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Bei den bekannten Tunnelöfen dieser Gattung sind diese Querwände
z. B. Verschlußschieber, um einem Ein- und Ausfahren von Ofenwagen in den Ofen bzw.
aus diesem heraus oder von einem Ofenabschnitt in einen anderen ohne Auftreten von
Druckveränderungen im Ofen bzw. in den einzelnen Ofenabschnitten zu ermöglichen
(deutsche Auslegeschrift 1 558 663). Oder sie dienen dazu, voneinander völlig
getrennte
Kammern zu schaffen, in welchen die gewünschten Gasbewegungen, und zwar in der Mitte
die Querströme und an den Enden der Querumlauf, ungehindert vor sich gehen können,
während ein unerwiinschter Längsumlauf ausgeschaltet ist (deutsche Patentschrift
461074). Die bekannten Querwände sind zu diesem Zweck so ausgebildet, daß sie eine
weitgehend vollständige Abdichtung zwischen den beiderseits der Wände befindlichen
Räumen ermöglichen.
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Bei Tunnelöfen der eingangs genannten Gattung mit einer Aufheizzone,
einer Brennzone und einer Kühlzone sollen jedoch die Heißgase meist nicht in Querrichtung,
sondern in Ofenlängsrichtung durch den Ofen und an dem darin befindlichen zu behandelnden
Gut entlangströmen, wobei es wünschenswert ist, daß sie gleichmäßig über den gesamten
Laderaum des zu behandelnden Gutes verteilt sind, um damit eine gleichmäßige Hitzebehandlung
und damit einen gleichmäßigen Brand des Gutes zu gewährleisten. Zu diesem Zweck
hat man die Kanalquerschnitte bei den bekannten Tunnelöfen meist klein gehalten.
Aber auch bei Öfen mit relativ kleinem Kanalquerschnitt kann eine ungleichmäßige
Erhitzung nicht ganz ausgeschlossen werden, da auch hier die Heißgase bzw. die Wärme
nicht völlig gleichmäßig über den gesamten Kanalquerschnitt verteilt wird. Dies
ist auch deshalb der Fall, weil beim Brennen durch den Brennschwund vor allem unter
der Kanaldecke größere Strömungsquerschnitte für die Gase bzw. die Wärme entstehen.
Tunnelöfen mit kleinem Kanalquerschnitt sind darüber hinaus vielfach unerwünscht,
da sie für einen mengenmäßig größeren Anfall von Behandlungsgut ungeeignet sind.
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Große Tunnelöfen führen aber wiederum nicht nur zu einer besonders
ungleichmäßigen Wärmebehandlung des Gutes sondern machen auch bei kompakt gesetztem
Brenngut verlängerte Brennzeiten erforderlich, wodurch bei Erfüllung einer vorgeschriebenen
Mengeleistung die Länge des Tunnelofens vergrößert wird. Lange Öfen bieten der Gaslängsführung
im Innenraum für die Aufheizung, das Brennen und die Kühlung des zu erhitzenden
bzw. zu brennenden Gutes jedoch außerordentlich große Widerstände, die schlechte
Wärmeführung und Wärmeübertragung sowie hohe Bau- und Betriebskosten zur Folge haben.
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Ziel der Erfindung ist daher, ein Tunnelofen für in Längsrichtung
strömende Heißgase, bei welchem diese Gase auch bei relativ großem Kanalquerschnitt
gleichmäßig über den gesamten Laderaum des zu behandelnden Gutes verteilt werden,
um eine gleichmäßige Hitzebehandlung des Gutes zu gewährleisten, und zwar mit relativ
einfachen und sicher wirkenden Mitteln. Dies wird erfindungsgemäß bei einem Tunnelofen
der eingangs genannten Gattung auf einfache Weise dadurch erreicht, daß die Querwände
Durchbrechungen für den Gasdurchtritt in Ofenlängsrichtung von Kammer zu Kammer
haben.
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Bei dieser Ausbildung ergibt sich in der Regel folgende Luft- bzw.
Heißgasführung: In der dem Auslaß des Tunnelofens benachbarten Kammer wird Luft
eingedrückt, welche am Behandlungsgut vorbei die Kammer in Tunnellängsrichtung bis
zur ersten Querwand durchströmt. An dieser Wand wird der Luftstrom gestaut, wodurch
die Luft gleichmäßig über den Kammerquerschnitt verteilt wird, um dann durch die
in der Querwand befindlichen Durchbrechungen in die benachbarte Kammer
einzutreten.
