DE2815323A1

DE2815323A1 - Tragsystem fuer einen industrieofen o.dgl.

Info

Publication number: DE2815323A1
Application number: DE19782815323
Authority: DE
Inventors: Winfried Gelsing; Hans-Martin Ing Grad Nolzen
Original assignee: Oschatz GmbH
Current assignee: Oschatz GmbH
Priority date: 1978-04-08
Filing date: 1978-04-08
Publication date: 1979-10-11
Also published as: DE2815323C3; DE2815323B2; BR7902045A; AT366724B; ATA161479A; US4217097A

Description

Patentanmeldung
Oschatz GmbH
Westendhof 10 - 12
4300 Essen 1

Tragsystem für einen Industrieofen od. dgl.

Die Erfindung betrifft ein Tragsystem für einen Industrieofen od. dgl., bestehend aus Tragrohren und mit Durchdrxngungsanschluß angeschweißten Hohlstützen, wobei die Tragrohre von einem Kühlmittel durchströmt sind und im Bereich der Hohlstützen in den Tragrohren parallel zu letzteren ein Düsenkörper angeordnet ist, an welchen ein in die zugeordnete Hohlstütze hineinragendes Kühlmittelüberführungsorgan angeschlossen ist. - Düsenkörper meint im_gRahmen der Erfindung einen Körper mit einem Düsenkanal, welcher einen sich in Strömungsrichtung stetig verkleinernden Querschnitt aufweist.

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Andrejewslci, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

Bei einem bekannten Tragsystem der genannten Art (DE-OS 26 15 431, Fig. 2) ist das strömabseitige Düsenkanalende des Düsenkörpers an ein gekrümmtes Kühlmittelleitrohr als Kühlmittelüberführungsorgan angeschlossen, so daß ein Teil des im Tragrohr strömenden Kühlmittels durch den Düsenkörper und das daran anschließende Kühlmittelleitrohr zentral in die zugeordnete Hohlstütze abgeleitet wird und durch den zwischen Hohlstütze und Kühlmittelleitrohr gebildeten Ringkanal wieder zurück zum Tragrohr fließt und dabei die Hohlstütze kühlt. Der im Tragrohr verbleibende Teil der Kühlmittelströmung strömt durch den zwischen Tragrohr und Düsenkörper befindlichen Ringraum und vereinigt sich im Bereich der Hohlstütze wieder mit dem aus der Hohlstütze rückströmenden Teilstrom des Kühlmittels. Die beschriebenen Tragsysteme verlangen im allgemeinen nach einer sehr intensiven Kühlung insbesondere der Tragrohre, d. h. eine verhältnismäßig hohe Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels in den Tragrohren. Hierbei ist der im Tragrohr verbleibende Teil des Kühlmittels infolge des den unteren Teil des Tragrohrquerschnittes durchsetzenden gekrümmten Kühlmittelleitrohres starken Verwirbelungen unterworfen, die durch die aus der Vergrößerung der Strömungsquerschnittsfläche unmittelbar hinter dem Kühlmittelleitrohr resultierende Erniedrigung der Strömungsgeschwindigkeit sowie den Rückfluß aus 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 Folge, daß die Hohlstützen unzureichend gekühlt werden.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tragsystem der eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, daß es trotz niedrigerer Strömungsverluste eine ausreichende Kühlung der Hohlstützen sicherstellt.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß der Düsenkörper an seinem stromabseitigen Düsenkanalende zum Tragrohr hin offen ist, und daß das Kühlmittelüberführungsorgan an der Unterseite des Düsenkörpers befestigt ist.

Erfindungsgemäß wird also der im Bereich der Hohlstütze im Tragraum verbleibende Kühlmittelteilstrom in der Hauptsache nicht um den Düsenkörper herum, sondern vom Kühlmittelüberführungsorgan unbeeinflußt und praktisch verwirbelungsfrei durch eben diesen Düsenkörper hindurchgeleitet, aus dem er mit erhöhter Geschwindigkeit wieder austritt. Der Düsenkörper stellt so gleichsam einen Kühlmittelejektor mit Saugwirkung dar, der die Rückführung des Kühlmittels aus der Hohlstütze in das Tragrohr begünstigt und damit die Kühlmittelströmung in der Hohlstütze verstärkt. Auf diese Weise erreicht man eine intensive Kühlung der Hohlstützen, ohne größere StrömungsVerluste in den Tragrohren in Kauf nehmen zu müssen.

