Einrichtung zur Umwälzung der Ofenatmosphäre der Vorwärm- und/oder Kühlzone von Tunnelöfen quer zur Ofenlängsachse
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Umwälzung der Ofenatmosphäre der Vorwärmund/oder Kühlzone von Tunnelöfen, mit im wesentlichen im Gegenstrom zum Brenngut bewegter Atmosphäre, quer zur Ofenlängsachse, mit einer Reihe von Gebläsen, die die Ofengase aus in Richtung der Ofenlängsachse hintereinanderliegenden Bereichen des Ofentunnels absaugen und über Gruppen hintereinanderliegender Einblaseleitungen in den Ofentunnel wieder zurückführen in der Weise, dass jedem Gebläse mehrere in Ofenlängsrichtung aufeinanderfolgende Absaugestellen und Blaseleitungen zugeordnet sind und alle Blaseleitungen,
ausser höchstens einer direkt als Einblaseleitung wirlcenden, mit den Blaseleitungen des jeweils vorhergehenden und nachfolgenden Gebläses zu einer Anzahl von aufeinanderfolgenden Einblaseleitungen zusammengeführt und in ihren Durchlässen so eingerichtet sind, dass die von den Einblaseleitungen ausgestossenen Mischgasströme von Einblaseleitung zu Einblaseleitung fotlaufend unterschiedliche auf die fortlaufende Ver änderung der Ofentunneltemperatur abgestimmte Temperatur aufweisen.
Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 1 170 857 bekannt.
Diese bekannte Einrichtung verfolgt den Zweck, die in der Vorwärm- und/oder Kühlzone durch verschiedene Einflüsse bedingte Temperaturungleichmässigkeit über den Ofenquerschnitt durch Überlagerung einer Querumwälzung über die Ofenlängsströmung zu mildern. Dabei gestattet die vorgesehene Mehrzahl der jedem Gebläse zugeordneten Blaseleitungen und ihre Verbindung mit den Blaseleitungen des jeweils vorhergehenden und nachfolgenden Gebläses zu einer Anzahl aufeinanderfolgenden Einblaseleitungen, eine grössere Anzahl von für den Temperaturausgleich wirksamen Einblaseleitungen vorzusehen, als Gebläse eingesetzt sind. Die so mit billigen Mitteln erreichbare grössere Anzahl von Einblaseleitungen erlaubt eine feinstufigere Beeinflussung der Temperaturverteilung.
Es ist verständlich, dass die von den Einblaseleitungen ausgestossenen Gasströme von Einblaseleitung zu Einblaseleitung fortlaufend unterschiedliche auf die fortlaufende Veränderung der Ofentemperatur abgestimmte Temperaturen aufweisen müssen, wenn dem Abbau der Temperaturungleichmässigkeiten in vollem Umfang gedient werden soll.
Mit der bekannten Einrichtung ist dies denn auch leicht möglich. Die beiden, jeweils zu einer Einblaseleitung zusammengeführten Blaseleitungen sind aufeinanderfolgenden Gebläsen zugeordnet, die aus in Ofenlängsrichtung aufeinanderfolgenden Bereichen der Vorwärm- oder Kühlzone ansaugen, die in Ofenlängsrich- tung naturgemäss fortlaufend unterschiedliche Temperaturen aufweisen. Somit blasen aufeinanderfolgende Gebläse das Gas auch mit unterschiedlichen Temperaturen in die Blaseleitungen.
Durch entsprechende Einrichtung der Durchlässe der jeweils zu einer Einblase leitung zusammengeführten Blaseleitungen wird das Mischungsverhältnis der verschiedenen temperierten Gasströme eingestellt und damit jene Temperatur des von der Einblaseleitung schliesslich ausgestossenen Mischgasstromes erreicht, die der Forderung der Abstimmung auf die fortlaufende Veränderung der Ofentemperatur angepasst ist.
Es hat sich gezeigt, dass die erfolgreiche Beeinflussung der Strömungsverhältnisse und damit des Temperaturfeldes im Ofen durch die Querumwälzung vor allem davon abhängt, wie weit es gelingt, die im Bewegungsspalt zwischen Brennguteinsatz und Ofentunnel voreilende Längs strömung der Ofenatmosphäre zu drosseln bzw. in die Zwischenräume des Brennguteinsatzes abzulenken. In diesem Sinne auf die Strömung vor allem im Deckenspalt Einfluss zu nehmen, ist vorteilhaft und dies besonders in der Vorwärmzone, weil hier das unerwünschte Temperaturgefälle im Brenngutein- satz von oben nach unten auch noch durch das mit aufzuwärmende und daher in der Temperatur zurückbleibende Ofenwagenplateau sowie durch den Auftrieb der Of enatmosphäre an sich begünstigt wird.
Es ist daher die Regel, die Einblaseleitungen für die Querumwälzung in der Ofendecke münden zu lassen, wobei die Mündungen bei Öffnen mit Brennguteinsätzen in Stapelform und zwischen den Stapeln freigelassenen Setzgassen zur leichteren Ablenkung der Deckenspaltströmung im Bereich von Setzgassen angeordnet werden.
