DE2815260B2

DE2815260B2 - Tragsystem für einen Industrieofen o.dgl

Info

Publication number: DE2815260B2
Application number: DE2815260A
Authority: DE
Inventors: Winfried 4300 Essen Gelsing; Hans-Martin Ing.(Grad.) 4223 Voerde Nolzen
Original assignee: Oschatz 4300 Essen GmbH
Current assignee: Oschatz 4300 Essen GmbH
Priority date: 1978-04-08
Filing date: 1978-04-08
Publication date: 1980-04-10
Also published as: DE2815260C3; ATA161379A; BR7902049A; DE2815260A1; US4208179A; AT366716B

Description

Die Erfindung betrifft ein Tragsystem für Industrieöfen, bestehend aus Tragrohren und Hohlstützen, die gemeinsam von einem Kühlmittel durchströmt sind, wobei in die Hohlsiüi/cn ein Staurohr hineinragt, dessen Stauöffnung der Kühlmittelströmung im Tragrohr entgegcrrgerichtct ist. — Staurohr meint im Rahmen der Erfindung ein Rohr, daß an seinem einen Ende die Stauöffnung aufweist und an seinem der Stauöffnung abgewandten Ende ebenfalls offen ist.

Bei einem bekannten Tragsystem der genannten Art (DE-OS 26 15 431) ist das die Stauöffnung aufweisende, im Tragrohr befindliche und ggf. trichterförmig erweiterte Ende des Staurohres mittig im Tragrohr angeordnet. Vermittels des Staurohres wird ein Teil des im Tragrohr strömenden Kühlmittels zentral in die zugeordnete Hohlstützc und durch den zwischen Hohlstütze und Staurohr gebildeten Ringkanal wieder zurück zum Tragrohr geleitet, um so auch die Hohlstütze zu kühlen, Der im Tragrohr verbleibende Teil der Kühlmittelströmung strömt durch den /wischen dem Tragrolir und dem Staurohrcndc befindlichen Ringraum und vereinigt sich im Bereich der Hohlstützc wieder mit dem aus der Hohlstiitze rückströmenden Teilstrom des Kühlmittels. Die beschriebenen Tragsyslcme verlangen im allgemeinen nach einer sehr intensiven Kühlung insbesondere der Tragrohrc, d. h.

einer verhältnismäßig hohen Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels in den Tragrohren. Hierbei ist der im Tragrohr verbleibende Teilstrom des Kühlmittels infolge des den unteren Teil des Tragrohrquerschnities durchsetzenden gekrümmten Staurohres starken Verwirbelungen unterworfen, die durch die aus der Vergrößerung der Strömungsquerschnittsfläche unmittelbar hinter dem Staurohr resultierende Erniedrigung der Strömungsgeschwindigkeit sowie den Rückfluß aus

ίο der Hohlstütze noch begünstigt werden. Im Ergebnis kommt es so einerseits zu beachtlichen Strömungsverlusten und andererseits zu Störungen in den Kühlmittelnebenkreisläufen der Hohlstützen bzw. sogar zu einem Zusammenbrechen dieser Nebenkreisläufe mit der

Ii Kolge, daß die Hohlstützen unzureichend gekühlt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tragsystem der eingangs genannten Art so we'tcrzuentwickeln, daß es trotz niedrigerer Strömungsverluste eine ausreichende Kühlung der Hohlstützen sicherstellt. Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß im Tragrohr im Bereich der Hohlstütze ein Kanalbeschränkungsblech angeordnet ist, welches den Strömungsquerschnitt des Tragrohres im wesentlichen auf dessen oberen Bereich beschränkt, und daß die Stauöffnung des Staurohres in dem Kanalbeschränkungsblech vorgesehen ist.

Durch das erfindungsgemäße Kanalbeschränkungsblech wird der im Bereich der Hohlstütze im Tragrohr

jo verbleibende Kühlmittelteilstrom am Staurohr vorbeigeleitet, so da3 letzteres Verwirbelungen dieses Kühlmittelteilstromes nicht mehr verursachen kann. Darüber hinaus stellt dieses Kanalbeschränkungsblech gleichsam einen Kühlmiitelejektor mit Saugwirkung dar, der die Rückführung des über die Stauöffnung in die Hohlstütze abgeleiteten Kühlmittclstromes in das Tragrohr begünstigt und damit die Kühlmittelströmung in der Hohlstütze verstärkt. Auf diese Weise erreicht man eine intensive Kühlung aci Hohlstützen, ohne größere Strömungsverluste in den Firigrohren in Kauf nehmen zu müssen.

