DE2413270B1

DE2413270B1 - Gekühlte Ofentransportrolle

Info

Publication number: DE2413270B1
Application number: DE2413270A
Authority: DE
Inventors: Theodor Dr.-Ing. 5628 Heiligenhaus Schmidt
Original assignee: Ludwig-Ofag-Indugas Industrieofenanlagen 4300 Essen GmbH
Current assignee: Ludwig-Ofag-Indugas Industrieofenanlagen 4300 Essen GmbH
Priority date: 1974-03-20
Filing date: 1974-03-20
Publication date: 1975-01-09
Also published as: GB1454875A; FR2265051B1; DE2413270C2; IT1037174B; JPS50152475A; US3976423A; JPS5234316B2; FR2265051A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine gekühlte Ofentransportrolle aus hohlem Rollenkörper mit Ofenraumteilstück und Wellenstumpfteilstücken sowie aus ebenfalls hohlem, zum Ofenraumteilstück koaxialem Innenkörper, wobei ein gasförmiges Kühlmittel über die Wellenstumpfteilstücke in den Zwischenraum zwischen Rollenkörper und Innenkörper einführbar und über Durchtrittsöffnungen im Mantel des Innenkörpers durch den Innenkörper abziehbar ist. Die Kühlung erfolgt also dadurch, daß beispielsweise Luft als Kühlmittel in der angegebenen Weise durch den Zwischenraum zwischen Rollenkörper und Innenkörper hindurchgedrückt oder hindurchgesaugt wird. Der Zwischenraum kann im Bereich der Mitte der Ofentransportrolle durch eine Trennwand gleichsam in zwei Hälften geteilt sein. Der Innenkörper besteht zumeist aus schlechtwärmeleitendem Werkstoff, kann aber auch aus entsprechend warmfestem und korrosionsbeständigem Stahl bestehen. Der Rollenkörper selbst besteht im allgemeinen aus warmfestem Stahl.

Bekannte Ofentransportrollen der beschriebenen Gattung (vgl. DT-AS 1 408 274) haben sich an sich bewährt. Bei ihnen ist der Zwischenraum zwischen Rollenkörper und Innenkörper frei von Einbauten. Unter Umständen (auch abhängig vom Wärmgut) bereiten jedoch hohe Ofentemperaturen Schwierigkeiten, weil eine ausreichende Kühlung des Rollenkörpers nicht gelingt. Wo sie nicht ausreichend gelingt, müssen teure und extrem teure häufig sogar keramische Werkstoffe für den Rollenkörper eingesetzt werden. Diese Nachteile hat man bisher in Kauf genommen. Tatsächlich beruht der Wärmeübergang zwischen Rollenkörper und Kühlmittel auf Konvektion und Strahlung. Mit der herrschenden Lehre für diesen Wärmeübergang lassen sich mehr oder weniger günstige Auslegungen für eine gekühlte Ofentransportrolle schaffen, die Verhältnisse im grundsätzlichen jedoch nicht verändern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Ofentransportrolle der eingangs beschriebenen Gattung die Kühlung des Rollenkörpers zu verbessern. Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß in dem Zwischenraum zwischen Rollenkörper und Innenkörper, zumindest im Bereich des Ofenraumteilstückes, ein Rollenkörperkühlelement aus einem oder aus mehreren Drahtnetzen angeordnet ist. Erfindungsgemäß wird also mit einem zusätzlichen Bauteil gearbeitet, welches der herrschenden Baulehre für den Wärmeübergang durch Strahlung oder Konvektion unbekannt ist. Dieses zusätzliche Bauteil liefert für den Wärmeübergang einen weiteren, einflußreichen Parameter, der der Auslegung zugänglich ist. Die Erfindung nutzt dabei den überraschenden Effekt, daß ein in den Zwischenraum zwischen Rollenkörper und Innenkörper eingebautes Drahtnetz oder dort eingebaute Drahtnetze od. dgl. — bei sonst gleichen baulichen Parametern und Betriebsparametern einer gekühlten Ofentransportrolle — als Kühlelement für den Rollenkörper funktionieren, so daß eine beachtliche Verbesserung der Kühlung des Rollenkörpers erreicht wird, die bis zu 75% ausmachen kann. Tatsächlich nimmt ein Drahtnetz in der Strömung des Kühlmittels praktisch die Temperatur des Kühlmittels an. Es tritt mit dieser Temperatur in Strahlungswechselwirkung mit dem Rollenkörper, während gleichzeitig aber auch der konvektive Wärmeübergang zwischen dem Rollenkörper und dem Kühlmittel verbessert wird, weil das Drahtnetz der Strömung des Kühlmittels eine mikroskopische, mehr oder weniger isotrope Turbulenz überlagert, die im Zwischenraum zwischen Rollenkörper und Innenkörper auch mehr oder weniger homogen ist und den Wärmeübergang durch Konvektion positiv beeinflußt. Im Ergebnis wird bei einer vorgegebenen Ofentransportrolle die Kühlung des Rollenkörpers in der angegebenen Weise verbessert, obwohl die Kühlmittelmenge und die Eintrittstemperatur des Kühlmittels nicht verändert werden. Bauteile, z. B. Siebe, Streckmetall, die ähnlich aufgebaut sind wie ein Drahtnetz, führen zum gleichen Effekt.

