner formation. Flow dead zones form during operation, which have a negative influence on the heating output. Because of the large number of individual stones, a lot of working time is required for furnace construction.
- a furnace known from DE-A 3 407 522 consists of a few individual parts - the furnace is composed of two halves and the front plate - which, however, are difficult to transport because of their great weight.
- the current dead zones are also present here.
- the object of the invention is to design the furnace of the type mentioned in such a way that it is designed to be self-retaining while avoiding external stenter frames, is quicker to assemble without transport problems and has better heating properties due to new design.
- each corner stone has a five-sided outer contour and has a concavely curved inner surface lying between the connecting surfaces, which is continuously and tangentially tangent to the inner surfaces of the side wall and the ceiling or the floor connects and that ceiling and floor each consist of a one-piece element.
- any corners in the combustion chamber cross section are omitted, so that no dead zones can form which do not contribute to the heat transfer, that all the individual parts by one person, e.g. can also be transported via stairs to higher floors, but at the same time minimizes the construction time of the oven and creates a self-standing oven of great stability.
- Embodiments of the invention consist in that the corner stone - apart from its inner surface at most - is mirror-symmetrical to a diagonal plane containing the outer corner and bisecting the angle of the two outer surfaces and that the side walls each consist of a one-piece element, the connection ends of which correspond to those of the connection ends forming the ceiling and the floor.
- the elements are interchangeable. Four different furnace cross sections can be achieved with just two different types of elements. With the feature that the inner surfaces of the elements forming the side wall are concavely curved, a combustion chamber cross section that is curved on all sides is achieved, which can be circular, oval or elliptical.
- each corner stone has grooves arranged at right angles on both end faces parallel to the cover planes of its two outer surfaces and extending over substantially the entire length of the outer surface, and the elements each have a groove at the same distance from their outer surface, so that each furnace member has a closed, rectangular grooved ring on both end faces and that two adjacent furnace members are positively connected to one another by bars inserted and glued into the mutually facing grooved rings. Thanks to this positive connection ensures a high level of tightness and the elements are locked with the corner stones.
- One embodiment consists in the fact that end walls are inserted in the foremost kiln section and the rearmost kiln section, which have a plurality of stacked wall parts, of which the top and bottom are identical, but are arranged in mirror images, and an outer contour equal to the inside contour of one of two corner stones and one have existing combination between existing element.
- the furnace can thereby be placed on a flat pedestal and additional trains can be provided above the flat ceiling, in particular in such a way that a recess is provided on at least one outer surface of the corner stone, which is complementary to the end of a projection formed on the opposite connecting surface and is arranged at the same distance from the other outer surface of the corner stone as this projection, so that another corner stone placed flush on the corner stone with its bottom projection in the recess of the underlying corner stone engages positively and that another, identical combination is placed over, under or next to a combination consisting of two corner stones and an element arranged between them.
- a recess of the same or similar cross-section is provided in addition to the recess towards the connecting surface, a combination which is narrower by using a shorter element can form the furnace head.
- the invention further relates to a corner stone made of chamotte for producing a furnace with two parallel outer surfaces lying in a corner and two connecting surfaces each having a shoulder, a concavely curved inner surface being formed between the two connecting surfaces, the circumferential length of which is at least equal to the length of an outer surface whose , enclose at their ends tangential planes an angle greater than 90 °.
- This corner stone ensures the constant transition between the ceiling or floor and side walls and ensures the stability of the stove.
- An oven 10 standing on a pedestal (not shown) consists of four identical oven members 11 which are placed against one another on the end face.
- Each furnace member 11 has four identical corner stones 12. Between the two lower and upper corner stones 12 there is an element 14, which forms the floor or the ceiling. In the same way, each side wall is formed by an element 16 which differs from the element 14 only by a shorter length.
- the closed combustion chamber cross-section has a constant oval contour.
- Each corner stone 12 is mirror-symmetrical to a diagonal that goes through the corner and bisects the two outer surfaces at an angle in half and has two outer surfaces 18 lying at right angles to one another with recesses 32, 34, a concavely curved inner surface 20 and two stepped connecting surfaces 22, 24 with paragraph 26, the separates a projection 28 from a recess 30.
- connection area section 24 of the projection 28 is approximately at right angles on the inner surface 20. Both connection area sections 22, 24 are parallel and the shoulder 26 extends at right angles between. In the preferred modification shown, which is particularly advantageous in the area of the lateral elements 16, the connection surface section 22 of the recess 30 extends at right angles to the adjacent outer surface 18. The shoulder 26 adjoins at right angles. The pad portion 24 remains unchanged. However, it is also possible to arrange both connection surface sections 22, 24 at right angles to the outer surface 18.
