DE1007300B

DE1007300B - Unteres Ofenverschlussteil fuer OEfen, insbesondere Reaktionsoefen

Info

Publication number: DE1007300B
Application number: DED21728A
Authority: DE
Inventors: Dr Friedrich Endter
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1955-11-19
Filing date: 1955-11-19
Publication date: 1957-05-02
Also published as: CH346530A; NL94004C; GB798719A; GB545778A; FR1160168A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Verschlußteil für öfen, insbesondere Hochtemperaturöfen, die mit senkrecht aufgehängten, an der Verschlußseite frei austretenden Rohren, vor allem mit solchen aus nichtmetallischem Werkstoff, z. B. Keramikrohren, ausgestattet sind.

Für die Durchführung von chemischen Reaktionen, die insbesondere an katalytisch wirkenden Oberflächen bei höheren Temperaturen verlaufen, werden Reaktionsöfen benötigt, bei denen der Reaktionsraum in eine Anzahl von einzelnen Rohren aufgeteilt ist. Sofern es sich um Reaktionen handelt, die bei Temperaturen ablaufen, bei denen Metallrohre, sei es aus thermischen oder aus chemischen Gründen, nicht verwendet werden können, sind solche öfen mit Rohren aus keramischen Werkstoffen, insbesondere Sintertonerde oder Sillimanit, ausgestattet, die gegebenenfalls zu Rohrbündeln zusammengefaßt sind. Die Benutzung solcher Rohre in technischen Reaktionseinheiten erfordert wegen der verhältnismäßig hohen Empfindlichkeit gegen Stoß und Schlag und wegen der beschränkten Temperaturwechselbeständigkeit besondere Maßnahmen bei der Ausgestaltung solcher öfen. So werden diese Rohre meistens am oberen Teil des Ofens aufgehängt und nach unten frei aus dem Ofen herausgeführt, damit nicht durch das Auftreten von Wärmespannungen untunlich hohe Belastungen oder gar Zerstörungen der keramischen Rohre auftreten.

Daraus ergeben sich auch für den Verschluß des Ofens am freien Austrittsende bestimmte Anforderungen, da durch diesen Verschluß zur Vermeidung untunlicher Wärmeverluste der Ofenraum möglichst dicht abgesperrt sein soll, andererseits aber auch die Beweglichkeit der Rohre nicht so weit behindert sein darf, daß sie nicht der Volumenveränderung oder dem Einfluß wechselnder Erwärmung oder Abkühlung nachgeben können. Es hat sich nämlich gezeigt, daß der Temperatureinfluß bei solchen Rohren nicht nur eine Bewegung in Richtung ihrer Längsachse, son- ^₀ dem auch in Richtung senkrecht zu dieser hervorruft. Wenn diese seitliche Bewegung durch den unteren Verschlußteil eines Ofens in irgendeiner Weise behindert wird, kann es aus diesem Grunde leicht zu Spannungen oder sogar zu Zerstörungen der Rohre kommen.

Die Voraussetzungen für einen guten Wärmeverschluß bei gleichzeitiger Erhaltung auch der seitlichen Bewegungsfreiheit der Rohre sind bei den üblichen Verschlußteilen nicht erfüllt. Verschließt man den Ofen auf der unteren Seite etwa durch eine Platte aus feuerfestem Isoliermaterial, die mit Bohrungen für den Durchtritt der Rohre versehen und mit dem Ofen starr verbunden ist, so bleibt, wie sich gezeigt Unteres Ofenverschlußteil für öfen,
insbesondere Reaktionsöfen

Anmelder:

Deutsche Gold- und Silber-Scheideanstalt

vormals Roessler, Frankfurt/M.,

Weißfrauenstr. 9

Dr. Friedrich Endter, Konstanz,
ist als Erfinder genannt worden

hat, der seitliche Spielraum für die Rohre auch dann zu gering, wenn die Verschlußplatte aus Gründen der besseren thermischen Beständigkeit mehrfach unterteilt wird. Wählt man andererseits die Bohrungen so groß, daß zwischen der Innenwand der Bohrung und der Rohroberfläche ein genügend großer Abstand ausgespart bleibt, so ergeben sich erhebliche Abstrahlungsverluste durch die so geschaffenen Öffnungen, die für die Wärmeökonomie des Ofens äußerst nachteilig sind.

