HU176252B - Continuous furnace for burning particularly ceramic articles - Google Patents

Description

A találmány tárgya alagútkemence, főleg kerámiatárgyak égetésére, amely szilárd tüzelőanyaggal fűthető.

A kerámiatárgyak égetésére szolgáló alagútkemencéket általában gázzal vagy olajjal fűtik. Ismeretesek 5 azonban már olyan alagútkemencék is, amelyeknél a szilárd tüzelőanyaggal történő fűtést oldalirányban elrendezett, rostéllyal rendelkező tüzelőberendezésekkel oldották meg. Ezen oldalirányban elrendezett rostélyos tüzelőberendezések esetében a tűz tér az 10 égetőcsatorna bélésének belsejében volt elhelyezve. Az oldalirányú fűtés jelentős hátránya, hogy ezzel a módszerrel csak viszonylag kis szélességű égetőcsatorna alakítható ki, mert a szokásos hosszirányú áramlás következtében az égetőcsatorna középső tartománya- 15 ba, és így a töltet középső részébe nem jut megfelelő hő.

Bár a szilárd tüzelőanyaggal fentről lefelé közvetlenül történő fűtés lehetővé teszi szélesebb égetőcsatornák kialakítását, mégis nagyon hátrányos ennél a 20 megoldásnál, hogy a hamu az égetendő anyagra hullik.

A fenti említett ismert megoldásokból kiindulva célkitűzésünk a bevezetőrészben ismertetett típusú olyan kemence kialakítása, amely szélesebb égetőcsa- 25 tornák kialakítását, valamint szilárd tüzelőanyag, mint pl. fa, szén, vagy más hasonló tüzelőanyag alkalmazását teszi lehetővé, mégpedig anélkül, hogy az égetendő anyagra vagy az égetőkocsi rakományára hamu rakódna. 30

A találmány lényege abban van, hogy a kemencében olyan gázáramlást hozunk létre, amely igen széles égetőcsatornák esetében is kifogástalan hőátvitelt biztosít az égetendő anyag és az égethető gáz között, egészen a kemencetöltet közepéig, továbbá, hogy lehetővé válik az égetőkocsinak a kemencében való folyamatos áthaladása.

A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldjuk meg, hogy az égetőcsatorna oldalfalai a kemence hosszanti tengelye mentén befelé néző, váltakozva elrendezett nyúlványokkal és ezekkel szemben fekvő kimélyítésekkel rendelkeznek, és a kemencében olyan fő gázáramot áramoltatunk át, amely a kemence hossza mentén az égetőkocsihoz ellenáramban folyik. Erre a fő gázáramra oly módon szuperponálunk egy váltakozó irányú gázáramlást, hogy az összegezett gázáram az égetőkocsi szállítási irányával szemben zarándoklépésben halad.

Előnyös, ha az égetőcsatorna két belső oldalfala hullám- vagy cik-cakk alakban van elrendezve és ezek egy cik-cakk vagy hullámos alakú égetőcsatornát képeznek.

Előnyös továbbá, ha az égetőkocsi rakománya és az oldalfalak közötti kétoldali szabad keresztszelvények száma az alagútkemence hosszán legalább megközelítőleg azonos.

A fentiek szerint kialakított alagútkemencében a kemence hosszirányában áramló gázt az oldalfalak . elrendezése és kialakítása révén az égetőcsatorna középvonala felé harántírányban haladó áramlásokká

alakítjuk, amelyek a fűtött tűztéren át haladnak. A tűztérben keletkező hő így eljut a kemence töltetének belsejébe. A találmány szerinti alagútkemencében két oldalról megy végbe a hőátvitel az égetőcsatorna belseje felé. Jobb hőátvitelt érhetünk el, ha az égetendő anyagot oly módon rakjuk máglyába, hogy az égetőcsatorna harántirányára hegyesszögben olyan fűtőjáratok jönnek létre az égő máglyák között, amelyek az egymással szemben átlósan fekvő fűtőfülkék vagy fűtőnyúlványok közötti áramlást megkönnyítik.

