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Die Erfindung betrifft einen Tunnelbrennofen für Hochlochziegel, bei welchem Ziegelrohlinge rasterförmig zueinander beabstandet auf Transportmitteln angeordnet und mittels dieser durch den
Brennofen bewegbar sind, wobei die Hochlöcher sämtlicher Ziegelrohlinge in eine gemeinsame
Richtung orientiert sind und die Beheizung des Brennofens durch rohrförmige Brenner gebildet ist, deren Längsachsen im wesentlichen in vertikaler Richtung verlaufen.
Solche Brennöfen sind im wesentlichen in zwei Ausführungsformen bekannt : ist es bekannt, einige wenige Brenner mit jeweils sehr grosser Heizleistung vorzusehen. Diese erzeugen besonders hohe, für das direkte Anströmen der Ziegelrohlinge nicht geeignete Temperaturen, weshalb sie in einigem Abstand von den Ziegelrohlingen angeordnet und so ausgerichtet sind, dass die von ihnen erzeugten heissen Gase nur indirekt auf die Ziegelrohlinge auftreffen können. Eine zweite bekannte Möglichkeit der Brennerausbildung/-anordnung liegt darin, sie als eine Vielzahl von vorzugsweise an der Brennofendecke festgelegten kleinen Brennern mit jeweils nur relativ geringer Wärmeentwicklung auszubilden.
Bei diesen bekannten Ausbildungs- und Anordnungsformen der Brenner sind wohl ausreichen- de Temperaturen erreichbar, die Effizienz des Brennvorganges ist jedoch aufgrund der jeweils nur relativ schwachen Um- und insbesondere Durchströmungen der Ziegelrohlinge nicht optimal : grossen, energiereichen Brennern kann nur ein indirektes, ungelenktes Umströmen der Ziegelroh- linge erfolgen, die Ausbildung einer nennenswerten Durchströmung der Hochlöcher kommt dabei aber nicht zustande. Kleine Brenner erzeugen nur relativ langsame Strömungen, die, auch wenn sie direkt auf die Ziegelrohlinge gerichtet werden, insbesondere grossvolumige Ziegelrohlinge nicht vollständig durchströmen.
Die WO 93/25360 A1 offenbart ein Verfahren zum Trocknen und/oder Brennen von Ziegelroh- lingen, wobei die Ziegelrohlinge rasterförmig zueinander beabstandet auf Transportmitteln ange- ordnet und mittels dieser durch den Brennofen mit Deckenbrennern bewegbar sind, wobei auch an den Seiten des Brennofens Brenner vorgesehen sein können. Nachteilig an einem Brennofen gemäss der WO 93/25360 A1 ist, dass eine nur geringe Durchströmung der Ziegelrohlinge während des Brennvorganges stattfindet.
Die DE 296 14 958 U1 offenbart einen Tunnelbrennofen mit Aufwärmzone, Brennzone und
Kühlzone. In der Aufwärmzone und der Kühlzone sind senkrechte Luftrohre vorgesehen, welche zwischen die Brennstapel reichen und in ihrem unteren Bereich Austrittsöffnungen aufweisen. Die Verteilung der aus den Austrittsöffnungen strömenden Gase über die Höhe der Brennstapel erfolgt dadurch, dass die senkrechten Luftrohre über eine Hebevorrichtung vertikal verschiebbar ausge- führt sind. Nachteilig an einem Tunnelbrennofen gemäss der DE 296 14 958 U1 ist, dass die senk- rechten Luftrohre und die Hebevorrichtung aufgrund der hohen Brenntemperaturen in der Brenn- zone nicht einsetzbar sind.
Aus der DE 196 08 565 A1 geht ein Verfahren sowie eine Anlage zum Trocknen von Formlin- gen hervor. Dabei werden die Formlinge an rohrförmigen Trockenluft-Kanälen mit Trockenluft- Zufuhrdüsen vorbeibewegt. Nachteilig an der DE 196 08 565 A1 ist, dass keine rohrförmigen Bren- ner vorgesehen sind und die heisse Luft in den Trockenluft-Zufuhrdüsen für ein Brennen der Form- linge eine zu geringe Temperatur aufweist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Tunnelbrennofen der eingangs erläuterten Art anzugeben, bei welchem ein deutlich effizienterer Brennvorgang erreichbar ist.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die zumindest während des Brennvorganges ortsfesten Brenner jeweils einen Mündungsbereich aufweisen, in welchem Austrittsöffnungen für Verbrennungsgase angeordnet sind, deren Längsachsen im wesentlichen in Richtung der Hoch- löcher verlaufen und dass der Mündungsbereich innerhalb eines Abstandes zwischen Ziegelrohling- Stirnseiten angeordnet ist.
