BRPI0909265B1 - método para queimar produtos em um forno cerâmico, e, forno cerâmico - Google Patents

Description

“MÉTODO PARA QUEIMAR PRODUTOS EM UM FORNO CERÂMICO, E, FORNO CERÂMICO” CAMPO TÉCNICO A invenção diz respeito a um método para queimar produtos cerâmicos, bem como a um fomo cerâmico capaz de atuar o método.

FUNDAMENTOS DA TÉCNICA

Como é conhecido, fomos para produtos cerâmicos podem ser subdivididos substancialmente em duas categorias gerais: fomos tipo túnel e fomos intermitentes.

Fomos tipo túnel são especialmente adequados para queimar placas e azulejos cerâmicos e, resumidamente, compreendem uma estrutura de túnel comprida, revestida em material refratário, ao longo da qual os produtos a ser queimados avançam à bordo de vagões automotrizes ou em rolos de suporte rotativos. O túnel é provido com sistemas de regulagem de calor que permitem que o fomo seja subdividido longitudinalmente em uma pluralidade de sucessivas seções a diferentes temperaturas, de maneira tal que, durante o avanço, os produtos cerâmicos sejam submetidos a todos os estágios do ciclo de queima. O ciclo de queima compreende tanto estágios de aquecimento quanto resfriamento, mais ou menos rápido, e está no geral representado por um diagrama que relaciona as temperaturas das várias seções do fomo com suas posições longitudinais dentro do fomo.

Diferentemente, fomos intermitentes normalmente compreendem uma única câmara de queima, delimitada por paredes revestidas com material refratário, intemamente à qual os produtos a ser queimados permanecem imóveis.

Fomos intermitentes são especialmente usados para queimar produtos grandes e/ou produtos com formas complexas, possivelmente com paredes de espessuras variáveis, entre as quais, por exemplo, artigos sanitários tais como pedestais de banheiros, pias e banheiras, mas também utensílios de cozinha, isolantes cerâmicos para isolar dutos de linhas elétricas de alta tensão, ou tubos cerâmicos para conduítes de esgoto e similares. O ciclo de queima em fomos intermitentes é obtido via uma variação progressiva na temperatura interna na câmara de queima individual, e está assim representada no geral por um diagrama que relaciona a temperatura do fomo com o time que os produtos gastam intemamente nele.

Em particular, o ciclo de queima normalmente compreende três sucessivos estágios, incluindo um primeiro estágio de aquecimento uniforme até temperaturas de cerca de 1200 - 1300°C, um estágio intermediário a uma temperatura constante, e um estágio final de resfriamento para retomar os produtos para a temperatura ambiente. O estágio de resfriamento é dividido em um primeiro estágio de resfriamento rápido, durante o qual os produtos são rapidamente levados para uma temperatura de cerca de 600°C, seguido por um estágio de resfriamento lento até atingir a temperatura ambiente. O estágio de resfriamento lento permite que os produtos acabados fiquem isentos de defeitos e/ou tensões residuais, que de outra forma podem gerar trincas capilares, trincas maiores e algumas vezes quebra real. A regulação adequada dos estágios de resfriamento rápido e lento permite adicionalmente que o material cerâmico assuma estruturas químicas/físicas diferentes da qual as propriedades mecânicas do produto acabado dependem. A regulação da temperatura na câmara de queima é no geral obtida por meio de uma pluralidade de queimadores sem chamas, que são instalados em posições adequadas nas paredes laterais e/ou nas paredes a abóbada e nas paredes do fundo do fomo, de onde eles ficam voltados diretamente dentro da câmara de queima.

Cada queimador é associado a um conduíte de alimentação de combustível, tipicamente gás metano, e um conduíte de alimentação de comburente, tipicamente ar do lado de fora à temperatura ambiente, que abre-se nas proximidades da superfície interna da parede do forno, para gerar uma chama que se desenvolve livremente na câmara de queima.

Dispositivos de válvula relativos são associados aos conduítes de alimentação, cujos dispositivos de válvula regulam a vazão do combustível e do comburente, tal como de maneira a regular a intensidade da chama e assim o calor gerado.

Diferentemente dos fomos tipo túnel, em que a duração geral do ciclo de queima depende da velocidade de avanço dos produtos no fomo, isto é, o tempo gasto nas várias seções do fomo, é óbvio que a duração geral do ciclo de queima em um fomo intermitente depende da rapidez com que a temperatura interna na câmara de queima individual do fomo muda.

Fomos cerâmicos intermitentes entretanto apresentam um nível bastante alto de inércia térmica que afeta consideravelmente o gradiente de temperatura interna na câmara de queima.

