TITEL DER ERFINDUNG

Schutzrohr mit Schwingungsreduzierung

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft ein Schutzrohr zur gedichteten Einbringungen in einen Prozessraum mit einer Strömung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Erfindung betrifft weiterhin einen Gasprobennehmer zur Einbringungen in einen Prozessraum mit einer Strömung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 22.

STAND DER TECHNIK

Aus dem Stand der Technik sind allgemein Schutzrohre für Temperatursensoren und Gasprobennehmer bekannt, wobei das Schutzrohr gemeinsam mit einem Temperatursensor oder der Gasprobennehmer abgedichtet in einen Prozessraum mit einer Strömung eines Mediums eingebracht ist.

Zu einer Schwingungsreduzierung ist weiterhin allgemein bekannt, dass an eine Außen seite von Körpern so genannte Helix- Wendeln angeordnet sind. Dies ist beispielsweise in der US 3 076 533 A allgemein für Körper sowie in der US 4 991 976 A, der GB 2 442 488 A, der JP 3 126 141 U und der GB 2 433 122 A für Schutzrohre beschrieben.

Auch ist dies für unterschiedliche Strukturen in "R. D. Blevins: Flow-Induced Vibration; Krieger, Florida, 2001 (Abb. (a) Seite 18)", in "ASME STS-1-2011" und in der "DIN EN 1993-3-2:2006" beschrieben.

Weiterhin sind Schutzrohre und Anforderungen an diese in "Fluids and Thermal

Engineering, Japanisches Journal JSME Vol. 44, Ausgabe 4 von 2001 und in der "ASME für Schutzrohre, Thermowells PTC 19.3 TW-2016" beschrieben. AUFGABE DER ERFINDUNG

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Schutzrohr und einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten

Gasprobennehmer anzugeben.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Schutzrohr gelöst, welches die im

Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Weiterhin wird die Aufgabe

erfindungsgemäß mit einem Gasprobennehmer gelöst, welcher die im Anspruch 22 angegebenen Merkmale aufweist.

Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Ein Schutzrohr, zur insbesondere gedichteten Einbringung in einen Prozessraum mit einer Strömung, welche in eine Richtung gerichtet ist, umfasst einen Hohlkörper, welcher an seinem unteren Ende verschlossen ist, an seinem oberen Ende eine Öffnung zur

Einbringung eines Temperatursensors hat und an seinem oberen Ende eine Kontur zur Abdichtung an einen Prozessraum aufweist.

Erfindungsgemäß weist eine Innenfläche des Hohlkörpers vorzugweise eine zylindrische Form auf und/oder umfasst mehrere Abschnitte jeweils mit einer vorzugsweise

zylindrischen Form, wobei sich zumindest ein Anschnitt einer Außenkontur des

Hohlkörpers zum verschlossenen unteren Ende hin verjüngt. Zumindest abschnittsweise ist zumindest eine Helixstruktur auf der Außenkontur angeordnet und/oder zumindest abschnittweise ist zumindest eine Helixstruktur in der Außenkontur angeordnet.

Im Folgenden wird der Begriff Schutzrohr als Mantelschutz für Temperaturfühler gebraucht, allerdings kann das Schutzrohr auch mit einer Öffnung oder entlang einer gedachten Linie mit mehreren Öffnungen versehen sein, und so auch als Schutzrohr für Gasprobenentnahmen bzw. als Gasprobennehmer eingesetzt werden. Die gedachte Linie verläuft dabei ausgehend vom unteren Ende zum oberen Ende des Gasprobennehmers, so dass das Schutzrohr blockflötenähnlich ausgestaltet ist, d. h. einem äußeren

Erscheinungsbild einer Blockflöte ähnelt. Mit anderen Worten: Das Schutzrohr weist ein sich verjüngendes Grundrohr auf, welches an seiner Spitze ein dünneres Ende aufweist als an seiner Wurzel. Weiterhin ist das Grundrohr mit einer vorzugsweise zylindrisch ausgebildeten Bohrung oder einer

Stufenbohrung mit mehreren zylindrischen Abschnitten unterschiedlichen Durchmessers für die Einbringung eines oder mehrerer Temperaturfühler ausgeführt. Die zusätzlich zur verjüngenden Außenkontur vorgesehene helixförmige Struktur ruft in vorteilhafter Weise einen unregelmäßigen Strömungsabriss hervor und vermindert oder verringert ein

Schwingen oder gar ein Aufschwingen.

