DE202017107527U1

DE202017107527U1 - industrial furnace

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Publication number: DE202017107527U1
Application number: DE202017107527.3U
Authority: DE
Original assignee: E Therm Germany GmbH; E-Therm Germany GmbH
Current assignee: E Therm Germany GmbH; E-Therm Germany GmbH
Priority date: 2017-12-11
Filing date: 2017-12-11
Publication date: 2018-11-14
Anticipated expiration: 2027-12-12

Abstract

Industrieofen zur Wärmebehandlung eines metallischen Gutes, wie beispielsweise einem Werkstück oder einer Metallschmelze, mit einem eine Außenseite (1) und eine Innenseite (2) aufweisenden Ofengehäuse, das einen Innenraum (3) umschließt und mit einer Ofentür (4) versehen ist, wobei der Industrieofen zum einen eine im Innenraum (3) angeordnete Heizkammer (7) für das zu behandelnde Gut und zum anderen eine Wärmeabführeinrichtung zum Abführen der Wärme aus dem Innenraum (3) des Ofengehäuses nach der Wärmebehandlung in dem Industrieofen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeabfuhreinrichtung auf der Innenseite (2) zur Vergrößerung der Oberfläche der Innenseite (2) und/oder auf der Außenseite (1) zur Vergrößerung der Oberfläche der Außenseite (1), vorzugsweise in einem regelmäßigen Abstand zueinander vorgesehene, Erhebungen (15) umfasst, wobei jede Erhebung (15) derart ausgebildet ist, dass die orthogonal zur Oberfläche der Innenseite (2) oder der Außenseite (1) ausgerichtete Erstreckung E größer ist als zumindest eine der parallel zur Oberfläche der Innenseite (2) oder der Außenseite (1) verlaufenden geometrischen Dimensionen D.An industrial furnace for heat-treating a metallic material, such as a workpiece or a molten metal, comprising a furnace housing having an outer side (1) and an inner side (2), which encloses an inner space (3) and is provided with an oven door (4) Industrial furnace on the one hand in the interior (3) arranged heating chamber (7) for the material to be treated and on the other a heat dissipation device for dissipating the heat from the interior (3) of the furnace housing after the heat treatment in the industrial furnace, characterized in that the heat dissipation device on the inside (2) to increase the surface of the inside (2) and / or on the outside (1) to increase the surface of the outside (1), preferably provided at a regular distance from each other, surveys (15), each Bump (15) is formed such that the orthogonal to the surface of the inside (2) or the outside ite (1) aligned extent E is greater than at least one of the parallel to the surface of the inside (2) or the outside (1) extending geometric dimensions D.

Description

Die Erfindung betrifft einen Industrieofen zur Wärmebehandlung, beispielsweise zum Zwecke der Härtung, eines metallischen Gutes, wie beispielsweise einem Werkstück oder einer Metallschmelze, mit einem eine Außenseite und eine Innenseite aufweisenden Ofengehäuse, das einen Innenraum umschließt und mit einer Ofentür versehen ist, wobei der Industrieofen zum einen eine im Innenraum angeordnete Heizkammer für das zu behandelnde Gut und zum anderen eine Wärmeabführeinrichtung zum Abführen der Wärme aus dem Innenraum des Ofengehäuses nach der Wärmebehandlung in dem Industrieofen aufweist.The invention relates to an industrial furnace for heat treatment, for example for the purpose of curing, a metallic material, such as a workpiece or a molten metal, having a furnace housing having an outer side and an inner side, which encloses an interior and is provided with an oven door, wherein the industrial furnace on the one hand has a heating chamber arranged in the interior for the material to be treated and on the other hand, a heat dissipation device for dissipating the heat from the interior of the furnace housing after the heat treatment in the industrial furnace.

Die Ofentür dient zum Öffnen und zum Verschließen des Ofengehäuses. Der Heizkammer ist eine geeignete Heizeinrichtung zugeordnet, um den Innenraum der Heizkammer und damit das in dem Innenraum der Heizkammer angeordnete Gut auf die gewünschte Temperatur zu temperieren. Bei aus der Praxis bekannten Vakuumöfen werden raumbeanspruchende Komponenten als Wärmeabführeinrichtung eingesetzt. Bei einer Ausführungsform von Vakuumöfen sind im Innenraum des Vakuumofens Wärmetauscher/Kühler verbaut. Nachteilig hierbei ist, dass Wärmetauscher/Kühler einen großen Bauraum innerhalb des Innenraums beanspruchen und zum einen teuer und zum andern in der Wartung aufwändig sind. Aufgrund des für den Wärmetauscher/Kühler erforderlichen Raumbedarfs muss der Innenraum größer ausgelegt sein und infolgedessen ist der Verbrauch an Schutzgas bei jedem Ofenzyklus höher. The oven door is used to open and close the oven housing. The heating chamber is assigned a suitable heating device in order to temper the interior of the heating chamber and thus the material arranged in the interior of the heating chamber to the desired temperature. In known from practice vacuum furnaces raumbeanspruchende components are used as a heat dissipation device. In one embodiment of vacuum furnaces heat exchangers / coolers are installed in the interior of the vacuum furnace. The disadvantage here is that heat exchangers / coolers require a large space within the interior and expensive on the one hand and on the other hand in the maintenance consuming. Due to the space required for the heat exchanger / radiator, the interior space must be made larger, and as a result, the consumption of inert gas is higher at each furnace cycle.

