EP3851743A1 - Vorrichtung zum abstützen von mindestens zwei strahlheizrohren in einem ofenraum sowie industrieofen - Google Patents

Vorrichtung zum abstützen von mindestens zwei strahlheizrohren in einem ofenraum sowie industrieofen Download PDF

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EP3851743A1
EP3851743A1 EP21150879.1A EP21150879A EP3851743A1 EP 3851743 A1 EP3851743 A1 EP 3851743A1 EP 21150879 A EP21150879 A EP 21150879A EP 3851743 A1 EP3851743 A1 EP 3851743A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
radiant heating
furnace
connecting element
heating tubes
axial direction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21150879.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Wuppermann
Mike Witt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LOI Thermprocess GmbH
Original Assignee
LOI Thermprocess GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LOI Thermprocess GmbH filed Critical LOI Thermprocess GmbH
Publication of EP3851743A1 publication Critical patent/EP3851743A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C3/00—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber
    • F23C3/002—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber the chamber having an elongated tubular form, e.g. for a radiant tube
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/03009—Elongated tube-shaped combustion chambers

Definitions

  • the invention relates to a device for supporting at least two radiant heating tubes in a furnace chamber of an industrial furnace, each radiant heating tube being connected at one end to a burner and being held on a first furnace wall of the furnace chamber and the free closed end of the radiant heating tubes protruding into the furnace chamber.
  • the invention also relates to an industrial furnace.
  • Radiant heating tubes also called radiant tubes or radiant heating tubes, are used for indirect heating of furnace rooms and are heated with burners that are operated with a liquid or gaseous fuel.
  • several radiant heating tubes are used to heat the furnace chamber.
  • Radiant heating tubes for industrial purposes are used, for example, for annealing components made of metal, for example sheet metal or pipes. In systems for the heat treatment of steel parts, material temperatures of around 1,000 ° C are required. As a result, the radiant heating tubes are exposed to high thermal loads.
  • the radiant heating tubes can be I-shaped, P-shaped, double-P-shaped, U-shaped or W-shaped.
  • I-shaped radiant heating tubes also called jacketed radiant tubes, usually have a jacketed tube made of steel which concentrically surrounds a flame tube made of a metallic or ceramic material.
  • Each radiant heating tube is connected to a burner at one end, usually flanged.
  • the radiant heating tubes are held at the burner end on a first furnace wall, which is provided with refractory insulation on the inside facing the furnace space.
  • I-shaped radiant heating tubes also known as jacketed radiant heating tubes, generally extend through a furnace wall into the furnace space and are fixed in the furnace wall so that they cannot move in the axial direction.
  • the other free end of the radiant heating tubes is closed gas-tight from the atmosphere in the furnace space.
  • the combustion exhaust gases from the burner flow in the direction of the free end, where they are deflected and recirculated in order to be guided out of the radiant heating tube.
  • the radiant heating tubes can be set up for vertical or essentially horizontal operation.
  • Horizontal operation is also understood to mean operating modes in which the radiant heating tube is operated in any inclined position.
  • Radiant heating tubes for horizontal operation in a furnace chamber have a considerable weight, which must be intercepted or supported at the free end in order to avoid bending, in particular of metallic radiant heating tubes.
  • the radiant heating tubes can have a pin on the outside, which engages in a holder in the furnace chamber.
  • At least one existing radiant heating tube for example a W-shaped radiant heating tube
  • two new radiant heating tubes for example two I-shaped radiant heating tubes, in particular to achieve higher temperatures in the furnace.
  • the free end of the two new radiant heating tubes must be supported in the furnace chamber.
  • the existing bracket for the old radiant heating tube can be used to support the free end of one of the two new radiant heating tubes.
  • An additional bracket must be provided in the furnace chamber for the second new radiant heating tube. This is structurally complex, in particular if the holder is formed in the refractory insulation of one of the furnace walls and therefore an intervention in the existing refractory insulation is necessary.
  • the object of the invention is accordingly to provide a way of enabling the support of at least two radiant heating tubes in the furnace chamber of an industrial furnace in a structurally simple manner.
  • One aspect of the task is to enable the replacement of one radiant heating tube with two new radiant heating tubes without providing a further holder in the refractory insulation.
  • this object is achieved by a device of the type specified at the outset by the features of claim 1.
  • the device has a connecting element with which at least two jet pipes are transverse to the axial direction are connectable.
  • the connecting element has a shoulder which extends in the axial direction of the radiant tubes and which is designed to rest in the axial direction in a holder in the furnace chamber.
  • Two or more radiant heating tubes in particular I-shaped radiant heating tubes, can be supported at their free ends in a structurally simple manner, with only a single holder being required in the furnace chamber.
  • the holder is formed in the refractory insulation, it is not necessary to intervene in the refractory insulation when converting or retrofitting, for example when replacing a radiant heating tube with two or more radiant heating tubes, which considerably reduces the effort involved in retrofitting or retrofitting .