Obwohl solcherart bereits mit der bekannten Einrichtung gewisse Teilerfolge im Temperaturausgleich über den Tunnelofenquerschnitt erzielt worden sind, kann der Grad der Drosselung und Ablenkung der Spaltströmung und damit der Temperaturausgleich noch wesentlich verbessert und dabei ausserdem zum Vorteil der Brennqualität vor allem sanfter gestaltet werden durch eine besondere Ausgestaltung der bekannten Einrichtung. Diese Ausgestaltung ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung, die sich dadurch auszeichnet, dass die Mündungen der Einblaseleitungen jeweils als gruppenweise in quer zur Ofenlängsrichtung verlaufenden Reihen angeordnete Wirbeldüsen ausgebildet sind, die so eng aneinandergereiht sind, dass die von ihnen in deren Achse in Rotation versetzten und also mit Drall ausgestossenen Gasströme zusammen einen Gasschleier bilden.
Die verbesserte Wirkungsweise der Einrichtung nach der Erfindung ist einmal daraus zu erklären, dass die mit Drall in den Ofentunnel eingeblasenen Gasströme bei gleichen Mengen und Querschnitten einen höheren Energieinhalt als solche ohne Drall, d. h. unverwirbelte, aufweisen und daher geeignet sind, die Spaltlängsströmung intensiver zu drosseln und abzulenken.
Zudem arbeiten sich die dicht aneinander anschliessenden Wirbelströme der Querumwälzung sanfter in die Längsströmung ein und schliessen so die Ausbildung ausgeprägter Schlieren kälterer oder wärmerer Gasströme aus, die vor allem keramischern Brenngut abträglich sind. Schliesslich führt die leichtere Vermischung der verwirbelten Querströmung mit der Längsströmung dazu, dass der an einer Einblasestelle eingeblasene Gasstrom früher im Inneren des Ofeuquerschnittes wirksam wird und nicht vorerst zum grösseren Teil von dem allerdings abgelenkten Längs strom in den fortgesetzten Spalt gedrängt wird.
Eine besondere Ausführung der Erfindung besteht darin, dass jede einzelne Wirbeldüse durch die windschiefe Zusammenführung von zwei Kanälen gebildet ist, die an die Einblaseleitung oder je für sich an getrennte Stränge der in diesem Fall im Bereich der Wirbeldüsenreihe zweisträngig ausgeführten Einblaseleitung anschliessen.
Die Ausführung bietet hauptsächlich bauliche Vorteile im Hinblick darauf, dass die Wirbeldüsen und zweckmässig auch die Einblaseleitungen im tunnelseitig gelegenen feuerfesten Teil der Ofenmauerung untergebracht werden können. Die einfache Ausführung der Wirbeldüse durch die Zusammenführung zweier Ka- näle kommt der Ausführung aus feuerfester Grobkeramik besonders entgegen, desgleichen eignet sich vor allem die zweisträngige Ausführung der Einblaseleitungen samt den die Düsen bildenden Kanälen in übliche Hängedeekenkonstruktionen.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Abschnitt eines Tunnelofens nach der Linie C-D in Fig.
2, wobei die Darstellung des Abschnittes für Bereiche der Vonvärm- oder der Kühlzone oder gar beider Zonen gelten kann;
Fig. 2 ist ein Querschnitt durch den oberen Teil des Tunnelofens nach der Linie A-B in Fig. 1;
Fig. 3 zeigt schematisch-perspektivisch eine Wirbeldüsenanordnung.
Die schraffierten Flächen stellen in den Fig. 1 und 2 die Schnittflächen durch den Ofenkörper 1 und die Ofenwagen 2 im Bereiche der Vorwärm- und/oder der Kühlzone dar. Der Ofenkörper 1 und die Wagen 2 umhüllen den Ofentunnel. Innerhalb des Ofentunnels sind die für das Ofengas durchlässig gesetzten Brenngutstapel 3 auf den Tunnelofenwagen 2 aufgebaut. Zwischen den Stapeln 3 liegen die Setzgassen 4. Der sogenannte Bewegungsspalt zwischen Brenngutstapel 3 und Ofenkörper 1 zerfällt in den Deckenspalt 5 und die beiden Seitenspalte 6. Die Wagen 2 mit den Brenngutstapeln 3 bewegen sich absatzweise auf Wegstrecken entsprechend der Teilung der Setzgassen 4 oder Vielfacher derselben in Richtung des Pfeiles 7. Der in die Gegenrichtung weisende Pfeil 8 gibt die Richtung der Längsströmung der Bfenatmcsphäre an.
