SE420445B

SE420445B - Furnace for heating preferably ceramic items

Info

Publication number: SE420445B
Application number: SE7810230A
Authority: SE
Inventors: Alan Logan
Original assignee: Alan Logan
Priority date: 1978-09-29
Filing date: 1978-09-29
Publication date: 1981-10-05
Also published as: SE7810230L

Abstract

Furnace, preferably for ceramics and comprising a furnace compartment 4 and a pressure burner 13 in one of the end walls of the furnace. The ceiling and the end walls of the furnace are provided with shielding walls 19-21 such that gaps 25, 26 are formed for the gases of the burner between said shielding walls and the corresponding outer walls. The gases are firstly carried through the furnace compartment and subsequently through gaps to an exhaust pipe 11 having a choke 12. Said shielding walls 19-21 should have good heat conductivity as compared to the outer walls 2, 3 of the furnace, Fig. 1. <IMAGE>

Description

7810230-8 2 uppfinningen ernås detta .därigenom att de gaser eller den låga som lämnar ugnsutrymmet utsättas för en strypníng så att ett tryck uppbygges i ugns- utrymmet. 7810230-8 2 the invention is achieved in that the gases or the flame leaving the furnace space are subjected to a throttling so that a pressure builds up in the furnace space.

Nämnda strypning kan åstadkommas medelst en eller flera öppningar i ugnsut- rymmet och dessa öppningars storlek kan vara inställbar med lämpliga hjälp- medel.Said throttling can be achieved by means of one or more openings in the oven space and the size of these openings can be adjustable with suitable aids.

En brännare enligt föreliggande uppfinning bör vara så beskaffad att den icke utsläckes vid ett uppbyggande av ett tryck i föremålsutrymmet.A burner according to the present invention should be of such a nature that it is not extinguished when a pressure builds up in the object space.

Framför brännaren är ett avlänkningsorgan anordnat så att lågan från brän- naren eller bildade avgaser tillföras så stora delar som möjligt av före- målsutrymmet.In front of the burner, a deflection means is arranged so that the flame from the burner or formed exhaust gases is supplied to as large parts of the object space as possible.

Utströmningsöppningen eller utströmningeöppningarna är anslutna till en av- loppsledning eller avloppskanal som förbinder utströmningsöppningerna med en skorsten eller en skorstenspipa i en skorsten.The outflow opening or outflow openings are connected to a drain line or drainage channel that connects the outflow openings to a chimney or a chimney in a chimney.

Ugnsutrymmetsinvändiga mantelyta kan framför sig ha skivor som är belägna på avstånd från mantelytan så att mellan skivornas baksida och mantelytan bildas en strömningskanal för avgaser ifrån själva föramåleutrymmet. Nämr» de kanal står i förbindelse med en avloppsledning till en skorsten eller skorstenspipa. Gas till nämnda kanal eller kanaler tillföras från före- målsutrymmet genom hål i nämnda skivor eller genom en eller flera spalter bildade av en kant till en skiva och motstående del till mantelytan.Spal- tens höjd ken regleras exempelvis med någon lämplig mekanism och därige- nom att nämnda skiva företrädesvis består av mer än en del.The inner surface of the furnace space may in front of it have discs which are located at a distance from the outer surface so that between the back of the discs and the outer surface a flow channel is formed for exhaust gases from the pre-storage space itself. Mention »the duct is connected to a sewer line to a chimney or chimney. Gas to said channel or channels is supplied from the object space through holes in said discs or through one or more gaps formed by an edge of a disc and opposite part to the mantle surface. The height of the gap is regulated, for example, by some suitable mechanism and thereby that said disc preferably consists of more than one part.

Avståndet mellan en skiva och motstående mentelyta kan ävenledes vara reg lerbart.The distance between a disc and the opposite mental surface can also be adjustable.

Använda skivor består av ett sådant material'att skivorna i sig själva är värmeledande så att värme kan överföras till föremålsutrymmet från avgaser i nämnda kanaler.Discs used consist of such a material that the discs themselves are heat conductive so that heat can be transferred to the object space from exhaust gases in said ducts.