Em particular, a inércia térmica tem um efeito negativo, especialmente durante os estágios de resfriamento rápido, durante os quais os produtos cerâmicos poderíam ser resfriados mais rapidamente do que ocorre normalmente, sem que isto cause nenhum defeito no produto final, mas cuja duração é na realidade maior do que a necessária, precisamente por causa da inércia térmica inevitável do fomo.

Para solucionar este problema pelo menos parcialmente, ar foi introduzido no fomo, através dos conduítes de alimentação dos queimadores apagados, tal como de maneira a dissipar por convecção uma parte do calor interno e resfriar mais rapidamente os produtos cerâmicos, reduzindo a duração geral do ciclo de queima.

Este método entretanto não é aplicável a todos os tipos de queimadores usados em forno cerâmicos intermitentes.

Em particular, a tecnologia anterior compreende queimadores sem chamas que incorporam um trocador de calor, em que o ar comburente é pré-aquecido por um fluxo de ar e fumos de combustão quentes que saem do forno, cuja temperatura basicamente coincide com a temperatura na câmara de queima. O fluxo de gases quentes move-se ao longo de um conduíte de saída disponibilizado no corpo do queimador, cujo conduíte de saída abre-se no forno e cruza o trocador de calor.

Quando a chama é acesa, o pré-aquecimento do ar comburente permite maior eficiência e o desempenho geral do forno, reduzindo assim o consumo de combustível.

Quando a chama é extinta, não é possível suprir um ar de resfriamento aspirado do conduíte de alimentação desses queimadores, como seria de qualquer maneira aquecido pelos gases quentes que cruzam o trocador de calor, e assim chegariam na câmara de queima a uma temperatura muito alta para poder resfriar efetivamente os produtos ali contidos, e aumentaria no geral a duração do ciclo de queima.

Documento Dl: EP 0866296 mostra um forno para produtos cerâmicos que têm meio de transporte para os produtos serem tratados. Os produtos são tratados dentro do volume interno aquecido do forno, calor sendo fornecido por uma pluralidade de queimadores adequados arranjados acima e abaixo do meio de transporte dos produtos de cerâmica. Cada queimador tem um defletor arranjado ao longo do caminho da chama, de modo que a flama seja difusa em uma direção pretendida. Em uma modalidade descrita o defletor pode ser usado para transportar ar frio.

Documento D2: EP 1217299 mostra um forno que tem pelo segue-se a página 4a menos dois misturadores opostos reciprocamente do combustível e ar comburente e que devem ser operador por, altemativamente, ativado dois modos de operação diferentes.

Em um primeiro modo operacional, ar externo entra no sistema através de uma linha adequada e, por meio de desviador, escoa para dentro de um primeiro misturador onde é alimentado com combustível para aquecer o forno. Parte do ar saindo do forno através de um conduíte do misturador oposto é recirculado e retoma para dentro do fomo, sendo este usado também para aquecer o regenerador cerâmico. A outra parte sai do sistema através de um caminho adequado.

No segundo modo operacional, ar externo entra no sistema e, por meio do mesmo desviador e uma linha adequada, escoa para dentro do misturador oposto onde é alimentado com o combustível para aquecer o fomo. Parte do ar que sai do fomo através do conduíte do primeiro misturador é recirculado e retoma para dentro do fomo sendo ele usado também para aquecer o regenerador cerâmico. A outra parte sai do sistema.

REVELAÇÃO DA INVENÇÃO

Um objetivo da presente invenção é reduzir o tempo necessário para completar o ciclo de queima em um fomo cerâmico intermitente provido com queimadores deste tipo, interferindo em particular no rápido tempo de resfriamento.

Um objetivo adicional da invenção é atingir o objetivo supramencionado com uma solução simples, racional e relativamente barata.

Esses objetivos são alcançados pelas características da invenção reportadas nas reivindicações dependentes. As reivindicações dependentes delineiam aspectos preferidos e/ou particularmente vantajosos da invenção.

Em particular, é provido um dispositivo para queimar produtos dentro de um forno cerâmico, em que o forno compreende pelo menos um queimador provido com um conduíte de alimentação de comburente, um conduíte de saída de gás quente do forno, e um trocador de calor para promover uma troca de calor entre os fluidos que escoam através do conduíte de alimentação e o conduíte de saída. O método da invenção compreende resfriar os produtos por meio da introdução de um fluido de resfriamento no forno através do conduíte de saída do pelo menos um queimador quando o queimador estiver desligado.