Die Gebläse 9 saugen die Ofengase aus in Richtung der Ofenlängsachse hintereinanderliegenden Bereichen des Ofentunnels über die Absaugestelleri 10 ab und führen diese über die Blaseleitungen 11 den Einblaseleitungen 12 zu, welche sich im Bereich der Düsen 13 in je zwei Stränge 12' gabeln. Dabei sind alle Blaseleitungen 11, ausser der im Gebläsebereich liegenden und direkt als Einblaseleitung wirkenden mit den Blaseleitungen des jeweils vorhergehenden und nachfolgenden Gebläses zu einer Anzahl von aufeinanderfolgenden Einblaseleitungen 12 zusammengeführt.
Neben dieser Anordnung als erste Variante ist allerdings noch eine zweite Variante möglich, bei der alle Blaseleitungen ohne Einschränkung mit den Blaseleitungen des jeweils vorhergehenden und nachfolgenden Gebläses zu einer Anzahl von aufeinanderfolgenden Ein biaseleitungen zusammengeführt sind. Das Gebläse kommt dann jeweils im Bereich zwischen denjenigen benachbarten Einblaseleitungen zu liegen, bei denen die Zusammenführung der Blaseleitungen des Gebläses mit denen des vorhergehenden Gebläses auf die Zusammenführung der Blaseleitungen des Gebläses mit denen des nachfolgenden Gebläses überwechselt.
Allgemein, d. h. in Berücksichtigung beider Varianten, kann also davon gesprochen werden, dass jedem Gebläse höchstens eine direkt als Einblaseleitung wirkende Blaseleitung zugeordnet ist.
Die Blaseleitungen 11 sind mit unterschiedlichen Querschnitten dargestellt, um jene Durchlässe anzudeuten, die bewirken, dass die von den Einblaseleitungen über ihre Mündungen 13 ausgestossenen Mischgasströme von Einblaseleitung zu Einblaseleitung fortlaufend unterschiedliche, auf die fortlaufende Veränderung der Ofentunneltemperatur abgestimmte Temperaturen aufweisen. In diesem Sinne gilt für die in der Zeichnung gewählte Anordnung der Gebläse 9, dass die Blaseleitungen 11 umso kleinere Durchlässe aufweisen, je grösser der Abstand der zugeordneten Einblaseleitung 12 vom Gebläse 9 ist. Die unterschiedlichen Durchlässe können natürlich auch durch besondere, nicht dargestellte, Drosselorgane, wie Schieber usw., bewirkt oder mitbeeinflusst werden.
Die quer zur Ofenlängsrichtung verlaufenden, jeweils einen Gasschleier bewirkenden Reihen von Wirbeldüsen 13 bilden die Mündungen der Einblaseleitungen.
Die Wirbeldüsenreihen sind in den Bereichen von Setzgassen 4 vorgesehen und werden so durch ihre Lage der Aufgabe, die Längsströmung der Ofengase im Deckenspalt 5 mittels des von ihnen gebildeten Gasschleiers zu drosseln und in die Zwischenräume des Brennguteinsatzes a'ozulenken, in besonders hohem Masse gerecht. Zudem bieten die Setzgassen 4 den Wirbeln 14 des Gasschleiers den erweiterten Raum, um sich sanft, d. h. ohne ausgeprägte sprunghafte Übergänge, in den Längsstrom der Ofenatmosphäre einzurühren.
Um ein Verwerfen der Ofenlängsströmung zu vermeiden, empfiehlt es sich, den Drehsinn der Wirbeldüsen 13 fortlaufend von Düse zu Düse zu wechseln und allenfalls der Symmetrie des Ofens folgen zu lassen, wie dies durch die Wirbeldarstellung 14 in Fig. 2 angedeutet wurde.
Die spezielle Ausbildung der einzelnen Wirbeldüsen 13 durch die windschiefe Zusammenführung von zwei Kanälen 15, welche im Beispiel je an einen getrennten Strang 12' der Einblaseleitung 12 anschliessen, ist vor allem der Fie. 3 im Detail zu entnehmen. Die perspek livische Darstellung gilt als Schema für den herausgegriffenen Teil des Systems von Kanälen, welche als Aussparung in der aus keramischen Formsteinen gebildeten Deckenmauerung zu verstehen sind. Die Fig. 3 veranschaulicht auch die Bildung der Wirbel 14 und den Wechsel der Drehrichtung derselben von Düse zu Düse 13 durch die wechselnde Anordnung der Paare von Kanälen 15 zueinander.
Im übrigen ist die aus Fig. 3 ersichtliche Wirbeldüsenausführung nur ein Beispiel für eine sehr grosse Zahl möglicher Ausführungsformen, wobei auch solche aus Metall in Betracht kommen.
Im Ganzen soll Klarheit darüber bestehen, dass es zweckmässig sein kann, die Zahl der Düsenreihen zu vermehren, etwa indem man jeder Setzgasse 4 eine Düsenreihe zuordnet. In diesem Fall wäre die Zahl der Lüfter nicht unbedingt zu vermehren, d. h. dass auch das Verhältnis von Lüftern zu Düsenreihen, das durch Fig. 1 am dargestellten Ausführungsbeispiel gegeben ist, keine einschränkende Bedeutung hat.