Für die weitere Ausgestaltung bestehen im- Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten. So ist nach einer bevorzugten Ausführungsform, die sich durch besonders einfache konstruktive Gestaltung und zugleich hohe Wirksamkeit auszeichnet, das Kanalbeschränkungsblech eben ausgeführt und schräg zur Kühlmittelströmung im Tragrohr angeordnet. Die Ejektorwirkung im Tragrohr kann wei'.er gesteigert werden, wenn man die

w Stauöffnung des Staurohrs in einem Düsenkopf mit Ausströmöffnung anordnet, welcher parallel zum Tragrohr im Kanalbeschränkungsblech befestigt ist. Unabhängig davon besteht aber auch die Möglichkeit, das Kanalbeschränkungsblcch in seinem Oberteil als Tragflügelprofil auszubilden und die Stauöffnung des Staurohres im Bereich der Anströmkante des Tragflügclprofils anzuordnen. Diese Ausführungsform ist zwar konstruktiv ein wenig aufwendiger, bezüglich der Strömungsverhällnisse jedoch optimal. Dabei empfiehlt es sich, die Anordnung so zu treffen, daß das Triigfliigclprofil absirömseitig wenigstens eine Ausnehmung aufweist, welche die Rückführung des Kühlmittels mit der betreffenden Hohlstiitze begünstigt. Schließlich und endlich empfiehlt die Erfindung, daß das Staurohr

h5 das Kanalbeschränkungsblech trägt und vermittels Haltestegcn in der Hohlstützc befestigt ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert, deren F⁷ i K- I bis 4 in schcmatischcr

Darstellung vier verschiedzne Ausführungsformen eines Tragsystems zeigen, und zwar jeweils in einem Längsschnitt sowie einem Querschnitt.

Die in den Figuren dargestellten Tragsysteme sind für einen Industrieofen, beispielsweise einen Stoßofen, bestimmt und bestehen in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus horizontalen Tragrohren 1 und vertikalen Hohlstützen 2, die mit Durchdrngungsanschluß 3 an die Tragrohre 1 nngeschweißt sind. Dargestellt ist jeweils nur ein Tragrohr 1 sowie eine Hohlstiitze 2; die entsprechende Vervielfachung der Tragrohre 1 und Hohlstützen 2 ist selbstverständlich. Aus dem gleichen Grunde ist in den Figuren auch nicht erkennbar, daß die Hohlstützen 2 an ihrem unteren Ende verschlossen sind. Die Tragrohre 1 sind von einem Kühlmittel durchströmt; die entsprechende Kühlmittelströmung ist durch den Pfeil 4 verdeutlicht. In die Hohlstützen 2 ragt ein Staurohr 5 hinein, dessen Stauöffnung 6 der Kühlmittelströmung 4 im Tragrohr 1 entgegengerichtet ist. Das untere, in der Hohlstütze 2 befindliche Ende 7 des Staurohres 5_? ist ebenfalls offen. Allen Ausführungsformen ist gemeinsam, daß im Tragrohr 1 im bereich der Hohlstütze 2 ein Kanalbeschränkungsblech 8 angeordnet ist, welches den Strömungsquerschnitt des Tragrohres 1 im wesentlichen auf dessen oberen Bereich 9 beschränkt, und die Stauöffnung 6 des Staurohres 5 in dem Kanalbeschränkungsblech 8 vorgesehen ist. Das Kanalbeschränkungsblech 8 wird vom Staurohr 5 getragen, welches seinerseits vermittels Haltestegen 10 in der Hohlstütze 2 befestigt ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. I ist das Kanalbeschränkungsblech 8 eben ausgeführt und schräg zur Kühlmittelströmung 4 im Tragrohr I angeordnet. Es erstreckt sich vollständig über die untere Hälfte des Querschnittes des Tragrohres 1. Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach F i g. I nur dadurch, daß in Richtung der TYagrohrkühlmitielströmung 4 gesehen zwischen dem Kanalbeschränkungsblech 8 und der unteren Hälfte der Tragrohrinnenfläche ein schmaler Ringspalt 11 belassen ist und das abströmseitige Ende 12 des Kanalbeschränkungsbleches 8 in Richtung der Tragrohrkühlmittelströmung 4 abgewinkelt ist.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 ist das Kanalbeschränkungsblech 8 im wesentlichen wie be: der Ausführungsform nach Fig. 1 ausgebildet, also eben ausgeführt und schräg zur Kühlmittektrömung 4 im Tragrohr 1 angeordnet. Die Stauöffnung 6 des Staurohres 5 ist hier jedoch in einem Düsenkopf 13 mit Ausströmöffnung 14 angeordnet, welcher parallel /um Tragrohr 1 im Kanalbeschränkungsbleche befestigt ist. Im Gegensatz zu den vorgenannten Ausführungsformen ist bei der Ausführungsform nach Fig. 4 das Kanaibeschränkungsblech 8 in seinem Oberteil als Tragflügelpmfil 15 ausgebildet und die .Stauöffnung 6 des Staurohres 5 im Bereich der Anstrornkante 16 des Tragflügelprofils 15 angeordnet. Die Querschnittsabmessungen des Kanalbeschränkungsbicches 8 entsprechen im wesentlichen demjenigen gemäß Fig. 2. Abströmseitig weist das Tragflügeiprofil 15 noch drei Ausnehmungen 17 auf, die unmittelbar hinter der engsten Stelle zwischen Tragrohr 1 und Tragflügelprofil 15 angeordnet sind.