Graças à solução, o fluido de resfriamento escoa através do conduíte de saída em uma direção contracorrente, isto é, em uma direção oposta com relação à direção normal dos gases quentes, impedindo que eles cruzem o trocador de calor. O fluido de resfriamento assim chega à câmara de queima sem passar por nenhum aquecimento no trocador de calor, obtendo assim um rápido resfriamento para produtos e uma redução efetiva na duração geral do ciclo de queima.

Com relação aos termos "fluido de resfriamento", é feita referência geral a qualquer fluido que está a uma temperatura inferior com relação à câmara de queima. O método da invenção preferivelmente inclui o uso de ar do ambiente externo, por exemplo, à temperatura ambiente.

Em um aspecto preferido da invenção, durante o estágio de resfriamento, o método inclui suprir simultaneamente também o comburente, isto é, normalmente uma corrente de ar adicional à temperatura ambiente, através do conduíte de alimentação do queimador extinto. O comburente também não será submetido a nenhum aquecimento no trocador de calor, já que o trocador de calor será cruzado por dois fluidos que estão substancialmente a uma mesma temperatura, e podem ι chegar à câmara de queima a uma menor temperatura com relação à sratura do forno, permitindo assim dispersão eficiente do calor. O suprimento simultâneo de duas correntes aumenta ainda a vazão geral de fluido de resfriamento que é introduzido na câmara de ia, obtendo assim uma maior dissipação do calor e um resfriamento mais o do forno.

Esta solução pode ser adotada por todos os estágios em que a idade de resfriamento tem que ser a mais alta possível, em particular ite os estágios de queima rápida, durante os quais não existe risco de icar os produtos cerâmicos.

Em uma modalidade preferida do forno, o conduíte de saída do rador é associado com o dispositivo de válvula, que coloca o conduíte omunicação com o ambiente externo, e pode ser ativado tal como de ira a eliminar a comunicação com o lado de fora a fim de colocar o líte de saída em comunicação com dispositivo de suprimento de fluido sffiamento especial, e vice-versa.

Neste contexto, durante o funcionamento normal do íador, a câmara de queima está a uma temperatura mais alta do que a íratura atmosférica e os gases quentes presentes nela escoam itaneamente do conduíte de saída, que é mantido em comunicação com o ie fora.

Durante os estágios de resfriamento com queimadores ;os, o dispositivo de válvula é ativado tal como de maneira a colocar o líte de saída em comunicação com o dispositivo para suprir o fluido de amento, que força o fluido de resfriamento a escoar no conduíte de saída ir intemamente da câmara de queima.

Em uma modalidade alternativa do forno, o conduíte de saída reimador abre-se para a seção estreitada de um tubo venturi, que é nente cruzada por um fluido de comando, tipicamente ar externo à nperatura ambiente, que gera na seção estreitada, uma depressão necessária ra aspirar os gases quentes da câmara de queima.

Neste contexto, a injeção do fluido de resfriamento no forno é sferivelmente realizada desviando-se o fluido de comando dentro do nduíte de saída, em contracorrente com relação ao fluxo normal de gases entes. Este desvio pode ser obtido simplesmente impedindo-se o fluxo de ida axial do fluido de comando do tubo venturi, por exemplo, fechando uma lvula de retenção localizada à jusante do tubo venturi propriamente dito.

Desta maneira, o fluido de comando é forçado a escoar do tubo nturi dentro do conduíte de saída, até atingir a câmara de queima do forno. A invenção adicionalmente disponibiliza um forno cerâmico ;ermitente capaz de atuar no método de queima supradelineado. O forno compreende pelo menos um queimador de chama, que orovido com pelo menos um conduíte de alimentação de comburente, um nduíte de saída de gás quente do forno, e um trocador de calor destinado a amover uma troca de calor entre os fluidos que correm através do conduíte alimentação e do conduíte de saída; são providos dispositivos para suprir ia corrente de um fluido de resfriamento no forno através do conduíte de ida do queimador, em uma direção contracorrente com relação ao fluxo de ida normal dos gases quentes.

Como mencionado aqui anteriormente, o conduíte do fluxo de ida preferivelmente associado com o dispositivo de válvula, que se stinam a colocá-lo em comunicação com o ambiente externo, e é ativável como de maneira a eliminar a comunicação com o lado de fora, colocando :onduíte de saída em comunicação com o dispositivo de suprimento de ar resfriamento, e vice-versa.

Graças a esta solução, pela ativação do dispositivo de válvula ando o queimador está desligado, o fluido de resfriamento é forçado pelo >positivo de suprimento a mover-se em contracorrente no conduíte de saída ité atingir a câmara de queima.