Aufgabe der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und einen Industrieofen anzugeben, dessen Innenraum bei Aufnahme eines metallischen Gutes gleicher Abmessungen und/oder gleichen Gewichtes kleiner ausgestaltet ist.The object of the invention is to avoid the aforementioned disadvantages and to provide an industrial furnace whose interior is designed to be smaller when receiving a metallic material of the same dimensions and / or same weight.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Wärmeabfuhreinrichtung auf der Innenseite zur Vergrößerung der Oberfläche der Innenseite und/oder auf der Außenseite zur Vergrößerung der Oberfläche der Außenseite, vorzugsweise in einem regelmäßigen Abstand zueinander vorgesehene, Erhebungen umfasst, wobei jede Erhebung derart ausgebildet ist, dass die orthogonal zur Oberfläche der Innenseite oder der Außenseite ausgerichtete Erstreckung E größer ist als zumindest eine der parallel zur Oberfläche der Innenseite oder der Außenseite verlaufenden geometrischen Dimensionen D. Die Erhebungen können beispielsweise in Teilbereichen oder über die komplette Oberfläche der Innenseite und/oder der Außenseite angeordnet sein. Sofern die Erhebungen sich über die komplette Oberfläche der Innenseite und/oder der Außenseite erstrecken, sind lediglich die Bereiche, in denen Anschlüsse, Stütz-/Montagekonstruktionen, Durchbrüche oder dergleichen angeordnet sind, ohne Erhebungen.This object is achieved in that the heat removal device on the inside to increase the surface of the inside and / or on the outside to increase the surface of the outside, preferably provided at a regular distance from each other, surveys, each survey is designed such that the extent E orthogonal to the surface of the inside or the outside is greater than at least one of the geometric dimensions D extending parallel to the surface of the inside or outside. The projections may be arranged, for example, in partial areas or over the entire surface of the inside and / or the outside be. If the elevations extend over the entire surface of the inside and / or the outside, only the areas in which connections, support / mounting structures, openings or the like are arranged, without elevations.

Die Erhebungen werden von dem während der Kühlphase eingesetzten Kühlmediums umströmt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung in Form der Erhebungen wird die Oberfläche deutlich vergrößert. Dies wiederum verbessert die Wärmeübertragung und damit die Kühlung, so dass auf einen in dem Innenraum verbauten Wärmetauscher verzichtet oder ein solcher - sofern er für eine besonders hohe Abkühlrate erforderlich sein sollte - deutlich kleiner dimensioniert werden kann. Damit wird die Wärmeübertragung im Bereich der Innenseite und/oder im Bereich der Außenseite des Ofengehäuses verbessert. So wird für die Abkühlung im Kühlprozess die Oberfläche des Ofengehäuses genutzt. Eine hohe Wärmeübertragung ist insbesondere beim Härten oder für eine Schnellkühlung erwünscht.The elevations are flowed around by the cooling medium used during the cooling phase. The inventive design in the form of surveys, the surface is significantly increased. This in turn improves the heat transfer and thus the cooling, so that waives a built-in heat exchanger in the interior or such - if it should be necessary for a particularly high cooling rate - can be significantly smaller dimensions. This improves the heat transfer in the region of the inside and / or in the region of the outside of the furnace housing. Thus, the surface of the furnace housing is used for the cooling in the cooling process. High heat transfer is particularly desirable when curing or for rapid cooling.

Damit können die Systemkosten reduziert werden, da der Innenraum deutlich kleiner gestaltet werden kann, da sich im Innenraum keine separate, als Wärmetauscher ausgebildete Komponente mehr befindet oder eine solche Komponente - sofern sie für eine besonders hohe Abkühlrate erforderlich sein sollte - deutlich kleiner dimensioniert werden kann. Da der Innenraum kleiner ausgestaltet ist, wird der Verbrauch an einem gasförmigen Kühlmedium, wie Inertgas oder Schutzgas, reduziert und der Kühlprozess wird beschleunigt. Sofern eine besonders hohe Abkühlrate gewünscht ist, kann ein Wärmetauscher/Kühler zugeschaltet werden, der jedoch deutlich kleiner dimensioniert sein kann als bei einem bekannten Industrieofen. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung erlaubt insoweit kleinere Ofengehäuse, da der Bauraum für einen Wärmetauscher entfällt. Damit können die Herstellkosten gesenkt werden.Thus, the system cost can be reduced, since the interior can be made significantly smaller, since in the interior no separate, designed as a heat exchanger component is more or such a component - if it should be required for a particularly high cooling rate - can be significantly smaller dimensions , Since the interior is made smaller, the consumption of a gaseous cooling medium, such as inert gas or inert gas, is reduced and the cooling process is accelerated. If a particularly high cooling rate is desired, a heat exchanger / cooler can be switched on, but can be dimensioned much smaller than in a known industrial furnace. The embodiment of the invention allows smaller oven housing insofar as the space for a heat exchanger deleted. Thus, the manufacturing costs can be reduced.

Zumindest eine Erhebung kann als Rippen ausgebildet sein. Sofern mehrere Rippen vorgesehen sind, bietet es sich an, wenn die Rippen unter Bildung dazwischenliegender Strömungskanäle parallel zueinander angeordnet sind.At least one survey may be designed as ribs. If a plurality of ribs are provided, it is advisable if the ribs are arranged parallel to one another with the formation of intermediate flow channels.

Zumindest eine Erhebung kann als Nadel ausgebildet sein. Selbstverständlich sind auch andere umströmbare Ausgestaltungen denkbar. So kann eine Erhebung auch eine andere Form, wie beispielsweise die Form eines Kegels, die Form einer Pyramide oder dergleichen, aufweisen.At least one survey can be designed as a needle. Of course, other umströmbare embodiments are conceivable. Thus, a survey may also have a different shape, such as the shape of a cone, the shape of a pyramid or the like.

