DE19814626A1 - Vorrichtung zur berührungsfreien Abdichtung einer Öffnung - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur berührungsfreien Abdichtung einer Öffnung zwischen zwei mit unterschiedlichen Gasen gefüllten Räumen gegen durchtretendes Gas beschrieben. Die Vorrichtung weist mindestens einen durch den abzudichtenden Öffnungsquerschnitt verlaufenden Sperrgasstrahl auf, der von einer Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung an einem Öffnungsrand abgegeben wird. Am der Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung gegenüberliegenden Rand der abzudichtenden Öffnung befindet sich eine Sperrgas-Eintrittsöffnung, die in eine Sperrgas-Auffangkammer führt. Die Vorrichtung weist eine Sperrgasrückführleitung von der Sperrgas-Auffangkammer zur Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung auf. Von der Sperrgasrückführleitung zweigt eine Sperrgasabführung zum Abziehen eines Teiles des rückgeführten Sperrgases ab. Mit dieser Vorrichtung wird mit einfachen Mitteln eine besonders effiziente Abdichtung erreicht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur be­ rührungsfreien Abdichtung einer Öffnung zwischen zwei mit unterschiedlichen Gasen gefüllten Räumen gegen durchtreten­ des Gas mit mindestens einem durch den abzudichtenden Öff­ nungsquerschnitt verlaufenden Sperrgasstrahl, der von einer Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung an einem Öffnungsrand abge­ geben wird.

Derartige Vorrichtungen finden insbesondere Verwendung bei Anlagen und Einrichtungen, bei denen durchlaufende Güter in geschlossenen Kammern mit Gasströmen beaufschlagt werden. Hierbei stellt die Abdichtung der Ein- und Austrittsöffnun­ gen der Kammer ein Problem dar. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die zu behandelnden Güter empfindliche Ober­ flächen haben, so daß eine berührende Abdichtung nicht in Frage kommt. In einem solchen Fall müssen berührungslose Abdichtungen vorgesehen werden, wie sie nur mit Strahlvor­ hängen realisiert werden können.

Bei einer solchen berührungslosen Abdichtung muß in vielen Fällen noch zusätzlich darauf geachtet werden, eine Vermi­ schung der Außenatmosphäre mit der Atmosphäre innerhalb der abzudichtenden Kammer zu vermeiden. Dies ist besonders dann wesentlich, wenn beispielsweise bei schutzgasbetriebenen Anlagen das Eintreten von Wasserstoff der Atmosphäre unbe­ dingt vermieden werden muß.

Ein Beispiel einer derartigen Anlage stellt ein Durchlauf­ ofen dar. Es gilt hierbei, eine berührungsfreie Abdichtung am Ofeneintritt und Ofensaustritt vorzusehen.

Eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art ist aus der DE 37 43 598 C2 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung zeich­ net sich dadurch aus, daß der Sperrgasstrahl in der Nähe seiner Längsachse längs einer in dem abzudichtenden Öff­ nungsquerschnitt liegenden Trennebene geteilt ist und daß in den beiden, an die Trennebene angrenzenden Teilstrahlen jeweils unterschiedliche, dem Gas in dem jeweiligen Raum entsprechende Gase ausströmen, wobei der Sperrgasstrahl den abzudichtenden Öffnungsquerschnitt überdeckt und auf der der Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung gegenüberliegenden Seite des abzudichtenden Öffnungs-Querschnittes ein als Prallfläche dienendes flächenhaftes Element angeordnet ist, auf dem sich eine der Trennebene zwischen den beiden Teil­ strahlen zuzuordnende Staulinie ausbildet. Mit anderen Wor­ ten, bei dieser Vorrichtung setzt sich der Sperrgasstrahl aus zwei Teilstrahlen zusammen, die dem Gas im jeweiligen Raum entsprechen, und die beiden Teilstrahlen werden am Bo­ den des Öffnungsquerschnittes in Richtung der zugehörigen Räume umgelenkt. Mit dieser Ausführungsform wird eine gute Abdichtung der Kammer erreicht, wobei es nicht zu einem Kontakt zwischen der Innenatmosphäre und der Außenatmo­ sphäre kommen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der angegebenen Art zu schaffen, die sich durch einen be­ sonders einfachen Aufbau und geringen Energieverbrauch aus­ zeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung der angegebenen Art dadurch gelöst, daß am der Sperrgas­ strahl-Austrittsöffnung gegenüberliegenden Rand der abzu­ dichtenden Öffnung eine Sperrgas-Eintrittsöffnung angeord­ net ist, die in eine Sperrgasauffangkammer führt, daß die Vorrichtung eine Sperrgasrückführleitung von der Sperr­ gasauffangkammer zur Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung auf­ weist und daß von der Sperrgasrückführleitung eine Sperr­ gasabführung zum Abführen eines Teiles des rückgeführten Sperrgases abzweigt.