Aufgrund dieser Ausbildung und Anordnung der Brennermündungen werden die von den Bren- nern erzeugten Heissgas-Strömungen zum Grossteil direkt in die Hochlöcher der Ziegelrohlinge eingeleitet, welche dadurch zwangsweise von den Heissgas-Strömungen intensiv durchsetzt wer- den. Es werden bei dieser erfindungsgemässen Anordnung/Ausgestaltung der Brenner sämtliche Oberflächen, insbesondere auch die bei bisher bekannten Lösungen vernachlässigten Oberflächen der Hochlöcher intensiver Heissgas-Strömungen ausgesetzt. Dies führt zu einem relativ kurze Zeit in Anspruch nehmenden und damit besonders wirtschaftlichen, vollständigen Brennvorgang der Ziegelrohlinge.
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Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in einem Mündungsbereich zwei Gruppen von Austrittsöffnungen vorgesehen sind, welche
Gruppen jeweils aus entlang einer Linie angeordneten Austrittsöffnungen gebildet sind und dass diese Gruppen um 180 zueinander versetzt angeordnet sind.
Damit können mit einem Brenner gleichzeitig zwei Ziegelrohlings-Reihen mit Heissgas-
Stromungen beaufschlagt werden, womit-ohne die Effizienz des Brennvorganges zu beeinträchti- gen- die Gesamtanzahl der zur Beheizung notwendigen Brenner gering gehalten werden kann.
Weiters kann vorgesehen sein, dass die Hochlöcher sämtlicher Ziegelrohlinge quer zur Bewe- gungsrichtung der Transportmittel verlaufen..
Die Brenner brauchen damit nicht entlang ihrer Längsachsen verschiebbar ausgeführt werden, sondern können in technisch einfacher Weise unbeweglich an der Brennkanal-Decke festgelegt werden.
Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Brenner als Hochgeschwindigkeitsbrenner ausgeführt sind.
Hochgeschwindigkeitsbrenner erzeugen heisse Gase mit besonders hohen Strömungsge- schwindigkeiten. Diese reissen Umgebungsluft mit sich, womit das Volumen des vom Brenner hervorgerufenen Gasstromes deutlich erweitert wird. Durch diesen Mitreiss-Effekt ist es möglich, den Brenner auf relativ kleiner Flamme -und damit relativ wenig Energie aufbrauchend- zu fahren, dennoch aber eine intensive Heissgas-Strömung zu erzeugen.
In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass die Brenner eine Kernstrahlgeschwin- digkeit von 30 bis 60 m/s, vorzugsweise 40 bis 50 m/s aufweisen.
Bei Geschwindigkeiten in diesen Bereichen weist das Verhältnis von den Brennern zugeführ- tem Brennstoff und in die Ziegelrohlinge eingebrachter Brennenergie ein Optimum auf.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Brenner jeweils ein mit den Austrittsöffnungen versehenes Aussenrohr umfassen, dessen im Mündungsbereich befindli- ches fussseitiges Ende verschlossen ist, in welches Aussenrohr ein Innenrohr eingesetzt ist, dessen fussseitiges, oberhalb des Mündungsbereiches liegende Ende mit einer Mischerscheibe verschlos- sen ist.