Es hat sich durch zahlreiche Erprobungen und Variationen des Schutzrohrs herausgestellt, dass erst die Kombination von einer sich verjüngenden Außenkontur und der Anordnung der zumindest einen Helixstruktur zu einer hervorragenden Stabilität des Schutzrohrs bei nahezu allen Fluiden und in fast allen Strömungssituationen führt.

Tritt dennoch eine Schwingung auf, ist diese signifikant abgeschwächt und kann aufgrund einer sehr geringen Amplitude nicht zu einem Abriss des Schutzrohrs führen.

Dabei ist das Schutzrohr besonders kostengünstig herstellbar.

Die Herstellung erfolgt beispielsweise aus Vollmaterial per Fräsen, aus Rohrmaterial oder durch Anbringung der zumindest einen Helixstruktur auf vorgefertigte Schutzrohre. Die Helixstruktur kann hierbei sowohl rechts- als auch linksdrehend sein. Es ist auch möglich, das Schutzrohr mittels 3D-Druck herzustellen.

In einer möglichen Ausgestaltung des Schutzrohrs ist die Außenkontur des Hohlkörpers konisch geformt oder abschnittsweise konisch geformt oder ein Durchmesser der

Außenkontur nimmt zumindest abschnittsweise in Richtung des verschlossenen unteren Endes nicht-linear ab. Eine solche konische Formung oder nicht-lineare Abnahme des Durchmessers der Außenkontur des Hohlkörpers ermöglicht einerseits eine besonders hohe Resistenz gegen Schwingungen und andererseits eine besonders einfache und

kostengünstige Herstellung.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Schutzrohrs ist ein oberer Abschnitt der Außenkontur des Hohlkörpers frei von einer Struktur, insbesondere der Helixstruktur. Dabei ist der obere Abschnitt konisch oder dessen Durchmesser nimmt in Richtung des verschlossenen unteren Endes nicht- linear ab. Ein unterer Abschnitt der Außenkontur des Hohlkörpers ist zylindrisch und umfasst zumindest eine auf der Außenkontur angeordnete Helixstruktur und/oder zumindest eine in der Außenkontur angeordnete Helixstruktur. Eine derartige Ausbildung hat sich als besonders resistent gegen Schwingungen herausgestellt. Weiterhin bewirkt die Strukturfreiheit des oberen Abschnitts, dass bei einer Anordnung dieses Abschnitts in einem Flanschstutzen eines Prozessraums so genannte Toträume vermieden werden und daraus folgend Ablagerungen eines geführten Mediums an dem Abschnitt minimiert werden. Weiterhin kann der obere Abschnitt als Führungsunter stützung zum Einführen des Schutzrohrs in eine entsprechende Öffnung des Prozessraums dienen, wobei aufgrund der Strukturfreiheit Beschädigungen des Prozessraums und/oder des Schutzrohrs, insbesondere auch eine Bildung von Spänen durch Materialabtrag und eine damit verbundene Kontamination des Prozessraums mit Fremdkörpern vermieden werden. Weiterhin ergibt sich aus der nur abschnittweisen Anordnung der Helixstruktur ein geringerer Material- und Kostenaufwand bei der Herstellung des Schutzrohrs.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Schutzrohrs beträgt ein Fängenverhältnis des oberen Abschnitts zum unteren zylindrischen Abschnitt der Außenkontur 1 : 2,0 bis 1 : 3,5, insbesondere 1 : 2,5 bis 1 : 3,0. Eine derartige Ausbildung hat sich als besonders resistent gegen Schwingungen herausgestellt. Weiterhin kann so eine Anpassung des Schutzrohrs an Größenverhältnisse zwischen einen Flanschstutzen und einem Prozessraum erfolgen.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Schutzrohrs gehen der obere Abschnitt und der untere zylindrische Abschnitt der Außenkontur stufenlos und/oder ohne Ausbildung einer Kante ineinander über. Auch eine derartige Ausbildung hat sich als besonders resistent gegen Schwingungen herausgestellt und ermöglicht gleichzeitig, dass die