Im Gegensatz zum vorstehend beschriebenen Stand der Tech­ nik findet bei der erfindungsgemäßen Lösung ein ungeteilter Sperrgasstrahl Verwendung, der den abzudichtenden Öffnungs­ querschnitt im wesentlichen überdeckt. Bei dem verwendeten Sperrgas kann es sich beispielsweise um das in einem der Räume enthaltene Gas handeln. Es kann aber auch ein Gas Verwendung finden, das in keinem der beiden Räume enthalten ist. Als Beispiel seien Inertgase genannt. Bei einem Ofen kann beispielsweise das Ofeninnengas oder das im Ofen ent­ wickelte Rauchgas für den Sperrgasstrahl verwendet werden. Der Sperrgasstrahl ist so ausgebildet, daß sein Kernstrahl sich zumindest bis zu dem der Sperrgasstrahl-Austrittsöff­ nung gegenüberliegenden Öffnungsrand erstreckt, so daß der gesamte Öffnungsquerschnitt abgedeckt wird. Das Sperrgas dringt über die der Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung gegen­ überliegende Sperrgas-Eintrittsöffnung in eine Sperrgasauf­ fangkammer ein und wird von dort über eine Sperrgasrück­ führleitung zur Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung zurückge­ führt bzw. umgewälzt. Auf diese Weise kann ein kontinuier­ licher Sperrgasschleier aufrechterhalten werden, ohne daß permanent neues Gas zugeführt werden muß.

Es versteht sich, daß der Sperrgasstrahl beim Durchtritt durch den Öffnungsquerschnitt infolge entstehender Turbu­ lenzen eine bestimmte Gasmenge aus jedem Raum mitreißt und in die Auffangkammer mitführt. Der Volumenstrom des Sperr­ gases wird durch diese zusätzlichen Gasmengen angereichert, so daß ein vergrößerter Volumenstrom über die Sperrgasrück­ führleitung umgewälzt wird. Um diesen Anstieg des Volumen­ stromes auszugleichen, zweigt von der Sperrgas­ rückführleitung eine Sperrgasabführung (Abzug) ab, mit der ein Teil des rückgeführten Sperrgases abgeführt bzw. abge­ zogen wird. Diese Sperrgasabführung ist zweckmäßigerweise so dimensioniert, daß die Menge Gas abgeführt wird, die vom Sperrgasstrahl aus beiden Räumen aufgenommen und in die Auffangkammer mitgeführt wird. Damit wird ein Ausgleich des den Sperrgasstrahl bildenden umgewälzten Gasvolumenstromes erreicht.

Die Umwälzung des den Sperrgasstrahl bildenden Gasvolumen­ stromes wird vorzugsweise mit Hilfe eines Ventilators durchgeführt, wobei zweckmäßigerweise ein einziger Ventila­ tor Verwendung findet. Dieser Ventilator saugt das Gas aus der Auffangkammer ab, so daß diese bei dieser Ausführungs­ form als Gasabsaugkammer ausgebildet ist. Das Gas wird dann zum Abzug und zur Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung gedrückt.