Die Ausrichtung und die Form der Erhebungen, wie beispielsweise der Nadeln, der Rippen oder dergleichen, kann unterschiedlich ausgestaltet sein. So kann eine Nadel beispielsweise einen runden oder einen eckigen, wie beispielsweise dreieckigen oder viereckigen, Querschnitt aufweisen. Eine Nadel kann beispielsweise gradlinig verlaufen oder beispielsweise einen wellenförmigen Verlauf aufweisen. Die Seitenwände einer Rippe können beispielsweise parallel sein. Auch eine trapezförmige oder eine dreiecksförmige Ausgestaltung einer Rippe ist denkbar. Die Erhebungen können beispielsweise in einem Winkel gleich 90° oder ungleich 90° zur Außenseite bzw. zur Innenseite ausgerichtet sein.The orientation and shape of the projections, such as the needles, the ribs or the like, can be configured differently. For example, a needle may have a round or angular, such as triangular or quadrangular, cross-section. For example, a needle can run in a straight line or, for example, have a wavy course. The Sidewalls of a rib may be parallel, for example. Also, a trapezoidal or a triangular configuration of a rib is conceivable. The elevations may be aligned, for example, at an angle equal to 90 ° or not equal to 90 ° to the outside or to the inside.

Zur weiteren Vergrößerung der Oberfläche kann die Oberfläche zumindest einer Erhebung selbst wiederum zumindest eine, vorzugsweise nadelartig oder rippenartig ausgebildete, Erhebung aufweisen.For further enlargement of the surface, the surface of at least one elevation may in turn have at least one, preferably needle-like or rib-like, elevation.

Die generelle Erstreckung zumindest einer Erhebung kann orthogonal zur Außenseite bzw. zur Innenseite des Ofengehäuses sein. Es ist aber durchaus möglich, dass eine Erhebung schräg ausgerichtet ist. Eine Erhebung kann nicht nur zur Wärmeübertragung, sondern auch zur Umlenkung des strömenden Mediums eingesetzt werden.The general extent of at least one survey may be orthogonal to the outside or to the inside of the furnace housing. But it is quite possible that a survey is oriented obliquely. A survey can be used not only for heat transfer, but also for the deflection of the flowing medium.

Zumindest eine Erhebung kann Teil des Ofengehäuses sein.At least one survey may be part of the oven housing.

Alternativ kann zumindest eine Erhebung als separates Bauteil ausgebildet sein.Alternatively, at least one elevation may be formed as a separate component.

Zumindest eine Erhebung kann an der Außenseite bzw. an der Innenseite angeschraubt sein, um die Übertragung der Wärme von der Außenseite bzw. die Wärmeübertagung von dem Innenraum auf die Innenseite des Ofengehäuses zu verbessern. Es ist aber auch möglich, dass zumindest eine Erhebung an der Außenseite bzw. an der Innenseite angeschweißt, angeklebt, angeklemmt oder angelötet ist.At least one protrusion may be screwed to the outside or on the inside to improve the transfer of heat from the outside or the heat transfer from the interior to the inside of the furnace housing. But it is also possible that at least one survey on the outside or on the inside is welded, glued, clamped or soldered.

Zumindest eine Erhebung kann aus dem gleichen Material wie das Ofengehäuse bestehen. Alternativ kann zumindest eine Erhebung aus einem anderen Material wie das Ofengehäuse bestehen.At least one survey may consist of the same material as the oven housing. Alternatively, at least one elevation may consist of another material, such as the furnace housing.

Zur Erhöhung der Wärmeübertragung kann im Abstand zur Innenseite des Ofengehäuses ein flächig ausgebildetes Leitelement unter Bildung eines Strömungskanals zwischen der Innenseite des Ofengehäuses und dem Leitelement angeordnet sein.To increase the heat transfer can be arranged to form a flow channel between the inside of the furnace housing and the guide element at a distance from the inside of the furnace housing a planar design guide.

Das Leitelement kann dabei mit den freien Enden der auf der Innenseite des Ofengehäuses angeordneten Erhebungen in Kontakt sein.The guide element can be in contact with the free ends of the projections arranged on the inside of the furnace housing.

Es bietet sich an, wenn um das Ofengehäuse außenseitig ein Mantel unter Bildung eines Hohlraums zwischen der Außenseite des Ofengehäuses und der Innenseite des Mantels angeordnet ist und wenn zumindest ein Einlass und zumindest ein Auslass in dem Mantel zum Einleiten und Ausleiten eines Kühlmediums in den Hohlraum vorgesehen sind. In diesem Fall ist der Industrieofen doppelwandig ausgebildet. Bei einer solchen Ausgestaltung stellt der Mantel die äußere Hülle dar, während die Außenseite des Ofengehäuses zusammen mit der Innenseite des Mantels den durchströmbaren Hohlraum bildet.It is advisable if a jacket is arranged around the furnace housing on the outside, forming a cavity between the outside of the furnace housing and the inside of the jacket, and if at least one inlet and at least one outlet are provided in the jacket for introducing and discharging a cooling medium into the cavity are. In this case, the industrial furnace is double-walled. In such an embodiment, the jacket is the outer shell, while the outside of the furnace housing forms the permeable cavity together with the inside of the shell.

Zumindest ein Einlass und zumindest ein Auslass können in gegenüberliegenden Bereichen des Ofengehäuses angeordnet sein.At least one inlet and at least one outlet may be arranged in opposite regions of the oven housing.

Der Industrieofen kann als Vakuumofen ausgebildet sein. Auch andere Ausgestaltungen des Industrieofens zur Wärmebehandlung mit ähnlicher Grundfunktion sind möglich.The industrial furnace can be designed as a vacuum furnace. Other embodiments of the industrial furnace for heat treatment with a similar basic function are possible.

