DE4337533A1 - Industrieofen zur Wärmebehandlung von Einsatzgut, das zu einer Charge in einem Wärmebehandlungsraum angeordnet ist - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Industrieofen zur Wärmebehandlung von Einsatzgut, das zu einer Charge in einem Wärmebehandlungsraum angeordnet ist, mit einem Ventila­ tor, der einen Gasstrom von einem Einströmkanal zu einem Ausströmkanal fördert, wo­ bei der Einströmkanal und der Ausströmkanal im wesentlichen gegenüberliegend seit­ lich an den Wärmebehandlungsraum angrenzen und wobei der Einströmkanal mit Strömungsleitblechen versehen ist.

Ein derartiger Industrieofen ist aus EP B1 0283869 bekannt.

Das Einsatzgut ist zu einer Charge mit durchströmbaren Zwischenräumen angeordnet. Durch eine besondere Gestaltung der Strömungsführung soll eine gleichmäßige Tem­ peratur in der Charge erreicht werden. Mit dieser Konstruktion soll der Einsatz von re­ versierbaren Strömungsantrieben, d. h. Ventilatoren mit umkehrbarer Strömungsrich­ tung oder mit komplizierten Klappensteuerungen zur Umkehr der Strömungsrichtung vermieden werden. Zur gleichmäßigen Strömungsbeaufschlagung des Einsatzgutes sind zu beiden Seiten der Charge Ausblaskanäle oder Düsenausblaskanäle oder Dü­ sen versetzt zueinander angeordnet.

Der in der EP-B 1 0283 869 beschriebenen Lösungsweg ist konstruktiv sehr aufwendig. Außerdem ist die Vergleichmäßigung der Temperatur in der Charge weiter zu verbes­ sern, insbesondere in horizontaler Richtung.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgemäß darin, einen Industrieofen der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem auf konstruktiv einfacher Art und Weise eine gleichmäßige Temperaturverteilung innerhalb der Charge erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Wärmebehandlungsraum im Strömungsweg vor der Charge mindestens zwei mit gleichmäßig verteilten Durch­ trittsöffnungen versehene Gleichrichtplatten in Strömungsrichtung hintereinander an­ geordnet sind.

Von den Gleichrichtplatten aus trifft die Strömung gleichmäßig aus einer Vielzahl von gleichmäßig verteilten Durchtrittsöffnungen auf die Charge. Eine hohe Gleichmäßigkeit in der Strömungsverteilung bedeutet zugleich auch eine gleichmäßige Temperaturver­ teilung in der Charge.

Die Anzahl der Gleichrichtplatten ist beliebig. Bei Versuchen wurden gute Ergebnisse bei der Verwendung von drei Gleichrichtplatten erzielt. Hier ist das Verhältnis zwischen Verbesserung der Vergleichmäßigung der Strömungsverteilung und der unvermeidliche Erhöhung des Druckverlustes am besten.

Die Anordnung der Durchtrittsöffnungen der Gleichrichtplatten sowie die jeweilige Frei­ fläche sind von dem richtungsstabilisierenden Aufbau der Charge und von der ge­ wünschten Strömungsgeschwindigkeit abhängig. Unter Freifläche wird die freie Durch­ trittsfläche der Durchtrittsöffnungen für den Gasstrom verstanden. Die Dimensionierung kann mit Hilfe von Simulationsprogrammen erfolgen. Die Gleichrichtplatten können bei­ spielsweise als perforierte Lochbleche, Netzwerke oder als Maschengitter ausgebildet sein. Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung von perforierten Lochblechen herausgestellt.

Der erfindungsgemäße Lösungsweg ist konstruktiv sehr einfach und kostengünstig. Der Wärmebehandlungsraum ist strömungstechnisch günstig mit im wesentlichen glatten Wänden abgeschlossen. Durch den Verzicht auf Strömungsimpulse aus Dü­ sensystemen kann auch bei verringerter z. B. bei halber Ventilatordrehzahl, also bei geringer Strömungsleistung eine gleichmäßige Anströmung des Einsatzgutes erreicht werden. Der Industrieofen ist universell für Erwärmungs- und Kühlvorgänge geeignet und garantiert kürzeste Verweilzeiten und somit hohe Wirkungsgrade.

Vorteilhafterweise sind die Gleichrichtplatten zwischen Einströmkanal und Wärmebe­ handlungsraum angeordnet.

Vorzugsweise sind die Gleichrichtplatten mit einem Abstand zueinander angeordnet, der so groß ist, daß sich die Strömung nach dem Durchströmen einer Gleichrichtplatte jeweils vergleichmäßigen kann.