Diese Konstruktionsweise hat sich als besonders wenig störungsanfällig erwiesen. Darüber- hinaus ist hier sichergestellt, dass die Verbrennungsgase aus sämtlichen Austrittsöffnungen mit denselben Geschwindigkeiten austreten, womit die Ziegel-Rohlinge über ihre gesamte Höhe gleichmässig gebrannt werden.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen, besonders be- vorzugte Ausführungsformen darstellenden Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigt:
Fig. 1 einen Hochlochziegel-Rohling im Schrägriss;
Fig. 2 einen vertikalen, quer zur Bewegungsrichtung der Transportmittel geführten Schnitt durch einen erfindungsgemässen Tunnelbrennofen;
Fig.3a einen Ausschnitt eines mit Ziegelrohlingen bestückten Tunnelofenwagens, wobei die
Hochlöcher quer zur Transportrichtung orientiert sind im Grundriss;
Fig.3b einen Ausschnitt des Tunnelofenwagens gemäss Fig.3a im Aufriss und
Fig. 4 eine besonders bevorzugte Brenner-Ausführungsform im Schnitt.
Zur Erklärung der nachstehend verwendeten Terminologie betreffend die in einem erfindungs- gemässen Tunnelbrennofen brennbaren Hochlochziegel-Rohlinge ist in Fig. 1 ein solcher, in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 versehener Ziegelrohling im Schrägriss dargestellt. Die beiden Begrenzungsflächen, in welche die Hochlöcher 10 münden, werden als Stirnseiten 11, sämtliche verbleibende Begrenzungsflächen werden als Seitenflächen 12 bezeichnet.
Aus Fig. 2 ist der grundsätzliche Aufbau eines erfindungsgemässen Tunnelbrennofens 2 ersicht- lich. Er umfasst aus wärmedämmendem Material gefertigte Wände 20 und eine auf ihnen festgeleg- te Decke 21, welche den tunnelförmigen Brennkanal 22 begrenzen. Die zu brennenden Hochloch- ziegel-Rohlinge 1 sind auf Transportmitteln 3 rasterförmig zueinander beabstandet angeordnet, welche Transportmittel 3 normal zur Bildebene weiterbewegt werden. Diese Transportmittel 3 werden in der Regel durch Wägen gebildet, deren Räder 31 entlang eines am Brennraumboden 23 angeordneten Schienensystems 4 laufen.
Diese Art von Transportmitteln 3 wurde auch in den beigeschlossenen Darstellungen gewählt, was aber nicht als die Erfindung darauf einschränkend zu verstehen ist, es könnten genauso auch andersartige Transportmittel, wie Riemen, Luftkissen,
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Stäbe od. dgl. eingesetzt werden.
Die Beheizung eines solchen Tunnelbrennofens 2 ist durch rohrförmige Brenner 5 gebildet.
Diese sind durch die Brennraumdecke 21 hindurchgefühlt und in ihrem ausserhalb des Brennrau- mes 22 liegenden Abschnitt an eine Brenngas- und an eine Luft-Versorgungs-Leitung 8,8' ange- schlossen. Die Längsachsen 51 der Brenner 5 verlaufen im wesentlichen in vertikaler Richtung.
Die Ziegelrohlinge 1 liegen jeweils auf einer ihrer Seitenflächen 12 auf, sodass ihre Stirnseiten
11 parallel zur Bewegungsrichtung T des Transportmittels 3 zu liegen kommen. Die Hochlöcher 10 der Ziegelrohlinge 1 verlaufen in einer gemeinsamen Richtung, vorzugsweise, so wie in Fig. 2 und
3a dargestellt, quer zur Transportrichtung T.
Die Brenner 5 weisen jeweils einen Mündungsbereich 50 auf, der innerhalb eines Abstandes a zwischen Ziegelrohling-Stirnseiten 11 angeordnet ist. In diesem Mündungsbereich 50 sind in der
Mantelfläche des Brenner-Aussenrohres 6 Austrittsöffnungen 52 für vom Brenner erzeugte Verbren- nungsgase angeordnet. Die Längsachsen 53 dieser Austrittsöffnungen 52 verlaufen im wesentli- chen in Richtung der Hochlöcher 10, also quer zur Transportrichtung T, womit die von jedem
Brenner 5 erzeugten Verbrennungsgase unmittelbar in die Hochlöcher 10 eingeleitet werden.