Strömung im Prozessraum nur in geringem Maß beeinflusst wird.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Schutzrohrs weist der obere Abschnitt der Außenkontur eine Fänge von 70 mm bis 200 mm, insbesondere 95 mm bis 120 mm, insbesondere 100 mm auf. Bei derartigen Dimensionen zeichnet sich das Schutzrohr durch eine besonders hohe mechanische Stabilität aus. Insbesondere können günstige Stabilitäten für bestimmte Schwingungsanregungen realisiert werden und eine Versagensfreiheit des Schutzrohrs für dessen Febensdauer sichergestellt werden.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Schutzrohrs weist der obere Abschnitt der Außenkontur gegenüber einer zentralen Achse einen Konuswinkel von 1 ° bis 7 °, insbesondere 2 ° bis 6 °, insbesondere 3 ° bis 5 ° Grad auf. Eine solche Ausbildung des Konuswinkels hat sich in Strömungsversuchen als besonders strömungsfest und mechanisch stabil ergeben. Gleichzeitig kann das Schutzrohr besonders materialsparend und damit besonders kostengünstig erzeugt werden.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Schutzrohrs weist der Hohlkörper an seiner an seinem oberen Ende ausgebildeten Wurzel einen Durchmesser von 20 mm bis 30 mm auf. Hierdurch ist eine breite Anwendbarkeit bei gleichzeitig hoher mechanischer Stabilität realisierbar.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Schutzrohrs weist der Hohlkörper an seiner an seinem unteren Ende ausgebildeten Spitze einen Durchmesser von 16 mm bis 25 mm, insbesondere 19 mm, auf. Aufgrund dieses relativ geringen Durchmessers kann eine besonders schnelle Temperaturmessung durchgeführt werden.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Schutzrohrs ist der obere Abschnitt des Hohlkörpers frei von der zumindest einen Helixstruktur und weist eine Länge von 100 mm bis 125 mm auf. Derartige Längen haben sich als technisch und wirtschaftlich besonders günstig ergeben. Weiterhin bewirkt die Strukturfreiheit des oberen Abschnitts, dass bei einer Anordnung dieses Abschnitts in einem Flanschstutzen eines Prozessraums so genannte Toträume vermieden werden und daraus folgend Ablagerungen eines geführten Mediums an dem Abschnitt minimiert werden. Weiterhin kann der obere Abschnitt als Führungsunterstützung zum Einführen des Schutzrohrs in eine entsprechende Öffnung des Prozessraums dienen, wobei aufgrund der Strukturfreiheit Beschädigungen des

Prozessraums und/oder des Schutzrohrs, insbesondere auch eine Bildung von Spänen durch Materialabtrag und eine damit verbundene Kontamination des Prozessraums mit Fremdkörpern vermieden werden. Weiterhin ergibt sich aus der nur abschnittweisen Anordnung der Helixstruktur ein geringerer Material- und Kostenaufwand bei der

Herstellung des Schutzrohrs.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Schutzrohrs ist zwischen dem oberen Abschnitt und dem unteren Abschnitt mit zumindest einer Helixstruktur ein dritter Abschnitt als Übergangsabschnitt angeordnet, welcher konisch ausgebildet ist oder dessen Durchmesser nicht-linear abnimmt. Hierdurch kann neben einer hohen Resistenz gegen Schwingungen auch eine besonders einfache, materialsparende und kostengünstige Herstellung realisiert werden. In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Schutzrohrs ist die zumindest eine