  • a single existing bracket in the furnace chamber can be used to support several individual radiant heating tubes after conversion or retrofitting.
  • each radiant heating tube has a pin on the outside face at the free end
  • the connecting element is designed in such a way that the steel heating tubes can be connected by means of the pins.
  • the connecting element acts on the end-face pin of the radiant heating tube. Consequently, the connection of the radiant heating tubes takes place by means of the connecting element via the pins.
  • the connecting element is preferably designed in the shape of a rod.
  • the connecting element is advantageously heat-resistant and is preferably made of metal.
  • the cross section of the connecting element can be designed as desired, for example as a U-profile.
  • the connecting element can for example also consist of a rectangular profile, in particular a hollow profile.
  • the connecting element is designed such that each radiant heating tube can be rotated relative to the connecting element, which increases the durability of the radiant heating tubes. This configuration is particularly advantageous for I-shaped radiant heating tubes or jacketed radiant heating tubes.
  • the connecting element is preferably designed in such a way that each radiant heating tube is displaceable relative to the connecting element in the axial direction of the radiant heating tubes and that the extension rests in the holder and / or can be or is firmly connected to the holder.
  • thermally induced changes in length of the radiant heating tubes and also possible thermally induced changes in the first furnace wall (not shown) and the second furnace wall can be compensated for with respect to one another.
  • the approach can be connected to the bracket or to components of the bracket in a structurally simple manner. The approach can in particular be welded to the holder.
  • the connecting element can be designed in such a way that a radiant heating tube can be fixed relative to the connecting element in the axial direction of the radiant heating tubes, that each additional radiant heating tube can be displaced relative to the connecting element in the axial direction of the radiant heating tubes and that the connecting element rests in the holder in the axial direction of the radiant heating tubes so that it can be displaced by means of the attachment .
  • the device according to the invention is in the furnace space movable or displaceable with respect to the first and second furnace wall in the axial direction of the radiant heating tubes in order to compensate for changes caused by heat.
  • the connecting element could have tubular receiving elements which are used to receive the free ends of the radiant heating tubes or their end-face pins.
  • a particularly advantageous, structurally simple development of the invention is that the connecting element for each radiant heating tube has a recess for receiving the free end of the radiant heating tube or its end-face pin.
  • the recess preferably has a half-shell-shaped support surface.
  • the recess is advantageously designed as an elongated hole.
  • the extension has an essentially rectangular cross section and is preferably welded to the connecting element, namely, viewed in the operating state, laterally in the direction of the second furnace wall.
  • the invention also covers a heating system for an industrial furnace with at least two radiant heating tubes, each radiant heating tube being connected to a burner at one end and being held on a first furnace wall of the furnace chamber (2) and the free closed end of the radiant heating tubes protruding into the furnace chamber , characterized in that the heating system includes a device which has a connecting element with which the radiant tubes can be connected transversely to the axial direction (A) and that the connecting element has an attachment which extends in the axial direction (A) of the radiant tubes and which is designed for this purpose is to rest in a holder in the furnace chamber in the axial direction.
  • the rod-shaped connecting element is preferably designed such that each radiant heating tube can be rotated relative to the connecting element.
  • the connecting element is preferably designed such that each radiant heating tube can be displaced relative to the connecting element in the axial direction (A) of the radiant heating tubes and that the extension is designed such that it is firmly connected to the holder in the axial direction (A) of the radiant heating tubes.
  • the invention also provides an industrial furnace with a furnace space formed by furnace walls, the furnace walls having refractory insulation on the inside, at least two radiant heating tubes being arranged in the furnace chamber, each radiant heating tube being connected to a burner at one end and being held on a first furnace wall, wherein the free closed end of the radiant heating tubes protrudes into the furnace space, characterized by a device according to one of Claims 1 to 9 and a holder which is designed to support the device in the furnace space.
  • the device has a connecting element with which the jet pipes are connected to one another transversely to the axial direction (A), the connecting element having a projection which extends in the axial direction (A) of the jet pipes and which is designed to be in the holder in the furnace chamber to rest in the axial direction of the nozzles.
  • the holder is preferably formed in the refractory insulation of a second furnace wall, which is opposite the first furnace wall, and has a bracket, preferably made of metal, in a cavity.
  • the holder can be designed as a bearing hanging in the furnace chamber.
  • the connecting element is preferably supported with the extension on the console in the refractory insulation. If the device is designed so that it is immobile in the axial direction of the radiant heating tubes, the attachment of the connecting element could be firmly connected to the console. If the console is made of metal, the shoulder can be welded to the console.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a device 1 according to the invention in a furnace chamber 2 of an industrial furnace (not shown in detail).
  • the furnace space 2 is a space enclosed by furnace walls, in which an item made of steel, not shown, is to be heated as part of a heat treatment process.
  • the radiant heating tubes 3, 3 ' are used for indirect heating of the goods to high temperatures by means of thermal radiation.