Bei stark heterogenen Strömungsverhältnissen ist es besonders vorteilhaft, wenn die Durchtrittsfläche jeder Gleichrichtplatten in Strömungsrichtung zunimmt, d. h., daß die Freifläche einer Gleichrichtplatte jeweils größer ist als diejenige einer stromauf ange­ ordneten Gleichrichtplatte.

Eine wesentliche Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß im Abströmkanal mindestens eine Gleichrichtplatte angeordnet ist. Dadurch können ungünstige Ab­ strömverhältnisse, z. B. dadurch, daß die Strömung hinter der Charge in einem senk­ rechten Abströmkanal gesammelt oder mittig von einem Ventilator angesogen wird, ausgeglichen werden.

Vorzugsweise kann sich die Durchtrittsfläche innerhalb der Gleichrichtplatte ändern, derart, daß die Durchtrittsfläche vom Bereich der Hauptströmung ausgehend, zu den Bereichen mit geringerer Strömung hin zunimmt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Industrieofens im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch einen Industrieofen.

In einem Industrieofen 1 befindet sich in einem Wärmebehandlungsraum 2 ein Ein­ satzgut 3, beispielsweise Platten, Rohre oder Profile. Das Einsatzgut 3 ist in dem Wärmebehandlungsraum 2 zu einer Charge 4 mit durchströmbaren Zwischenräumen 5 angeordnet. Ein Ventilator 6 fördert einen Gasstrom in einen seitlich an den Wärmebe­ handlungsraum 2 angrenzenden Einströmkanal 7, der mit Leitblechen 8 versehen ist.

Gegenüber dem Einströmkanal 7 befindet sich ein Ausströmkanal 9. Ein Brenner 10 beheizt den Gasstrom, bevor dieser vom Ventilator 6 in den Einströmkanal 7 gefördert wird.

Zwischen Einströmkanal 7 und Wärmebehandlungsraum 2 sind drei perforierte Gleich­ richtplatten 11, in Form von perforierten Lochblechen, in Strömungsrichtung mit Ab­ stand hintereinander angeordnet. Der Abstand ist jeweils so groß, daß sich die Strö­ mung nach dem Durchströmen der Durchtrittsöffnungen 12 jeder Gleichrichtplatte 11 vergleichmäßigen kann.

Die freie Durchtrittsfläche jeder Gleichrichtplatte 11 nimmt in Strömungsrichtung zu, d. h., die freie Durchtrittsfläche der Durchtrittsöffnungen 12 für den Gasstrom wird von Gleichrichtplatte zu Gleichrichtplatte größer.

Da die Strömung hinter der Charge in einem senkrechten Abströmkanal gesammelt wird, sind die Abströmverhältnisse ungünstig. Daher ist im Abströmkanal eine Gleich­ richtplatte 11′ angeordnet. Die Durchtrittsfläche innerhalb der Gleichrichtplatte 11 än­ dert sich derart, daß die Durchtrittsfläche vom Bereich der Hauptströmung ausgehend zu den Bereichen mit geringerer Strömung hin zunimmt.

Im Rahmen der Erfindung sind ohne weiteres Abwandlungsmöglichkeiten gegeben. So können die Gleichrichtplatten 11 auch als Drahtgitter, Netzwerke oder Maschengitter ausgebildet sein.

Claims (6)

1. Industrieofen zur Wärmebehandlung von Einsatzgut, das zu einer Charge in ei­ nem Wärmebehandlungsraum angeordnet ist, mit einem Ventilator, der einen Gasstrom von einem Einströmkanal zu einem Ausströmkanal fördert, wobei der Einströmkanal und der Ausströmkanal seitlich im wesentlich gegenüberliegend an den Wärmebehandlungsraum angrenzen und wobei im Einströmkanal Strö­ mungsleitbleche vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Wärmebehandlungsraum (2) im Strömungsweg vor der Charge (4) min­ destens zwei mit gleichmäßig verteilten Durchtrittsöffnungen (12) versehene Gleichrichtplatten (11) in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind.

2. Industrieofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichtplatten (11) zwischen Einströmkanal (7) und Wärmebehand­ lungsraum (2) angeordnet sind.

3. Industrieofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichtplatten (11) mit einem Abstand zueinander zugeordnet sind, der so groß ist, daß sich der Gasstrom nach dem Durchströmen jedes Gleich­ richtbleches (11) vergleichmäßigen kann.

4. Industrieofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Durchtrittsfläche jeder Gleichrichtplatte (11) in Strömungsrichtung zunimmt.

5. Industrieofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Abströmkanal (9) mindestens eine Gleichrichtplatte (11′) angeordnet ist.

6. Industrieofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die freie Durchtrittsfläche innerhalb der Gleichrichtplatte (11′) derart ändert, daß die Durchtrittsfläche vom Bereich der Hauptströmung ausgehend zu den Bereichen mit geringerer Strömung hin zunimmt.