Em uma modalidade construcional diferente, o conduíte de :aída do queimador abre-se na seção estreitada de um tubo venturi, que é nserido ao longo de um conduíte auxiliar destinado a ser seguido por um luido de comando, tal como de maneira a criar nesta seção estreitada, uma lepressão destinada a aspirar os gases quentes do forno através do conduíte de iaída.

Neste contexto, o dispositivo de suprimento de fluido de esfriamento da invenção compreende dispositivo para desviar o fluido de ;omando para o conduíte de saída, preferivelmente dispositivo de válvula lestinado a fechar seletivamente o conduíte auxiliar à jusante do tubo venturi.

Graças a esta solução, pelo fechamento do dispositivo de válvula, o fluido de comando é forçado a correr através do conduíte de saída :m contracorrente até atingir a câmara de queima, onde ele resfria os produtos :erâmicos.

Características e vantagens adicionais da invenção surgirão a lartir da leitura da descrição seguinte provida a título de exemplo não imitante, com a ajuda das figuras ilustradas nas tabelas anexas dos desenhos.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS A figura 1 é uma vista seccional de um forno cerâmico ntermitente da invenção.

As figuras 2 e 3 ilustram um diagrama da planta de um jueimador sem chama montado no forno da figura 1, em dois estágios do irocesso de queima.

As figuras 4 e 5 mostram um diagrama da planta diferente de im queimador sem chama montado no forno da figura 1, em dois estágios do irocesso de queima.

MELHOR MANEIRA DE REALIZAR A INVENÇÃO O forno cerâmico intermitente 1 compreende uma única câmara de queima fechada 2, delimitada por paredes de material refratário, dentro da qual fica localizada uma estrutura de suporte fixa 3, na qual os produtos cerâmicos 100 a ser queimados ficam dispostos.

No exemplo ilustrado, os produtos cerâmicos 100 são artigos sanitários, tais como, por exemplo, pedestais de banheiros, pias e banheiras, mas o forno 1 pode também ser usado para queimar outros artigos, tais como utensílios de cozinha, isolantes cerâmicos para isolar dutos para linhas elétricas de alta tensão, ou tubos cerâmicos para conduítes de esgoto, e congêneres. O forno intermitente 1 pode também ser usado para queimar placas ou azulejos cerâmicos, azulejos refratários ou outros produtos.

Os produtos cerâmicos 100 ficam imóveis no forno intermitente 1 durante todo o ciclo de queima que é obtido graças a uma variação programada na temperatura na câmara de queima 2 em função dos tempos exigidos.

Inúmeros queimadores sem chamas 4 são devidamente montados nas paredes laterais do forno 1, cujos queimadores 4 se destinam a aquecer a câmara de queima 2 tal como de maneira a regular a temperatura nela. Uma chaminé 5 fica localizada no teto do forno 1, através de cuja chaminé 5 os gases de combustão quentes gerados pelas chamas dos queimadores 4 são descarregados no lado de fora.

Em algumas aplicações, os queimadores 4 podem também ser montados no teto e/ou na parede inferior do fomo 1.

Como ilustrado na figuras 2 e 3, cada queimador 4 compreende uma camisa externa 40 de uma forma substancialmente cilíndrica, que é inserida e bloqueada intemamente em uma respectiva abertura na parede do fomo 1. A extremidade dianteira da camisa externa 40 é aberta em direção à câmara de queima 2 e é localizada alinhada com a superfície interna da parede do forno, enquanto a extremidade posterior é fechada e projeta-se para o lado de fora.

Uma boca de saída 41 é disponibilizada no trato saliente posterior da camisa 40.

Um tubo cilíndrico 42 é montado coaxialmente dentro da camisa externa 40, cujo tubo 42 tem um menor que diâmetro que o diâmetro da camisa externa 40, tal como de maneira a definir com ela um conduíte anular 43 conectando a câmara de queima 2 com a boca de saída 41. O tubo cilíndrico 42 apresenta um trato dianteiro frustocônico, uma extremidade do qual projeta-se ligeiramente além da borda da camisa externa 40, e é aberto em direção ao lado de dentro da câmara de queima 2. A extremidade oposta do tubo cilíndrico 42 é fechada, e projeta-se posteriormente à camisa externa 40 que a contém.

Uma boca de entrada 44 é disponibilizada no trato saliente do tubo cilíndrico 42.