  • the radiant heating tubes 3, 3 ′ are provided for horizontal or horizontal operation in the furnace space 2.
  • the two radiant heating tubes 3, 3 ' are held at one end in a first furnace wall (not shown) in a manner known per se and are each connected to burners (not shown) that are located outside of the furnace chamber 2.
  • the radiant heating tubes 3, 3 ' have a considerable weight, so that their ends protruding into the furnace space 2 have to be supported.
  • the mechanical strength values of the radiant heating tubes decrease with increasing temperatures.
  • the radiant heating tubes expand.
  • a part of a second furnace wall 4 is shown, which is arranged opposite the first furnace wall.
  • the second furnace wall 4 is provided with refractory insulation 5 on the inside facing the furnace space 2.
  • the radiant heating tubes 3, 3 ' have a pin 6 or 6' at the end.
  • the pins 6, 6 ' can be designed as cylinders made of steel. Thermal insulation can be located inside the pins 6, 6 '.
  • the device 1 has a connecting element 7 which is designed as a heat-resistant rod-shaped profile with a rectangular cross section.
  • the connecting element 7 has a recess 8 for the radiant heating tube 3 and a recess 8 'in the form of an elongated hole for the radiant heating tube 3'.
  • Figure 2 can be seen which is a schematic representation of a view of the device according to Figure 1 in the direction of the axis of the radiant heating tubes.
  • the pins 6, 6 are rotatably mounted. The rotatability serves to increase the durability of the radiant heating tubes.
  • the two jet pipes 3, 4 are connected to one another transversely to the axial direction 9 by means of the connecting element 9.
  • All of the radiant heating tubes can be displaced in the axial direction relative to the connecting element 7.
  • the pins 6, 6 ' can slide in the connecting element when the length of the radiant heating tubes 3, 3' changes as a result of temperature changes. In this way, thermally induced changes in length of the radiant heating tubes 3, 3 'and also possible thermally induced changes in the first furnace wall (not shown) and the second furnace wall 4 can be compensated for with respect to one another.
  • the connecting element 7 has a projection 9 which extends in the axial direction of the radiant tubes 3, 3 ′ and which is designed to rest in a holder 10 which is located in the refractory insulation 5 of the second furnace wall 4.
  • the extension 9 is located in the vicinity of the recess 8.
  • the extension 9 has an essentially rectangular cross section and is preferably welded to the side of the connecting element 7.
  • a holder 10 for receiving the attachment 9 is formed in the refractory insulation 5 of the second furnace wall 4, a holder 10 for receiving the attachment 9 is formed.
  • the holder 10 has in a cavity 11 in the refractory insulation 5 a bracket 12 made of metal, on which the extension 9 is supported.
  • the paragraph 9 is firmly connected to the console 12.
  • the extension 9 is preferably welded onto the bracket 12. Because the movement of the radiant heating tubes 3, 3 'is guaranteed in the axial direction, the extension 9 can be firmly connected to the bracket 12 in a structurally simple manner.
  • the device according to the invention makes it possible to connect two or more radiant heating tubes and to support them at their free end by means of a single holder or a single support point in the furnace chamber.
  • the free ends of several radiant heating tubes can be connected to one another by means of the device according to the invention and supported in a simple manner on a single holder in the refractory insulation of a furnace wall.
  • the free ends of the radiant heating tubes can be designed without pegs and can be encompassed directly by the recesses of the connecting element.
  • the connecting element can have any shape, for example U-shaped or as a hollow profile.
  • the recesses in the connecting element it can be provided with tubular receiving elements for the end of the radiant heating tubes or their pins.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abstützen von mindestens zwei Strahlheizrohren (3, 3') in einem Ofenraum (2) eines Industrieofens, wobei jedes Strahlheizrohr (3, 3') an einem Ende an einen Brenner angeschlossen und an einer ersten Ofenwand des Ofenraumes (2) gehalten wird und wobei das freie geschlossene Ende der Strahlheizrohre (3, 3') in den Ofenraum (2) ragt.Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung ein Verbindungselement (7) auf, mit dem mindestens zwei Strahlrohre (3, 3') quer zur Achsrichtung (A) verbindbar sind. Das Verbindungselement (7) weist einen Ansatz (9) auf, der sich in Achsrichtung (A) der Strahlrohre (3, 3') erstreckt und der dazu ausgebildet ist, in einer Halterung (10) im Ofenraum (2) in Achsrichtung aufzuliegen.Die Erfindung umfasst ferner einen Industrieofen mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie einer Halterung (10), die ausgebildet ist, die Vorrichtung im Ofenraum (2) abzustützen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abstützen von mindestens zwei Strahlheizrohren in einem Ofenraum eines Industrieofens, wobei jedes Strahlheizrohr an einem Ende an einen Brenner angeschlossen und an einer ersten Ofenwand des Ofenraumes gehalten wird und wobei das freie geschlossene Ende der Strahlheizrohre in den Ofenraum ragt. Ferner betrifft die Erfindung einen Industrieofen.