Es bietet sich an, wenn der Vakuumofen für eine Hochdruckabschreckung eingerichtet ist. Bei einer solchen Ausgestaltung wird in der sich an die Wärmebehandlung anschließenden Kühlphase unter einem hohen Druck Schutzgas und/oder Inertgas über zumindest eine geeignete Einblasöffnung in den Innenraum des Ofengehäuses eingeblasen, so dass das Gut auf diese Weise abgeschreckt wird. Die eingeblasene Menge an Schutzgas und/oder Inertgas strömt nach der Abschreckung aus zumindest einer Auslassöffnung aus dem Innenraum des Ofengehäuses heraus.It makes sense if the vacuum furnace is set up for high pressure quenching. In such an embodiment, protective gas and / or inert gas is blown into the interior of the furnace housing via at least one suitable injection opening in the cooling phase following the heat treatment under a high pressure, so that the material is quenched in this way. The injected amount of protective gas and / or inert gas flows out of the interior of the furnace housing after quenching from at least one outlet opening.

In dem Ofengehäuse kann zumindest ein, vorzugsweise als Radialventilator ausgebildeter, Ventilator angeordnet sein.In the furnace housing, at least one, preferably designed as a radial fan, fan can be arranged.

Im Folgenden werden in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigen:

1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Vakuumofen,
2 das Detail „X“ aus 1 einer ersten Variante,
3 das Detail „X“ aus 1 einer zweiten Variante,
4 das Detail „X“ aus 1 einer dritten Variante,
5 das Detail „X“ aus 1 einer vierten Variante,
6 das Detail „X“ aus 1 einer fünften Variante,
7 das Detail „X“ eines Vakuumofens ohne einen außenseitigen Mantel,
8 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Vakuumofen, bei dem die Kühlung von oben nach unten erfolgt, und
9 - 10 unterschiedliche Ausgestaltungen von Erhebungen.

Embodiments of the invention illustrated in the drawings are explained below. Show it:

1 a longitudinal section through a vacuum furnace according to the invention,
2 the detail " X " out 1 a first variant,
3 the detail " X " out 1 a second variant,
4 the detail " X " out 1 a third variant,
5 the detail " X " out 1 a fourth variant,
6 the detail " X " out 1 a fifth variant,
7 the detail " X "A vacuum oven without an outside jacket,
8th a section through a vacuum furnace according to the invention, in which the cooling is from top to bottom, and
9 - 10 different embodiments of surveys.

In allen Figuren werden für gleiche bzw. gleichartige Bauteile übereinstimmende Bezugszeichen verwendet.In all figures the same reference numerals are used for identical or similar components.

In den 1 und 8 ist der generelle Aufbau eines Industrieofens zur Wärmebehandlung eines metallischen Gutes, wie beispielsweise eines Werkstückes oder einer Metallschmelze, dargestellt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Industrieofen als Vakuumofen ausgebildet. In the 1 and 8th For example, the general structure of an industrial furnace for heat-treating a metallic material such as a workpiece or a molten metal is shown. In the illustrated embodiment, the industrial furnace is designed as a vacuum furnace.

Der Industrieofen weist ein eine Außenseite 1 und eine Innenseite 2 aufweisendes Ofengehäuse auf, das einen Innenraum 3 umschließt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Industrieofen tonnenähnlich unter Bildung zweier gegenüberliegender Stirnseiten ausgebildet. Die eine Stirnseite ist als Ofentür 4 ausgebildet, während im Bereich der gegenüberliegenden Stirnseite in dem Innenraum 3 ein als Radialventilator ausgebildeter Ventilator 5 angeordnet ist, der von einem außerhalb des Ofengehäuses angeordneten Antrieb 6 angetrieben wird. Es ist aber auch durchaus möglich, dass der Antrieb 6 im Innenraum 3 des Ofengehäuses angeordnet ist.The industrial furnace has an outside 1 and an inside 2 having furnace housing, which has an interior 3 encloses. In the illustrated embodiment, the industrial furnace is formed like a barrel to form two opposite end faces. The one end is as oven door 4 formed while in the region of the opposite end face in the interior 3 a fan designed as a radial fan 5 is arranged, of a arranged outside of the furnace housing drive 6 is driven. But it is also quite possible that the drive 6 in the interior 3 the furnace housing is arranged.

Der Industrieofen weist weiterhin eine im Innenraum 3 angeordnete Heizkammer 7 für das zu behandelnde metallische Gut auf. Die Heizkammer 7 kann mittels einer nicht dargestellten Heizeinrichtung beheizt werden und weist zumindest eine nicht dargestellte Klappe auf, so dass das zu behandelnde metallische Gut in die Heizkammer 7 hineingeschoben und wieder herausgenommen werden kann. Mittels der Heizeinrichtung kann der Innenraum der Heizkammer 7 und damit das in dem Innenraum der Heizkammer 7 angeordnete metallische Gut auf die gewünschte Temperatur temperiert werden.The industrial furnace also has an interior 3 arranged heating chamber 7 for the metallic good to be treated. The heating chamber 7 can be heated by means of a heater, not shown, and has at least one flap, not shown, so that the metallic material to be treated in the heating chamber 7 can be pushed in and taken out again. By means of the heater, the interior of the heating chamber 7 and thus that in the interior of the heating chamber 7 arranged metallic material to be tempered to the desired temperature.

Bei dem in den 1 bis 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist um das Ofengehäuse außenseitig herum noch ein Mantel 8 unter Bildung eines Hohlraums 9 zwischen der Außenseite 1 des Ofengehäuses und der Innenseite 10 des Mantels angeordnet. Damit ist der Industrieofen doppelwandig ausgebildet. Im Bereich der Oberseite sind in dem Mantel 8 fünf Einlässe 11 zum Einleiten eines Kühlmediums, wie beispielsweise Wasser, und im Bereich der Unterseite fünf Auslässe 12 zum Ausleiten des Kühlmediums vorgesehen. Die Anzahl und die Anordnung der Einlässe 11 und/oder der Auslässe 12 kann beliebig nach dem Bedarf und der angestrebten Wärmefuhrrate gewählt werden.In the in the 1 to 7 and 8th illustrated embodiment is still around the oven housing outside a coat 8th forming a cavity 9 between the outside 1 the furnace housing and the inside 10 of the jacket arranged. Thus, the industrial furnace is double-walled. In the area of the top are in the mantle 8th five inlets 11 for introducing a cooling medium, such as water, and in the area of the bottom five outlets 12 provided for discharging the cooling medium. The number and arrangement of the inlets 11 and / or the outlets 12 can be chosen according to the demand and the desired heat transfer rate.