Um tubo central 45 é coaxialmente acoplado no tubo cilíndrico 42, cujo tubo central 45 tem um menor diâmetro do que do tubo cilíndrico 42, tal como de maneira a definir com ele um conduíte anular 46 que coloca a boca de entrada 44 em comunicação com a câmara de queima 2. O tubo central 45 de desenvolve do fundo do tubo cilíndrico 42 até o trato frustocônico, onde é fechado por uma placa transversal 47.

Uma abertura de entrada central 48 é disponibilizada no fundo do tubo cilíndrico 42, enquanto uma abertura de saída 49 é disponibilizada no centro da placa transversal 47, cuja abertura de saída 49 coloca o tubo central 45 em comunicação com o trato frustocônico do tubo cilíndrico 42, e assim a câmara de queima 2. Desta maneira, o tubo central 45 define um conduíte que conecta a abertura de entrada 48 com a câmara de queima 2.

Na modalidade ilustrada das figuras 2 e 3, a boca de entrada 44 é conectada a uma linha de suprimento 6 de ar comburente que é coletado tamente do lado de fora à temperatura ambiente, via um compressor 61 inado a forçá-lo a pressão interna no conduíte anular 46 e daí em direção à ara de queima 2. A abertura de entrada 48 é conectada a uma linha de imento de combustível 7, tipicamente gás metano. A linha de suprimento 7 é interceptada por um regulador de ío controlado pneumaticamente 70, que é automaticamente pilotado pela são do ar comburente na linha de suprimento 6, e é calibrado de maneira a pre prover um fluxo correto de combustível em função do fluxo de ar.

Finalmente, a boca de saída 41 é conectada a uma linha de :arga 8, que abre-se diretamente para o ambiente externo através de uma niné (não ilustrada). A linha de descarga 8 é interceptada por uma primeira válvula que é ativável tal como de maneira a abrir e fechar seletivamente a íxão da linha de descarga 8 com o ambiente externo. A linha de descarga 8 fica em comunicação, entre a boca de a 41 e a primeira válvula 85, com a linha de suprimento 6 via um conduíte liar 86. O conduíte auxiliar 86 é interceptado por uma segunda válvula que é ativável de maneira a abrir e fechar seletivamente a comunicação 2 a linha de suprimento 6 e a linha de descarga 8. O ciclo de queima dos produtos 100 no forno intermitente 1 no 1 compreende um estágio de aquecimento, durante o qual os queimadores :am normalmente acesos, um estágio de manutenção a uma temperatura itante, e um estágio de resfriamento subsequente para retomar os produtos para a pressão atmosférica, durante o que os queimadores 4 são lalmente extintos.

Como mencionado no preâmbulo aqui, o estágio de lamento é dividido em um estágio inicial de rápido resfriamento, durante qual a temperatura dos produtos 100 é rapidamente abaixada para cerca de 00 °C, seguido por um estágio de resfriamento lento até 250-300 °C, depois o que um novo estágio de resfriamento rápido começa, até a temperatura mbiente.

Como ilustrado na figura 2, quando os queimadores 4 são cesos, a segunda válvula 87 é fechada e o ar comburente é suprido pelo ompressor 61, via a linha de suprimento 6, dentro do conduíte anular 46, nde ele move-se em direção ao trato frustocônico do tubo cilíndrico 42 que bre-se dentro da câmara de queima 2. O combustível é regulado pelo regulador de vazão 70 e aprido via a linha de suprimento 7 dentro do tubo central 45, em que ele scoa em direção à abertura de saída 49 disponibilizada na placa transversal 7.

Desta maneira, o combustível e o ar comburente se misturam o trato frustocônico do tubo cilíndrico 42, onde eles acendem uma chama vre que se desenvolve dentro da câmara de queima 2.

Na placa transversal 47, dispositivos especiais para acender lo instalados, não ilustrados aqui, já que eles são do tipo conhecido, que ermitem que a chama fique acesa para acender o queimador 4.

Durante os estágios de aquecimento com a chama acesa, a rimeira válvula 85 da linha de descarga 8 fica aberta. A pressão do gás de combustão quente dentro da câmara de ueima 2 é ligeiramente maior com relação à pressão atmosférica, de forma ue uma corrente desses gases escoa através do conduíte anular 43 do ueimador 4 da extremidade aberta da camisa cilíndrica 40 em direção à boca e saída 41, e daí ele escoa para a linha de descarga 8 para o lado de fora través da chaminé.