  • Strahlheizrohre auch Strahlrohre oder Strahlungsheizrohre genannt, dienen zur indirekten Beheizung von Ofenräumen und werden mit Brennern erhitzt, die mit einem flüssigen oder gasförmigen Brennstoff betrieben werden. Ein Gut, welches im Ofenraum des Industrieofens, insbesondere im Rahmen eines Wärmebehandlungsprozesses erwärmt werden soll, wird folglich mittels Wärmestrahlung erhitzt und kommt nicht mit den Brennerabgasen in Kontakt. Es werden in der Regel mehrere Strahlheizrohre zur Beheizung des Ofenraums verwendet. Strahlheizrohre für industrielle Zwecke werden beispielsweise zum Glühen von Bauteilen aus Metall, beispielsweise Blechen oder Rohren, eingesetzt. In Anlagen zur Wärmebehandlung von Stahlteilen werden Guttemperaturen um ca. 1.000°C benötigt. Folglich sind die Strahlheizrohre hohen thermischen Belastungen ausgesetzt.
  • Die Strahlheizrohre können I-förmig, P-förmig, Doppel-P-förmig, U-förmig oder W-förmig sein. I-förmige Strahlheizrohre, auch Mantelstrahlrohre genannt, weisen in der Regel ein Mantelrohr aus Stahl auf, welches konzentrisch ein Flammrohr aus einem metallischen oder keramischen Material umgibt.
  • Jedes Strahlheizrohr ist an einem Ende an einen Brenner angeschlossen, in der Regel angeflanscht. Die Strahlheizrohre werden an dem brennerseitigen Ende an einer ersten Ofenwand gehalten, die innenseitig zum Ofenraum hin, mit einer Feuerfestisolierung versehen ist. Strahlheizrohre in I-Form, auch Mantelstrahlheizrohre genannt, erstrecken sich in der Regel durch eine Ofenwand in den Ofenraum und werden in axialer Richtung unbeweglich in der Ofenwand befestigt. Das andere freie Ende der Strahlheizrohre ist gegenüber der Atmosphäre im Ofenraum gasdicht geschlossen. Die Verbrennungsabgase des Brenners strömen in Richtung des freien Endes, wo sie umgelenkt und rückgeführt werden, um aus dem Strahlheizrohr geleitet zu werden. Die Strahlheizrohre können für den senkrechten oder den im Wesentlichen waagerechten Betrieb eingerichtet sein. Unter einem waagerechten Betrieb werden auch Betriebsweisen verstanden, bei denen das Strahlheizrohr unter einer beliebigen Schräglage betrieben wird. Strahlheizrohre zum waagerechten Betrieb in einen Ofenraum weisen ein beträchtliches Gewicht auf, welches am freien Ende abgefangen bzw. abgestützt werden muss, um ein Verbiegen, insbesondere von metallischen Strahlheizrohren zu vermeiden.
  • Die Strahlheizrohre können an dem freien Ende stirnseitig außen einen Zapfen aufweisen, der in einer Halterung im Ofenraum eingreift.
  • Aus der EP 2 754 958 A1 ist bekannt, zum Abstützen und Abfangen des in den Ofenraum ragenden freien Endes eines Strahlheizrohres stirnseitig außen an einem Heizrohrkörper des Strahlheizrohres einen angeschweißten Ansatz aus Stahlrohr vorzusehen, der in eine Halterung in der Ofenwand schiebbar ist oder an dem eine Halterung zur Abstützung oder Aufhängung des freien Endes des Strahlheizrohres angreift, um das Gewicht des Strahlungsheizrohres abzufangen. Das freie Ende von Strahlheizrohren kann aber auch ohne einen Zapfen ausgebildet sein und direkt mittels einer Halterung abgestützt werden. Bei der verschiebbaren Abstützung des freien Endes des Strahlheizrohres oder dessen Ansatzes kann es zu Verklemmungen kommen.
  • Bei der Umrüstung, Modernisierung oder Ertüchtigung bestehender Anlagen muss häufig mindestens ein vorhandenes Strahlheizrohr, beispielsweise ein W-förmiges Strahlheizrohr durch zwei neue Strahlheizrohre, beispielsweise zwei I-förmige Strahlheizrohre ersetzt werden, insbesondere um höhere Temperaturen im Ofenraum zu erreichen. Das freie Ende der beiden neuen Strahlheizrohre muss im Ofenraum abgestützt werden. Die vorhandene Halterung für das alte Strahlheizrohr kann zum Abstützen des freien Endes eines der beiden neuen Strahlheizrohre benutzt werden. Für das zweite neue Strahlheizrohr muss eine zusätzliche Halterung im Ofenraum vorgesehen werden. Dies ist konstruktiv aufwändig, insbesondere wenn die Halterung in der Feuerfestisolierung einer der Ofenwände ausgebildet ist und somit ein Eingriff in die vorhandene Feuerfestisolierung erforderlich ist.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht demgemäß darin, eine Möglichkeit anzugeben, die Abstützung von mindestens zwei Strahlheizrohren im Ofenraum eines Industrieofens auf konstruktiv einfache Weise zu ermöglichen. Ein Aspekt der Aufgabe ist, den Austausch von einem Strahlheizrohr durch zwei neue Strahlheizrohre zu ermöglichen, ohne eine weitere Halterung in der Feuerfestisolierung vorzusehen.