Insoweit sind die Einlässe 11 und die Auslässe 12 in gegenüberliegenden Bereichen des Ofengehäuses angeordnet. Das Kühlmedium strömt in Richtung der Pfeile 13 in den Hohlraum 9, durchströmt den Hohlraum 9 und tritt über die Auslässe 12 aus dem Hohlraum 9 aus. Jeder Einlass 11 weist, wie beispielsweise in 2 erkennbar, ein Innengewinde 14 zum Anschluss einer Leitung auf. Statt des Innengewindes 14 können auch andere geeignete Verbindungsarten, wie z. B. ein Bajonettverschluss oder dergleichen, vorgesehen sein.In that regard, the inlets 11 and the outlets 12 arranged in opposite areas of the furnace housing. The cooling medium flows in the direction of the arrows 13 in the cavity 9 , flows through the cavity 9 and step over the outlets 12 from the cavity 9 out. Every inlet 11 points, such as in 2 recognizable, an internal thread 14 to connect a line. Instead of the internal thread 14 Other suitable types of connection, such as. As a bayonet or the like may be provided.

Ferner ist eine Wärmeabfuhreinrichtung vorgesehen, um die Wärme nach der Wärmebehandlung des metallischen Gutes in dem Industrieofen aus dem Innenraum 3 des Ofengehäuses abzuführen. Hierzu sind auf der Innenseite 2 zur Vergrößerung der Oberfläche der Innenseite 2 und/oder auf der Außenseite 1 zur Vergrößerung der Oberfläche der Außenseite 1 Erhebungen 15 vorgesehen, wobei jede Erhebung 15 derart ausgebildet ist, dass die orthogonal zur Oberfläche der Innenseite 2 oder der Außenseite 1 ausgerichtete Erstreckung E größer ist als zumindest eine der parallel zur Oberfläche der Innenseite 2 oder der Außenseite 1 verlaufenden geometrischen Dimensionen D. Die Erhebungen 15 werden während der Kühlung von dem gasförmigen Medium umströmt. Durch die durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung vergrößerte Oberfläche wird die Wärmeübertragung und damit die Kühlung verbessert.Furthermore, a heat removal device is provided to remove the heat after the heat treatment of the metallic material in the industrial furnace from the interior 3 remove the furnace housing. These are on the inside 2 to increase the surface of the inside 2 and / or on the outside 1 for enlarging the surface of the outside 1 surveys 15 provided, each survey 15 is formed such that the orthogonal to the surface of the inside 2 or the outside 1 aligned extension e is greater than at least one of the parallel to the surface of the inside 2 or the outside 1 extending geometrical dimensions D. The elevations 15 are flowed around during the cooling of the gaseous medium. Due to the enlarged by the inventive design surface heat transfer and thus the cooling is improved.

Die generelle Erstreckung der Erhebungen 15 ist orthogonal zur Außenseite 1 bzw. zur Innenseite 2 des Ofengehäuses. In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Erhebungen 15 Teil des Ofengehäuses und bestehen aus dem gleichen Material wie das Ofengehäuse. Die Erhebungen 15 sind an der Außenseite 1 bzw. an der Innenseite 2 angeschweißt oder in jeglicher anderen zur Wärmeübertragung geeigneten Art und Weise an der Außenseite 1 bzw. an der Innenseite 2 des Ofengehäuses befestigt.The general extent of the surveys 15 is orthogonal to the outside 1 or to the inside 2 of the furnace housing. In the illustrated embodiments, the surveys 15 Part of the furnace housing and made of the same material as the furnace housing. The surveys 15 are on the outside 1 or on the inside 2 welded or in any other suitable for heat transfer on the outside 1 or on the inside 2 attached to the furnace housing.

In 1 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit die Erhebungen 15 nicht dargestellt. In den 2 bis 7 sind unterschiedliche Ausgestaltungen und Anordnungen dargestellt.In 1 are the surveys for the sake of clarity 15 not shown. In the 2 to 7 different configurations and arrangements are shown.

Die 2 bis 4 zeigen Ausführungsbeispiele, bei denen die Erhebungen 15 als Nadeln ausgebildet sind. Dabei sind in 2 die Erhebungen 15 lediglich auf der Innenseite 2 zur Vergrößerung der Oberfläche der Innenseite 2 angeordnet, während in den 3 und 4 Ausgestaltungen dargestellt sind, bei denen sowohl auf der Innenseite 2 zur Vergrößerung der Oberfläche der Innenseite 2 als auch auf der Außenseite 1 zur Vergrößerung der Oberfläche der Außenseite 1 Erhebungen 15 angeordnet sind.The 2 to 4 show embodiments in which the surveys 15 are formed as needles. Here are in 2 the surveys 15 only on the inside 2 to increase the surface of the inside 2 arranged while in the 3 and 4 Embodiments are shown in which both on the inside 2 to increase the surface of the inside 2 as well as on the outside 1 for enlarging the surface of the outside 1 surveys 15 are arranged.