Die Sperrgas-Eintrittsöffnung in die Auffangkammer besitzt vorzugsweise eine wesentlich größere Breite als die Sperr­ gasstrahl-Austrittsöffnung. Damit wird sichergestellt, daß der gesamte, sich von der Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung aus erweiternde Sperrgasstrahl in die Sperrgas-Eintritts­ öffnung und somit in die Auffangkammer gelangt und zur Um­ wälzung zur Verfügung steht. Die entsprechende Breite der Sperrgas-Eintrittsöffnung kann je nach Anwendungsfall empi­ risch ermittelt werden.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Sperrgasstrahl-Aus­ trittsöffnung eine Einrichtung zur Erhöhung des Strömungs­ widerstandes und zur Gleichrichtung des Sperrgases vorge­ schaltet. Ferner ist der Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung vorzugsweise eine Sperrgasberuhigungskammer vorgeschaltet. Die Beruhigungskammer dient zur Geschwindigkeitsabsenkung und Gleichrichtung des rückgeführten Sperrgases (des vom Ventilator, insbesondere einem Radialventilator, kommenden Sperrgases), damit hinter der Sperrgasstrahl-Austrittsöff­ nung ein gleichmäßiger Sperrstrahl ausgebildet werden kann. Die Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung selbst ist zweckmäßi­ gerweise als Schlitzdüse ausgebildet.

In der Auffangkammer (Absaugkammer) werden das gesamte Sperrgas sowie Teile der in beiden Räumen enthaltenen Gase gesammelt (abgesaugt). Diese Sperrgasauffangkammer enthält vorzugsweise eine Einrichtung zur Erhöhung des Strömungswi­ derstandes des Sperrgases. Hierdurch wird eine gleichmäßige Sperrgassammlung (Sperrgasabsaugung) erreicht, und anderer­ seits wird der Einfluß von Turbulenzen im unteren Teil der Auffangkammer auf den Sperrstrahl minimiert.

Die Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung bzw. Schlitzdüse ist vorzugsweise so bemessen, daß der gegenüberliegende fiktive Rand der abzudichtenden Öffnung noch voll vom Kernstrahl des Sperrgasstrahles beaufschlagt wird. Hierdurch wird eine vollständige Abdeckung des Öffnungsquerschnittes mit dem Sperrgasstrahl sichergestellt und andererseits bewirkt, daß das gesamte Sperrgas des Sperrgasstrahles in die Sperr­ gasauffangkammer eingeführt wird.

Wenn zwischen den Gasen der beiden Räume ein relativ hoher Druckgradient vorhanden ist, kann eine Verschiebung des Sperrgasstrahles innerhalb des abzudichtenden Öffnungsquer­ schnittes resultieren. Der Sperrgasstrahl kann hierbei von der Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung aus eine Schrägstellung einnehmen, und es kann unter Umständen das unter höherem Druck stehende Gas geringfügig austreten. Um dies zu ver­ meiden, ist bei einer speziellen Ausführungsform der Erfin­ dung die Achse des Sperrgasstrahles gegen den Druckgradien­ ten zwischen den unterschiedlichen Gasen der Räume geneigt. Resultiert dann eine Verschiebung, nimmt der Sperrgasstrahl etwa wieder seine Vertikalstellung ein, so daß eine ein­ wandfreie Abdichtwirkung und ein einwandfreies Auffangen des gesamten Sperrgasstrahles in der Auffangkammer gewähr­ leistet wird.

Vorzugsweise besitzt der Sperrgasstrahl bei allen Ausfüh­ rungsformen eine Geschwindigkeit von 0,5-2 m/sec. Hiermit werden gute Abdichtungsergebnisse erreicht. Höhere Ge­ schwindigkeiten führen in der Regel zu keiner Verbesserung der Abdichtfunktion, können jedoch ein vorzeitiges Aufrei­ ßen des Kernstrahles bewirken. Bei geringeren Geschwindig­ keiten kann die Abdichtfunktion durch Druckstöße und Quer­ strömungen beeinträchtigt werden.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kommt für den Fall zur Anwendung, bei dem die Drücke der Gase in den bei­ den über die Öffnung miteinander verbundenen Räumen unter­ schiedlich sind. Hierbei weist der mit dem unter einem hö­ heren Druck stehenden Gas gefüllte Raum vor der Öffnung eine Gasabführung (Abzug) auf. Durch eine derartige Vorab­ führung bzw. Vorabsaugung des unter höherem Druck stehenden Gases wird eine Verschiebung des Sperrgasstrahles aus der Senkrechten durch das aus diesem Raum strömende Gas verhin­ dert. Außerdem kann über diese Vorabführung bei veränderli­ chen Gasvolumina die Regelung der Absaugmengen leichter re­ alisiert werden als über die Sperrgasauffangkammer.