Dort strömt die Luft zur nächsten Querwand, um hier erneut gestaut und verteilt
sowie durch deren Durchbrechungen in die dritte Kammer zu strömen usw. Diese Zwangsführung
des Luftstromes von Kammer zu Kammer stellt eine gleichmäßige Luft- bzw. Heißgasverteilung
über den gesamten Kanalquerschnitt in jeder einzelnen Kammer sicher, der außerdem
in jeder Kammer individuell gesteuert werden kann. Damit können durch die erfindungsgemäße
Ausbildung Tunnelöfen mit beliebigem Kanalquerschnitt hergestellt werden, wobei
die Kanalbreite letztlich nur von der Deckenkonstruktion abhängig ist, die jedoch
bei Anwendung von Stahlträgern, Gitterträgern oder vorgespannten Stahlbetonträgern
und feuerfester Leichtbauweise viele Möglichkeiten zur statisch einwandfreien Überbrückung
großer Spannweiten zuläßt.
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Die Durchbrechungen in den Querwänden können in Stückzahl und Größe
so abgestimmt sein, daß bei in Stapeln, Gruppen od. dgl. angeordnetem Behandlungsgut
gleiche Gasmengen einerseits durch die in den Stapeln oder Gruppen zweckmäßig vorgesehenen
Schlitze und andererseits an der Außenseite der Stapel oder Gruppen vorbeiströmen
und damit im ganzen Kanalquerschnitt eine gleichmäßige Wärmebehandlung erzielt wird.
Da Wärme nach oben steigt und durch thermisches Schwinden des Behandlungsgutes unterhalb
der Tunneldecke in der Regel ein größerer Abstand zwischen Decke und Gutstapel als
zwischen den Tunnelseitenwänden und Gutstapel entsteht, werden zweckmäßigerweise
die Durchbrechungen in den Querwänden in erster Linie in deren unteren Bereich angeordnet.
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Vorzugsweise haben die Querwände in Tunnellängsrichtung einen gegenseitigen
Abstand, der größer ist als die Länge der zwischen den Querwänden zu setzenden Gutstapel,
-gruppen oder -haufen, so daß zwischen den Querwänden und den benachbarten Stirnenden
der Stapel, Haufen oder Gruppen jeweils Zwischenräume zwischen dem Behandlungsgut
und den Querwänden für den Stau und die Verteilung der Luft bzw. Heißgase verbleiben.
Die Querwände können in den Tunnelraum einschiebbar bzw. einschwenkbar sowie aus
diesem ausschiebbar bzw. ausschwenkbar an bzw. in den Tunnelwänden angeordnet sein.
Besonders zweckmäßig ist es aber, wenn die Querwände auf den durch den Tunnelofen
hindurchbewegbaren, vorzugsweise aus Wagen bestehenden Transportorganen für das
Behandlungsgut angeordnet sind. Es ist auch möglich, die Querwände auf eigenen,
nicht zur Aufnahme von Behandlungsgut bestimmten Ofenwagen anzuordnen, die jeweils
zwischen den letztgenannten Ofenwagen durch den Tunnelofen hindurchbewegt werden
können.
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Es kann zweckmäßig sein, wenn an bzw. in den Durchbrechungen in den
Querwänden einstellbare Luftleitklappen oder Drosselvorrichtungen angeordnet sind,
um die Strömung der Heißgase durch die Ofenkammern noch genauer steuern zu können.
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Es ist zwar bereits ein Tunnelofen mit in Ofenlängsrichtung strömenden
Heißgasen bekannt, der von seiner Decke herabragende Schürzen hat die im Abstand
über der Oberseite des zu brennenden Gutes enden. Diese Schürzen dienen dabei dazu,
den Heizgasstrom stellenweise nach unten auf das zu brennende Gut herabzudrücken
(USA.-Patentschrift 1 594 589). Eine gleichmäßige Verteilung der Heißgase über den
gesamten Laderaum des Ofens, und
zwar sowohl im Längs- als auch
im Querschnitt, wird dabei jedoch nicht erreicht.
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Der erfindungsgemäße Tunnelofen kann als kontinuierlich arbeitender
Durchlaufofen oder so betrieben werden, daß alle seine Kammern gleichzeitig mit
Behandlungsgut beladen werden und dieses Gut in allen Kammern gleichzeitig erhitzt
oder gebrannt wird. Diese letztgenannte periodische Betriebsweise ist gegenüber
der kontinuierlichen Betriebsweise von Nachteil, besitzt aber gegenüber den bekannten
periodisch arbeitenden Kammeröfen bedeutende Vorteile, die vor allem darin bestehen,
daß der Zeitraum für das Be- und Entladen der Kammern zwischen dem Erhitzungs- bzw.