Enligt föreliggande uppfinning är det lämpligt att anordna en spalt invid den vägg till ugnsutrymmet som är motstående den vägg som innehåller brän- naren. Spalten anordnas lämpligen vid ugnsutrymmets botten. På det viset kommer avgaserna att efter passage genom spalten passera genom kanal vid sidovägg eller sidoväggar och genom kanal i ugnsutrymmete tak till en 7810230-8 avloppskenal vilket innebär att värmen ifrån avgaserna som lämnar ugnsut- rymmat utnyttjas maximalt för uppvärmning av ugnsutrymmet.According to the present invention, it is suitable to arrange a gap next to the wall of the furnace space which is opposite the wall containing the burner. The gap is suitably arranged at the bottom of the oven space. In this way, after passage through the gap, the exhaust gases will pass through a duct at the side wall or side walls and through a duct in the oven compartment roof to a 7810230-8 drainage channel, which means that the heat from the exhaust gases leaving the oven compartment is used to heat the oven compartment.

Ytterligare karakteristiska date gällande för föreliggande uppfinning framgår av efterföljande patentkrav.Further characteristics of the present invention appear from the appended claims.

Föreliggande uppfinning kommer närmare att beskrivas i samband med bifogade två ritningar, där Fig 1 visar an ugn enligt föreliggande uppfinning sedd i perspektiv, där Fig 2a och 2b visar varianter på fästning av väggalement inuti ugnsutrymme, där Fig 3 visar ett väggtvärsnitt och där Fig 4 visar en andra utföringeform på en brännare till ugnen.The present invention will be described in more detail in connection with the appended two drawings, in which Fig. 1 shows a furnace according to the present invention seen in perspective, in which Figs. 2a and 2b show variants of fastening wall elements inside a furnace space, in which Fig. 3 shows a wall cross-section shows a second embodiment of a burner for the oven.

I figurerna är 1 ett ramverk av järn eller därmed liknande för en parallell- epipediek ugnskropp. Ramverket 1 eemmanhâller en ugnskropp bildad av ett yttre väggskikt 2 och ett inre väggekikt 3, vilka båda väggekikt är av sådant material som är värmeisolerande. Det yttre ekiktet 2 är bildat av stenar, som har en tjocklek av ca 25 mm. Det inre skiktet 3 är ävenledes framställt av stenar, plattor eller skikt av värmeisolerande materiel och har en tjocklek av 75 mm. De båda skikten 2 och 3 av värmeieolerande material innasluta ett föremålsutrymme eller ugnsutrymme 4. Tillträde till föremåle- utrymmet 4 kan ernåe med hjälp av en lucka 5 ävenledes framställd av värme- iaolerande material. Luckan 5 är försedd med att gångjärn E och med en låsanordning 8 av känt slag. Ugneluckan innehåller en propp 7, som kan av- lägsnas och därigenom ge upphov till ett titthål. Proppen måste ävenlades vara av värmaisolarande material. Föremålsutrymmet 4 har att hål 9 i sitt tak, vilket hål står i förbindelse med en avloppskenal 11, som bildas av enheten 1D.In the figures, 1 is a framework of iron or similar for a parallelepipedic oven body. The framework 1 comprises an oven body formed by an outer wall layer 2 and an inner wall layer 3, both wall layers of which are heat-insulating material. The outer echo 2 is formed of stones, which have a thickness of about 25 mm. The inner layer 3 is also made of stones, tiles or layers of heat-insulating material and has a thickness of 75 mm. The two layers 2 and 3 of heat-insulating material enclose an object space or oven space 4. Access to the object space 4 can be achieved by means of a door 5 also made of heat-insulating material. The door 5 is provided with hinges E and with a locking device 8 of known type. The oven door contains a plug 7, which can be removed and thereby give rise to a peephole. The plug must also be made of heat-insulating material. The object space 4 has a hole 9 in its roof, which hole is connected to a drain channel 11, which is formed by the unit 1D.

Sistnämnda enhet innehåller en strypning 12 i form av ett spjäll eller därmed liknande, som kan skjutas transvereellt och därmed helt stänga avloppskana- len 11. Ugnens högra kortvägg innehåller en brännare 13, 14 som har en horisontell del 13 och vertikal del 14. Den horisontella delen 13 innehåller ett tändstift 15 med vara hjälp man på elektrisk väg kan framställa en gnis- ta för tändning av förbränningegae. Den vertikala dalen 14 av brännaren 7810230-8 innehåller en kanal 16 för anslutning till en källa levererande gasbland- ning innehållande acetylen och luft. Genom kanalen 16 tillföras nämnda gas- blandning ett utrymme framför tändstiftet 15, som har en konisk innsrvägg 17.The latter unit contains a choke 12 in the form of a damper or the like, which can be slid transversely and thus completely close the drainage channel 11. The right short wall of the oven contains a burner 13, 14 which has a horizontal part 13 and vertical part 14. The horizontal the part 13 contains a spark plug 15 with the aid of which one can electrically produce a spark for igniting the combustion gas. The vertical valley 14 of the burner 7810230-8 contains a channel 16 for connection to a source supplying gas mixture containing acetylene and air. Through the channel 16, said gas mixture is supplied to a space in front of the spark plug 15, which has a conical inner wall 17.