In 4 ist gegenüber der Ausgestaltung nach 3 im Abstand zur Innenseite 2 des Ofengehäuses ein flächig ausgebildetes Leitelement 16 unter Bildung eines Strömungskanals 17 zwischen der Innenseite 2 des Ofengehäuses und dem Leitelement 16 angeordnet, wobei das Leitelement 16 mit den freien Enden der auf der Innenseite 2 des Ofengehäuses angeordneten Erhebungen 15 in Kontakt ist. Aufgrund der Ausbildung der Erhebungen 15 als Nadeln kann das gasförmige Medium durch die dazwischenliegenden Freiräume in dem Strömungskanal 17 beispielsweise in Richtung der Pfeile 18 strömen.In 4 is opposite to the embodiment 3 in the distance to the inside 2 the furnace housing a flat design guide 16 forming a flow channel 17 between the inside 2 the furnace housing and the guide element 16 arranged, wherein the guide element 16 with the free ends of the inside 2 the furnace housing arranged elevations 15 is in contact. Due to the training of the surveys 15 as needles, the gaseous medium through the intermediate free spaces in the flow channel 17 for example in the direction of the arrows 18 stream.

Sofern die beispielsweise in 2 dargestellten Erhebungen 15 als Rippen ausgebildet wären, könnte jede Rippe aufgrund des zylindrisch ausgebildeten Ofengehäuses beispielsweise als Ring ausgebildet sein, der sich entlang des Umfangs der Innenseite 2 des Offengehäuses erstreckt. Dann wäre die in 2 dargestellte Strömung in Richtung des Pfeils 19 nicht möglich. Vielmehr würde das gasförmige Medium durch die zwischen zwei benachbarten Rippen gebildeten Strömungskanäle strömen. Selbstverständlich sind auch andere Ausrichtungen und Ausgestaltungen der Rippen denkbar. So könnten die Rippen beispielsweise nach Art eines Schraubengewindes verlaufen oder lediglich Rippenabschnitte darstellen.Unless the example in 2 surveys 15 As ribs would be formed, each rib could be formed, for example, as a ring, which extends along the circumference of the inside due to the cylindrically shaped furnace housing 2 of the open housing extends. Then that would be in 2 illustrated flow in the direction of the arrow 19 not possible. Rather, the gaseous medium would flow through the flow channels formed between two adjacent ribs. Of course, other orientations and embodiments of the ribs are conceivable. For example, the ribs could run in the manner of a screw thread or represent only rib sections.

In den 5 bis 7 sind Ausgestaltungen dargestellt, bei denen die jeweilige Oberfläche jeder Erhebung 15 selbst zur Vergrößerung der Oberfläche und damit zur verbesserten Wärmeübertragung wiederum mit Erhebungen 20 versehen ist, die beispielsweise wiederum nach Art einer Nadel ausgebildet sind.In the 5 to 7 Embodiments are shown in which the respective surface of each survey 15 even to increase the surface and thus for improved heat transfer again with surveys 20 is provided, for example, in turn, are designed in the manner of a needle.

In 7 ist dabei eine Ausgestaltung eines Industrieofens ohne einen außenseitigen Mantel 8 dargestellt, wobei sowohl auf der Innenseite 2 zur Vergrößerung der Oberfläche der Innenseite 2 als auch auf der Außenseite 1 zur Vergrößerung der Oberfläche der Außenseite 1 Erhebungen 15 angeordnet sind. Die aus dem Innenraum abgeführte Wärme kann über die auf der Außenseite 1 angeordneten Erhebungen 15 an die Umgebung abgegeben werden. Zur Erhöhung der Wärmeübertragung kann der Industrieofen von außen mit einem gasförmigen Kühlmedium, wie Luft, angeströmt werden. Auch andere Ausgestaltungen, wie beispielsweise Kühlrohre, Kühlkanäle oder sonstige zur Ableitung der Wärme geeignete Installationen/Medien, sind an der Außenseite 1 des Ofengehäuses möglich.In 7 is an embodiment of an industrial furnace without an outside coat 8th shown, both on the inside 2 to increase the surface of the inside 2 as well as on the outside 1 for enlarging the surface of the outside 1 surveys 15 are arranged. The heat dissipated from the interior can over that on the outside 1 arranged surveys 15 be delivered to the environment. To increase the heat transfer of the industrial furnace from the outside with a gaseous cooling medium, such as air, are flown. Other configurations, such as cooling pipes, cooling channels or other suitable installations for the dissipation of heat / media are on the outside 1 of the furnace housing possible.

Die 9 und 10 zeigen unterschiedliche Ausgestaltungen von Erhebungen 15. In 9 sind die Erhebungen 15 als Rippen ausgebildet, wobei zwei parallele Rippen zwischen sich einen Strömungskanal bilden. In 10 sind die Erhebungen 15 als Nadeln ausgebildet. Die linke Erhebung 15 weist eine glatte Oberfläche auf, während die rechte Erhebung 15 wiederum auf ihrer Oberfläche nach Art einer Nadel ausgebildete Erhebungen 20 aufweist. Selbstverständlich sind auch andere Ausgestaltungen einer Erhebung 15 möglich. So könnte beispielsweise die in 10 links dargestellte als Nadel ausgebildete Erhebung 15 einen wellenförmigen Verlauf haben.The 9 and 10 show different embodiments of surveys 15 , In 9 are the surveys 15 formed as ribs, wherein two parallel ribs between them form a flow channel. In 10 are the surveys 15 designed as needles. The left elevation 15 has a smooth surface while the right elevation 15 in turn formed on its surface in the manner of a needle surveys 20 having. Of course, other embodiments of a survey 15 possible. For example, the in 10 left illustrated as needle trained survey 15 have a wave-shaped course.