Die Anzahl dieser Austrittsöffnungen 52 pro Brenner 5 ist nicht erfindungswesentlich und kann frei gewählt werden. Der Mündungsbereich 50 muss allerdings sich zumindest über die gesamte
Ziegel rohlings-Höhe erstreckend ausgebildet werden, damit die Ziegelrohlinge 1 über ihre gesamte
Höhe gleichmässig gebrannt werden. Wird der Mündungsbereich 50 etwa 340 mm lang ausgebildet, so hat es sich als günstig erwiesen, acht Austrittsöffnungen 52 auf diese Länge verteilt vorzuse- hen. Die einzelnen Austrittsöffnungen 52 können gleichmässig oder ungleichmässig zueinander beabstandet sein.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist vorgesehen, dass sämtliche Austrittsöffnun- gen 52 jedes Brenners 5 in einer vertikal verlaufenden Linie angeordnet und auf die Stirnflächen 11 der jeweils links neben den Brennern 5 liegenden Ziegelrohlinge 1 ausgerichtet sind. Jeder Bren- ner 5 beaufschlagt damit nur eine Ziegelrohlings-Reihe mit Verbrennungsgasen.
Eine andere Ausgestaltungsweise der Mündungsbereiche 50 der Brenner 5 zeigen die
Fig.3a,b : Hier sind die Austrittsöffnungen 52 zu zwei Gruppen zusammengefasst, wobei innerhalb jeder dieser Gruppen die Austrittsöffnungen 52 jeweils entlang einer Linie, die parallel zur Längs- achse 51 des Brenners 5 verläuft, angeordnet sind. Diese beiden Gruppen sind um 180 zueinan- der versetzt im Mantel des Brenner-Aussenrohres 6 angeordnet, die Austrittsöffnungen 52 der beiden Gruppen liegen somit einander paarweise gegenüber (vgl. auch Fig.4).
Wie insbesondere aus Fig.3b hervorgeht, kann aufgrund dieser Konstruktionsweise jeder Bren- ner 5 beide zu ihm benachbart angeordneten Ziegelrohlingsreihen mit Verbrennungsgasen beauf- schlagen.
Wie aus Fig.3a hervorgeht, werden die Ziegelrohlinge 1 in mehreren, in Transportrichtung T verlaufenden Reihen angeordnet, welche Reihen zu Zweier-Gruppen zusammengefasst sind. Die Abstände innerhalb dieser Zweier-Gruppen sind relativ gering gehalten, die Abstände a zwischen zwei Zweier-Gruppen sind jedoch so breit gewählt, dass in erfindungsgemässer Weise die Mündun- gen 50 der Brenner 5 innerhalb dieser Abstände a angeordnet werden können.
In jedem der Abstände a sind mehrere erfindungsgemässe Brenner 5 hintereinander angeord- net, sodass jeder Ziegelrohling 1 während seines Durchlaufes durch den Brennkanal 22 mehrmals mit heissen Verbrennungsgasen beaufschlagt wird.
Die Ziegelrohlinge 1 liegen nicht unmittelbar mit einer ihrer Seitenflächen 12 am Transportmittel 3 auf, sondern vermittels Stäben oder Rohren 9, welche ihrerseits mit Abstand über dem Trans- portmittel 3 gehalten sind. Dazu dienen die in Fig.3b mit 9' bezeichneten Träger, welche im Quer- schnitt gesehen L-förmig ausgebildet sind und mit den freien Enden ihrer Schenkel auf das Trans- portmittel 3 aufgesetzt sind. Damit können sich auch unterhalb der Auflageflächen der Ziegelroh- linge 1 Brenngasströmungen ausbilden, sodass eine allseitige Umströmung der Ziegelrohlinge 1 gewährleistet ist.
Die Brenner 5 sind vorzugsweise als Hochgeschwindigkeitsbrenner ausgeführt, die von ihnen produzierten Verbrennungsgase treten also mit besonders hoher Kernstrahlgeschwindigkeit aus den Austrittsöffnungen 52 aus. Der genaue Betrag dieser Geschwindigkeit kann grundsätzlich beliebig gewählt werden, bevorzugt werden allerdings Kernstrahlgeschwindigkeiten von 30 bis 60 m/s, vorzugsweise 40 bis 50 m/s, eingesetzt.
