ES2741137T3 - Horno de cocción para productos cerámicos y similares - Google Patents

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Ruggero Casoni
Lanfranco Cantarelli
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Abstract

Un horno de cocción para productos cerámicos y similares, que comprende al menos un primer canal (2) y al menos un segundo canal (3) definido entre las paredes de dicho horno (1), primeros medios de alimentación (4a) respectivos de los productos en al menos dicho primer canal (2) y segundos medios de alimentación (4b) de los productos en al menos dicho segundo canal (3), medios de cocción respectivos (5) de los mismos productos, medios de intercambio (6) de aire caliente para dirigir flujos de aire predeterminados entre las áreas respectivas del primer canal (2) con áreas del segundo canal (3), para la recuperación de aire caliente entre áreas a diferente temperatura para permitir la reducción de consumo de energía y emisiones, en el que dichos medios de intercambio (6) son adecuados para transferir aire caliente al menos desde una primera área de enfriamiento final (10) de dicho primer canal (2) a al menos una segunda área de precalentamiento (13) de dicho segundo canal (3), y al menos desde una segunda área de enfriamiento final (15) de dicho segundo canal (3) a al menos una primera área precalentamiento (8) de dicho primer canal (2), caracterizado porque dichos medios de intercambio (6) comprenden una distribución de válvulas de compuerta (22), provistas de lumbreras respectivas (23), adecuadas para recoger y ajustar de manera unidireccional el flujo de aire caliente desde dicha primera área de enfriamiento final (10) a dicha segunda área de precalentamiento (13), y desde dicha segunda área de enfriamiento final (15) a dicha primera área de precalentamiento (8), en el que entre las áreas de dicho primer canal (2) y de dicho segundo canal (3) afectadas por dichos medios de intercambio (6) se evita la libre circulación de aire, lo que conduciría a que dichas áreas alcanzaran la misma temperatura, y se permite un flujo unidireccional ajustable de aire caliente desde dichas áreas de enfriamiento final (10, 15) a dichas áreas de precalentamiento respectivas (8, 13).

Description

DESCRIPCIÓN
Horno de cocción para productos cerámicos y similares
CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN
La presente descripción se refiere a un horno de cocción para productos cerámicos y similares.
En particular, la presente invención se refiere a un horno de cocción de tipo de doble canal que permite la recuperación y el intercambio de aire caliente entre los dos canales, para permitir la cocción ideal de los productos con una reducción considerable de consumo de energía y los beneficios subsiguientes en cuanto a impacto medioambiental.
DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA ANTERIOR
Se sabe que el sector de la producción de productos cerámicos, tal como se describe en el documento DE3042708A y similares, usa hornos de cocción de diversos tipos que pueden extenderse horizontalmente incluso docenas de metros; dentro del horno está definido un canal para la alimentación del producto, y en el caso particular de los denominados hornos de doble canal, están definidos dos canales.
El canal normalmente está delimitado por una pared inferior o fondo, por dos paredes laterales y una pared superior o cielo, y en particular, en el caso de los hornos de doble canal, está provisto un cielo intermedio que separa dos canales apilados.
Las paredes están hechas de, o revestidas internamente con material refractario resistente al calor.
Los productos que han de ser cocidos se alimentan a una entrada de canal y se transportan a una salida respectiva sobre medios transportadores, por ejemplo, de tipo rodillo, hechos de un material adecuado para soportar altas temperaturas.
Los productos que han de ser cocidos pueden ser, por ejemplo, baldosas, vajilla, sanitarios, ladrillos y similares. En las paredes laterales del horno están las salidas de los quemadores dispuestas internamente de manera adecuada para crear áreas a diferentes temperaturas a lo largo del canal o los canales, para garantizar que los productos que son transportados dentro de ellos se cuezan.
En particular, se definen las siguientes áreas del horno: una primera área de precalentamiento de los productos alimentados a la entrada del canal, una segunda área intermedia de cocción de productos a temperatura más alta y una tercera área de enfriamiento final de los productos cocidos que termina en la salida del canal.