A gáz lényegében cikcakkban áramlik át az alagutkemencén.

A találmány szerint lehetővé válik, hogy a tüzelőhelyeket mindenkor a kimélyítéseken keresztül alakítsuk ki.

A találmány egyik kiviteli változata szerint a tüzelőhelyeket a befelé néző nyúlványokon is kialakíthatjuk, mely esetben a nyúlványokat befelé határoló falakon átlépő- vagy kilépőnyílásokat alakítunk ki a fűtőgáz részére. Ez utóbb említett kiviteli alak szilárd tüzelőanyaggal való fűtést tesz lehetővé és kizárja annak lehetőségét, hogy a kemencegáz áramlásával hamu vagy bármilyen más visszamaradó égéstermék az égetőcsatornába kerüljön.

A tüzelőhelyek befelé néző nyúlványokon való, egyidejűleg átlépő- vagy kilépőnyílásokkal történő kialakításának előnye, hogy az olyan szilárd vagy hulladék tüzelőanyagok is elégethetők, amelyeknek fajsúlya viszonylag kicsi, és amelyek hamujának fajsúlya épp így kicsi. Ilyen tüzelőanyag pl. a fa, kakaóhéj és dióhéj. Ezenkívül fűthetjük a kemencét pl. fűrészporral is. Az egymással szembenéző kilépőnyílások ferde kialakítása biztosítja, hogy a tüzelőhelyet a fő gázáram közvetlenül nem érinti, minek következtében a fő gázáram a könnyű hamut nem viszi magával.

Rendkívül előnyös, ha az égetőcsatorna be- és/vagy kimeneti részére egy, a gáz ide-oda való áramlását biztosító berendezést csatlakoztatunk. Ezenkívül az égetőcsatorna legalább egyik végén, ezen berendezés után egy különböző térfogatú gáz befogadására alkalmas berendezést csatlakoztatunk, amelyet „térfogatkiegyenlítő szerkezetinek nevezhetünk.

A találmány egy további kiviteli változata szerint az elhasznált gázt olyan magas hőmérsékleten vezetjük el a kemencéből, amely hőmérséklet a félkokszgáz képződéséhez szükséges hőmérséklet fölött van. Ennél a kiviteli alaknál az egészségre káros anyagokat tartalmazó távozó gázokat utólag elégetjük. Ily módon olyan minőségű gázt nyerünk, amelynek a szabadba történő kibocsátása nem ütközik az egyébként nehezen betartható törvényes előírásokba.

Rendkívül előnyös, ha a tüzelőanyag adagolását a kemencében áramló gáz haladásának időbeli függvénye figyelembevételével, nevezetesen a gáz oda- és visszaáramlása között adódó áramlásmentes periódusban végezzük.

A találmány egy további kiviteli változata szerint a kemencét legalább részben hulladékanyaggal fűtjük.

A további jellemzőket a rajz, annak ismertetése és az aligénypontok ismertetik.

A találmány példaként! kiviteli alakját rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon az

1. ábra cikcakk alakú égetőcsatornával rendelkező alagútkemence vízszintes hosszmetszete vázlatosan, a

2. ábra hullámos égetőcsatornával rendelkező alagútkemence vízszintes hosszmetszete vázlatosan, a

3. ábra az 1. ábra szerinti alagútkemencének a III—III síkban vett keresztmetszete, a

4. ábra a találmány szerinti alagútkemence egy további kiviteli alakjának vízszintes hosszmetszete, a

4. a) ábra a 4. ábra IVa-IVa síkjában vett keresztmetszetet ábrázolja, az

5. ábra a találmány szerinti alagútkemencének egyik további kiviteli változatát ismerteti vízszintes hosszmetszetben, az

5. a) ábra a találmány szerinti alagútkemence függőleges hosszmetszete, a vázlatosan ábrázolt járulékos részekkel, a

6. ábra a kemencegáznak az 5. és 5.a) ábrák szerinti alagútkemencében való hőeloszlásának görbéjét szemlélteti.