Durante o cruzamento do conduíte anular 43, os gases quentes rtemamente colidem na parede lateral do tubo cilíndrico 42 dentro do qual o ar comburente escoa em contracorrente. A parede do tubo cilíndrico 42 é feita de um material bom condutor térmico, tipicamente um metal ou mais preferivelmente carborundum, permitindo a transferência de energia térmica entre os gases quentes provenientes da câmara de queima 2, e o ar comburente proveniente do lado de fora. A camisa externa 40 e o tubo cilíndrico 42 são, na prática, um trocador de calor em contracorrente. A fim de melhorar a eficiência do trocador, a parede lateral do tubo cilíndrico 42 pode ter aletas, visando aumentar a troca de calor.

Os gases quentes estão substancialmente na mesma temperatura da câmara de queima 2, de maneira tal que o ar comburente aquece antes da mistura com o combustível, melhorando a eficiência e desempenho geral do forno intermitente 1 e reduzindo assim o consumo de combustível.

Os gases quentes que saem do forno 1 pela linha de descarga 8 e/ou a chaminé 5 podem ser supridos intemamente de um segundo forno cerâmico intermitente (não ilustrado), diferente de um aqui descrito, obtendo assim uma maior exploração do calor dos gases e uma economia geral de energia.

Como ilustrado na figura 3, para resfriar os produtos 100, o fluxo de combustível da linha de suprimento 7 é interrompido, tal como de maneira fazer com que a chama do queimador 4 apague. O compressor 61 da linha de suprimento 6 assim continua introduzir ar comburente na câmara 2 do forno. O ar comburente está na temperatura ambiente de maneira tal que uma parte do calor presente na câmara interna 2 dissipe por convecção, operando uma ação de resfriamento suave nos produtos cerâmicos 100. O ar comburente com efeito funciona como um fluido de resfriamento durante este estágio. A fim de acelerar o resfriamento dos produtos 100, a primeira válvula 85 da linha de descarga 8 é fechada tal como de maneira a eliminar a comunicação com o lado de fora e, ao mesmo tempo, a segunda válvula 87 é aberta tal como de maneira a colocar a linha de descarga 8 em comunicação com a linha de suprimento 6 à jusante do compressor 61.

Desta maneira, o ar bombeado pelo compressor 61 também escoa em contracorrente ao longo da linha de descarga 8, entra no queimador 4 e escoa através do conduíte anular 43 da boca de saída 41 em direção à câmara de queima 2. A corrente de ar impede o fluxo de saída de gases quentes da câmara de queima 2 e assim prejudica o funcionamento do trocador de calor definido pela camisa externa 40 e o tubo cilíndrico 42.

Por este motivo, o ar na temperatura ambiente que é bombeado pelo compressor 61 não é submetido a nenhum aquecimento no trocador de calor e, quando ele se abre no forno 1, dissipa uma maior quantidade de calor, obtendo um resfriamento mais rápido dos produtos cerâmicos 100 e assim uma duração no geral menor do ciclo de queima.

Esta solução pode ser efetivamente adotada em todos os estágios em que a velocidade de resfriamento dos produtos 100 deve ser a mais alta possível, em particular no estágio inicial de resfriamento rápido. É obviamente possível aumentar a velocidade do compressor 61 a fim de aumentar o fluxo do ar de resfriamento que é introduzido na câmara 2 do forno.

Os estágios descritos são preferivelmente controlados por dispositivos de controle programáveis, que podem controlar automaticamente não somente os grupos de válvula 85 e 87, mas também o dispositivo que supre o combustível e todos os outros órgãos operacionais envolvidos no funcionamento do forno 1.

Na modalidade alternativa ilustrada nas figuras 4 e 5, a boca de entrada 44 é conectada a uma linha de suprimento 6 de ar comburente que é diretamente coletado do lado de fora à temperatura ambiente, através de um compressor que não está ilustrado. A linha de suprimento 6 é interceptada por um grupo de válvula ativado automaticamente 60, que permite que a linha de suprimento 6 seja aberta e fechada, e regule o fluxo de ar comburente que é suprido ao queimador 4. A abertura de entrada 48 é conectada a uma linha de suprimento 7 do combustível que, como na modalidade anterior, compreende um regulador de vazão controlado pneumaticamente 70, pilotado automaticamente pela pressão de ar comburente na linha de suprimento 6. A boca de saída 41 é fmalmente conectada a uma linha de descarga 8, que abre na seção estreitada de um tubo venturi 80. O tubo venturi 80 é inserido axialmente ao longo de uma linha auxiliar 81 na qual um fluido de comando pressurizado escoa, preferivelmente uma corrente de ar que é diretamente coletada de fora à temperatura ambiente.