Es wurde nun gefunden, daß man diese Schwierigkeiten in einfacher Weise dadurch überwinden kann, daß man für öfen der beschriebenen Art an der Unterseite Verschlußteile verwendet, die im wesentlichen aus einem Tragelement und auf dieses lose aufgestellten Isoliersteinen gleicher Querschnittsform bestehen. Das Tragelement liegt dabei auf an dem Ofenkörper angebrachten Vorsprüngen oder anderen Halterungen so auf, daß sich ein möglichst geringer Wärmekontakt ergibt; vor allem ist es mit diesen Halterungen nicht starr verbunden. Die Isoliersteine, die auf dem Tragelement, das mit Durchbrüchen für die Rohre versehen sein muß, lose aufgestellt sind, haben erfindungsgemäß gleiche Querschnittsform und tragen ebenfalls eine Bohrung, die nicht wesentlich größer zu sein braucht als der Außendurchmesser der Rohre, so daß jeder Isolierstein ein einzelnes Rohr umschließt. Erfindungsgemäß ist es von außerordentlicher Bedeutung, daß zwischen den Isoliersteinen allseitig ein Zwischenraum ausgespart ist, diese also nicht in Berührung miteinander stehen. Die Zwischenräume zwischen den Steinen sollen nicht zu eng bemessen sein, um ein Ausweichen der Steine durch ein etwa sich verziehendes Rohr, das dem Stein eine seitliche Bewegung vermittelt, nicht zu behindern. Die Schlitzbreiten, die sich für die praktische Ver-

709 507/405

wendung des Verschlußteiles bewährt haben, betragen etwa 2 bis 8 mm. Verschlußteile gemäß der Erfindung, die in der beschriebenen Weise in Einzelelemente aufgeteilt sind, haben sich für die vorstehend genannten Zwecke gut bewährt, da sie auch bei hohen Ofentemperaturen einen guten Wärmeverschluß darstellen und andererseits ohne die Gefahr der Zerstörung der Rohre jeder Bewegung auf Grund der thermischen Voluimenveränderung nachgeben können. Im übrigen kann man auch beliebig große Ofenraume mit einem solchen Verschlußteil absperren, ohne daß hierbei die gleiche mechanische oder thermische Empfindlichkeit besteht wie bei einheitlichen Formteilen, die der Größe oder Abmessung des zu verschließenden Ofenraumes entsprechen, wie z. B. Isolierplatten.

Wie erwähnt, ist es erfindungsgemäß wesentlich, daß die Formsteine, die ein wichtiges Element des Verschlußteiles bilden, gleiche Querschnittsformen aufweisen, da sich dadurch am besten, je nach der Anordnung der Rohre .im Ofen,, ein ausreichender Verschluß gegen Wärmeverluste erzielen läßt. Besonders bewährt haben sich hierfür Isoliersteine, deren Querschnitt einem regelmäßigen Sechseck entspricht. Derartige Steine sind trotz des zwischen den senkrechten Begrenzungsflächen ausgesparten Abstandes zu einer optimal dichten Packung zusammenzufügen. Zweckmäßig wird auch das Tragelement dieser Steinform insoweit angepaßt, als es in Form eines Gitterrostes ausgebildet wird, bei dem die Gitterstäbe wabenartig miteinander verbunden sind. Vorteilhaft weisen die Gitterstäbe des Tragelementes einen trapezförmigen Querschnitt auf, wobei die Verjüngung auf der dem Ofen abgekehrten Seite liegt.

Um den Wärmeverlust, der durch die Zwischenräume zwischen den Formsteinen etwa noch entstehen könnte, möglichst klein zu halten, hat es sich weiterhin als zweckmäßig erwiesen, an den senkrechten Flächen der Steine Vorsprünge bzw. Aussparungen anzubringen, die in Aussparungen bzw. Vorsprünge des benachbarten Steines, etwa nach Art von Nut und Feder, eingreifen.

Man kann auch die Begrenzungsflächen der Steine entsprechend absetzen, so daß die Schlitze zwischen den Steinen unterbrochen bzw. seitlich zueinander versetzt erscheinen. Schließlich ist es auch möglich, in beliebiger Höhe in den Steinen Aussparungen vorzusehen, in die waagerechte Verschlußplatten lose eingelegt werden, um eine zusätzliche Sicherheit gegen Wärmeverluste zu schaffen.