Durch die Gasabführung bzw. den Gasabzug oder die Gasvorab­ saugung wird zweckmäßigerweise ein Druckausgleich zwischen den beiden Räumen herbeigeführt. Dabei steht die Gasabfüh­ rung des Raumes vorzugsweise mit der Sperrgasabführung in Verbindung.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform gelangt daher nur ein Teil des unter höherem Druck stehenden Gases bis zum Sperrstrahl, während der überwiegende Teil vorher abgesaugt wird. Der mit dem Sperrgasstrahl in Kontakt tre­ tende Teil wird weitestgehend vom Sperrgasstrahl mitgeris­ sen und umgewälzt. Wie erwähnt, wird durch die vorgesehene Sperrgasabführung ein entsprechender Ausgleich im Sperr­ gasvolumenstrom erreicht.

Bei noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Sperrgasauffangkammer gegenüber der Sperrgaseintritts­ öffnung in der Breite erweitert. Dies ist zweckmäßigerweise konstruktiv so realisiert, daß die Auffangkammer mit seit­ lich in sie hineinragenden Flächen versehen ist, zwischen denen die Sperrgaseintrittsöffnung gebildet ist. Hierdurch wird erreicht, daß die sich an der in der Auffangkammer vorgesehenen Einrichtung zur Erhöhung des Strömungswider­ standes ausbildenden Turbulenzen nicht mehr in den Sperr­ strahlbereich ausbreiten können.

Die vorliegende Erfindung findet insbesondere zur Abdich­ tung der Ein- und Austrittsöffnung von Durchlauföfen Ver­ wendung. Durch die Wärmebehandlung in derartigen Durchlaufö­ fen entstehen Rauchgase, die das vorstehend erwähnte unter höherem Druck stehende Gas des einen Raumes bilden. Die Vorrichtung wird daher zur Abdichtung von derartigen Öfen gegenüber der Atmosphäre eingesetzt. Der Sperrgasstrahl nimmt einen Teil der Prozeßgase bzw. Rauchgase und einen Teil der Atmosphäre (Luft) auf und führt diese mit in die Auffangkammer. Das entsprechende Gasgemisch wird umgewälzt, ein Teil hiervon wird abgezogen, und der restliche Teil wird der Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung wieder zugeführt.

Es versteht sich, daß bei einer Anlage bzw. Einrichtung, die mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung versehen ist, der Sperrgasstrahl bis zu der gegenüberlie­ genden Öffnung der Sperrgasauffangkammer gelangen muß. Mit anderen Worten, die die abzudichtende Öffnung passierenden Gegenstände, beispielsweise die in einem Durchlaufofen be­ handelten Produkte, dürfen den Öffnungsquerschnitt nicht vollständig sperren. Dies trifft auch auf die Fördermittel zu, die den Öffnungsquerschnitt passieren. Derartige Gegen­ stände bzw. Produkte sind aber ohnehin in der Regel immer mit Öffnungen versehen, so daß sie vom Sperrgasstrahl durchdrungen werden können. Dies trifft auch auf die Förder­ einrichtungen zu; beispielsweise finden Drahtgewebebänder Verwendung. Im übrigen kann der Sperrgasstrahl die Gegen­ stände und Fördereinrichtungen auch seitlich umströmen und auf diese Weise zur Auffangkammer gelangen.

Der hier verwendete Begriff "Sperrgasstrahl" bedeutet, daß mit einem oder mehreren Strahlen der gesamte Öffnungsquer­ schnitt abgedeckt wird. Dies kann mit einer Schlitzdüse vorgenommen werden, deren Achse parallel zum Öffnungsquer­ schnitt verläuft und die einen einzigen flächigen Sperrgas­ strahl abgibt. Es kann aber auch eine Vielzahl von Düsen über den Öffnungsquerschnitt angeordnet sein, die eine Vielzahl von benachbarten Sperrgasstrahlen abgeben.