En el diseño de los hornos, un aspecto cada vez más importante que se tiene en especial consideración es el del consumo de energía, tanto desde el punto de vista económico debido al alto coste del combustible usado para alimentar los quemadores, como desde el punto de vista medioambiental debido a la emisión de gases de efecto invernadero tales como el dióxido de carbono.
Por lo tanto, los hornos más recientes de tipo conocido cuentan con medidas técnicas que permiten que la recuperación de aire caliente se envíe a los quemadores como aire de combustión con el fin de reducir el consumo de combustible.
Sin embargo, el ahorro de energía obtenible con hornos del tipo conocido no es enteramente satisfactorio, por consideraciones tanto económicas como de impacto ambiental, y todavía existen márgenes de mejora para su eficiencia.
OBJETOS DE LA INVENCIÓN
El propósito técnico de la presente invención es, por lo tanto, desarrollar un horno para productos cerámicos y similares, que permita una reducción adicional del consumo de energía y una reducción de emisiones en comparación con los hornos de un tipo conocido.
Dentro de este propósito técnico, un objeto particular de la presente invención es proporcionar un horno para productos cerámicos y similares, simple de utilizar y rápido de usar y mantener.
Este propósito y este objeto se logran mediante el horno de cocción para productos cerámicos y similares, según la reivindicación 1 adjunta.
El horno de cocción según la presente invención, como se describe en la reivindicación independiente 1, es del tipo que comprende al menos un primer canal y al menos un segundo canal definidos entre las paredes del propio horno, además incluye sus primeros elementos de alimentación de productos en al menos el primer canal y segundos elementos de alimentación de productos en al menos el segundo canal respectivos, e incluye medios respectivos de cocción de los propios productos; el horno también comprende medios de intercambio de aire caliente para enviar flujos predeterminados de aire entre las áreas respectivas del primer canal con áreas del segundo canal, para la recuperación de aire caliente entre áreas a diferentes temperaturas, para permitir la reducción de consumo de energía e impacto medioambiental.
Los medios de intercambio anteriores son adecuados para transferir aire caliente desde al menos una primera área de enfriamiento final del primer canal a al menos una segunda área de precalentamiento del segundo canal, y desde al menos una segunda área de enfriamiento final del segundo canal a al menos una primera área de precalentamiento del primer canal.
Los medios de intercambio anteriores comprenden una distribución de válvulas de compuerta, provistas de lumbreras respectivas, adecuadas para recoger y ajustar de manera unidireccional el flujo de aire caliente desde la primera área de enfriamiento final a la segunda área de precalentamiento, y desde la segunda área de enfriamiento final a la primera área de precalentamiento.
Características ventajosas adicionales se describen en las reivindicaciones dependientes.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Cualquier experto en la materia entenderá mejor las características de la invención a partir de la siguiente descripción y los dibujos adjuntos, proporcionados a título de ejemplo no limitativo, en los que:
la figura 1 es una vista lateral esquemática de las operaciones del horno de cocción para productos cerámicos y similares, según la presente invención;
la figura 2 es una vista en sección longitudinal de una porción del horno de cocción para productos cerámicos y similares,
según la presente invención; la figura 3 es una sección transversal del horno que destaca medios de intercambio de aire caliente asociados con un cielo intermedio del horno de cocción para productos cerámicos y similares, según la presente invención; la figura 4 es una vista en perspectiva de los medios de intercambio de aire caliente asociados con un cielo intermedio del horno de cocción para productos cerámicos y similares, según la presente invención.
REALIZACIONES DE LA INVENCIÓN
Con referencia a la figura adjunta 1, se usa 1 para indicar en general un horno de cocción para productos cerámicos y similares, según la presente invención.
El horno de cocción 1 para productos cerámicos y similares, es del tipo que comprende al menos un primer canal 2 y al menos un segundo canal 3 definidos entre las paredes del mismo horno 1.
El horno 1 también comprende primeros medios de alimentación de productos 4a respectivos en al menos el primer canal 2; el horno también comprende segundos medios de alimentación de productos 4b en al menos el segundo canal 3, y comprende medios de cocción 5 respectivos de los mismos productos.
