DE2721661B1 - Heizvorrichtung fuer einen Ofenraum eines Industrieofens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung für einen Ofenraum eines Industrieofens, bestehend aus einem Brenner, der ein Strahlrohr beheizt, das durch den Ofenraum hindurchgeführt ist, sowie einem Flammenbrecher der im Strahlrohr ausgehend von dem dem Brenner abgewandten Ende des Strahlrohres angeordnet ist.

Bei einer derartigen bekannten Heizvorrichtung existiert ein Flammenbrecher aus mehreren ineinandergehängten, einen wendeiförmigen Verlauf ergebenden Gliedern. Diese sind aus Keramik hergestellt. Bei einer derartigen Ausbildung treten relativ hohe Wärmeverlu- ^ ste und damit Energieverbrauch auf. Des weiteren besteht bei dieser Ausbildung des Flammenbrechers Bruchgefahr, insbesondere beim Auftreten von Vibrationen im Ofen, die beispielsweise durch Unwucht im Ventilator, der für die Umwälzung der Ofenatmosphäre (Schutzgas) sorgt, vorhanden sind. Die Bruchgefahr besteht insbesondere an den Teilen, die dem Brenner unmittelbar benachbart sind. Abbrechende Teile fallen auf den Brenner, während das Strahlrohr durch falsche Flammenbildung übermäßig belastet wird und ein Platzen desselben oder zumindest Haarrisse in demselben auftreten können. Beim Auftreten von Haarrissen kann das Schutzgas aus dem Ofenraum in das Stahlrohr gelangen bzw. umgekehrt. Anteile des verbrannten Rauchgases können in den Ofenraum gelangen, wodurch die Ofenatmosphäre und damit die Wärmebehandlung (Aufkohlung, Normalisieren, Vergüten, Glühen oder dgl.) der Werkstücke nachteilig beeinflußt wird. Weiter ist es bei den lose aneinander gehängten Gliedern des Flamrnenbrechers von Nachteü, daß durch das durchströmende Rauchgas eine erhebliche Geräuschentwicklung gegeben ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Heizvorrichtung, die einen geringeren Energieverbrauch gewährleistet, bei der darüber hinaus die Bruchgefahr des Flammenbrechers und daraus eventuell entstehende Folgeschäden an dem Strahlrohr vermieden werden, zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Flammenbrecher mehrere axial im Abstand hintereinander an einem Träger angeordnete Stauscheiben aufweist.

Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, die vom Brenner erzeugte Wärme durch Stauung im Strahlrohr besser ausnutzen zu können. Dabei wurde festgestellt, daß die Austrittstemperaturen am Ende des Strahlrohres erheblich geringer als bei der herkömmlichen Anlage waren. Energieeinsparung in der Größenordnung von mehr als 15% sind erreichbar. Bei der Ausbildung des Flammenbrechers aus hochhitzebeständigem Stahl ist die Bruchgefahr darüber hinaus nicht mehr gegeben. Außerdem wird durch diese Maßnahme die Geräuschentwicklung reduziert.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine besonders günstige Ausbildung für den Flammenbrecher dann gegeben, wenn mehrere, insbesondere drei Gruppen von Stauscheiben vorgesehen werden, wobei die erste, dem Brenner zugeordnete Gruppe zur Ableitung des vom Brenner erzeugten Heizgases in Richtung auf das koaxiale Strahlrohr ausgebildet ist, die zur Verwirbelung vorgesehene zweite Gruppe sich zumindest über einen Teilbereich der dem Wärmetausch mit dem Ofenraum dienenden Länge des Strahlrohres erstreckt und die daran anschließende Gruppe aus einen Staueffekt erzeugenden Stauscheiben besteht.

Bei einer solchen Ausbildung wird die vom Brenner erzeugte Strahlungswärme zunächst auf das Strahlrohr geleitet, so daß das Strahlrohr aufgeheizt wird. In dem weiteren Bereich dienen die vorgesehenen Stauscheiben zur Verwirbelung des Rauchgases, wodurch dieses länger als bei den bekannten Einrichtungen im Strahlrohr verbleibt und eine intensivere Ausnutzung möglich ist. Diese zweite Gruppe von Stauscheiben erstreckt sich im wesentlichen über den Bereich, in dem das Strahlrohr durch den Ofenraum hindurch geführt ist. Die dritte Gruppe der Stauscheiben erzeigt schließlich einen erheblichen Staueffekt. Sie befindet sich in dem dem Austritt des Strahlrohres benachbarten Bereich.