- the ends of the elements 14, 16 are complementary to those of the corner stones 12, so that they are positively received between two corner stones.
- the outer contour of the elements 14, 16 is flat, while their inner contour is concavely curved, in such a way that the inner surfaces of the elements 14, 16 and the corner stones 12 adjoin each other continuously and continuously. This results in a continuously curved cross-section of the furnace, the shape of which can only be changed by the length of the elements 14, 16.
- the horizontal elements 14 are longer than the vertical elements 16, so that there is a lying oval cross section for the furnace. If the elements 14, 16 were exchanged for one another, one would get an oven with a standing oval cross section. If the shorter type were used for all four elements, the result would be a smaller, almost round furnace cross-section.
- each outer surface 18 of a corner stone 12 has an inner recess 32 and a subsequent outer recess 34.
- the inner recess 32 is located at the same distance from the outer surface 18 lying at right angles thereto as the end region of the projection 28 and the recess 32 is complementary with respect to this projection, so that the projection 28 of the corner stone 12 fitted into the recess 32 of the corner stone 12 below it is form-fitting intervenes.
- the outer recesses 34 coincide in cross section with the inner recesses 32 and are arranged at a distance from the corner of the corner stone 12 such that the projections 28 of an attached combination of two corner stones 12 and the shorter element 16 engage positively in the outer recesses 34 of the corner stones 12.
- the front and rear walls of the furnace are formed by pushed-in end walls 36, 38, 40, the wall parts 36 having a curved outline part and a straight outline part.
- the curved part is adapted to the curvature of the stone combination 12, 14.
- This convexly curved peripheral part ends slightly before the inner end of the projection 28, so that the wall part 36 can also be used for the first attachment combination 12, 14 12 and rests with its flat bottom edge on the upper outer surface or furnace ceiling.
- the bottom wall part 36 is used as a mirror image and between the two wall parts 36 there is a narrow strip-shaped intermediate part 40 with straight longitudinal surfaces and convexly curved transverse surfaces corresponding to the curvature of the inner contour of the elements 16.
- the wall part 38 corresponds in principle to the wall part 36, but its surface is close to that , the narrower element 16 having stone combination 12, 16, 12 adapted.
- a cutout 42 for the furnace door is cut into that of the front wall.
- Each corner stone 12 has grooves 44, 46 which run parallel to its two outer surfaces 18 and extend at right angles to its two outer surfaces and extend over the entire length of these outer surfaces, and the elements 14, 16 have continuous grooves 48 at the same distance from their outer surfaces in this way, a rectangular, closed groove ring is created in the part of the furnace member 11 surrounding the furnace.
- Each attachment combination has a coherent U-shaped groove.
- Two adjacent furnace members 11 are now positively connected to one another by bolts 50 which engage in the mutually facing grooves 44, 46, 48 and then glued. The bolts 50 also lock the elements 14, 16 with the corner stones 12.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen aus mehreren hintereinander stehenden, aus Schamottesteinen gemauerten Ofengliedern aufgebauten Ofen, bei dem jedes Ofenglied vier identische Ecksteine und zwischen diesen angeordnete und formschlüssig mit ihnen verbundene Seitenwände, Decke und Boden aufweist und die Decke und der identisch ausgebildete und spiegelbildlich angeordnete Boden innen konkav gewölbt sind und jeder Eckstein zwei Außenflächen sowie zwei Anschlußflächen aufweist.
- Ein derartiger Ofen ist aus der USA-PS 2.319.065 bekannt. Decke, Boden und Seitenwände sind durch eine Vielzahl formschlüssig miteinander verbundener Einzelsteine zusammengesetzt, die ein Auswechseln durchgebrannter Steine zulassen. Jedes Ofenglied braucht einen äußeren Spannrahmen.Zwischen den Seitenwänden und dem Boden sowie der Decke verläuft die Brennraumkontur wegen Eckenbildung unstetig. Es bilden sich im Betrieb Strömungstotzonen aus, die die Heizleistung negativ beeinflussen. Wegen der Vielzahl der Einzelsteine wird viel Arbeitszeit für den Ofenbau benötigt.
- Ein aus der DE-A 3 407 522 bekannter Ofen besteht zwar aus wenigen Einzelteilen - der Ofen ist aus zwei Hälften und der Frontplatte zusammengesetzt - die jedoch wegen ihres großen Gewichtes nur schwer zu transportieren sind.