Weiterhin empfiehlt es sich, die Bohrung in den Isoliersteinen, die für den Durchgang der Rohre bestimmt ist, konisch derart auszubilden, daß sie sich nach dem Ofeninnern zu erweitert, da diese Ausführungsform sich als besonders günstig für eine Temperaturverteilung am Ofenausgang erwiesen hat, die der Empfindlichkeit des keramischen Rohres gegenüber Temperatursprüngen Rechnung trägt.

Das Verschlußteil gemäß der Erfindung wird nachstehend an Hand der Abb. la bis Ic beispielsweise erläutert.

Abb. 1 a stellt ein erfmdnugsgemäßes Verschlußteil in Aufsicht dar, und zwar im wesentlichen das Tragelement mit einigen aufgesetzten Isoliersteinen, während

Abb. Ib die Seitenansicht und

Abb. Ic die Auflage auf einer Halterung im Ofenkörper zeigt.

In Abb. 1 a bezeichnet 11 die wabenförmig miteinander verbundenen Gitterstäbe, die sechseckige Durchgangsöffnungen 12 für die Rohre einschließen. Die öffnungen sollen dabei möglichst groß und die Stege möglichst schmal gehalten werden, um kleine Kontaktflächen für den Wärmeübergang zwischen den Isoliersteinen und dem Tragelement zu schaffen. Auf den Gitterstäben 11 des Tragelementes stehen Isoliersteine 13 mit sechseckigem Querschnitt, zwischen denen Schlitze 14 ausgespart bleiben, die eine direkte Berührung der Steine miteinander ausschließen. Innerhalb der Steine befindet sich jeweils eine Bohrung 15 für den Durchgang der Reaktionsrohre.

In Abb. 1 b bedeuten gleiche Bezugszeichen gleiche Teile, wobei zusätzlich noch der Abschnitt eines Reaktionsrohres 10 eingezeichnet ist. Die Abbildung läßt sowohl die konische Ausgestaltung der Gitterstäbe 11 wie auch die Fortsetzung der Bohrung 15 in einen konischen Teil nach oben erkennen. In der Abbildung ist eine Ausführungsform eingezeichnet, bei der die Isoliersteine 13 an sich gegenüberliegenden Flächen mit taschenartigen Aussparungen 16 versehen sind, in die ein Verschluß stein 17 quer eingefügt ist, um den glatten Durchgang des Schlitzes 14 zu sperren.

In der Abb. Ic ist in einem Abschnitt gezeigt, wie der Rand 18 des Tragelementes auf einem mit dem nicht gezeichneten Ofenkörper fest verbundenen Winkel 19 lose aufgelegt ist, um eine feste, aber nicht starre Verankerung des Tragelementes mit dem Ofen zu bewirken.

Claims

Paten ta ns PR Och ε-1. Unteres Verschluß teil für öfen, insbesondere Reaktionsöfen, mit senkrecht aufgehängten, an der Verschlußseite frei aus dem Ofen austretenden Rohren, insbesondere solchen aus nichtmetallischen Werkstoffen, bestehend aus einem auf am Ofenkörper fest angebrachten Haltern, z. B. Vorsprüngen, aufliegenden Tragelement mit öffnungen für die Rohre und aus auf das Tragelement lose aufgestellten Isoliersteinen gleicher Querschnittsform, von denen jeder mit einer Bohrung für ein Rohr versehen ist und dieses allseitig umschließt, wobei zwischen den Isoliersteinen ein Zwischenraum, z. B. von 2 bis 8 mm Breite, ausgespart ist.
2. Verschluß teil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsform der Isoliersteine einem regelmäßigen Sechseck entspricht und das Tragelement als Gitterrost mit wabenförmig verbundenen, vorteilhaft nach der Außenseite sich verjüngenden Gitterstäben ausgebildet ist.
3. Verschlußteil nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isoliersteine an ihren senkrechten Flächen mit Aussparungen oder Vorsprüngen versehen sind, die unter Aufrechterhaltung des Abstandes zweier benachbarter Flächen in Vorsprünge oder Aussparungen des benachbarten Steines eingreifen.
4. Verschlußteil nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isoliersteine mit einer konischen, zum Ofeninnern sich erweiternden Bohrung versehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

® 709 507/405 4.57