Des weiteren ist nach der Erfindung vorgeschlagen, daß die erste Gruppe aus mindestens einer Stauscheibe

ORIGINAL INSPECTED

besteht, die tellerartig gewölbt ist. wobei der Tellerboden dem Brenner zugewendet ist, daß die zweite Gruppe aus im wesentlichen ebenen Scheiben besteht und daß die Stauscheiben der dritten Gruppe ebenfalls tellerartig ausgebildet sind, wobei jedoch der Tellerrand in Richtung auf den Brenner zeigt. Diese Ausbildung und Anordnung der Stauscheiben ergibt einen besonderes günstigen Verwirbelungs- und Staueffekt für das Rauchgas.

In weiterer Ausbildung ist vorgesehen, daß die Stauscheiben bzw. Stauscheibengruppen gestufte, größer werdende Durchmesser aufweisen, wobei die dem Brenner am nächsten liegende Stauscheibe bzw. Stauscheibengruppe den kleinsten Durchmesser besitzt. Dabei können die Durchmesser der Stauscheiben gestuft oder stetig zunehmen.

Ferner wird vorgeschlagen, daß das der Aufhängung des Trägers im Strahlrohr dienende Ende selbstzentrierend auszubilden.

Diese Gestaltung ist insofern von Vorteil, als bei einer eventuellen Verpuffung im Strahlrohr der Flammenbrecher kurzzeitig angehoben wird und auf diese Weise wieder in seine ursprüngliche Lage zurückgeführt wird.

Bevorzugt sind zumindest die dem Brenner benachbarten Stauscheiben aus einen hochhitzebeständigen Stahl hergestellt.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.

Es zeigen:

F i g. 1 eine Seitenansicht von außen auf einen Teil des Ofens mit einem Strahlrohr, teils geschnitten,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Ofen im Bereich der Heizvorrichtung und

Fig.3 ein Strahlrohr mit einem Flammenbrecher als Einzelheit zu F i g. 2 im vergrößerten Maßstab, F i g. 4 einen Flammenbrecher.

Der in den Fig. 1 und 2 gezeigte Industrieofen besteht im wesentlichen aus einem feuerfesten Mauerwerk 1, welches als Außengehäuse ausgebildet ist. Entlang beider Seiten befinden sich eine Anzahl Strahlrohre 2, die durch den zu beheizenden Ofeninnenraum 3 nebeneinander liegend, hindurchgeführt sind. Sie sind an der Eintritts- und Austrittsöffnung gegenüber dem Mauerwerk 1 durch Dichtungen 4, 5 abgedichtet. Im Strahlrohr 2 befindet sich in der unteren Hälfte ein Brenner 6, der von einem Gas-Luftmischer 7 mit Brenngas versorgt wird. In den Gas-Luftmischer 7 führen die Gasleitungen 8 und die von einem Ventil 10 mittel eines Stellmotors 11 gesteuerten Luftleitungen 9. Je nach Größe und der für den Arbeitsbereich notwendigen Temperaturen des Ofens, sind mehr oder weniger Strahlrohre vorgesehen. Sämtliche Strahlrohre 2 besitzen jeweils einen von einem Gas-Luftmischer 7 versorgten Brenner 6. Alle Gas-Luftmischer 7 werden von den gemeinsamen Gas-Luftleitungen 9 vom zentralen Ventil 10 gesteuert. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Brenner 6 durch eine zusätzliche Luftleitung 12 gekühlt. Im Strahlrohr 2 ist zur besseren Wärmeausnutzung im oberen Teil ein Flammenbrecher 13 befestigt. Dieser verhindert ein zu schnelles Austreten des Heizgases. An der Ofendecke ist im Mauerwerk 1 ein durch einen Motor 14 betriebener Ventilator 15 im Ofeninnenraum 3 befestigt. Der Ventilator 15 sorgt für die Gaszirkulation, wobei er das Gas an den Strahlrohren 2 vorbei, von unten her in die Ofenkammer 16 blaßt. Die Ofenkammer 16 nimmt die zur Wärmebehandlung vorgesehenen Werkstücke auf, wobei diese vom Schutzgas, welches durch die Eintrittsöffnungen 17, sowie durch die Austrittsöffnungen 18 strömt, umspült wird.

In Fig. 3 ist ein einzelnes Strahlrohr 2 im vergrößerten Maßstab dargestellt. Es zeigt den Gas-Luftmischer 7, der den Brenner 6 über das Brennrohr 19, mit Brenngas versorgt. Zur Abdichtung des Brennrohres 19 ist ein mit einer Brennerkupplung 20 befestigter Flansch 21 vorgesehen. Dieser Flansch 21 trägt eine Dichtung 22, die gegenüber dem Mauerwerk 1 und eine Strahlrohrdichtung 23, die gegenüber dem Strahlrohr, abdichtet. An seine anderen Ende ist das Strahlrohr 2 von einem Metallbalg 24 umgeben, der über seine Balgdichtung 25 das Strahlrohr an der Oberseite, gegenüber dem Mauerwerk !,abdichtet.