Die Funktionsweise der beschnecenen Tragsysteme ergibt sich unschwer aus den Figuren, wenn man die eingezeichneten Pfeile berücksichtigt. Die Kühlmittelströmung 4 im Tragrohr 1 wird durch das Kanaibeschränkungsblech 8 zum einen Teil auf den oberen Bereich 9 des Strömungsquerschnittes des Tragrohres 1 konzentriert und zum anderen Teil durch das Staurohr 5 zentral in die Hohlstütze 2 abgelenkt. Der in die Hohlstütze 2 abgelenkte Kühlmittelstrom fließt durch den Ringkanal 18 zwischen Staurohr 5 und Hohlstütze 2 wieder in das Tragrohr 1 zurück und vereinigt sich dort wieder mit dem im Tragrohr 1 verbliebenen Teil der Kühlmittelströmung 4. Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 3 erfolgt diese Vereinigung hinter dem Kanaibeschränkungsblech 8, bei der Ausführungsform nach F i g. 4 infolge der Injektorwirkung vernehmlich auch im Bereich des Kanalbeschränkungsbleches 8 durch die Ausnehmungen 17 in demselben. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 strömt das über die Stauöffnung 6 eingetretene Kühlmittel nur teilweise in dh Hohlstülze 2 ein, da das Kühlmittel auch durch die Ausströmöffnung 14 austritt, d. h. teilweise im Tragrohr 1 verbleibt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Tragsystem für Industrieöfen, bestehend aus Tragrohren und Hohlstützen, die gemeinsam von einem Kühlmittel durchströmt ^cind, wobei in die Hohlstützen ein Staurohr hineinragt, dessen Stauöffnung der Kühlmittelströmung im Tragrohr entgegengerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Tragrohr (1) über der Hohlstütze (2) ein Kanalbeschränkungsblech (8) angeordnet ist, welches den Strömungsquerschnitt des Tragrohres (1) im wesentlichen auf dessen oberen Bereich (9) beschränkt, und daß die Stauöffnung (6) des Staurohres (5) in dem Kanalbeschränkungsblech (8) vorgesehen ist.

2. Tragsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kanalbeschränkungsblech (8) eben ausgeführt und schräg zur Kühlmittelströmung (4) imTragrohr(l)angeordnet ist.

3. Tragsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauöffnung (6) des Staurohres (5) in einem Düsenkopf (13) mit Ausströmöffnung (14) angeordnet ist, welcher parallel zum Tragrohr (1) im Kanalbeschränkungsblech (8) befestigt ist.

4. Tragsystem nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Kanalbesehränkungsblech (8) in seinem Oberteil als Tragflügelprofil (15) ausgebildet ist und die Stauöffnung (6) des Staurohres (5) im Bereich der Anströmkante (16) des Tragflügelprofils (15) angeordnet ist.

5. Tragsyj.em nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß das Tragflügclf/Ofil (15) absirömseitig wenigstens eine Ausnehmung (17) aufweist.

6. Tragsystem nach einem et ■ Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Staurohr (6) das Kanalbeschränkungsblech (8) trägt und vermittels Haltestegcn (10) in der Hohlstütze (2) befestigt ist.