El horno 1 comprende medios de intercambio 6 de aire caliente para enviar flujos de aire predeterminados entre áreas respectivas del primer canal 2 con áreas del segundo canal 3, para la recuperación de aire caliente entre áreas a diferente temperatura para permitir una reducción del consumo de energía y el impacto medioambiental.
El primer canal 2 comprende al menos una primera entrada 7 para alimentar los productos, al menos una primera área de precalentamiento 8 para los mismos, al menos una primera área de cocción intermedia apropiada 9, al menos una primera área de enfriamiento final 10 y una primera salida 11.
El segundo canal comprende al menos una segunda entrada 12 para los productos, al menos una segunda área de precalentamiento 13 para los mismos, al menos una segunda área de cocción intermedia apropiada 14, al menos una segunda área de enfriamiento final 15 y una segunda salida de productos 16.
En particular, los medios de intercambio anteriores 6 son adecuados para llevar aire caliente de manera unidireccional desde al menos una primera área de enfriamiento final 10 del primer canal 2 a al menos la segunda área de precalentamiento 13 del segundo canal 3, y desde al menos la segunda área de enfriamiento final 15 del segundo canal 3 a al menos la primera área de precalentamiento 8 del primer canal 2.
Más detalladamente, el primer canal 2 y el segundo canal 3 están apilados y definidos entre una pared inferior o fondo 17, al menos una pared lateral 18 y en particular entre dos paredes laterales 18, una pared superior o cielo 19, y al menos un cielo de separación intermedio 20.
En las paredes laterales 18, internamente, están las salidas de los quemadores de los medios de cocción 5 dispuestas adecuadamente para crear las dichas áreas a diferentes temperaturas a lo largo del primer canal 2 y el segundo canal 3, para garantizar la cocción adecuada de los productos.
En particular, el cielo intermedio 20 está sostenido sobre barras 21, por ejemplo, barras de carburo de silicio, con los extremos adecuadamente asociados con ranuras opuestas respectivas de las paredes laterales 18; el cielo intermedio 20 puede ser multicapa con elementos en material refractario, que también puede ser aislante, de diferentes tipos. La primera entrada 7 y la primera salida 11 del primer canal 2 están dispuestas opuestas a la segunda entrada 12 y a la segunda salida 16 del segundo canal 3, respectivamente, y los primeros medios de alimentación 4a y segundos medios de alimentación 4b respectivos mencionados anteriormente son adecuados para transportar los productos a lo largo del primer canal 2 en la dirección opuesta a la de los productos transportados a lo largo del segundo canal 3. Los primeros medios de alimentación 4a y los segundos medios de alimentación 4b son, por ejemplo, rodillos, hechos de material resistente a altas temperaturas.
Todas las paredes del horno 1 están hechas de, o revestidas con materiales refractarios resistentes al calor.
Los medios de intercambio de aire caliente 6 mencionados anteriormente están asociados con el cielo intermedio 20. El primer canal 2 y el segundo canal 3 están apilados con la primera área de precalentamiento 8 ubicada en una posición elevada sustancialmente en la segunda área de enfriamiento final 15, con la primera área de cocción intermedia 9 ubicada en una posición elevada sustancialmente en la segunda área de cocción intermedia 14, y con el área de enfriamiento final 10 ubicada en una posición elevada sustancialmente en la segunda área de precalentamiento 13.
En particular, los medios de intercambio 6 están asociados con el cielo intermedio 20 en las secciones de separación de la primera área de precalentamiento 8 de la segunda área de enfriamiento final 15, y de la primera área de enfriamiento final 10 de la segunda área de precalentamiento 13.
Más detalladamente, los medios de intercambio 6 comprenden una distribución de válvulas de compuerta 22 que permite recoger y ajustar de manera unidireccional el flujo de aire caliente entre las áreas del primer canal 2 y el segundo canal 3 a diferentes temperaturas, como se describió anteriormente.
Tales medios de intercambio 6 son ajustables para regular el flujo de aire caliente a través de controles respectivos accesibles desde el exterior del horno 1 a través de las portezuelas apropiadas, y pueden ser operados manualmente por el usuario.