Für die weitere Ausgestaltung bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten. In baulicher Hinsicht besonders einfache Verhältnisse ergeben sich, wenn der Düsenkörper Außenquerschnittsabmessungen aufweist, die kleiner sind als die Innenquerschnittsabmessungen des Tragrohres; bei dieser Ausführungsform umströmt die Kühlmittelströmung im Tragrohr zwar auch den Düsenkörper, im

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Vergleich zu dem durch den Düsenkörper geführten Kühlmittelstrom handelt es sich hierbei jedoch um einen verhältnismäßig kleinen Teilstrom, so daß dessen eventuelle nachteilige Wirkungen, nämlich Wirbelbildung im Bereich des Kühlmittelüberführungsorgans, praktisch nicht zum Tragen kommen. Jedenfalls wird der Düsenkörper zweckmäßigerweise mittig im zugeordneten Tragrohr angeordnet. Außermittige Anordnung kann aber je nach der weiteren Ausgestaltung auch vorteilhaft sein. Der Düsenkörper weist im einfachsten Fall einen geradkegelstumpfförmigen Düsenkanal auf. Strömungstechnisch besonders günstig ist es, wenn der Düsenkörper einen venturidüsenförmigen Düsenkanal besitzt. Der Düsenkörper kann ohne weiteres als Vollmantel konstanter Dicke ausgeführt sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit, den Düsenkörper als Hohlmantel auszuführen, dessen Außenhaut dann vorteilhafterweise kreiszylindrisch ist. Das Kühlmittelüberführungsorgan besteht nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aus einem geraden Kühlmittelleitrohr, das an eine Mantelbohrung des Düsenkörpers angeschlossen ist.

Bei der Ausführungsform des Düsenkörpers als Vollmantel wird dann das Kühlmittel für die Hohlstütze aus dem Kühlmittelstrom im Düsenkanal abgezweigt. Bei der Ausführungsform des Düsenkörpers als Hohlmantel trifft man dann die Anordnung vorzugsweise dergestalt, daß die Mantelbohrung in der Außenhaut des Hohlmantels vorgesehen ist und der Hohlmantel anströmseitig wenigstens eine Kühlmitteleintrittsöffnung aufweist. Das den Düsenkörper tragende Kühlmittelleitrohr ist zweckmäßigerweise vermittels Haltestegen in der Hohlstütze befestigt. Aufgrund der optimalen Strömungsverhältnisse im Tragrohr kann das Kühlmittelüberführungsorgan

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ohne weiteres auch aus einem im wesentlichen ebenen Kühlmittelleitblech bestehen, welches zumindest teilweise im unteren Bereich des Tragrohrquerschnittes das Tragrohr durchsetzt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert, deren Fig. 1 bis 3 in schematischer Darstellung drei verschiedene Ausfuhrungsformen eines Tragsystems zeigen, und zwar jeweils in einem Längsschnitt und 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 Durchdringungsanschluß 3 an die Tragrohre 1 angeschweißt sind. Dargestellt ist jeweils nur ein Tragrohr 1 sowie eine Hohlstütze 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. Im Bereich der Hohlstützen 2 ist in den Tragrohren 1 parallel zu letzteren ein Düsenkörper 5 angeordnet, an welchen ein in die zugeordnete Hohlstütze 2 hineinragendes Kühlmittelüberführungsorgan 6 bzw. 7 angeschlossen ist. Wie man durch Vergleich der Figuren ohne weiteres feststellt, sind alle Ausführungsformen dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper 5 an seinem strömabseitigen Düsenkanalende 8 zum Tragrohr 1 hin offen ist und das Kühlmittelüberführungsorgan 6 bzw. 7 an der Unterseite

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des Düsenkörpers 5 befestigt ist. Außerdem besitzt der Düsenkörper 5 Außenquerschnittsabmessungen, die kleiner sind als die Innenquerschnittsabmessungen des Tragrohres 1. Ferner ist der Düsenkörper 5 mittig im zugeordneten Tragrohr 1 angeordnet.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 besitzt der Düsenkörper 5 einen geradkegelstumpfförmigen Düsenkanal 10 und ist der Düsenkörper 5 als Vollmantel konstanter Dicke ausgeführt. Das Kühlmittelüberführungsorgan besteht aus einem geraden Kühlmittelleitrohr 6, welches an eine Mantelbohrung 11 des Düsenkörpers 5 angeschlossen ist. Das den Düsenkörper 5 tragende Kühlmittelleitrohr 6 ist vermittels Haltestegen 12 in der Hohlstütze 2 befestigt. Das den Düsenkörper 5 bzw. dessen Düsenkanal 10 durchströmende Kühlmittel wird hier zum Teil durch die Mantelbohrung 11 und das Kühlmittelleitrohr 6 zentral in die Hohlstütze 2 abgeleitet und durch den Ringraum zwischen Hohlstütze 2 und Kühlmittelleitrohr 6 wieder zum Tragrohr 1 zurückgeleitet, um sich dort mit dem aus dem Düsenkörper 5 austretenden Kühlmittel wieder zu vereinigen.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 nur dadurch, daß das Kühlmittelüberführungsorgan aus einem im wesentlichen ebenen Kühlmittelleitblech 7 besteht, welches zumindest teilweise im unteren Bereich des Tragrohrquerschnittes das Tragrohr 1 durchsetzt und die Hohlstütze 2 in Längsrichtung zweiteilt sowie unmittelbar in der Hohlstütze 2 befestigt ist. Das Kühlmittel für die Hohlstütze 2 wird hier aus demjenigen Teil der Kühlmittelströmung abgezweigt, der den Düsen-