Nämnda innervägg står i förbindelse med ett genomgående hål 18 av konisk karaktär som är belägen i nämnda kortvägg. Framför hålet 18 är en avlänk- ningsvägg eller avlänkningsorgen 19 anordnat på ett avstånd som företrädes- vis kan vara 5 om. Väggen har en tjocklek av 12 mm och en höjd så beskaffed att låga eller gasstråle ifrån brännaren avlänkas så fördelaktigt som möjligt i försmålsutrymmet så att strålen får i själva föremålsutrymmet så stor spridning som möjligt. Höjden på avlänkningsväggen kan varieras. Det är dock lämpligt att höjden är sådan att ett i utrymmet placerat föremål icke direkt träffas av en låga eller gaestråle. Väggen skall he goda värmeöverförande egenskaper. Väggsne avstånd till hålet 18 kan göras inställbart. Väggen 19 är lämpligen förankrad i två motståends spår i ugnens längsväggar. Nedanför ugnene tak och på ett avstånd av exempelvis 2 om är ett innertak anordnat i form av en väggskius 20 som är av samma material som väggen 19. Vägg- skivans 20 avstånd ifrån ugnens innertak kan givetvis varieras. Väggskivan är lämpligen fixerad i spår anordnade i motståends längsgående väggar.Said inner wall communicates with a through hole 18 of a conical character which is located in said short wall. In front of the hole 18, a deflection wall or deflection member 19 is arranged at a distance which may preferably be 5 m. The wall has a thickness of 12 mm and a height such that low or gas jet from the burner is deflected as advantageously as possible in the object space so that the jet has as large a spread as possible in the object space itself. The height of the deflection wall can be varied. However, it is suitable that the height is such that an object placed in the space is not directly hit by a flame or gas jet. The wall must have good heat transfer properties. Wall distance to the hole 18 can be made adjustable. The wall 19 is suitably anchored in two opposite grooves in the longitudinal walls of the furnace. Below the oven ceiling and at a distance of, for example, 2, a ceiling is arranged in the form of a wall sheath 20 which is of the same material as the wall 19. The distance of the wall panel 20 from the ceiling of the oven can of course be varied. The wallboard is suitably fixed in grooves arranged in opposite longitudinal walls.

Framför den kortvägg som är motstående den kortvägg, som innehåller bränna- ren är en sidoväggskiva 21 anordnad på ett avstånd av företrädesvis 1 om men som givetvis kan varieras enligt önskemål ifrån kortväggens inneryta.In front of the short wall which is opposite the short wall which contains the burner, a side wall plate 21 is arranged at a distance of preferably 1 cm but which can of course be varied as desired from the inner surface of the short wall.

Sidoväggskivan 21 är förankrad i spår 32 i motstående längsgående inner- väggar till ugnen. Sidoväggen 21 är tillverkad av samma material som väggen 19 och fasthålles i spåret 32 med två distansorgsn 33 ooh 34 som visas i figur 2a och med ett dietansorgan 35 som visas i figur 2b. Väggen 1a och väggskivan 20 är lämpligen infästads på sätt som visas i figur 2a och 2b.The side wall panel 21 is anchored in grooves 32 in opposite longitudinal inner walls of the furnace. The side wall 21 is made of the same material as the wall 19 and is held in the groove 32 with two spacers 33 and 34 shown in Figure 2a and with a diet member 35 shown in Figure 2b. The wall 1a and the wall panel 20 are suitably fastened in the manner shown in Figures 2a and 2b.

Uäggskivans 21 nederkant 22 befinner sig på visst avstånd från ugnens botten 23 så att en spalt 24 bildas. Denna spalt kan lämpligen ha en höjd på ca 1 cm men det torde vara uppenbart att nämnda spalts höjd kan inställas eller varieras till önskat värde. Spalten kan från början givas ett önskat värde men om sidoväggen består av två väggelement torde det vara uppenbart att man medelst maskinell anordning på ett eller annat sätt kan variera spalthöjden efter önskemål.The lower edge 22 of the egg plate 21 is at a certain distance from the bottom 23 of the oven so that a gap 24 is formed. This gap may suitably have a height of about 1 cm, but it should be obvious that the height of said gap can be adjusted or varied to the desired value. The gap can be given a desired value from the beginning, but if the side wall consists of two wall elements, it should be obvious that by means of a mechanical device one can vary the gap height as desired.