Brennprozeß entfällt, da diese Arbeit während des Erhitzens bzw. Brennens außerhalb
des Ofens auf bereitgestellten Transportwagen erfolgen kann. Der eben genannte Vorteil
ist vor allem dann gegeben, wenn das Behandlungsgut nur stoßweise anfällt. Im Falle
seines periodischen Betriebes hat der erfindungsgemäße Tunnelofen zweckmäßig über
seine ganze Länge feuerfeste Innenverkleidung und in jeder Kammer Heizeinrichtungen
in Form von Brennern od. dgl., die in den Tunnelinnenraum einsenkbar bzw. aus diesem
zumindest teilweise herausziehbar angeordnet sein können.
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Es folgt die Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
eines zum Brennen von Ziegelformlingen bestimmten Tunnelofens gemäß der Erfindung:
Fig. 1 zeigt teilweise in Draufsicht, teilweise im Horizontalschnitt ein Ziegelwerk
mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Tunnelofens in schematischer Darstellung;
Fig. 2 zeigt einen Teillängsschnitt durch diesen Tunnelofen nach Linie II-II in
Fig. 1 in größerem Maßstab; F 1 g. 3 veranschaulicht einen horizontalen Teilschnitt
durch den Tunnelofen nach Linie III-III in Fig. 2; Fig.4 ist ein Querschnitt durch
den Tunnelofen nach Linie IV-IV in Fig. 3; F i g. 5 zeigt eine auf einen Ofenwagen
aufsetzbare Querwand in Schrägansicht in größerem Maßstab; Fig.6 zeigt eine weitere
Ausführungsform einer solchen Querwand in gleicher Darstellungsweise wie Fig. 5;
Fig. 7 zeigt einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Tunnelofens mit Ofenwagen nebeneinander.
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Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ziegelwerk werden die Ziegelformlinge
1 in der Presse 2 gepreßt und anschließend im Durchlauftrockner 3 getrocknet.
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Von dort gelangen die Ziegelformlinge 1 über eine Setzmaschine 4 auf
die Ofenwagen 5 des Tunnelofens 6. Diese Ofenwagen werden anschließend im beladenen
Zustand in den Tunnelofen eingefahren, in welchem die Ziegelformlinge gebrannt werden.
Nach dem Brennen werden die Ofenwagen 5 mit den Formlingen 1 auf der anderen Stirnseite
aus dem Tunnelofen ausgefahren, worauf die auf ihnen befindlichen Formlinge auf
neben die Ofenwagen gefahrene Lastwagen 7 umgeladen werden können. Für eine rationelle
Fertigung ist es vorteilhaft, wenn die Ofenwagen in ihrer Ladefläche so bemessen
sind, daß diese der Größe der Ladefläche der Lastwagen 7 entspricht. Bei dem in
F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel haben daher die Ofenwagen eine quer zu
ihrer Fahrrichtung im Tunnelofen gemessene Breite,
die etwa der Länge der Ladefläche
der Lastwagen 7 entspricht, und eine Länge von im wesentlichen der Breite der Lastwagenladefläche.
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Da die Breite des Innenraums des Tunnels 6 etwa der Ofenwagenbreite
entsprechen muß, tragen die Ofenwagen zur Erzielung einer gleichmäßigen Hitzeverteilung
innerhalb des Brennofens 6 Querwände 8 in der Nähe der vorderen oder hinteren Wagenstirnseite,
die sich im wesentlichen über den gesamten Querschnitt des oberhalb der Ladefläche
der Ofenwagen 5 befindlichen Innenraums des Tunnelofens erstrecken und damit diesen
Innenraum in beiderseits der Querwände befindliche Kammern 10 unterteilen, wenn
sich Tunnelwagen im Ofen befinden.
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Die Querwände sind im unteren Bereich mit Durchbrechungen 9 für den
Durchtritt der Luft bzw. Heißgase von Kammer zu Kammer ausgestattet.
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Die Ladefläche der Ofenwagen 5 ist in deren Fahrt-. richtung länger
gehalten als die beabsichtigte Länge der aufzusetzenden Stapel von Ziegelformlingen
1, um dadurch vor und hinter den Stapeln Verteilungs-und Stauräume 11, 12 für die
die Kammern durchströmende Luft bzw. durchströmenden Heißgase zwischen den Stapeln
und den benachbarten Querwänden 8 zu erzielen, wenn die Ofenwagen sich unmittelbar
hintereinander im Ofen befinden.