Ferner versteht es sich, daß auch mehrere Sperrgasstrahlen hintereinander angeordnet sein können, um eine besonders wirksame Abdichtung zu erreichen. Es können auch mehrere Vorrichtungen hintereinander angeordnet sein, die jeweils einen entsprechenden Sperrgasstrahl erzeugen und das Sperr­ gas umwälzen sowie ggf. zusätzlich eine Gasvorabsaugung aufweisen. Zwischen mehreren hintereinander angeordneten Vorrichtungen können dabei Einströmkammern für das Gas ei­ nes Raumes vorgesehen sein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei­ spielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausge­ bildeten Vorrichtung;

Fig. 2 eine Ansicht wie Fig. 1 einer zweiten Aus­ führungsform;

Fig. 3 eine Ansicht wie Fig. 1 einer dritten Aus­ führungsform; und

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht einer Viel­ zahl von modulartig hintereinander angeordne­ ten erfindungsgemäßen Vorrichtungen.

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung wer­ den nachfolgend anhand eines Durchlaufofens erläutert, wo­ bei die abzudichtende Öffnung die Austrittsöffnung des Durchlaufofens darstellt. In den schematischen Darstellun­ gen der Figuren die im Durchlaufofen behandelten Produkte sowie die Fördermittel hierfür nicht dargestellt.

Wie bereits vorstehend erwähnt, kommen beispielsweise als Fördermittel 7 Bänder zur Anwendung, so daß der erzeugte, die Öffnung abdichtende Sperrgasstrahl den Öffnungsquer­ schnitt passieren kann.

Fig. 1 zeigt einen ersten Raum 1, bei dem es sich um den Austrittsbereich eines Durchlaufofens handelt. Dieser Raum ist mit den Rauchgasen bzw. Prozeßgasen 13 des Durchlauf­ ofens gefüllt.

Der Raum 1 geht über eine abzudichtende Öffnung (nicht mit Bezugszeichen versehen), in einen zweiten Raum 2 über, bei dem es sich um den den Ofen umgebenden, mit atmosphärischer Luft 14 gefüllten Raum handelt. Die abzudichtende Öffnung besitzt hierbei etwa quadratische Form, wobei sich die Querschnittsebene der Öffnung senkrecht zur Papierebene er­ streckt.

Am oberen Rand der abzudichtenden Öffnung befindet sich eine Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung 3, die als senkrecht zur Papierebene verlaufende Schlitzdüse ausgebildet ist, welche sich über den Öffnungsquerschnitt erstreckt. An der dem Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung 3 gegenüberliegenden Rand der abzudichtenden Öffnung ist eine Sperrgas-Ein­ trittsöffnung 9 angeordnet, die in eine Sperrgas-Auffang­ kammer 11 führt. Man erkennt, daß die Sperrgas-Eintritts­ öffnung 9 wesentlich breiter ausgebildet ist als die Sperr­ gasstrahl-Austrittsöffnung 3, so daß die Sperrgas-Ein­ trittsöffnung 9 nahezu den gesamten, sich erweiternden Sperrgasstrahl, dessen Kernstrahl bei 8 dargestellt ist, aufnehmen kann.