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Die von Hochgeschwindigkeitsbrennern erzeugte Heissgas-Strömung umfasst zunächst die direkt vom Hochgeschwindigkeitsbrenner 5 in dessen Kernstrahl erzeugten Verbrennungsgase, welche Geschwindigkeiten in den eben angeführten Bereichen aufweisen können. Innerhalb der an den kegelförmigen Kernstahl angrenzenden Mischungzone induzieren die Verbrennungsgase eine zusätzliche Brennraumluft-Strömung, reissen also Brennraumluft mit, wodurch das Volumen der Gesamtströmung durch die Ziegelrohlinge 1 ganz wesentlich erhöht wird. Durch diese, ein Spezifi- kum von Hochgeschwindigkeitsbrennern darstellende Strömungsinduktion kann mit relativ geringer Verbrennungsenergie eine sehr intensive Heissgas-Strömung erzeugt werden.
Aus Fig. 4 geht ein bevorzugt eingesetzter konstruktiver Aufbau eines Brenners 5 hervor:
Der Brenner 5 umfasst hier zwei koaxial ineinander gesteckte Rohre, wobei das Aussenrohr mit 6 und das Innenrohr mit 7 bezeichnet ist. Das fussseitige Ende des Aussenrohres 6 bildet den Mün- dungsbereich 50, weshalb in diesem Bereich des Mantels des Aussenrohres 6 die Austrittsöffnun- gen 52 eingebracht sind. Unterhalb dieser Austrittsöffnungen 52 ist das fussseitige Ende des Aussenrohres 6 verschlossen, vorzugsweise mittels einer massiven Metallscheibe 14.
Das fussseitige Ende des Innenrohres 7 liegt oberhalb des Mündungsbereiches 50 und ist mit einer Mischerscheibe 13 verschlossen.
Die Zuführung von Brenngas, das bereits mit etwas Frischluft vermischt sein kann, zur Mi- scherscheibe 13 erfolgt über die im Bereich der Längsachse 51 des Brenners 5 verlaufende Lei- tung 16. Über den am Innenrohr 7 festgelegten Stutzen 15 und das Innenrohr 7 selbst gelangt Frischluft zur Mischerscheibe 13, welcher Bauteil eine intensive Vermischung von Brenngas und Frischluft durchführt.
Die Mischerscheibe 13 in Richtung Mündungsbereich 50 überragend ist eine Zündelektrode 17 angeordnet, die über die durch das Innenrohr 7 ins Freie geführte Leitung 18 mit elektrischer Spannung beaufschlagbar ist. Zwischen der Elektrode 17 und der Mischerscheibe 13 wird ein Lichtbogen 19 ausgebildet, welcher das Brenngas-Frischluft-Gemisch entzündet. Dieses Gemisch verbrennt zum Grossteil im Inneren des Aussenrohres 6 auf Höhe des Mündungsbereiches 50, bevor es aus den Austrittsöffnungen 52 austritt. Noch unverbrannte Teile des Gemisches werden ausserhalb des Aussenrohres 6 verbrannt.
Die Erfindung ist nicht auf in dieser Weise aufgebaute Brenner 5 eingeschränkt, diese können vielmehr-mit Ausnahme der Austrittsöffnungen 52 mit in Richtung der Hochlöcher 10 verlaufenden Längsachsen- beliebig ausgeführt sein.
PATENTANSPRÜCHE:
1. Tunnelbrennofen für Hochlochziegel, bei welchem Ziegelrohlinge (1) rasterförmig zueinan- der beabstandet auf Transportmitteln (3) angeordnet und mittels dieser durch den Brenn- ofen (2) bewegbar sind, wobei die Hochlöcher (10) sämtlicher Ziegelrohlinge (1) in eine gemeinsame Richtung orientiert sind und die Beheizung des Brennofens (2) durch rohr- förmige Brenner (5) gebildet ist, deren Längsachsen (51) im wesentlichen in vertikaler
Richtung verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest während des Brennvor- ganges ortsfesten Brenner (5) jeweils einen Mündungsbereich (50) aufweisen, in welchem
Austrittsöffnungen (52) für Verbrennungsgase angeordnet sind, deren Längsachsen (53) im wesentlichen in Richtung der Hochlöcher (10) verlaufen und dass der Mündungsbereich (50) innerhalb eines Abstandes (a) zwischen Ziegelrohling-Stirnseiten (11)
angeordnet ist.