Escoando axialmente da entrada 82 para a saída 83 do tubo venturi 80, o fluido de comando cria uma depressão na seção estreitada que permite que os gases quentes presentes na câmara de queima 2 sejam aspirados, através do conduíte anular 43, da boca de saída 41 e da linha de descarga 8. A jusante do tubo venturi 80 com relação à direção de fluxo de fluido de comando, a linha auxiliar 81 é interceptada por um grupo de válvula ativado automaticamente 84, que permite que a linha auxiliar 81 seja aberta e fechada.

Como ilustrado na figura 4, quando os queimadores 4 são acesos, o grupo de válvula 60 é aberto e o ar comburente é suprido via a linha de suprimento 6 dentro do conduíte anular 46, onde ele escoa em direção ao trato frustocônico do tubo cilíndrico 42 que abre interna na câmara de queima 2.

Similarmente ao caso anterior, o combustível é regulado pelo regulador de vazão 70 e suprido via a linha de suprimento 7 dentro do tubo central 45, em que ele escoa em direção à abertura de saída 49 disponibilizada na placa transversal 47.

Desta maneira, o combustível e do ar comburente se misturam no trato frustocônico do tubo cilíndrico 42, onde eles acendem uma chama livre que se desenvolve interna na câmara de queima 2.

Durante os estágios de aquecimento com a chama acesa, o grupo de válvula 84 é aberto e o fluido de comando escoa na linha auxiliar 81, que cria, na seção estreitada do tubo venturi 80, a depressão supramencionada. Esta depressão aspira parte dos gases de combustão quentes presentes na câmara de queima 2, que escoa através do conduíte anular 43 do queimador 4 da extremidade aberta da camisa cilíndrica 40 em direção à boca de saída 41.

Os gases quentes escoam da boca de saída 41 para a linha de descarga 8 até que eles se misturem com o fluido de comando no tubo venturi 80, tal como de maneira a escoar através do trato à montante da linha auxiliar 81, até a abertura para o lado de fora através de uma chaminé (não mostrada).

Durante o cruzamento do conduíte anular 43, a energia térmica dos gases quentes provenientes da câmara de queima 2 é transferida pelo menos em parte para o ar comburente proveniente do lado de fora, graças à camisa externa 40 e o tubo cilíndrico 42, que funcionam como um trocador de calor em contracorrente.

Neste caso também, os gases quentes que escoam para fora da linha de descarga 8 e/ou da chaminé 5 podem ser supridos a um segundo forno cerâmico, distinto de um aqui descrito, tal como de maneira a aquecê-lo mais rapidamente e/ou pré-aquecer o comburente suprido aos seus queimadores, obtendo uma economia geral de energia.

Como ilustrado na figura 5, a fim de resinar os produtos 100, o fluxo de combustível da linha de suprimento 7 é interrompido, tal como de maneira a causar a extinção da chama do queimador 4.

Ao mesmo tempo, o grupo de válvula 84 é ativado tal como de maneira a fechar a linha auxiliar 81 à jusante do tubo venturi 80, de maneira tal que o fluido de comando não escoe livremente em direção à chaminé.

Desta maneira, o fluido de comando não pode escoar axialmente do tubo venturi 80 e é, portanto, forçado a escoar em contracorrente ao longo da linha de descarga 8, entrar no queimador 4 e escoar ao longo do conduíte anular 43 da boca de saída 41 em direção à câmara de queima 2. A corrente do fluido de comando impede o fluxo de saída de gases quentes da câmara de queima 2, e assim impede o funcionamento do trocador de calor que é definido pela camisa externa 40 e pelo tubo cilíndrico 42.

Por este motivo, o fluido de comando, que, como foi mencionado anteriormente, é normalmente ar à temperatura ambiente, não é aquecido no trocador de calor e, quando abre-se no forno 1, dissipa por convecção parte do calor presente na câmara de queima 2, obtendo um resfriamento mais rápido dos produtos cerâmicos 100 e assim uma duração no geral menor do ciclo de queima.

Enquanto o fluido de comando é suprido intemamente pela câmara de queima 2, o comburente pode ser dispensado dentro do forno 1 via a linha de suprimento 6, deixando o grupo de válvula 60 aberto.

Desta maneira, o suprimento simultâneo de duas correntes de ar aumenta a vazão geral de gás de resfriamento que é injetado na câmara de queima 2, obtendo assim uma maior dissipação do calor e assim um resfriamento mais rápido do forno.

Esta solução pode ser adotada em todos os estágios em que a velocidade de resfriamento dos produtos 100 pode ser a mais alta possível sem correr o risco de dano, em particular durante o estágio de resfriamento rápido dos produtos cerâmicos 100.