Die Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung 3 ist an einer Sperr­ gasberuhigungskammer 5 angeordnet, in der sich eine Ein­ richtung 4 zur Erhöhung des Strömungswiderstandes des Sperrgases befindet. In die Sperrgasberuhigungskammer 5 mündet eine Sperrgasrückführleitung 12, die von der Sperr­ gas-Auffangkammer 11 ausgeht und in der ein Ventilator (nicht gezeigt) angeordnet ist. Von dieser Sperrgasrück­ führleitung 12 zweigt ein Sperrgasabzug 6 ab, der bei­ spielsweise über geeignete Filter zur Atmosphäre führt. Die Vorrichtung funktioniert in der folgenden Weise:
Ein geeignetes Sperrgas 7, beispielsweise ein Inertgas wird in die Sperrgasrückführleitung 12 eingeführt und vom nicht gezeigten Ventilator umgewälzt. Es gelangt über die Sperrgasberuhigungskammer 5 und die Einrichtung 4 zur Erhö­ hung des Strömungswiderstandes zur Sperrgasstrahl-Aus­ trittsöffnung 3 und wird von dort in der Form eines Sperr­ gasstrahles bzw. Sperrgasstrahlschleiers über den abzu­ dichtenden Öffnungsquerschnitt der Sperrgas-Eintrittsöff­ nung 9 zugeführt. In der Figur ist der sich erweiternde Sperrgasstrahl mit Kernstrahl 8 dargestellt. Man erkennt, daß der Kernstrahl 8 die Öffnung 9 erreicht. Von der Öff­ nung 9 gelangt das sich nunmehr entspannende Sperrgas über eine Einrichtung 10 zur Erhöhung des Strömungswiderstandes in die Sperrgas-Auffangkammer 1 und wird von dort über den Ventilator durch die Rückführleitung 12 bis in die Sperr­ gasberuhigungskammer 5 umgewälzt. Ein Teil des umgewälzten Sperrgases wird dabei über den Abzug 6 zur Atmosphäre abge­ führt. Da das Sperrgas bei seinem Durchtritt durch den Öff­ nungsquerschnitt einen Teil der in den Räumen 1 und 2 be­ findlichen Gase aufnimmt, wird somit über den Abzug 6 dafür gesorgt, daß der Volumenstrom des umgewälzten Gases immer konstant bleibt.

Da der Druck des Rauchgases 13 im Raum 1 größer ist als der Druck der Luft 2 im Raum 14, wird der Sperrgasstrahl etwas abgelenkt, wie in Fig. 1 gezeigt. Die Sperrgas-Eintritts­ öffnung 9 ist jedoch so breit ausgebildet, daß trotz der geringfügigen Ablenkung nahezu das gesamte Sperrgas aufge­ nommen wird und in die Auffangkammer 11 gelangt. Wie ferner in Fig. 1 gezeigt, werden Anteile des Rauchgases 13 und der Luft 2 beim Durchtritt des Sperrgasstrahles durch die Öffnung mitgerissen, so daß das von der Kammer 11 aufgefan­ gene Gas ein Gasgemisch aus dem Sperrgas, den Rauchgasen 13 und der Luft 2 darstellt. Dieses Gasgemisch 15 wird über die Rückführleitung 12 umgewälzt, wobei ein Teil davon über den Abzug 6 zur Atmosphäre abgeführt wird.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform entspricht im wesentlichen der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, so daß gleiche Teile an dieser Stelle nicht nochmals be­ schrieben werden. Lediglich die unterschiedlichen Teile werden nachfolgend erläutert.

Unterschiedlich gegenüber der Ausführungsform der Fig. 1 ist lediglich, daß von dem mit dem unter einem höheren Druck stehenden Gas gefüllten Raum 1 (Durchlaufofen) vor der abzudichtenden Öffnung ein Gasabzug 16 abzweigt. Dieser Gasabzug 16 führt, ggf. über geeignete Filtereinrichtungen, zur Atmosphäre. Er ist so dimensioniert, daß ein Druckaus­ gleich zwischen den beiden Räumen 1 und 2 hergestellt wird, so daß der die abzudichtende Öffnung überstreichende Sperr­ gasstrahl nicht abgelenkt wird, sondern in Fig. 2 exakt von oben nach unten, d. h. rechtwinklig zur Achse der Räume 1, 2 verläuft.

Bei dieser Ausführungsform mündet in den Gasabzug 16 der von der Sperrgasrückführleitung 12 abzweigende Gasabzug 6, so daß auch bei dieser Ausführungsform für einen konstanten Volumenstrom des umgewälzten Sperrgases gesorgt wird.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, die im wesentlichen der der Fig. 2 entspricht. Hierbei ist lediglich die Sperrgas- Eintrittsöffnung 9 in die Sperrgas-Auffangkammer 11 anders ausgebildet. Die Sperrgas-Auffangkammer 11 ist nämlich ge­ genüber der Sperrgas-Eintrittsöffnung 9 in der Breite er­ weitert, so daß seitlich Abschirmbereiche 17 gebildet wer­ den, die verhindern, daß in der Auffangkammer 11 entste­ hende Turbulenzen sich in den Bereich des Querschnittes der abzudichtenden Öffnung fortpflanzen.