Más detalladamente, las válvulas de compuerta 22 son adecuadas para regular los flujos de aire caliente de manera unidireccional por medio del cierre selectivo de las lumbreras respectivas 23 definidos en el cielo intermedio 20. El cielo intermedio 20 también comprende elementos de cobertura respectivos 24 ubicados en una posición elevada en cada lumbrera 23 mencionada anteriormente, para impedir que caiga ningún residuo de cocción dentro de él. Además, el horno 1 comprende medios de bombeo 25 para facilitar el intercambio de aire caliente entre áreas del primer canal 2 y del segundo canal 3 a través de dichos medios de intercambio 6 y de las maneras descritas anteriormente.
En particular, los medios de bombeo 25 permiten enviar aire caliente de manera unidireccional al menos desde la primera área de enfriamiento final 10 a la segunda área de precalentamiento 13, y desde la segunda área de enfriamiento final 15 a la primera área de precalentamiento 8.
Estos medios de bombeo 25 son, por ejemplo, del tipo de canalización asociado con ventiladores/compresores y válvulas de control de flujo de aire respectivos.
El horno 1 comprende medios de recuperación para recoger aire caliente de áreas del primer canal 2 y del segundo canal 3 y transportar el mismo como aire de combustión a los quemadores de los medios de cocción 5, para reducir el consumo de combustible.
En particular, el aire caliente recogido de áreas del primer canal 2 se envía a quemadores respectivos del segundo canal 3, y el aire caliente recogido de áreas del segundo canal 3 se envía a quemadores respectivos del primer canal 2.
El horno 1 está provisto de medios de circulación controlada 26 del aire y los gases de escape que comprenden una distribución adecuada de tuberías, conductos de humos, ventiladores de velocidad variable, por ejemplo, con un motor eléctrico accionado por un inversor, válvulas de cierre y sensores para el control de presión y temperatura interconectados a al menos un procesador de control.
En otra versión del horno 1, el primer canal 2 y el segundo canal 3 pueden estar lado a lado y definidos entre al menos una pared inferior o fondo 17, dos paredes laterales 18, al menos una pared superior o cielo 19 y al menos una pared vertical divisoria intermedia, estando asociados dichos medios de intercambio 6 de aire caliente al menos con dicha pared vertical intermedia. Esta versión no se muestra en las figuras.
El funcionamiento del horno de cocción 1 para productos cerámicos y similares, según la invención es, como se describe, completamente intuitivo.
Los productos se alimentan a la primera entrada 7 y a la segunda entrada 12 y a través de los rodillos de los primeros medios de alimentación 4a y de los segundos medios de alimentación 4b se transportan en direcciones opuestas respectivamente a lo largo de al menos la primera área de precalentamiento 8, la primera el área de cocción intermedia 9 y la primera área de enfriamiento final 10 a la primera salida 11 del primer canal 2, y a lo largo de al menos la segunda área de precalentamiento 13, la segunda área de cocción intermedia 14 y la segunda área de enfriamiento final a la segunda salida 16 del segundo canal 3.
A lo largo del primer canal 2 y del segundo canal 3, se pueden alimentar y cocer diferentes tipos de producto que requieren diferentes cocciones, ya que las temperaturas de las áreas del primer canal 2 y del segundo canal 3 pueden configurarse y ajustarse independientemente, según los requisitos de cocción de los productos procesados.
Los medios de intercambio 6 ubicados en las secciones del cielo intermedio 20 que separan la primera área de precalentamiento 8 de la segunda área de enfriamiento final 15, y la primera área de enfriamiento final 10 de la segunda área de precalentamiento 13, permiten la recuperación y el envío de aire caliente desde áreas de temperatura/presión más altas a más bajas, también gracias al uso de los medios de bombeo 25 mencionados anteriormente.
El flujo de aire caliente se ajusta según lo considere adecuado el usuario mediante los controles provistos accesibles desde el exterior del horno 1, que permiten el ajuste selectivo de la apertura de las válvulas de compuerta 22 de los medios de intercambio 6.