im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten der Gestaltung. So wird man im allgemeinen das Rollenkörperkühlelement in Strömungsrichtung des Kühlmittels gewellt anordnen. Da der Zwischenraum zwischen Rollenkörper und Innenkörper ein Ringraum ist, empfiehlt sich in diesem Zusammenhang eine Ausführungsform, bei der das Rollenkörperkühlelement mehr oder weniger harmonikaartig gewellt den genannten Zwischenraum ausfüllt.

Eine wärmeleitende Verbindung zwischen dem Rollenkörper und dem Rollenkörperkühlelement ist nicht erforderlich, obwohl sie verwirklicht werden kann. Wie bereits erwähnt, ist das Rollenkörperkühlelement aus einem Drahtnetz oder aus mehreren Drahtnetzen od. dgl. aufgebaut. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, mit der sich leicht optimale Verhältnisse verwirklichen lassen, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Rollenkörperkühlelement aus Drähten eines Durchmessers von etwa 0,5 bis 3 mm, vorzugsweise von 1 bis 2 mm aufgebaut ist und die Drähte im Webverband oder Wirkverband stehen. Darunter werden die in der Webtechnik bzw. Wirktechnik üblichen Bindungen verstanden. Die Drähte selbst bestehen zweckmäßigerweise aus einem im Kühlmittel korrosionsfesten, austenitischen Werkstoff. Im übrigen lassen sich für eine vorgegebene Ofentransportrolle des beschriebenen Aufbaus die optimalen Verhältnisse für die Gestaltung des RoIIenkörperkühlelementes verhältnismäßig leicht durch probieren finden, wobei es sich empfiehlt, die Anordnung stets so zu treffen, daß das Rollenkörperkühlelement in der Mehrzahl vom Kühlmittel querangeströmte Drähte aufweist, vorzugsweise so, daß in einer Projektion quer zur Achse der Ofentransportrolle diese Drähte eine geschlossene Fläche bilden, die Maschen des Netzes in dieser Projektion also verschwinden. ₀

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung

F i g. 1 einen Achsialschnitt durch eine gekühlte Ofentransportrolle,

F i g. 2 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach F i g. 1 und

F i g. 3 den vergrößerten Ausschnitt B aus dem Gegenstand nach F i g. 2.