  • Diese Aufgabe wird von einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung ein Verbindungselement auf, mit dem mindestens zwei Strahlrohre quer zur Achsrichtung verbindbar sind. Das Verbindungselement weist einen Ansatz auf, der sich in Achsrichtung der Strahlrohre erstreckt und der dazu ausgebildet ist, in einer Halterung im Ofenraum in Achsrichtung aufzuliegen.
  • Zwei oder mehr Strahlheizrohre, insbesondere I-förmige Strahlheizrohre, können an ihren freien Enden auf konstruktiv einfache Art und Weise abgestützt werden, wobei nur eine einzige Halterung im Ofenraum benötigt wird. Für den häufigen Fall, dass die Halterung in der Feuerfestisolierung ausgebildet ist, ist es bei Um- oder Nachrüstungen, beispielsweise bei Ersatz eines Strahlheizrohres durch zwei oder mehrere Strahlheizrohre nicht erforderlich, in die Feuerfestisolierung einzugreifen, was den Aufwand bei Um- oder Nachrüstungen beträchtlich verringert. Eine einzige vorhandene Halterung im Ofenraum kann nach Um- oder Nachrüstungen für die Abstützung von mehreren einzelnen Strahlheizrohren genutzt werden.
  • Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform, wobei jedes Strahlheizrohr an dem freien Ende außen stirnseitig einen Zapfen aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement derart ausgebildet ist, dass die Stahlheizrohre mittels der Zapfen verbindbar sind. Anders ausgedrückt, greift das Verbindungselement an den stirnseitigen Zapfen der Strahlheizrohre an. Folglich erfolgt die Verbindung der Strahlheizrohre mittels des Verbindungselements über die Zapfen.
  • Vorzugsweise ist das Verbindungselement stangenförmig ausgebildet. Das Verbindungselement ist vorteilhafterweise hitzebeständig und besteht vorzugsweise aus Metall. Der Querschnitt des Verbindungselements kann beliebig ausgebildet sein, beispielsweise als U-Profil. Das Verbindungselement kann beispielsweise auch aus einem rechteckigen Profil, insbesondere einem Hohlprofil bestehen.
  • Bei einer vorzugsweisen Ausgestaltung ist das Verbindungselement derart ausgebildet, dass jedes Strahlheizrohr relativ zu dem Verbindungselement drehbar ist, was die Haltbarkeit der Strahlheizrohre erhöht. Diese Ausgestaltung ist insbesondere für I-förmige Strahlheizrohre bzw. Mantelstrahlheizrohre vorteilhaft.
  • Vorzugsweise ist das Verbindungselement derart ausgebildet, dass jedes Strahlheizrohr relativ zu dem Verbindungselement in Achsrichtung der Strahlheizrohre verschiebbar ist und dass der Ansatz in der Halterung aufliegt und/oder mit der Halterung fest verbindbar bzw. fest verbunden ist. Damit können thermisch bedingte Längenänderungen der Strahlheizrohre sowie auch mögliche thermisch bedingte Veränderungen der ersten nicht dargestellten Ofenwand und der zweiten Ofenwand gegeneinander ausgeglichen werden. Weil die Bewegung der Strahlheizrohre in Achsrichtung gewährleistet ist, kann der Ansatz auf konstruktiv einfache Art und Weise mit der Halterung oder mit Bestandteilen der Halterung verbunden werden. Der Ansatz kann insbesondere mit der Halterung verschweißt werden.
  • Alternativ kann das Verbindungselement derart ausgebildet werden, dass ein Strahlheizrohr gegenüber dem Verbindungselement in Achsrichtung der Strahlheizrohre fixierbar ist, dass jedes weitere Strahlheizrohr gegenüber dem Verbindungselement ich Achsrichtung der Strahlheizrohre verschiebbar ist und dass das Verbindungselement mittels des Ansatzes in der Halterung in Achsrichtung der Strahlheizrohre verschiebbar aufliegt. Bei dieser Variante ist die erfindungsgemäße Vorrichtung im Ofenraum in Bezug auf die erste und zweite Ofenwand in Achsrichtung der Strahlheizrohre beweglich bzw. verschiebbar, um hitzebedingte Veränderungen auszugleichen.
  • Das Verbindungselement könnte rohrförmige Aufnahmeelemente aufweisen, die zur Aufnahme der freien Enden der Strahlheizrohre oder deren stirnseitigen Zapfen dienen.