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körper 5 außen umströmt. Das in die Hohlstütze 2 abgezweigte Kühlmittel fließt vor dem Leitblech 7 in die Hohlstütze 2 und hinter dem Leitblech 7 wieder in das Tragrohr 1 zurück.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 schließlich weist der Düsenkörper 5 einen venturidüsenförmigen Düsenkanal 10 auf. Der Düsenkörper 5 ist als Hohlmantel mit kreiszylindrischer Außenhaut 13 ausgeführt. Das Kühlmittelüberführungsorgan besteht wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 aus einem geraden Kühlmittelleitrohr 6, das an eine Mantelbohrung 11 des Düsenkörpers 5 angeschlossen ist. Diese Mantelbohrung 11 ist in der Außenhaut 13 des Hohlmantels vorgesehen, welcher anströmseitig eine Mehrzahl von Kühlmitteleintrittsöffnungen 14 aufweist. Das den Düsenkörper 5 tragende Kühlmittelleitrohr 6 ist wiederum vermittels Haltestegen 12 in der Hohlstütze 2 befestigt. Das Kühlmittel für die Hohlstütze 2 tritt durch die anstfömseitigen Kühlmitteleintrittsöffnungen 14 in den Hohlmantel ein und wird von dort durch das Kühlmittelleitrohr 6 zentral in die Hohlstütze 2 geleitet. Der Rückfluß erfolgt in der gleichen Weise wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1.

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Claims

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen Patent-ansprüche :

1. Tragsystem für einen Industrieofen od. dgl., bestehend aus Tragrohren und mit Durchdringungsanschluß angeschweißten Hohlstützen, wobei die Tragrohre von einem Kühlmittel durchströmt sind und im Bereich der Hohlstützen in den Tragrohren parallel zu letzteren ein Düsenkörper angeordnet ist, an welchen ein in die zugeordnete Hohlstütze hineinragendes Kühlmittelüberführungsorgan angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (5) an seinem strömabseitigen Düsenkanalende (8) zum Tragrohr (1) hin offen ist, und daß das Kühlmittelüberführungsorgan (6 bzw. 7) an der Unterseite (9) des Düsenkörpers (5) befestigt ist.

2. Tragsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (5) Außenquerschnittsabmessungen aufweist, die kleiner sind als die Innenquerschnittsabmessungen des Tragrohres (1).

3. Tragsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (5) mittig im zugeordneten Tragrohr (1) angeordnet ist.

4. Tragsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (5) einen geradkegelstumpfförmigen Düsenkanal (10) aufweist.

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ORIGINAL INSPECTED

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5. Tragsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet/ daß der Düsenkörper (5) einen venturidüsenförmigen Düsenkanal (10) aufweist.

6. Tragsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (5) als Vollmantel konstanter Dicke ausgeführt ist.

7. Tragsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (5) als Hohlmantel mit kreiszylindrischer Außenhaut (13) ausgeführt ist.

8. Tragsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittelüberführungsorgan aus einem an eine Mantelbohrung (11) des Düsenkörpers (5) angeschlossenen geraden Kühlmittelleitrohr (6) besteht.

9. Tragsystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelbohrung (11) in der Außenhaut (13) des Hohlmantels vorgesehen ist und der Hohlmantel anströmseitig wenigstens eine Kühlmitteleintrittsöffnung (14) aufweist.

10. Tragsystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das den Düsenkörper (5) tragende Kühlmittelleitrohr (6) vermittels Haltestegen (12) in der Hohlstütze (2) befestigt ist.

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11. Tragsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittelüberführungsorgan aus einem im wesentlichen ebenen Kühlmittelleitblech (7) besteht, welches zumindest teilweise im unteren Bereich des Tragrohrquerschnittes das Tragrohr (1) durchsetzt.

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