Mellan föremålsutrymmets inre vänstra kortvägg och sidoväggskivan 21 upp- står en vertikal kanal 25, som övergår i en horisontell kanal 26 bildad av 7810230-8 .5 ugnsutrymmets innertak och väggskivan 20. Kanalen 26 står sedan i förbin- delse med hålet 9 och avloppskanalen 11.Between the inner left short wall of the object space and the side wall plate 21, a vertical channel 25 arises, which merges into a horizontal channel 26 formed by the ceiling of the oven space and the wall plate 20. The channel 26 then communicates with the hole 9 and the drain channel 11. .

Det torde vara uppenbart att spalten enligt föreliggande uppfinning även kan anordnas på andra ställen än inom föremålsutrymmet. Vidare kan också spalten ersättas med hål anordnade i antingen sidoväggskivan 21 eller vägg- skivan 20.It should be obvious that the gap according to the present invention can also be arranged in other places than within the object space. Furthermore, the gap can also be replaced with holes arranged in either the side wall panel 21 or the wall panel 20.

Vidare torde det vara uppenbart att man framför ugnsutrymmets inre längs- gående vägg kan placera en skiva motsvarande skivan 21, varvid ytterliga- re ett vertikalt kanalutrymme för utströmning av förbränningsgaser er- hållas.Furthermore, it should be obvious that a disc corresponding to the disc 21 can be placed in front of the inner longitudinal wall of the furnace space, whereby a further vertical duct space for the outflow of combustion gases is obtained.

Den ovan beskrivna ugnen fungerar på följande sätt. Ett önskat keramiskt föremål instâlles i föremålsutrymmet. Därefter tillföres lämplig gaebland- ning kanalen 16. Gasblandningen antändes med hjälp av en gnista ifrån tändstiftet 15. Den genom hålet 18 utströmmande lågan eller förbränninge- - gasen avlänkas uppåt och stryker längs taket 20 ner mot föremålet och nar till spalten 24 På grund av att spalten 24 har karaktären av en stryp- ning begränsas mängden av utströmmanda förbränningsgas, vilket innebär att ett tryck byggas upp inuti föremålsutrymmet 4 så att temperaturen i densamma stiger mycket snabbt. I och med att att tryck byggas upp för- hindras även sprickbildning av inställd keramisk produkt vid snabb upp- värmning. Från spalten 24 strömmar förbränningsgasan genom dan vertika- la kanalen 25, vilket innebär att värme ifrån förbränningsgasen överföras av sidnväggskivan 21 till föremålsutrymmet. Från kanalen 25 strömmar för- bränningsgasen vidare genom kanalen 26 till hålet 19 för att strömma ut 1 avloppskanalon 11. Under passagen genom kanalen 26 överföras också ga- nom väggskivan 20 värme till föremålsutrymmet 4 från dan i kunalan 26 strömmande förbränningsgasen. Det tryck i gasblandningen som tillföras hålet 18 från kanalen 16 är så valt att det gastryck som uppbygges inuti föremålsutrymmet icke har förmåga att släcka bildad låga. Ned en ugn en- ligt föreliggande uppfinning har det varit möjligt att ernå en temperatur på 1.30D° på en tid av 2 tim och 10 min. Önskas enbart en temperatur på 9000 erfordras endast en uppvärmningstid av 1 tim.The oven described above works as follows. A desired ceramic object is set in the object space. Then the appropriate gas mixture is supplied to the duct 16. The gas mixture is ignited by means of a spark from the spark plug 15. The flame or combustion gas flowing out through the hole 18 is deflected upwards and strokes along the roof 20 down to the object and reaches the gap 24. column 24 has the character of a throttle, the amount of flue gas flowing out is limited, which means that a pressure builds up inside the object space 4 so that the temperature in it rises very quickly. As pressure builds up, cracking of the set ceramic product is also prevented by rapid heating. From the gap 24, the combustion gas flows through the vertical channel 25, which means that heat from the combustion gas is transferred by the side wall plate 21 to the object space. From the duct 25, the combustion gas flows further through the duct 26 to the hole 19 to flow out 1 drainage duct 11. During the passage through the duct 26, heat is also transferred through the wall plate 20 to the object space 4 from the combustion gas flowing in the duct 26. The pressure in the gas mixture supplied to the hole 18 from the duct 16 is chosen so that the gas pressure which builds up inside the object space is not able to extinguish the formed flame. In an oven according to the present invention, it has been possible to reach a temperature of 1.30 D ° in a time of 2 hours and 10 minutes. If only a temperature of 9000 is desired, only a heating time of 1 hour is required.