Ebenfalls am oberen Ende des Strahlrohres ist der Flammenbrecher 13 mittels einer Zentriervorrichtung 26 aufgehängt. Die Zentriervorrichtung 26 besteht aus zwei rechtwinklig zueinander angeordneten Flacheisen, die zum Strahlrohr 2 hin, angeschrägt sind, so daß bei einer eventuellen Verpuffung und einem damit verbundenen Abheben des Flammenbrechers 13 dieser, da er nur lose aufliegt, wieder in seine ursprüngliche Lage zurückfällt. Der Flammenbrecher 13 ist im einzelnen in Fig.4 dargestellt. An der bereits erwähnten Zentriervorrichtung 26, ist ein Träger 27 befestigt, der auf dem der Zentriervorrichtung 26 zugewandten Teil, Stauscheiben 28 besitzt, die tellerartig gewölbt sind, wobei der Tellerrand von der Zentriervorrichtung 26, weg zeigt. Im mittleren bis unteren Teil sind Stauscheiben 29 am Träger 27 befestigt, die im wesentlichen eben ausgebildet sind. Die Stauscheiben 30 im unteren Teil, weisen wiederum wieder eine tellerartige Form auf, jedoch zeigt der Tellerrand bei diesen Stauscheiben 30 zur Zentriervorrichtung 26 hin. Die Durchmesser sämtlicher Stauscheiben 28, 29, 30 verkleinern sich zunehmend, je größer der Abstand von der Zentriervorrichtung 26 ist. Durch diese Form des Flammenbrechers 13 ist gewährleistet, daß das Brenngas im unteren Teil von den Stauscheiben 30 weg zur Innenwandung des Strahlrohres 2 geleitet wird, wodurch dieses sich aufheizt.

Die Stauscheiben 29 bewirken eine Verwirbelung des Brenngases und die anschließend im Brenngasstrom angeordneten Stauscheiben 28, verhindern ein zu schnelles Austreten des Gases, so daß aufgrund der geringeren Strömungsgeschwindigkeit des Gases, eine bessere Ausnutzung der Wärmeenergie gewährleistet ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Heizvorrichtung für einen Ofenraum eines Industrieofens, bestehend aus einem Brenner, der ein Strahlrohr beheizt, das durch den Ofenraum hindurchgeführt ist, sowie einem Flammenbrecher, der im Strahlrohr ausgehend von dem dem Brenner abgewandten Ende des Strahlrohres angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Flam- ίο menbrecher (13) mehrere axial im Abstand hintereinander an einem Träger (27) angeordnete Stauscheiben (28,29,30) aufweist.

2. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, insbesondere drei '5 Gruppen von Stauscheiben (28, 29, 30) vorgesehen sind, wobei die ersie, dem Brenner (6) zugeordnete Gruppe (30) zur Ableitung des vom Brenner (6) erzeugten Heizgases in Richtung auf das koaxiale Strahlrohr (2) ausgebildet ist, die zur Verwirbelung vorgesehene zweite Gruppe (29) sich zumindest über einen Teilbereich der Wärmetausch mit dem Ofenraum (3) dienenden Länge des Strahlrohres (2) erstreckt und die daran anschließende Gruppe (28) aus einen Staueffekt erzeugenden Stauscheiben (28, 29,30) besteht.

3. Heizvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gruppe aus mindestens einer Stauscheibe (30) besteht, die tellerartig gewölbt ist, wobei der Tellerboden dem Brenner (6) zugewendet ist, daß die zweite Gruppe aus im wesentlichen ebenen Scheiben (29) besteht und daß die Stauscheiben (30) der dritten Gruppe ebenfalls tellerartig ausgebildet sind, wobei jedoch der Tellerrand in Richtung auf den Brenner (6) zeigt.

4. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauscheiben (28, 29, 30) bzw. Stauscheibengruppen gestufte größer werdende Durchmesser aufweisen, wobei die dem Brenner (6) am nächsten liegende Stauscheibe (30) bzw. Stauscheibengruppe den kleinsten Durchmesser besitzt.

5. Heizvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der Stauscheiben (28,29,30) gestuft oder stetig zunehmen.

6. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das der Aufhängung des Trägers (27) im Strahlrohr (2) dienende Ende selbstzentrierend ausgebildet ist.

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