  • Eine besonders vorteilhafte konstruktiv einfache Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass das Verbindungselement für jedes Strahlheizrohr eine Ausnehmung zur Aufnahme des freien Endes des Strahlheizrohres oder dessen stirnseitigen Zapfen aufweist.
  • Vorzugsweise weist die Ausnehmung eine halbschalenförmige Auflagefläche auf. Vorteilhafterweise ist die Ausnehmung als Langloch ausgebildet.
  • Nach der Erfindung weist der Ansatz einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf und ist vorzugsweise an dem Verbindungselement angeschweißt und zwar im Betriebszustand betrachtet, seitlich in Richtung der zweiten Ofenwand.
  • Die Erfindung deckt auch eine Beheizungsanlage für einen Industrieofen mit mindestens zwei Strahlheizrohren ab, wobei jedes Strahlheizrohr an einem Ende an einen Brenner angeschlossen ist und an einer ersten Ofenwand des Ofenraumes (2) gehalten wird und wobei das freie geschlossene Ende der Strahlheizrohre in den Ofenraum ragt, dadurch gekennzeichnet, dass die Beheizungsanlage eine Vorrichtung beinhaltet, die ein Verbindungselement aufweist, mit dem die Strahlrohre quer zur Achsrichtung (A) verbindbar sind und dass das Verbindungselement einen Ansatz aufweist, der sich in Achsrichtung (A) der Strahlrohre erstreckt und der dazu ausgebildet ist, in einer Halterung im Ofenraum in Achsrichtung aufzuliegen.
  • Das stangenförmige Verbindungselement ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass jedes Strahlheizrohr relativ zu dem Verbindungselement drehbar ist. Vorzugsweise ist das Verbindungselement derart ausgebildet, dass jedes Strahlheizrohr relativ zu dem Verbindungselement in Achsrichtung (A) der Strahlheizrohre verschiebbar ist und dass der Ansatz derart ausgebildet ist, dass dieser in Achsrichtung (A) der Strahlheizrohre mit der Halterung fest verbunden ist.
  • Die Erfindung schafft ferner einen Industrieofen mit einem von Ofenwänden gebildeten Ofenraum, wobei die Ofenwände innenseitig eine Feuerfestisolierung aufweisen, wobei in dem Ofenraum mindestens zwei Strahlheizrohre angeordnet sind, wobei jedes Strahlheizrohr an einem Ende an einen Brenner angeschlossen ist und an einer ersten Ofenwand gehalten wird, wobei das freie geschlossene Ende der Strahlheizrohre in den Ofenraum ragt, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 sowie eine Halterung, die ausgebildet ist, die Vorrichtung im Ofenraum abzustützen.
  • Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung ein Verbindungselement auf, mit dem die Strahlrohre quer zur Achsrichtung (A) miteinander verbunden sind, wobei das Verbindungselement einen Ansatz aufweist, der sich in Achsrichtung (A) der Strahlrohre erstreckt und der dazu ausgebildet ist, in der Halterung im Ofenraum in Achsrichtung der Strahlrohre aufzuliegen.
  • Vorzugsweise ist die Halterung in der Feuerfestisolierung einer zweiten Ofenwand, die der ersten Ofenwand gegenüberliegt, ausgebildet und weist eine Konsole, vorzugsweise aus Metall, in einem Hohlraum auf. Alternativ kann die Halterung als im Ofenraum hängendes Lager ausgebildet sein.
  • Vorzugsweise stützt sich das Verbindungselement mit dem Ansatz auf der Konsole in der Feuerfestisolierung ab. Falls die Vorrichtung so ausgebildet ist, dass diese in Achsrichtung der Strahlheizrohre unbeweglich ist, könnte der Ansatz des Verbindungselementes mit der Konsole fest verbunden werden. Wenn die Konsole aus Metall besteht, kann der Ansatz auf die Konsole geschweißt werden.
  • Im Rahmen der Erfindung sind die vorstehend erläuterten Merkmale auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung, in der eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
  • In der Zeichnung zeigt:
    • Figur 1 eine schematische Darstellung eines Schnittes der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Ofenraums eines Industrieofens mit zwei I-förmigen Strahlheizrohren;
    • Figur 2 eine schematische Darstellung einer Ansicht der Vorrichtung nach Figur 1 in Richtung Achse der Strahlheizrohre.
  • Figur 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in einem Ofenraum 2 eines nicht näher dargestellten Industrieofens. Der Ofenraum 2 ist ein von Ofenwänden umschlossener Raum, in dem ein nicht dargestelltes Gut aus Stahl im Rahmen eines Wärmebehandlungsprozesses erhitzt werden soll.
  • In dem Ofenraum 2 befinden sich zwei I-förmige Strahlheizrohre 3, 3', von denen jeweils nur das freie Ende dargestellt ist, welches in den Ofenraum 2 ragt. Die Strahlheizrohre 3, 3' dienen zur indirekten Beheizung des Gutes auf hohe Temperaturen mittels Wärmestrahlung.