8 zeigt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Vakuumofen, wobei hier nur auf der Innenseite 2 zur Vergrößerung der Oberfläche der Innenseite 2 Erhebungen 15 vorgesehen sind. Diese sind nach Art einer Rippe ausgebildet und in einem Winkel zur Innenseite 2 ausgerichtet. In dem Ofengehäuse ist an dem der Ofentür 4 gegenüberliegenden Ende der Ventilator 5 vorgesehen. Der Ventilator 5 bewirkt eine Konvektion eines in dem Ofengehäuse befindlichen gasförmigen Mediums in Richtung der Pfeile 21. Bei dem gasförmigen Medium kann es sich beispielsweise um ein Inertgas oder um ein Schutzgas, wie Stickstoff, Argon oder Helium, handeln, das über eine nicht dargestellte Öffnung in den Innenraum 3 des Ofengehäuses geführt werden kann. 8th shows a section through a vacuum furnace according to the invention, in which case only on the inside 2 to increase the surface of the inside 2 surveys 15 are provided. These are designed in the manner of a rib and at an angle to the inside 2 aligned. In the oven housing is on the oven door 4 opposite end of the fan 5 intended. The ventilator 5 causes convection of a gaseous medium in the furnace housing in the direction of the arrows 21 , The gaseous medium may be, for example, an inert gas or a protective gas, such as nitrogen, argon or helium, via an opening (not shown) into the interior 3 the furnace housing can be performed.

In der Heizkammer 7 befindet sich das zu behandelnde metallische Gut. Die Heizkammer 7 ist üblicherweise mittels Klappen verschließbar. Während der Wärmebehandlung wird in dem Ofengehäuse und damit auch in der Heizkammer 7 ein Vakuum erzeugt, um eine Oxidation des metallischen Guts bei der Wärmebehandlung zu verhindern.In the heating chamber 7 is the metallic good to be treated. The heating chamber 7 is usually closed by means of flaps. During the heat treatment is in the furnace housing and thus also in the heating chamber 7 creates a vacuum to prevent oxidation of the metallic material during the heat treatment.

Ist die Wärmebehandlung abgeschlossen, setzt der Kühlvorgang ein. Hierzu können die Klappen der Heizkammer 7 geöffnet werden, und der Ventilator 5 wird aktiviert. Statt Klappen kann der Heizkammer 7 auch ein anderer Kühlgaseintritt und ein anderer Kühlgasaustritt zugeordnet sein. So sind beispielsweise Düsen, Spalten, Labyrinthe oder dergleichen, möglich. Hierdurch strömt das Inertgas oder das Schutzgas in Richtung der Pfeile 21 in dem Ofengehäuse. Dabei umströmt es die Heizkammer 7 und durchströmt diese auch. Das Inertgas oder das Schutzgas nimmt die Wärme u. a. von dem in der Heizkammer 7 befindlichen metallischen Gut auf. Beim Strömen entlang der Innenseite 2 des Ofengehäuses und Umströmen der Erhebungen 15 überträgt das Inertgas/Schutzgas (Kühlgas) die Wärme an das Ofengehäuse und die Erhebungen 15. Das Ofengehäuse wiederum überträgt über seine Außenseite 1 die Wärme an das in dem Hohlraum 9 in Richtung der Pfeile 13 strömende Kühlmedium.When the heat treatment is completed, the cooling process begins. For this purpose, the flaps of the heating chamber 7 be opened, and the fan 5 is activated. Instead of flaps, the heating chamber can 7 also be assigned a different cooling gas inlet and another cooling gas outlet. For example, nozzles, columns, labyrinths or the like are possible. As a result, the inert gas or the inert gas flows in the direction of the arrows 21 in the furnace housing. It flows around the heating chamber 7 and flows through them too. The inert gas or the inert gas absorbs the heat from, among other things, that in the heating chamber 7 on metallic good. When flowing along the inside 2 the furnace housing and flow around the surveys 15 the inert gas / shielding gas (cooling gas) transfers the heat to the furnace housing and the elevations 15 , The oven housing in turn transmits over its outside 1 the heat to that in the cavity 9 in the direction of the arrows 13 flowing cooling medium.

Wie 8 zu entnehmen ist, sind in dem Innenraum 3 zwei Leitblechanordnungen 22, 23 vorgesehen. Die Leitblechanordnung 22 ist so in der oberen Hälfte des Industrieofens angeordnet und ausgebildet, dass das von dem Ventilator 7 radial ausgeblasene Medium entlang der Innenseite 2 des Industrieofens strömt und dann auf die Heizkammer 7 von oben umgelenkt wird. Die zweite Leitblechanordnung 23 ist so in der unteren Hälfte des Industrieofens angeordnet und ausgebildet, dass das die Heizkammer 7 kühlende Medium in einem Abstand zur Innenseite 2 des Industrieofens zum Ventilator 7 zurückströmt. Die Leitblechanordnungen 22, 23 können aber auch eine andere Ausgestaltung aufweisen, um die Kühlmöglichkeiten über die Innenseite des Ofengehäuses besser zu nutzen. Auch kann hierdurch die Führung des Schutzgases/Inertgases (Kühlgases) im Ofen unterstützt werden.As 8th it can be seen in the interior 3 two baffle arrangements 22 . 23 intended. The baffle arrangement 22 is arranged in the upper half of the industrial furnace and designed that of the fan 7 radially blown medium along the inside 2 of the industrial furnace flows and then to the heating chamber 7 is deflected from above. The second baffle arrangement 23 is so arranged in the lower half of the industrial furnace and formed that the heating chamber 7 cooling medium at a distance to the inside 2 of the industrial furnace to the fan 7 flowing back. The baffle arrangements 22 . 23 but may also have a different configuration to better use the cooling options on the inside of the oven housing. Also, thereby the guidance of the inert gas / inert gas (cooling gas) can be supported in the oven.