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Der in den F i g. 1 bis 4 dargestellte Tunnelofen 6 mit für das Ein-
und Ausfahren der Ofenwagen an seinen Stirnseiten befindlichen Verschlüssen 14 ist
mit einer Topfeuerung in Form von in seiner Hängedecke 15 angeordneten Brennern
16 ausgestattet, während der Rauchabzug 17 für die Heißgase ebenfalls in der Hängedecke
angeordnet ist, und zwar in der Nähe des Einlasses für die Ofenwagen.
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Bei periodischem Betrieb des Tunnelofens werden die Ofenwagen hintereinander
in dem Ofen von der einen Stirnseite her eingeschoben und intermittierend durch
den Ofen hindurchgeführt, bis sie auf der anderen Stirnseite wieder aus dem Ofen
herausgelangen.
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Die durch die Querwände 8 auf den Ofenwagen im Tunnelinnenraum gebildeten
Kammern 10 verschieben sich dabei mit dem Vorschub der Ofenwagen im Tunnelofen.
Sind die Brenner 16 so gestaltet, daß sie in den Innenraum des Tunnelofens hineinragen,
so müssen sie ziehbar an bzw. in der Ofenwand bzw.
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Ofendecke angeordnet sein, um das Vorbeibewegen der Querwände bzw.
der Stapel von Ziegelformlingen an den Brennern zu ermöglichen.
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Bei kontinuierlichem Betrieb strömt an der Seite des Austritts der
Ofenwagen Luft in den Tunnelofen ein, welche an den Ziegelstapeln vorbei durch die
Durchbrechungen 9 in den Querwänden 8 hindurch von Kammer zu Kammer 10 strömt, wobei
sie durch die Brenner 16 erhitzt wird, bis sie durch den Rauchabzug 17 oder andere
Auslaßöffnungen aus dem Tunnel wieder abgeführt wird.
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Bei periodischem Betrieb wird der Tunnelofen nicht nach und nach
mit beladenen Ofenwagen gefüllt und von in ihm befindlichen Wagen entleert.
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Vielmehr wird der gesamte Tunnel auf einmal beladen und das auf allen
in ihm befindlichen Ofenwagen aufgelagerte Behandlungsgut auf einmal erhitzt oder
gebrannt. In diesem Falle ist es notwendig, daß in jeder Kammer eine eigene Heizeinrichtung
in Form eines Brenners 16 vorgesehen ist.
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Wenn die Heißgase von einer Kammer 10 durch die Durchbrechungen in
einer Querwand 8 eines innerhalb des Ofens befindlichen Ofenwagen 5 in die
anschließende
Kammer 10 emströmen, gelangen sie zunächst in den Verterlungsraum 11, in welchem
eine Verteilung der Luft über die gesamte Querschnittböhe des bzw, der in dieser
Kammer befindlichen Gutstapel erfolgt. Anschließende werden die Heißgase durch im
Gutstapel bzw, beiderseits der Stapel befindliche Strömungsgassen 13 sowie an den
Außenseiten des bzw. dci- Stapel an den Formlingen entlang geleitet. bis sie zu
dem auf der anderen Stapelseite hebefindlichen Stauraum 12 gelangten. in welchem
durch den dort eintretenden Luftstau eine nochmalige und nunmrlir vollständig gleichmäßige
Verteilung der Heißgase über den gesamten oberhalb der Ladefläche der Ofenwagen
befindlichen Querschnitt des Tunnelinnenraums gewährleistet wird. Von dort strömen
die Heißgase durch die Durchbrechungen 9 in der allen Stauraum 12 begrenzenden Querwand
8 der vorgenannten Kammer 10 in die nächstfolgende Kammer ein. um in dieser in gleicher
Weise einer erneuten Zwangsführung zu unterliegen.
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Die Formlinge 1 werden zweckmäßig beiderseits der Strömungsgassen
13 so angeordnet. daß sie transportgerechte Pakete für ihren nach dem Brennen erfolgenden
Versand oder Transport bilden, wobei zweckmäßigerweise Stapel von einer Tiefe von
zwei Steinen gebildet werden. die für den Maurer an der Baustelle besonders zweckmäßig
sind.
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Bei dem in F i g. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen
die Durchbrechungen 9 in den Querwänden 8 auf dem Ofenwagen 5 aus in ihrer Größe
und ihren gegenseitigen Abständen jeweils gleichen stehenden Längsschlitzen. Je
nach Gestalt und Größe des im Ofen zu behandelnden Gutes können die Durchbrechuneen
aber auch andere Gestalt und andere Anordnung haben.