Amint az 1. ábrán látható, az 1 alagútkemence cikcakk alakú la égetőcsatornával rendelkezik. A vázlatosan ábrázolt égetőkocsik az lb irányában haladnak át a kemencén, mégpedig az 1. ábra szerint balról jobbra.

A fő gázáram az le nyíl irányában jobbról balra, az égetőkocsi haladási irányával ellenáramban halad. A gáz itt nem egyenletesen, hanem zarándoklépésben áramlik. Az le nyű irányú fő gázáramra rövid ideig pulzáló gázáramot adunk, minek következtében az összegezett gázáram zarándoklépésben halad az ld égetőkocsi szállítási irányával szemben. Az első mozgási periódusban a gázoszlop az la égetőcsatornában gyakorlatilag 30cm-t halad balra. Közvetlenül ezután a gázoszlop 20 cm-es utat tesz meg jobbra, ezután ismét újabb 30 cm-t balra, és így tovább. Az említett irány változtatásokkor a gáz áramlása rövid ideig szünetel.

Az la égetőcsatorna oldalfalainak kiképzése következtében a gáz nem csak a kemence hosszanti irányában, hanem annak harántirányában is áramlik, minthogy ezt az 1 e szaggatott vonalak mutatják.

A 3 tüzelőhelyek mindenkor kimélyítésekben vannak elrendezve. A kimélyítések befelé néző nyúlványokkal szemben fekszenek.

Az ld égetőkocsi rakománya mellett oldalsó vízszintes szabad bl és b2 felületek vannak, amelyek az ld égetőkocsi rakománya és az la égetőcsatorna belső falai közötti oldalsó szabad áramlási szelvényeket alkotnak. Az 1. és 2. ábrákon ismertetett kiviteli alakok esetében a bl és b2 felületek száma a kemence egész hosszában mindig egyenlően nagy. Az égetendő anyag megfelelő módon történő elhelyezésével ennél a szerkezeti kialakításnál az égetendő anyag mindig harántirányban áramlik. A 3 tüzelőhelyeken felvett hőt ez az áramlás a töltet (égetendő anyag) belseje felé viszi magával. A gázoszlop zarándoklépésben való előrehaladása következtében a hőátvitel két oldalról kiindulva az la égetőcsatorna közepe felé történik.

A 2. ábra az 1. ábrához igen hasonló kiviteli alakot szemléltet, amely azonban az 1. ábra szerinti kiviteli alaktól abban különbözik, hogy az égetőcsatoma itt nem cikcakk, hanem hullám alakú.

A 3. ábrán a szilárd tüzelőanyag beadagolásának helye közelebbről látható. A szilárd tüzelőanyagot egy, az 1 alagútkemence mennyezetén elhelyezett adagolószerkezettel juttatjuk az égetőcsatornába. A hamut egy alsó keresztirányú nyíláson át távolijuk el.

A 4. és 4.a) ábrákon az alagútkemence egy további kiviteli alakját szemléltetjük. Ezen kiviteli alak esetében is az egyik oldalnak megfelelően a másik oldalon kialakított kimélyítések a befelé néző nyílásokkal szemben fekszenek. Ezen kiviteli alak esetében azonban a rakomány melletti oldalsó szabad áramlási szelvények száma a kemence teljes hosszában - az 1. és 2. ábrák szerinti kiviteli alakoktól eltérően — nem azonos. A kemence 7 gázáramának harántirányú mozgása azonban ennél a kiviteli alaknál is fennáll, és a kemencegáz hasonlóképpen zarándoklépésben halad a kemence hosszanti irányában.

Ezen kiviteli alak esetében a 9 tüzelőhelyek a 8 nyúlványokon vannak elrendezve, mégpedig azon falak mögött, amelyek a kemencegáz részére 6 nyílásokkal vannak ellátra. A tüzelőanyag adagolása ezen kiviteli változat esetében is a kemenceboltozat felől történik és a hamu egy 3a keresztirányú nyíláson át a 10 kihordószerkezettel, pl. vízszintes szállítócsigával, egy 11 hamutárolóba távolítjuk el.