- Die Strömungstotzonen sind auch hier vorhanden.
- Aufgabe der Erfindung ist es, den Ofen der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß er unter Vermeidung äußerer Spannrahmen selbsthaltend ausgebildet ist, ohne Transportprobleme schneller aufbaubar ist und durch neue Formgestaltung bessere Heizeigenschaften hat.
- Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Ofen mit den eingangs genannten Merkmalen vorgesehen, daß jeder Eckstein eine fünfseitige Außenkontur hat und eine zwischen den Anschlußflächen liegende konkav gewölbte Innenfläche aufweist, die absatzfrei und stetig tangential an die Innenflächen der Seitenwand und der Decke bzw. den Boden anschließt und daß Decke und Boden je aus einem einstückigen Element bestehen.
- Mit der Erfindung wird erreicht, daß jegliche Ecken im Brennraumquerschnitt entfallen, so daß sich keine Totzonen bilden können, die nicht zur Wärmeübertragung beitragen, daß alle Einzelteile von einer Person z.B. über Treppen auch in höherliegende Stockwerke transportiert werden können, gleichwohl aber die Bauzeit des Ofens minimiert und ein selbststehender Ofen von großer Stabilität geschaffen wird.
- Ausgestaltungen der Erfindung bestehen darin, daß der Eckstein - allenfalls abgesehen von seiner Innenfläche - spiegelsymmetrisch zu einer, die Außenecke enthaltenden und den Winkel der beiden Außenflächen halbierenden Diagonalebene ausgebildet ist und daß die Seitenwände je aus einem einstückigen Element bestehen, dessen Anschlußenden mit denjenigen der die Decke und den Boden bildenden Anschlußenden übereinstimmen. Dadurch lassen sich die Seitenwände sowie die Decke und der Boden aufbauen. Die Elemente sind tauschbar. Mit nur zwei unterschiedlich langen Elemententypen können vier verschiedene Ofenquerschnitte erzielt werden. Mit dem Merkmal, daß die Innenflächen der die Seitenwand bildenden Elemente konkav gewölbt sind, wird ein allseits gewölbter Brennkammerquerschnitt erreicht, der kreisförmig, oval oder elliptisch sein kann.
- Eine Weiterbildung besteht dann darin, daß jeder Eckstein an beiden Stirnflächen parallel zu den Deckebenen seiner beiden Außenflächen angeordnete, einander rechtwinklig kreuzende, über im wesentlichen die ganze Länge der Außenfläche reichende Nuten aufweist und die Elemente in demselben Abstand von ihrer Außenfläche je eine Nut aufweisen, sodaß jedes Ofenglied an beiden Stirnseiten je einen geschlossenen, rechteckförmigen Nutenring aufweist und daß je zwei benachbarte Ofenglieder durch in die einander zugewandten Nutenringe eingelegte und verklebte Riegel formschlüssig miteinander verbunden sind. Dank dieser formschlüssigen Verbindung wird eine hohe Dichtigkeit gewährleistet und die Elemente werden mit den Ecksteinen verriegelt.
- Eine Ausgestaltung besteht darin, daß in das vorderste Ofenglied und das hinterste Ofenglied Abschlußwände eingesetzt sind, die mehrere aufeinandergestellte Wandteile aufwesen, von denen die oberste und die unterste identisch ausgebildet, jedoch spiegelbildlich angeordnet sind und eine Außenkontur gleich der Innenkontur einer aus zwei Ecksteinen und einem dazwischen angeordneten Element bestehenden Kombination aufweisen.
- Auch besteht eine Ausgestaltung noch darin, daß die oberen und unteren Außenflächen der Ecksteine mit den eben ausgebildeten Außenflächen der die Decke und den Boden bildenden Elemente von parallelen, horizontalen Berührungsebenen tangiert werden. Der Ofen kann dadurch auf ein ebenes Podest gestellt und es können über der ebenen Decke Zusatzzüge vorgesehen werden, insbesondere derart, daß an mindestens einer Außenfläche des Ecksteins in diesem eine Aussparung vorgesehen ist, die komplementär zum Ende eines an der gegenüberliegenden Anschlußfläche ausgebildeten Vorsprungs ausgebildet und im gleichen Abstand von der anderen Außenfläche des Ecksteins wie dieser Vorsprung angeordnet ist, so daß ein auf dem Eckstein seitenbündig aufgesetzter weiterer Eckstein mit seinem bodenseitigen Vorsprung in die Aussparung des darunter stehenden Ecksteins formschlüssig eingreift und daß über, unter oder neben einer aus zwei Ecksteinen und einem dazwischen angeordneten Element bestehenden Kombination eine weitere identische Kombination auf- bzw. angesetzt ist. Mit dem Merkmal, daß neben der Aussparung zur Anschlußfläche hin eine weitere Aussparung gleichen oder ähnlichen Querschnitts vorgesehen ist, kann eine durch Verwendung eines kürzeren Elementes schmalere Kombination den Ofenkopf bilden.