Tal recuperación de aire caliente permite usar menos combustible para calentar las áreas del primer canal 2 y del segundo canal 3 hacia donde se dirige, con ahorros económicos y de energía evidentes también desde un punto de vista medioambiental. Para reducir el consumo de combustible, el horno 1 comprende también los medios de recuperación que recogen aire caliente de la primera área de enfriamiento 10 y de la segunda área de enfriamiento 15 para enviarlo como aire de combustión a los quemadores del segundo canal 2 y el primer canal 3 - respectivamente. La invención, así concebida, permite asegurar importantes ventajas técnicas.
Una ventaja técnica importante es el hecho de que el horno de cocción 1 para productos cerámicos y similares, gracias a la recuperación de aire caliente entre las áreas del primer canal 2 y del segundo canal 3, permite un ahorro considerable de combustible y, en consecuencia, una reducción adicional de costes y consumo de energía en comparación con los hornos de un tipo conocido.
Entre las áreas del primer canal 2 y el segundo canal 3 afectadas por los medios de intercambio 6 no existe libre circulación de aire, lo que conduciría a que dichas áreas alcanzaran la misma temperatura, sino un flujo unidireccional ajustable con mucha precisión de aire caliente desde las áreas de enfriamiento final 10, 15 a las áreas de precalentamiento 8, 13.
De hecho, el objetivo principal de la presente solución es obtener un enfriamiento efectivo de los productos en las áreas de enfriamiento final 10, 15 recuperando calor para enviarlo a las áreas de precalentamiento correspondientes 8, 13.
Además, el horno 1 según la presente invención permite reducir las emisiones, con ventajas también desde un punto de vista medioambiental.
Las válvulas de compuerta 22 pueden estar más concentradas - es decir, espaciadas a intervalos más pequeños - en algunas partes del cielo intermedio 20 en comparación con otras, para sacar el máximo partido de la temperatura del aire caliente que ha de transportarse a las áreas de precalentamiento 8, 13.
En la realización representada en las figuras, las válvulas de compuerta 22 están principalmente concentradas - con referencia a la dirección de alimentación de los productos en el primer canal 2 y en el segundo canal 3 - al comienzo de la primera área de enfriamiento final 10 y la segunda área de enfriamiento final 15: de hecho, en tales porciones iniciales, la temperatura del aire es más alta y, por lo tanto, la eliminación del aire caliente de estas áreas proporciona los mejores resultados en cuanto a recuperación de calor.
De este modo se ha visto cómo la invención logra los fines previstos.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Un horno de cocción para productos cerámicos y similares, que comprende al menos un primer canal (2) y al menos un segundo canal (3) definido entre las paredes de dicho horno (1), primeros medios de alimentación (4a) respectivos de los productos en al menos dicho primer canal (2) y segundos medios de alimentación (4b) de los productos en al menos dicho segundo canal (3), medios de cocción respectivos (5) de los mismos productos, medios de intercambio (6) de aire caliente para dirigir flujos de aire predeterminados entre las áreas respectivas del primer canal (2) con áreas del segundo canal (3), para la recuperación de aire caliente entre áreas a diferente temperatura para permitir la reducción de consumo de energía y emisiones, en el que dichos medios de intercambio (6) son adecuados para transferir aire caliente al menos desde una primera área de enfriamiento final (10) de dicho primer canal (2) a al menos una segunda área de precalentamiento (13) de dicho segundo canal (3), y al menos desde una segunda área de enfriamiento final (15) de dicho segundo canal (3) a al menos una primera área precalentamiento (8) de dicho primer canal (2), caracterizado porque dichos medios de intercambio (6) comprenden una distribución de válvulas de compuerta (22), provistas de lumbreras respectivas (23), adecuadas para recoger y ajustar de manera unidireccional el flujo de aire caliente desde dicha primera área de enfriamiento final (10) a dicha segunda área de precalentamiento (13), y desde dicha segunda área de enfriamiento final (15) a dicha primera área de precalentamiento (8), en el que entre las áreas de dicho primer canal (2) y de dicho segundo canal (3) afectadas por dichos medios de intercambio (6) se evita la libre circulación de aire, lo que conduciría a que dichas áreas alcanzaran la misma temperatura, y se permite un flujo unidireccional ajustable de aire caliente desde dichas áreas de enfriamiento final (10, 15) a dichas áreas de precalentamiento respectivas (8, 13).