  • Die Strahlheizrohre 3,3' sind für den waagerechten bzw. horizontalen Betrieb in dem Ofenraum 2 vorgesehen. Die beiden Strahlheizrohre 3, 3' sind an dem einen Ende in einer nicht dargestellten ersten Ofenwand auf an sich bekannte Weise gehalten und sind jeweils an nicht dargestellte Brenner angeschlossen, die sich außerhalb des Ofenraums 2 befinden. Die Strahlheizrohre 3, 3' weisen ein beträchtliches Gewicht auf, so dass ihre in den Ofenraum 2 ragenden Enden abgestützt werden müssen. Mit zunehmenden Temperaturen nehmen die mechanischen Festigkeitswerte der Strahlheizrohre ab. Die Strahlheizrohre dehnen sich aus. In Figur 1 ist ein Teil einer zweiten Ofenwand 4 dargestellt, die der ersten Ofenwand gegenüber angeordnet ist. Die zweite Ofenwand 4 ist innenseitig zum Ofenraum 2 hin mit einer Feuerfestisolierung 5 versehen. Die beiden Strahlheizrohre 3, 3' sind in einer Ebene in dem Ofenraum 2 in etwa senkrecht zu der nicht dargestellten ersten Ofenwand und zweiten Ofenwand 4 ausgerichtet.
  • Die Strahlheizrohre 3, 3' weisen stirnseitig einen Zapfen 6 bzw. 6' auf. Die Zapfen 6, 6' können als Zylinder aus Stahl ausgebildet sein. Im Inneren der Zapfen 6, 6' kann sich eine thermische Isolierung befinden.
  • Die Vorrichtung 1 weist ein Verbindungselement 7 auf, welches als hitzebeständiges stangenförmiges im Querschnitt rechteckiges Profil ausgebildet ist. Das Verbindungselement 7 weist für das Strahlheizrohr 3 eine Ausnehmung 8 und für das Strahlheizrohr 3' eine Ausnehmung 8' in Form eines Langloches auf. Dies ist Figur 2 zu entnehmen, welche eine schematische Darstellung einer Ansicht der Vorrichtung nach Figur 1 in Richtung Achse der Strahlheizrohre zeigt. In den Ausnehmungen 8, 8' sind die Zapfen 6, 6 drehbar gelagert. Die Drehbarkeit dient zur Erhöhung der Haltbarkeit der Strahlheizrohre. Mittels des Verbindungselements 9 sind die beiden Strahlrohre 3, 4 quer zur Achsrichtung 9 miteinander verbunden. Alle Strahlheizrohre sind relativ zu dem Verbindungselement 7 in Achsrichtung verschiebbar. Die Zapfen 6, 6' können sich bei einer Längenänderung der Strahlheizrohre 3, 3' infolge von Temperaturwechseln gleitend in dem Verbindungselement bewegen. Damit können thermisch bedingte Längenänderung der Strahlheizrohre 3, 3' sowie auch mögliche thermisch bedingte Veränderungen der ersten nicht dargestellten Ofenwand und der zweiten Ofenwand 4 gegeneinander ausgeglichen werden.
  • Das Verbindungselement 7 weist einen Ansatz 9 auf, der sich in Achsrichtung der Strahlrohre 3, 3' erstreckt und der dazu ausgebildet ist, in einer Halterung 10, die sich in der Feuerfestisolierung 5 der zweiten Ofenwand 4 befindet, aufzuliegen.
  • Der Ansatz 9 befindet sich in der Nähe der Ausnehmung 8. Der Ansatz 9 weist einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf und ist vorzugsweise an dem Verbindungselement 7 seitlich angeschweißt.
  • In der Feuerfestisolierung 5 der zweiten Ofenwand 4 ist eine Halterung 10 zur Aufnahme des Ansatzes 9 ausgebildet. Die Halterung 10 weist in einem Hohlraum 11 in der Feuerfestisolierung 5 eine Konsole 12 aus Metall auf, auf der sich der Ansatz 9 abstützt. Der Absatz 9 wird fest mit der Konsole 12 verbunden. Vorzugsweise wird der Ansatz 9 auf die Konsole 12 geschweißt. Weil die Bewegung der Strahlheizrohre 3, 3' in Achsrichtung gewährleistet ist, kann der Ansatz 9 auf konstruktiv einfache Art und Weise fest mit der Konsole 12 fest verbunden werden.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es, zwei oder mehr Strahlheizrohre zu verbinden und an ihrem freien Ende mittels einer einzigen Halterung bzw. eines einzigen Auflagepunktes im Ofenraum abzustützen.
  • Im Rahmen der Erfindung können die freien Enden von mehreren Strahlheizrohren mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung miteinander verbunden und auf einfache Art und Weise an einer einzigen Halterung in der Feuerfestisolierung einer Ofenwand abgestützt werden.