Entretanto, durante os estágios de resfriamento lento, o grupo de válvula 60 pode ser fechado de maneira tal que os produtos sejam resfriados somente pelo fluido de comando. Preferivelmente, os estágios de queima aqui anteriormente descrito são controlados por dispositivos de controle programáveis, que podem comandar automaticamente não somente o grupo de válvula 60 e 84, mas também o dispositivo que supre o combustível e todos os outros órgãos operacionais envolvidos no funcionamento do forno 1.

Obviamente, versados na técnica podem fazer inúmeras modificações de natureza técnico-aplicacional no fomo intermitente 1 e no método de queima dos produtos 100, da maneira descrita, sem fugir do âmbito da invenção, definido nas reivindicações.

REIVINDICAÇÕES

Claims (10)

1. Método para queimar produtos (100) em um forno cerâmico i, o forno (1) compreendendo pelo menos um queimador de chama (4), que provido com pelo menos um conduíte de alimentação (46, 6) do nburente, um conduíte de saída (43, 8) dos gases quentes do forno, e um cador de calor (40,42) a fim de promover uma troca de calor entre o fluido e escoa através do conduíte de alimentação (46, 6) e o conduíte de saída 1, 8), caracterizado pelo fato de que o método compreende resfriar os )dutos (100) por meio de injeção de um fluido de resfriamento no forno, via conduíte de saída (43, 8) do pelo menos um queimador (4), quando o eimador (4) é apagado.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado [o fato de que, durante o estágio de injeção do fluido de resfriamento, o ítodo compreende suprir simultaneamente o forno com comburente, via o nduíte de alimentação (46,6) do pelo menos um queimador apagado (4).

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado ío fato de que o conduíte de saída (43, 8) é associado com o dispositivo de Ivula (85, 87) que se destina a colocar o conduíte de saída (43, 8) etivamente em comunicação com o ambiente externo ou com dispositivo suprimento (61) que supre um fluido de resfriamento, e em que o estágio injeção de fluido de resfriamento é obtido pela ativação do dispositivo de Ivula (85, 87) tal como de maneira a colocar o conduíte de saída (43, 8) em nunicação com o dispositivo de suprimento (61).

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado io fato de que a ativação do dispositivo de válvula (85, 87) coloca o iduíte de saída (43, 48) em comunicação com dispositivo de suprimento L) que é adicionalmente destinado a suprir o comburente ao conduíte de mentação (46, 6), o fluido de resfriamento e o comburente sendo o mesmo ido.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conduíte de saída (43, 8) do queimador (4) abre-se na seção restrita de um tubo venturi (80), que é axialmente escoado por um fluido de comando, que cria na seção estreitada uma depressão para aspirar os gases quentes do forno (1), o estágio de injeção do fluido de resfriamento sendo obtido desviando o fluido de comando de dentro do conduíte de saída (43, 8) do queimador (4).

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o desvio do fluido de comando é obtido impedindo-se que o fluido de comando escoe axialmente para fora do tubo venturi (80).

7. Fomo cerâmico compreendendo pelo menos um queimador de chama (4) que é provido com pelo menos um conduíte de alimentação (46, 6) do comburente, um conduíte de saída (43, 8) dos gases quentes do fomo, e um trocador de calor (40, 42) a fim de promover uma troca de calor entre o fluido que escoa através do conduíte de alimentação (46, 6) e o conduíte de saída (43, 8), em que compreende dispositivo (61, 80, 84) para suprir um fluido de resfriamento no fomo via o conduíte de saída (43, 8) do pelo menos um queimador (4), caracterizado pelo fato de que o conduíte de saída (43, 8) é associado com o dispositivo de válvula (85, 87) que se destina a colocar o conduíte de saída (43, 8) seletivamente em comunicação com o ambiente externo ou com o dispositivo (61) para suprir o fluido de resfriamento.

8. Fomo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o dispositivo (61) para suprir o fluido de resfriamento é adicionalmente destinado a suprir o comburente no conduíte de alimentação (46,6), o fluido de resfriamento e o comburente sendo o mesmo fluido.

9. Fomo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o conduíte de saída (43, 8) abre-se na seção estreitada de um tubo venturi (80), que é inserido ao longo de um conduíte auxiliar (81) destinado a ser escoado por um fluido de comando, tal como de maneira a criar uma jssão na seção estreitada destinado a aspirar os gases quentes do forno, o >sitivo de suprimento de fluido de resfriamento compreendendo >sitivo para desviar o fluido de comando de dentro do conduíte de saída 3).

10. Fomo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo de que o dispositivo de desvio (84) compreende dispositivo de válvula destinado a fechar seletivamente o conduíte auxiliar (81) à jusante do venturi (80).