Die in den Figuren dargestellte gekühlte Ofentransportrolle 1 besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einem hohlen Rollenkörper 2 mit Ofenraumteilstück 3 und Wellenstumpfteilstücken 4 sowie ebenfalls hohlem, zum Ofenraumteilstück 3 koaxialem Innenkörper 5. — In den Zeichnungen ist nur die linke Seite einer so aufgebauten Ofentransportrolle 1 und folglich nur ein Wellenstumpfteilstück 4 gezeichnet. Die Lagerung 6 des Wellenstumpfteilstückes 4 ist in der F i g. 1 angedeutet worden. Ein gasförmiges Kühlmittel wird in Richtung des Pfeiles 7 über die Wellenstumpfteilstücke 4 in den Zwischenraum 8 zwischen Rollenkörper 2 und Innenkörper 5 eingeführt und über Durchtrittsöffnungen 9 im Mantel des Innenkörpers 5 durch den Innenkörper 5 in Richtung des Pfeiles 10 abgezogen. Aus einer vergleichenden Betrachtung der drei Figuren entnimmt man, daß in dem Zwischenraum 8 zwischen Rollenkörper 2 und Innenkörper 5, im Ausführungsbeispiel im Bereich des Ofenraumteilstückes 3, ein Rollenkörperkühlelement 11 angeordnet ist, welches aus einem Drahtnetz besteht. Das Rollenkörperelement 11 ist im Ausführungsbeispiel in Strömungsrichtung 7 des Kühlmittels gewellt. Es besteht nämlich aus einem harmonikaartig gewellten Balg, der in dem Zwischenraum 8 zwischen Rollenkörper 2 und Innenkörper 5 angeordnet ist und diesen mit seinen Wellungen 12 in der gezeichneten Weise ausfüllt. Aus der Fig.3 entnimmt man, daß das Rollenkörperkühlelement 11 aus Drähten 13,14 besteht. Diese mögen einen Durchmesser von 0,5 bis 3 mm, vorzugsweise von 1 bis 2 mm aufweisen. Sie stehen im Ausführungsbeispiel im Webverband und bestehen z. B. aus einem ausreichend korrosionsfesten, austenitischen Stahl. Dabei ist im übrigen die Anordnung so getroffen, daß das Drahtnetz in der Mehrzahl vom Kühlmittel querangeströmte Drähte 13, 14 aufweist. Tatsächlich tragen gerade diese zu dem angestrebten Effekt bei, der in einer besonders intensiven Kühlung des hohlen Rollenkörpers 2 besteht. Haben die Drähte 13, 14 den angegebenen Durchmesser, so liegt die Maschenweite im Bereich von 2 bis 3 mm. Die Wellungen 12 sind so geführt, daß in dem Bereich 15 in einer Projektion quer zur Strömungsrichtung die quer zur Strömungsrichtung angeordneten Drähte 13, 14 praktisch eine geschlossene Fläche darstellen, die Maschen zwischen den Drähten also nicht mehr sichtbar sind.

Die Erfindung läßt sich verwirklichen bei Ofentransportrollen 1, bei denen das Ofenraumteilstück 3 des Rollenkörpers 2 an das Wellenstumpfteilstück 4 unmittelbar angeschlossen ist als auch bei solchen mit Kegelförmigem Übergangsteilstück 16 zwischen Ofenraumteilstück 3 und Wellenstumpfteilstück 4. Eine solche Ausführungsform ist auch in den Figuren gezeichnet. Man erkennt, daß hier der Innenkörper 5 durchlaufend als zylindrisches Rohr ausgeführt ist, wobei lediglich im Bereich des Ofenraumteilstückes 3 das Rohrkörperkühlelement 11 angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gekühlte Ofentransportrolle aus hohlem Rollenkörper mit Ofenraumteilstück und Wellenstumpfteilstücken sowie aus ebenfalls hohlem, zum Ofenraumteilstück koaxialem Innenkörper, wobei ein gasförmiges Kühlmittel über die Wellenstumpfteilstücke in den Zwischenraum zwischen Rollenkörper und Innenkörper einführbar und über Durchtrittsöffnungen im Mantel des Innenkörpers durch den Innenkörper abziehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zwischenraum (8) zwischen Rollenkörper (2) und Innenkörper (5), zumindest im Bereich des Ofenraumteilstückes (3), ein Rollenkörperkühlelement (11) aus einem Drahtnetz oder aus mehreren Drahtnetzen angeordnet ist.

2. Ofentransportrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rollenkörperkühlelement (11) in Strömungsrichtung (7) des Kühlmittels gewellt angeordnet, beispielsweise als harmonikaartiger Balg ausgeführt ist.

3. Ofentransportrolle nach den Ansprüchen 1 und

2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rollenkörperkühlelement (11) aus Drähten (13, 14) eines Durchmessers von etwa 0,5 bis 3 mm, vorzugsweise 1 bis 2 mm aufgebaut ist und die Drähte (13,14) im Webverband oder Wirkverband stehen.

4. Ofentransportrolle nach den Ansprüchen 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrkörperkühlelement (11) in der Mehrzahl vom Kühlmittel querangeströmte Drähte (13,14) aufweist.

5. Ofentransportrolle nach den Ansprüchen 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte (13, 14) aus einem im Kühlmittel korrosionsfesten, austenitischen Stahl bestehen.

6. Ofentransportrolle nach den Ansprüchen 1 bis

5, insbesondere in der Ausführungsform mit kegelförmigem Übergangsteilstück zwischen Ofenraumteilstück und Wellenstumpfteilstück des Rollenkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkörper (5) durchlaufend als zylindrisches Rohr ausgeführt ist und lediglich im Bereich des Ofenraumteilstückes (3) das Rollenkörperkühlelement (11) angeordnet ist.