Ezen kiviteli alaknál a 9 tüzelőhelyet a kemencében áramló fő 7 gázáram közvetlenül nem érinti, így tehát a könnyű hamut a fő 7 gázáram nem viszi magával, ami egyébként pl. fűrészpornak mint tüzelőanyagnak való alkalmazása esetén előfordulhat.

Az 5 töltetek közti fűtőjáratokon a kemence 7 gázárama (másodlagos) keresztüljut.

Az 5. és 5.a) ábrákon további kiviteli alakot szemléltetünk. Az égetőcsatorna itt is megközelítőleg cikcakk alakú, és a gáz a korábban ismertetett módon áramlik.

Az ismertetett kiviteli alakok esetében a káros anyagokat tartalmazó gázokat utólag teljesen elégetjük a szokásos módon. A gázáram (ebben) a kemencében, főleg annak felfűtési zónájában örvénylik. A fentebb részletesen ismertetett kemencével azonos feltételek mellett nagy teljesítmények érhetők el. Ugyanakkor biztosítható, hogy a felfűtési görbe — a felfűtési zóna hőmérsékletének görbéje — a hosszadalmas folyamat miatt az égetendő anyagtól függetleníthető, tehát a kemence egyéb zónáitól, valamint azok hőmérsékleti és gázokra vonatkoztatott légköri viszonyaitól független legyen. Ennél a kiviteli alaknál lehetővé válik, hogy a felfűtési görbének az ellenáramú fűtésnél elkerülhetetlenül — gyakran — hátrányos alakulását kiküszöböljük, ugyanis lehetővé válik, hogy a felfűtési zónában is kívánt hőmérsékletű hosszabb tartózkodási időt érjünk el. Ez arra a hőmérséklettartományra vonatkozik, amelyben a félkokszgáz képződése igen intenzív, és amely a gyulladási hőmérsékletet még nem érte el.

Ez a kiviteli alak megoldja továbbá azt a feladatot, hogy a félkokszgázokat a kemence magas hőmérsékletű zónájában kellően hosszú ideig időztessük ahhoz, hogy azok ott teljesen elégjenek és, hogy a kemencét minimális légfelesleggel üzemeltethessük, minek következtében a kemence igen gazdaságosan üzemeltethető.

Ezen kiviteli alak esetében szilárd, folyékony vagy gáz halmazállapotú tüzelőanyaggal fűtjük a kemencét a felfűtési zónában az említett nyúlványok útján, amelyek a kc.etk/zó fűtőgázokat az említett nyílásokon át a fő gázáramba továbbítják. A nyúlványokon belül kialakított égetőterekben a hőmérséklet elég magas althoz, hogy az oda adagolt tüzelőanyag elégjen. Emellett biztosítható, hogy a szomszédos égetendő anyag hőmérséklete ne csökkenjen.

A felfűtcsi zóna kimeneti részén a füstgázok elvezetésére szolgáló semmilyen kilépőnyílással nem rendelkezik a kemence, úgy hogy a kemence bemenetén félkokszgáz nem távozhat a környező atmoszférába. Ehelyett a felfűtési zóna bemeneti részén pótlólagos fúvató vagy a 12 váltakozó irányú áramlást biztosító, gázt mozgató berendezés és 13 térfogatkiegyenlítő szerkezet van elrendezve. Ezen berendezéseket mind a kemence kimenetén - ahol az égetőcsatorna zárt nünd a kemence két végén elhelyezhetjük. Ezen berendezéseknek a kemence két végén történő elhelyezése különösen a hosszabb égetőcsatornák esetében előnyös.

A pótlólagos 12 fúvató a gáz áramlási irányát gyors egymásutánban, azaz másodpercek alatt változtatja, és az égetőcsatornából felvett gázmennyiséget abba a 13 térfogatkiegyenlítő berendezésbe nyomja, amely ellentétben a külső atmoszférával, zárt teret alkot. A következő pillanatban a 13 térfogatkiegyenlítő berendezésből a korábban befúvott mennyiség ismét az égetőcsatornába jut. Ily módon az égetőcsatornában keresztirányú áramlás jön létre, amikor is a gázáram intenzíven örvénylik, miáltal a kemencegázok hőjének az égetendő anyagra való átvitele biztosítható. A felfűtési zóna tüzelőhelyein ekkor a fűtőgázok a nyílásokon át a fő gázárammal keverednek, és így az alagútkemence felfűtési zónájának fűtése megtörténik.