Je nach Anforderungen kann die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung (Strömschleuse) auch modular erweitert werden. Die in Fig. 4 gezeigte Version bewirkt bei sehr großflä­ chigen, den Sperrgasstrahl stark ablenkenden Produkten den­ noch eine minimale Sauerstoffbelastung im Ofenbereich sowie auch in bezug auf das CO-haltige Rauchgas oder Prozeßgas eine besonders gute Abdichtung am Schleuseneintritt. Die Module können je nach Anforderung beliebig kombiniert wer­ den.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Anordnung sind 3 Schleu­ senmodule hintereinander angeordnet, die jeweils von einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung gebildet werden. Die einzelnen Vorrichtungen sind dabei so ausgebildet, wie in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben. Zwischen den einzel­ nen Vorrichtungen sind Gaseinströmkammern 18 vorgesehen, in die ein entsprechendes Gas zum Druckausgleich eingeführt wird.

Claims (16)

1. Vorrichtung zur berührungsfreien Abdichtung einer Öff­ nung zwischen mit unterschiedlichen Gasen gefüllten Räumen gegen durchtretendes Gas mit mindestens einem durch den abzudichtenden Öffnungsquerschnitt verlau­ fenden Sperrgasstrahl, der von einer Sperrgasstrahl- Austrittsöffnung an einem Öffnungsrand abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß an dem der Sperrgasstrahl- Austrittsöffnung (3) gegenüberliegenden Rand der abzu­ dichtenden Öffnung eine Sperrgas-Eintrittsöffnung (9) angeordnet ist, die in eine Sperrgas-Auffangkammer (11) führt, daß die Vorrichtung eine Sperrgasrückführ­ leitung (12) von der Sperrgas-Auffangkammer (11) zur Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung (9) aufweist und daß von der Sperrgasrückführleitung (12) eine Sperrgasab­ führung (6) zum Abziehen eines Teiles des rückgeführ­ ten Sperrgases abzweigt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrgasabführung (6) so dimensioniert ist, daß die Menge Gas abgeführt wird, die vom Sperrgas­ strahl aus beiden Räumen (1), (2) aufgenommen und in die Auffangkammer (11) mitgeführt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sperrgas-Eintrittsöffnung (9) eine wesentlich größere Breite besitzt als die Sperrgas­ strahl-Austrittsöffnung (3).

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrgasstrahl-Aus­ trittsöffnung (3) eine Einrichtung (4) zur Erhöhung des Strömungswiderstandes des Sperrgases vorgeschaltet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrgasstrahl-Aus­ trittsöffnung (3) eine Sperrgasberuhigungskammer (5) vorgeschaltet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrgasstrahl-Aus­ trittsöffnung (3) eine Schlitzdüse ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Sperrgas-Auffang­ kammer (11) eine Einrichtung (10) zur Erhöhung des Strömungswiderstandes des Sperrgases angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrgasstrahl-Aus­ trittsöffnung (3) so bemessen ist, daß der gegenüber­ liegende fiktive Rand der abzudichtenden Öffnung noch voll vom Kernstrahl (8) des Sperrgasstrahles beauf­ schlagt wird.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Sperrgas­ strahles gegen den Druckradienten zwischen den unter­ schiedlichen Gasen der Räume (1, 2) geneigt ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangkammer (11) des Sperrgases als Absaugkammer ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrgasstrahl eine Strömungsgeschwindigkeit von 0,5-2 m/sec besitzt.

12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem unter einem höheren Druck stehenden Gas gefüllte Raum (1) vor der Öffnung eine Gasabführung (16) aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasabführung (16) einen Druckausgleich zwi­ schen den beiden Räumen (1, 2) herbeiführt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gasabführung (16) des Raumes (1) mit der Sperrgasabführung (6) in Verbindung steht.

15. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrgas-Auffangkammer (11) gegenüber der Sperrgas-Eintrittsöffnung (9) in der Breite erweitert ist.

16. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere hintereinander angeordnete Sperreinheiten aufweist.