- Die Erfindung betrifft weiterhin einen Eckstein aus Schamotte zur Herstellung eines Ofens mit zwei parallelen übereck liegenden Außenflächen und zwei je einen Absatz aufweisenden Anschlußflächen, wobei zwischen beiden An.schlußflächen eine konkav gewölbte Innenfläche gebildet ist, deren Umfangslänge mindestens gleich der Länge einer Außenfläche ist,deren, an ihren Enden angelegte Tangentialebenen einen Winkel größer als 90° einschließen. Dieser Eckstein sorgt für den stetigen Übergang zwischen Decke bzw. Boden und Seitenwänden und gewährleistet die Stabilität des Ofens.
- Anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, sei die Erfindung näher beschrieben.
- Es zeigt:
- FIG. 1 eine schematische Vorderansicht eines Ofens vor dem Einsetzen der Vorderwand und
- FIG. 2 eine Querschnittansicht durch den Ofen längs der Linie 2-2 der Fig. 1.
- Ein auf einem nicht dargestellten Podest stehender Ofen 10 besteht aus vier gleichen Ofengliedern 11, die stirnseitig aneinandergesetzt sind. Jedes Ofenglied 11 weist vier identische Ecksteine 12 auf. Zwischen den beiden unteren und oberen Ecksteinen 12 befindet sich je ein Element 14, das den Boden bzw. die Decke bildet. In gleicher Weise wird jede Seitenwand von einem Element 16 gebildet, das sich vom Element 14 nur durch eine geringere Länge unterscheidet. Der so geschlossene Brennraumquerschnitt hat eine stetige Ovalkontur. Jeder Eckstein 12 ist spiegelsymmetrisch zu einer durch die Ecke gehenden, die beiden Außenflächen winkelmäßig halbierenden Diagonalen ausgebildet und hat zwei rechtwinklig zueinander liegende Außenflächen 18 mit Aussparungen 32, 34, eine konkav gewölbte Innenfläche 20 und zwei stufenförmige Anschlußflächen 22, 24 mit Absatz 26, der einen Vorsprung 28 von einer Ausnehmung 30 trennt.
- Gemäß einem Beispiel steht der Anschlußflächenabschnitt 24 des Vorsprungs 28 angenähert rechtwinklig auf der Innenfläche 20. Beide Anschlußflächenabschnitte 22, 24 liegen parallel und der Absatz 26 erstreckt sich rechtwinklig dazwischen. In der bevorzugten dargestellten Abwandlung, die insbesondere im Bereich der seitlichen Elemente 16 vorteilhaft ist, erstreckt sich der Anschlußflächenabschnitt 22 der Ausnehmung 30 rechtwinklig zur benachbarten Außenfläche 18. Der Absatz 26 schließt rechtwinklig an. Der Anschlußflächenabschnitt 24 bleibt unverändert. Es ist jedoch auch möglich, beide Anschlußflächenabschnitte 22, 24 rechtwinklig zur Außenfläche 18 anzuordnen.