Bei der in 8 dargestellten Ausgestaltung erfolgt die Kühlung des Ofengehäuses von oben nach unten. Das Kühlmedium, wie beispielsweise Wasser, tritt in Richtung der Pfeile 13 über die Einlässe 11 in den Hohlraum 9 und durchströmt diesen in Richtung der Pfeile 13 zu den Auslässen 12. Über die Auslässe 12 tritt das Wasser aus dem Hohlraum 9 aus. Auch der Einsatz von Frischwasser oder von Wasser aus Vorratstanks ist denkbar, was aber die Korrosion fördern kann. Sofern das Kühlmedium im Kreislauf gefahren wird, durchströmt das Kühlmedium einen nicht dargestellten und außerhalb des Ofengehäuses angeordneten Wärmetauscher, der dem Kühlmedium die Wärme entzieht, bevor das heruntergekühlte Kühlmedium über die Einlässe 11 wieder in den Hohlraum 9 geführt wird.At the in 8th illustrated embodiment, the cooling of the oven housing from top to bottom takes place. The cooling medium, such as water, occurs in the direction of the arrows 13 over the inlets 11 in the cavity 9 and flows through it in the direction of the arrows 13 to the outlets 12 , About the outlets 12 the water comes out of the cavity 9 out. The use of fresh water or water from storage tanks is conceivable, but this can promote corrosion. If the cooling medium is circulated, the cooling medium flows through a heat exchanger, not shown and arranged outside of the furnace housing, which extracts the heat from the cooling medium, before the cooled down cooling medium via the inlets 11 back into the cavity 9 to be led.

Selbstverständlich ist auch eine umgekehrte Kühlung von unten nach oben möglich. Hierzu bedarf es lediglich einer anderen Fließrichtung des Kühlmediums. Dann strömt das Kühlmedium, wie beispielsweise Wasser, von unten über die Auslässe 12, die dann die Einlässe darstellen, in den Hohlraum 9 und tritt über die Einlässe 11, die dann die Auslässe sind, aus dem Hohlraum 9 aus. Auch können die Einlässe 11 und Auslässe 12 nicht oben und unten, sondern links und rechts bezogen auf das Ofengehäuse angeordnet sein. Dann erfolgt eine entsprechende horizontale Kühlung, da das Kühlmedium von links nach rechts bzw. umgekehrt strömt.Of course, a reverse cooling from bottom to top is possible. This requires only a different flow direction of the cooling medium. Then, the cooling medium, such as water, flows from below over the outlets 12 , which then represent the inlets, into the cavity 9 and steps over the inlets 11 which are then the outlets, out of the cavity 9 out. Also, the inlets can 11 and outlets 12 not above and below, but be arranged on the left and right of the furnace housing. Then there is a corresponding horizontal cooling, since the cooling medium flows from left to right or vice versa.

Claims

An industrial furnace for heat-treating a metallic material, such as a workpiece or a molten metal, comprising a furnace housing having an outer side (1) and an inner side (2), which encloses an inner space (3) and is provided with an oven door (4) Industrial furnace on the one hand in the interior (3) arranged heating chamber (7) for the material to be treated and on the other a heat dissipation device for dissipating the heat from the interior (3) of the furnace housing after the heat treatment in the industrial furnace, characterized in that the heat dissipation device on the inside (2) to increase the surface of the inside (2) and / or on the outside (1) to increase the surface of the outside (1), preferably provided at a regular distance from each other, surveys (15), each Bump (15) is formed such that the orthogonal to the surface of the inside (2) or the outside E (1) aligned extent E is greater than at least one of the parallel to the surface of the inside (2) or the outside (1) extending geometric dimensions D.

Industrial furnace according to the preceding claim, characterized in that at least one elevation (15) is formed as ribs.

Industrial furnace according to one of the preceding claims, characterized in that at least one elevation (15) is formed as a needle.

Industrial furnace according to one of the preceding claims, characterized in that the surface of at least one elevation (15) itself in turn at least one, preferably needle-like or rib-like formed, survey (20).

Industrial furnace according to one of the preceding claims, characterized in that the general extent of at least one elevation (15) is orthogonal to the outside (1) or to the inside (2) of the furnace housing.

Industrial furnace according to one of the preceding claims, characterized in that at least one elevation (15) is part of the furnace housing.

Industrial furnace according to one of the preceding claims, characterized in that at least one elevation (15) is formed as a separate component.

Industrial furnace according to one of the preceding claims, characterized in that at least one elevation (15) on the outside (1) or on the inside (2) is screwed.

Industrial furnace according to one of the preceding claims, characterized in that at least one elevation (15) on the outside (1) or on the inside (2) is welded or soldered.

Industrial furnace according to one of the preceding claims, characterized in that at least one elevation (15) consists of the same material as the furnace housing.

Industrial furnace according to one of the preceding claims, characterized in that at least one elevation (15) consists of a different material as the furnace housing.

Industrial furnace according to one of the preceding claims, characterized in that at a distance from the inside (2) of the furnace housing, a surface-formed guide element (16) to form a flow channel (17) between the inside (2) of the furnace housing and the guide element (16) is arranged.

Industrial furnace according to the preceding claim, characterized in that the guide element (16) is in contact with the free ends of the elevations (15) arranged on the inside (2) of the furnace housing.

Industrial furnace according to one of the preceding claims, characterized in that a jacket (8) is arranged around the furnace housing on the outside to form a cavity (9) between the outside (1) of the furnace housing and the inside (10) of the jacket (8) at least one inlet (11) and at least one outlet (12) are provided in the shell (8) for introducing and discharging a cooling medium into the cavity (9).

Industrial furnace according to one of the preceding claims, characterized in that at least one inlet (11) and at least one outlet (12) are arranged in opposite regions of the furnace housing.

Industrial furnace according to one of the preceding claims, characterized in that the industrial furnace is designed as a vacuum furnace.

Industrial furnace according to the preceding claim, characterized in that the vacuum furnace is set up for a high-pressure quenching.

Industrial furnace according to one of the preceding claims, characterized in that in the furnace housing at least one, preferably designed as a radial fan, fan (5) is arranged.