  • Im Rahmen der Erfindung sind weitere Abwandlungen möglich. So können die Strahlheizrohre an ihren freien Enden zapfenfrei ausgebildet sein und direkt von den Ausnehmungen des Verbindungselements umfasst werden. Das Verbindungselement kann eine beliebige Form haben, beispielsweise U-förmig oder als Hohlprofil ausgebildet sein. Als Alternative zu den Ausnehmungen in dem Verbindungselement kann dieses mit rohrförmigen Aufnahmeelementen für das Ende der Strahlheizrohre oder deren Zapfen versehen werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Vorrichtung
    2
    Ofenraum
    3, 3'
    Strahlheizrohr
    4
    Ofenwand
    5
    Feuerfestisolierung
    6, 6'
    Zapfen
    7
    Verbindungselement
    8, 8'
    Ausnehmung
    9
    Ansatz
    10
    Halterung
    11
    Hohlraum in Feuerfestisolierung
    12
    Konsole
    A
    Achsrichtung Strahlheizrohr

Claims (11)

  1. Vorrichtung zum Abstützen von mindestens zwei Strahlheizrohren (3, 3') in einem Ofenraum (2) eines Industrieofens, wobei jedes Strahlheizrohr (3, 3') an einem Ende an einen Brenner angeschlossen und an einer ersten Ofenwand des Ofenraumes (2) gehalten wird und wobei das freie geschlossene Ende der Strahlheizrohre (3, 3') in den Ofenraum (2) ragt,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Verbindungselement (7) aufweist, mit dem mindestens zwei Strahlrohre (3, 3') quer zur Achsrichtung (A) verbindbar sind und dass das Verbindungselement (7) einen Ansatz (9) aufweist, der sich in Achsrichtung (A) der Strahlrohre (3, 3') erstreckt und der dazu ausgebildet ist, in einer Halterung (10) im Ofenraum (2) in Achsrichtung aufzuliegen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    wobei jedes Strahlheizrohr (3, 3') an dem freien Ende außen stirnseitig einen Zapfen (6, 6') aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (7) derart ausgebildet ist, dass die Stahlheizrohre (3, 3') mittels der Zapfen (6, 6') verbindbar sind.
  3. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (7) stangenförmig und/oder hitzebeständig ausgebildet ist.
  4. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (7) derart ausgebildet ist, dass jedes Strahlheizrohr (3, 3') relativ zu dem Verbindungselement (7) drehbar ist.
  5. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (7) derart ausgebildet ist, dass jedes Strahlheizrohr (3, 3') relativ zu dem Verbindungselement (7) in Achsrichtung (A) der Strahlheizrohre (3, 3') verschiebbar ist und dass der Ansatz (9) derart ausgebildet ist, dass dieser in Achsrichtung (A) der Strahlheizrohre (3, 3') unbeweglich in der Halterung (10) aufliegt und/oder mit der Halterung (10) fest verbindbar ist.
  6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement derart ausgebildet ist, dass ein Strahlheizrohr (3) in Achsrichtung (A) fixierbar ist, dass jedes weitere Strahlheizrohr (3') gegenüber dem Verbindungselement (7) in Achsrichtung (A) verschiebbar ist und dass der Ansatz (9) in der Halterung (10) in Achsrichtung (A) der Strahlheizrohre (3, 3') verschiebbar aufliegt.
  7. Vorrichtung nach wenigstens nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (7) für jedes Strahlheizrohr (3, 3') eine Ausnehmung (8, 8') zur Aufnahme des freien Endes des Strahlheizrohres (3, 3') oder dessen stirnseitigen Zapfen (6, 6') aufweist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (8, 8') eine halbschalenförmige Auflagefläche aufweist, vorzugsweise dass die Ausnehmung (8, 8') als Langloch ausgebildet ist.
  9. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Ansatz (9) einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist und vorzugsweise an dem Verbindungselement (7) angeschweißt ist.
  10. Industrieofen mit einem von Ofenwänden gebildeten Ofenraum (2), wobei die Ofenwände (4) innenseitig eine Feuerfestisolierung (5) aufweisen, wobei in dem Ofenraum (2) mindestens zwei Strahlheizrohre (3, 3') angeordnet sind, wobei jedes Strahlheizrohr (3, 3') an einem Ende an einen Brenner angeschlossen ist und an einer ersten Ofenwand gehalten wird, wobei das freie geschlossene Ende der Strahlheizrohre (3, 3') in den Ofenraum (2) ragt, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 sowie eine Halterung (10), die ausgebildet ist, die Vorrichtung im Ofenraum (2) abzustützen.
  11. Industrieofen nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (10) in der Feuerfestisolierung (5) der zweiten Ofenwand (2), die der ersten Ofenwand gegenüberliegt, ausgebildet ist, dass die Halterung (10) in einem Hohlraum (11) eine Konsole (12) aufweist, die vorzugsweise aus Metall besteht, auf der sich der Ansatz (9) des Verbindungselements (7) abstützt.
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