2. Un horno según la reivindicación 1, en el que dicho al menos primer canal (2) y dicho al menos segundo canal (3) están apilados y definidos entre al menos una pared inferior o fondo (17), al menos una pared lateral (18), al menos una pared superior o cielo (19), y al menos un cielo divisorio intermedio (20), estando dispuestas una primera entrada (7) y una primera salida (11) de dicho primer canal (2) opuestas respectivamente a una segunda entrada (12) y a una segunda salida (16) de dicho segundo canal (3), estando diseñados dichos primeros medios de alimentación (4a) y segundos medios de alimentación (4b) respectivos para alimentar los productos a lo largo de dicho primer canal (2) en una dirección opuesta dirección a la de los productos alimentados en dicho segundo canal (3).
3. Un horno según la reivindicación 2, en el que dichos medios de intercambio (6) de aire caliente están asociados a al menos dicho cielo intermedio (20).
4. Un horno según una de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho primer canal (2) y dicho segundo canal (3) están apilados con dicha primera área de precalentamiento (8) ubicada en una posición elevada sustancialmente en dicha segunda área de enfriamiento final (15), con al menos una primera área de cocción intermedia (9) de dicho primer canal (2) ubicada en una posición elevada sustancialmente en al menos una segunda área de cocción intermedia (14) de dicho segundo canal (3), y con dicha primera área de enfriamiento final (10) ubicada en una posición elevada sustancialmente en dicha segunda área de precalentamiento (13).
5. Un horno según una de las reivindicaciones 2-4, en el que dichos medios de intercambio (6) están asociados con dicho cielo intermedio (20) al menos en las secciones de separación de dicha primera área de precalentamiento (8) de dicha segunda área de enfriamiento final (15), y de dicha primera área de enfriamiento final (10) de dicha segunda área de precalentamiento (13).
6. Un horno según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos medios de intercambio (6) son ajustables para regular los flujos de aire caliente a través de controles respectivos ubicados fuera del horno (1) y controlables manualmente por un usuario.
7. Un horno según una de las reivindicaciones 2-6, en el que dichas válvulas de compuerta (22) son adecuadas para regular los flujos de aire caliente a través del cierre selectivo de las lumbreras (23) definidas en dicho cielo intermedio (20).
8. Un horno según una de las reivindicaciones 2-7, en el que dicho cielo intermedio (20) comprende elementos de cubierta respectivos (24) ubicados en una posición elevada en cada una de dichas lumbreras (23).
9. Un horno según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende medios de bombeo (25) para facilitar el intercambio de aire caliente entre áreas de dicho primer canal (2) y de dicho segundo canal (3) a través de dichos medios de intercambio (6).
10. Un horno según una de las reivindicaciones anteriores, en el que dichas válvulas de compuerta (22) están concentradas más densamente, con referencia a la dirección de alimentación de los productos en dicho primer canal (2) y en dicho segundo canal (3), en las secciones iniciales de dicha primera área de enfriamiento final (10) y dicha segunda área de enfriamiento final (15), donde la temperatura del aire es más alta.
11. Un horno según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende medios de recuperación para recoger aire caliente de áreas de dicho primer canal (2) y de dicho segundo canal (3) y transportar el mismo como aire de combustión a los quemadores de dichos medios de cocción (5) de dicho segundo canal (3) y a los quemadores de dichos medios de cocción (5) de dicho primer canal (2), respectivamente, para reducir el consumo de combustible.
12. Un horno según la reivindicación 1, en el que dicho primer canal (2) y dicho segundo canal (3) están lado a lado y definidos entre al menos una pared inferior o fondo (17), dos paredes laterales (18), al menos una pared superior o cielo (19) y al menos una pared vertical divisoria intermedia, estando asociados dichos medios de intercambio (6) de aire caliente al menos con dicha pared vertical intermedia.
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