A felfűtési zónában az égetendő anyagból keletkező félkokszgázok a felfűtési zóna tüzelőhelyein keletkező gázokkal együtt a felfűtési zónán át ritmikusan haladnak a tüzelési zóna irányába, és azok a 14 kilépőnyílásokon át a tüzelési zónán belül vagy a hűtési zónához vezető átmeneten 15 hőcserélőhöz vagy más fogyasztóhoz jutnak. A felfűtési zónában az alacsonyabb hőmérsékleti tartományban keletkező elhasznált gázokat olyan magasabb hőmérsékleten vezetjük el a kemencéből, amely hőmérsékleten a félkokszgáz elég és a bűzös anyag oxidálódik.

A felfűtési zónában, ennek fűtésére, alkalmazhatunk közvetett fűtőberendezéseket is, pl. elektromos fűtést. A kemence fűtése során a tüzelőanyag adagolásának tulajdonképpen a gázáramlás irányváltozásainak időpontjában kell történnie. Ezen rövid idő alatt az égetőcsatornában egyáltalán vagy legalább is majdnem semmilyen gázáramlás nincs, úgy hogy az égetendő anyaghoz sem por alakú tüzelőanyag, sem hamu nem kerül.

A 6. ábra az alagútkemence sok lehetséges égési görbéjének egyikét ábrázolja, ahol a felfűtési és a hűtési görbék egymástól lényegesen eltérnek.. Az égetendő anyag hűtése szokásos módon, levegővel vagy - közvetve — 15 hőcserélővel történik, amelyek az égetőcsatomára a hűtési zóna tartományában csatlakoznak, és amelyek redukáló atmoszférájú hűtést tesznek lehetővé. A gáz áramlását szabályozó berendezés vagy a 13 térfogatkiegyenlítő berendezés korrózió elleni védelmét szolgálja, hogy ezen berendezésbe korlátozott mértékben 16 fonó levegőt juttatunk, és így a szóban forgó, berendezési részben a félkokszgáz biztosan nem okoz korróziót.

A 6. ábrán a felfűtési zónát „A”, az égetési zónát „B”, a hűtési zónát .„K”és a hűtőlégnek a hűtőzónából való kivezetését „KL” betűkkel jelöltük.

Claims (18)

1. Alagútkemence, főleg kerámiatárgyak égetésére, szilárd tüzelőanyaggal való fűtéssel, azzal jellemezve, hogy az égetőcsatorna (la) oldalfalai a kemence hossztengelye mentén váltakozva elrendezett, befelé néző nyúlványokkal (8) és ezekkel szemben fekvő kimélyítésekkel rendelkeznek, és hogy az alagútkemence (1) tengelyirányával egyező, az égetőkocsí (Id) haladási irányával ellentétes irányban vezethető fő gázárammal (7) rendelkezik, és hogy a fő gázáram (7) irányával ellenkező irányban fúvatott gázárammal is rendelkezik, miáltal az összegezett gázáram az égetőkocsí (Id) haladási irányával szemben zarándoklépésben meneszthetően van kialakítva. (Elsőbbsége: 1977.11. 11.)

2. Az 1. igénypont szerinti alagútkemence kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az égetőcsatorna (la) belső oldalfala lényegében cikcakk vagy hullám alakú és így az oldalfalak cikcakk vagy hullám alakú égetőcsatornát (la) képeznek. (Elsőbbsége: 1977. II. 11.)

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti alagútkemence kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az égetőkocsi (ld) rakománya és a belső oldalfalak közötti kétoldali szabad felületek (bl, b2) száma az alagútkemence (1) hosszában legalább megközelítően egyenlő. (Elsőbbsége: 1977. II. 11.)

4. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti alagútkemence kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a tüzelőhelyek (3) mindenkor a kimélyítéseken belül vannak kialakítva. (Elsőbbsége: 1977. II. 11.)

5. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti alagútkemence kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a tüzelőhelyek (3) a befelé néző nyúlványokon (8) belül vannak elrendezve, ahol a nyúlványokat (8) befelé határoló falakban átlépő- vagy kilépőnyílások (14) vannak a fűtőgázok részére kialakítva. (Elsőbbsége: 1977. X. 06.)

6. Az 5. igénypont szerinti alagútkemence kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a kilépőnyílások (8) különböző, lényegében a tüzelőhelyek (3) egyike nyúlványának egymással szemben fekvő oldalain vannak kialakítva.

7. Az 5. igénypont szerinti alagútkemence kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a kilépőnyílások (14) a nyúlványnak (8) csak az egyik oldalán vannak elrendezve. (Elsőbbsége: 1977. X. 06.)

8. Az 1—7. igénypontok bármelyike szerinti alagútkemence kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a kilépőnyílások (14) magasan elhelyezve, egymás felé nézve vannak elrendezve. (Elsőbbsége: 1977. X. 06.)

9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti alagútkemence kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az égetőcsatorna (la) ki- és/vagy bevezetőrészéhez a gázáiamot (7) ide-oda áramoltató berendezés csatlakozik, és az égetőcsatorna (la) legalább egyik végén ezen berendezéshez egy különböző térfogatú gázmennyiséget befogadó térfogatkiegyenlítő (13) berendezés csatlakozik. (Elsőbbsége: 1977. XI. 26.)

10. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti alagútkemence kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az elhasznált gáznak az alagútkemencéből (1) való kilépési hőmérséklete a félkokszgáz keletkezéséhez szükséges hőmérséklet fölötti érték. (Elsőbbsége: 1977. XI. 26.)

11. Az 1—10. igénypontok bármelyike szerinti alagútkemence kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a tüzelőanyag adagolószervét egy, a gázáram mozgásának időbeli függvényében működtetett szerkezet alkotja. (Elsőbbsége: 1977. XI. 26.)

12. A 11. igénypont szerinti alagútkemence kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a tüzelőanyag adagolószerve egy, a gáz ide-oda áramlása között adódó áramlásmentes periódusban működtethető adagoló szerkezet. (Elsőbbsége: 1977. XI. 26.)

13. Az 1—12. igénypontok szerinti alagútkemence kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az alagútkemence fűtőanyagát legalább részben hulladékanyag képezi. (Elsőbbsége: 1977. XI. 26.)

14. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti alagútkemence kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az elhasznált gáz részére hőcserélővel (15) rendelkezik. (Elsőbbsége: 1977. XI. 26.)

15. Az 1—14. igénypontok bármelyike szerinti alagútkemence kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az alagútkemence (1) hűtési zónájában hőcserélők (15) vannak elrendezve. (Elsőbbsége: 1977. XI. 26.

16. Az 1—15. igénypontok bármelyike szerinti alagútkemence kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az alagútkemence (1) bemenetéhez forró levegőt (16) adagoló szerv csatlakozik. (Elsőbbsége: 1977. XI. 26.)

17. Az 1—16. igénypontok bármelyike szerinti alagútkemence kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a tüzelőhelyekre (3) az alagútkemence (1) mennyezetéről egy adagoló tüzelőanyagszállító berendezéssel rendelkezik, és hogy az adagolási helyek alatt a hamut a hamutárolóba (11) elszállító berendezés van elrendezve. (Elsőbbsége: 1977. II. 11.)

18. Az 1-17. igénypontok bármelyike szerinti alagútkemence kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az égetendő anyag az égetőcsatorna (la) harántirányára néző hegyesszögű máglyákban oly módon van elrendezve, hogy a máglyák között a gázáram (7) keresztirányú áramlását biztosító fűtőjáratokkal rendelkezik.

3 rajz 6 ábrával