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In F i g. 5 und 6 sind zwei Beispiele hierfür dargestellt. Bei der
in F i g. 5 dargestellten Ausführungsform haben die ebenfalls im unteren Bereich
der Querwand 8 angeordneten und ebenfalls aus stehenden Längsschlitzen bestehenden
Durchbrechungen unterschiedliche Höhe. wobei die Höhe der Durchbrechungen zu den
Seitenrändern der Querwand zunimmt. Bei der in F i g. 6 dargestellten Ausführungsform
haben die Durchbrechungen ebenfalls zu den Seitenrändern der Querwände 8 zunehmende
Höhe. wobei die Durchbrechungen noch zusätzlich in ihrer Breite derart abgestuft
sind. daß diese in den unteren Bereichen größer als in den oberen Bereichen der
Durchbrechungen ist.
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Grundsätzlich können die Querwände aus beliebigem. zweckmäßig feuerfestem
Material bestehen. Es ist jedoch @ vorteilhaft. wenn die Querwände aus in Fig. 1
bis 6 nicht dargestellten feuerfesten Steinen, wie Leichtschamottesteinen, bestehen,
die miteinander verklebt sind und von einem sie umgebenden feuerfesten Rahmen 27
aus Nletall zusammengehal-
ten sind. An diesem Rahmen können gleichzeitig Befestigungsorgane
28 angeschlossen sein, mit welchen die Querwände 8 gegebenenfalls lösbar auf dem
Ofenwagen befestigt werden können. Es ist auxh möglich, die Querwände aus mehreren
jeweils von eigenen Rahmen umgebenen Teilstücken zusammenzufüecn. um das Abnchmen
und Aufbauen der Querweände auf dem Ofenwaeen zu erleichtern.
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Bei dem in F i é 7 dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der
erfindungsgemäße Tunnelofen besonders große Breite. so daß sein Inninraum zwei Ofenwagen
5 nebeneinander aufnchmen kann. Die Ofenwagen wind nebeneinander derart geführt,
daß die nebeneinander befindlichen Wagen seitlich nabezu unmittelbar aneinander
anschließen. Dies gilt auch für die auf ihnen angeordneten Querwände 8. um ein unerwünschtes
Hindurchtreten der Heißgase zwischen den nebeneinander befindlichen Ofenwagen bzw.
deren Querwände zu vermeiden.
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Es ist natürlich auch möglich. im Falle noch breiterer Tunnelöfen
mehr als zwei Ofenwagen nebeneinander durch den Ofen hindurchzuführen oder Ofenwagen
zu verwenden, welche mindestens jeweils drei Räder axial nebeneinander haben.
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Die Querwände 8 zur Unterteilung des Innenraums des Tunnelofens 6
in Kammern 10 können auch auf besonderen. in der Zeichnung nicht dargestellten Ofenwagen
angeordnet sein. die zwischen den die Ziegelformligen 1 aufnehmenden Ofenwagen ein
gesetzt werden können. welche in diesem Falle keine Querwände tragen müssen. Wenn
die mit Zieeelformlinsen zu beladenden Ofenwagen abnehmbare Querwände 8 haben. kann
der erfindungsgemäße Tunnelofen auch auf konventionelle Weise ohne die Unter teilung
in einzelne Kammern 10 betrieben werden. wenn dies in bestimmten Fällen erwünscht
sein sollte.
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Es kann zwecksmäßig sein. die Brenner 16 xerschieden tief in die
einzelnen Kammern 10 einragen zu lasseti. um den Erhitzungs- bzw. Brennvorgang in
den Kammern unterschiedlich gestalten zu können. Dies ist ein weiterer Vorteil,
der sich durch die erfindungsgemäße Unterteilung des Tunnelofens in durch Querwände
unterteilte Kammern ergibt.
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Die gleichmäßige Luft- bzw. Heißgasverteilung innerhalb der Kammern
10 kann noch dadurch gesteigert werden. daß die Durchbrechungen 9 in den Querwänden
8 mit in der Zeichnung nicht dargestellten Luftleitklappen oder mit Drosseln z.
B. in Form von Schiebern versehen werden. um die Strömungsrichtung oder die Durchtrittsmenge
der Luft bzw Heißgase steuern bzw. regulieren zu können.
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Der erfindungsgemäße Tunnelofen kann nicht nur zum Brennen von Ziegelformligen,
sondern allgemein zu jeglicher thermischer Behandlung eines beliebigen und nicht
nur stückigen Behandlungsgutes Verwendung finden.