I fig. 4 visas en annan brännare som är lämplig för en ugn enligt före- liggande uppfinning. Denna brännare består av ett cylindriskt rör 27 med en botten 28. I botten är placerat ett tändstift 15. I det cylindriska röret 27 är placerat en koniek enhet 29, vara vägg bildas av eintrada par- tlklor exempelvis brunn, varvid de ointrade partiklarna är så aintrade vid 7810230- 8 varandra att inga raka genomströmningskanaler bildas. Det cylindriska röret 27 med sin botten 28 bildar tillsammans med den koniske enheten 29 ett inneslutet utrymme 30. Till detta utrymme tillföras en gasblandning av acetylen och luft ifrån ett anslutningsrör 31.Fig. 4 shows another burner suitable for an oven according to the present invention. This burner consists of a cylindrical tube 27 with a bottom 28. At the bottom is placed a spark plug 15. In the cylindrical tube 27 is placed a conical unit 29, the wall of which is formed by sintered particles, for example a well, the non-sintered particles being so interated at 7810230-8 that no straight flow channels are formed. The cylindrical tube 27 with its bottom 28 together with the conical unit 29 forms an enclosed space 30. To this space a gas mixture of acetylene and air from a connecting tube 31 is supplied.

Föreliggande uppfinning år givetvis icke begränsad till den ovan beskriv- na utföringsformen utan det torde vara uppenbart att det finns en mängd olika utföringsformer som faller inom uppfinningens ram. För samtliga ut- föringsformer gäller att ett ugnsutrymme tillföras en gaslåga eller flera gaslågor, där tillförd gaslåga eller bildade förbränningegaser fâr lämna ugnsutrymmet via en strypning som är av sådan beskaffenhet att ett tryck i ugnsutrymmet bygges så snabbt som möjligt varvid strypningen regleras i överensstämmelse med effekten på tillförd energi från brännaren eller brännarna. För uppbyggandet av önskat tryck inom ugnsutrymmet har kanaler- nas 25 och 26 dimensionering betydelse. Detsamma är förhållandet med stryp- ningen 12 till enheten 10. Ett annat väsentligt drag gällande för före- ligggnde uppfinning är att förbränningsgasernas kvarvarande värmeenergi efter passage av strypningen utnyttjas för uppvärmning av ugnsutrymmet.The present invention is of course not limited to the embodiment described above, but it should be obvious that there are a number of different embodiments which fall within the scope of the invention. For all embodiments, a furnace space is supplied to a gas flame or several gas flames, where supplied gas flame or formed combustion gases are allowed to leave the furnace space via a choke which is of such a nature that a pressure in the furnace space is built as quickly as possible. on supplied energy from the burner or burners. The dimensioning of the ducts 25 and 26 is important for the build-up of the desired pressure within the furnace space. The same is the relationship with the throttle 12 to the unit 10. Another essential feature applicable to the present invention is that the residual heat energy of the combustion gases after passing through the throttle is used for heating the furnace space.

I figur 4 får gasen passera en kon innan den antändes. Det torde vara uppen- bart att man även kan låta den före antändning passera en oylindrisk kropp av keramiskt material, lämpligen av porslinstyp,, vilken kropp är försedd med ett antal axiella hål. Kroppen saluföres av företaget BP.In Figure 4, the gas must pass a cone before it ignites. It should be obvious that one can also let it pass before ignition an non-cylindrical body of ceramic material, suitably of porcelain type, which body is provided with a number of axial holes. The body is marketed by the company BP.

Claims

1. 781Û230 ~ 8 PATENTKRAV 10 20 30 '4. Oven for heating Objects, preferably ceramic, comprising an oven compartment (4) surrounded by heat-insulating walls (2,3) and provided with at least one overpressure burner (13) in one end wall of the oven, characterized in that the roof and end walls of the oven are covered of screen walls (19,2U, 21) at a certain distance from the corresponding outer walls so that the gases from the burner are conducted around the screen wall (19) at the corresponding end wall, through the furnace space and behind the screen walls (21) of the opposite end wall and ceiling. respectively 20) to an exhaust pipe (11), and that said exhaust pipe is provided with a choke (12). Furnace according to claim 1, characterized in that said screen walls (19.2D, 21) have good heat-charging capacity compared with the outer walls (2.3) of the furnace. Furnace according to patent claim 1, characterized in that said throttling (12) is variable. Furnace according to claim 1, characterized in that said exhaust pipe (11) with throttling (12) is placed at the same end of the furnace as the burner. Oven according to claim 1, characterized in that said burner (13) is adjustable.