- Die Elemente 14, 16 sind an ihren Enden zu denen der Ecksteine 12 komplementär ausgebildet, sodaß sie zwischen je zwei Ecksteinen formschlüssig aufgenommen sind. Die Außenkontur der Elemente 14, 16 ist eben, während deren Innenkontur konkav gewölbt ist und zwar so, daß die Innenflächen der Elemente 14, 16 und der Ecksteine 12 absatzfrei und stetig aneinander anschließen. Damit ergibt sich ein ringsum stetig gewölbter Querschnitt des Feuerungsraumes, dessen Form lediglich durch die Länge der Elemente 14, 16 veränderbar ist. Im Ausführungsbeispiel sind die horizontalen Elemente 14 länger als die vertikalen Elemente 16, sodaß sich ein liegender Ovalquerschnitt für den Feuerungsraum ergibt. Würde man die Elemente 14, 16 gegeneinander vertauschen, erhielte man einen Ofen mit stehendem Ovalquerschnitt. Würde man für alle vier Elemente den kürzeren Typ verwenden, erhielte man einen kleineren nahezu runden Ofenquerschnitt. Unter Verwendung von vier längeren Elementen 14 würde man einen ebenfalls nahezu runden, jedoch im Durchmesser größeren Ofenquerschnitt erhalten. Mit drei Typen von Schamottesteinen, nämlich den Ecksteinen 12 und den beiden Elementen 14, 16 lassen sich also vier verschiedene Ofenquerschnitte realisieren. Mit denselben Steintypen können nun weitere Gaszüge vorgesehen werden, wobei einfach eine zusätzliche Kombination aus zwei Ecksteinen 12 und einem Element 14 oder 16 oben aufgesetzt, seitlich angesetzt oder unten darunter gesetz wird. Im Ausführungsbeispiel sind zwei zusätzliche Kombinationen aufgesetzt, wobei die erste aufgesetzte Kombination das längere Element 14 und die zweite aufgesetzte Kombination das kürzere Element 16 aufweist. Die Ecksteine 12 sind immer dieselben.
- Um die Aufbaukombinationen formschlüssig zu verankern, weist jede Außenfläche 18 eines Ecksteins 12 eine innere Aussparung 32 und eine anschließende äußere Aussparung 34 auf. Die innere Aussparung 32 befindet sich in demselben Abstand von der rechtwinklig dazu liegenden Außenfläche 18 wie der Endbereich des Vorsprungs 28 und die Aussparung 32 ist bezüglich dieses Vorsprunges komplementär ausgebildet, sodaß der Vorsprung 28 des aufgesetzten Ecksteins 12 in die Aussparung 32 des darunterstehenden Ecksteins 12 formschlüssig eingreift. Die äußeren Aussparungen 34 stimmen mit den inneren Aussparungen 32 querschnittsmäßig überein und sind von der Ecke des Ecksteins 12 in solchem Abstand angeordnet, daß die Vorsprünge 28 einer aufgesetzten Kombination aus zwei Ecksteinen 12 und dem kürzeren Element 16 in die äußeren Aussparungen 34 der Ecksteine 12 formschlüssig eingreifen.
- Die Vorder- und Rückwände des Ofens werden durch eingeschobene Abschlußwände 36, 38, 40 gebildet, wobei die Wandteile 36 einen gewölbten Umrißteil und einen geradlinigen Umrißteil aufweisen. Der gewölbte Teil ist an die Wölbung der Steinkombination 12, 14 angepaßt. Dieser konvex gewölbte Umfangsteil endet geringfügig vor dem inneren Ende des Vorsprungs 28, sodaß das Wandteil 36 auch für die erste Aufsatzkombination 12, 14 12 verwendet werden kann und mit ihrer ebenen Bodenkante auf der oberen Außenfläche oder Ofendecke ruht. Das bodenseitige Wandteil 36 ist spiegelbildlich eingesetzt und zwischen beiden Wandteilen 36 befindet sich ein schmales streifenförmiges Zwischenteil 40 mit geradlinigen Längsflächen und konvex gewölbten Querflächen entsprechend der Wölbung der Innenkontur der Elemente 16. Das Wandteil 38 entspricht prinzipiell dem Wandteil 36, seine Fläche ist jedoch an die, das schmalere Element 16 aufweisenden Steinkombination 12, 16, 12 angepaßt. Vor dem Einkleben der Wandteile 36 - 40 wird in derjenigen der Vorderwand eine Ausnehmung 42 für die Feuerungstür eingeschnitten. Jeder Eckstein 12 hat an beiden Stirnflächen jeweils zu seinen beiden Außenflächen 18 parallel verlaufende und sich über die ganze Länge dieser Außenflächen erstrekkende, einander rechtwinklig kreuzender Nuten 44, 46 und die Elemente 14, 16 haben im gleichen Abstand von ihren Außenflächen durchgehende Nuten 48. Auf diese Weise wird in dem, den Feuerungsraum umgebenden Teil des Ofengliedes 11 ein rechteckförmiger geschlossener Nutenring geschaffen. Jede Aufsatzkombination weist eine zusammenhängende U-förmige Nut auf. Zwei benachbarte Ofenglieder 11 werden nun formschlüssig durch Riegel 50 miteinander verbunden, die in die einanderzugewandten Nuten 44, 46, 48 eingreifen und anschließend verklebt. Die Riegel 50 verriegeln auch die Elemente 14, 16 mit den Ecksteinen 12.
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