Helixstruktur an mehreren Stehen unterbrochen. Eine derartige Ausbildung hat sich als besonders resistent gegen Schwingungen herausgesteht, da aufgrund der Unterbrechung eine verbesserte Verwirbelung der Strömung des Mediums erreicht wird. Weiterhin ist die Helixstruktur aufgrund ihrer Unterbrechung mit geringem Materialaufwand und bei Verwendung eines Metall- und/oder Druckgussprozesses günstiger erzeugbar.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Schutzrohrs ist die zumindest eine

Helixstruktur als Dreifach-Helix oder Vierfach-Helix ausgebildet. Eine derartige

Ausbildung hat sich als besonders resistent gegen Schwingungen herausgesteht.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Schutzrohrs sind Abschnitte mehrerer Helices an der Außenkontur des Hohlkörpers vertikal versetzt angeordnet. Eine derartige Ausbildung hat sich als besonders resistent gegen Schwingungen herausgesteht.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Schutzrohrs entspricht die vertikale Versetzung der Helices einem Wert einer Ganghöhe geteilt durch eine Anzahl der Helices. Eine solche Anordnung hat sich besonders wirksam zur Verwirbelung der Strömung des Mediums erwiesen.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Schutzrohrs ist die zumindest eine

Helixstruktur aus Rundmaterial geformt und/oder weist einen runden Querschnitt auf. In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Schutzrohrs weist die zumindest eine

Helixstruktur einen quaderförmigen Querschnitt auf, wobei mit dem Hohlkörper unverbundene Kanten der zumindest einen Helixstruktur entgratet oder gebrochen sind. Alternativ oder zusätzlich ist zwischen an dem Hohlkörper anliegenden Kanten der zumindest einen Helixstruktur und dem Hohlkörper ein radialer Übergang ausgebildet. In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Schutzrohrs weist die zumindest eine

Helixstruktur einen trapezförmigen Querschnitt auf. In einer weiteren möglichen

Ausgestaltung des Schutzrohrs weist die zumindest eine Helixstruktur einen dreieckigen Querschnitt auf. Mittels der unterschiedlichen Querschnitte der Helixstruktur können anwendungsspezifische Funktionen erzeugt werden. Da zur Herstellung der

unterschiedlichen Querschnitte unterschiedliche Werkzeuge verwendet werden, welche unterschiedlich hohe Kosten aufweisen, können durch anwendungsbezogene Anpassung der Querschnitte ein Kostenaufwand optimiert und ein Materialaufwand minimiert werden. In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Schutzrohrs ist der Hohlkörper mit seinem oberen Ende mit einem Flansch verbunden oder weist einen sich an das obere Ende anschließenden Flansch auf. Dabei ist der Hohlkörper zum Flansch hin mit einem Radius oder einer Kontur verstärkt ist. Als Flansche werden insbesondere obere tellerförmige Abschnitte bezeichnet, die an das obere Ende des Schutzrohrs angeformt oder ange- schweißt sind oder als homogenes Bauteil gemeinsam und einstückig mit dem Hohlkörper ausgebildet sind und zur Abdichtung zum Prozessraum mit dem Fluid dienen. Es sind jedoch auch weitere Anschluss- und Abdichtungsgeometrien wie Gewinde, Einschweiß- flächen oder Klemmbünde möglich.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Schutzrohrs verstärkt sich die Außenkontur im oberen Drittel des Hohlkörpers radial. Somit ist ein mechanisch besonders stabiler Aufbau des Schutzrohrs realisierbar.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Schutzrohrs verjüngt sich die Außenkontur in einem unteren Drittel des Hohlkörpers logarithmisch. Diese logarithmische Verjüngung führt zu einer besonders hohen mechanischen Stabilität des Schutzrohrs bei gleichzeitig besonders geringem Materialeinsatz.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Schutzrohrs entspricht eine Materialdicke der zumindest einen Helixstruktur einem 0,1 -fachen bis 0,l5-fachen des an der

entsprechenden Position der Helixstruktur vorhandenen Durchmessers des Hohlkörpers oder eines an einer anderen Position des Hohlkörpers vorhandenen Durchmessers. Diese Varianz der Materialdicke führt neben einer Optimierung der Strömungsbeeinflussung ebenso zu einer Material- und Kostenverringerung.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Schutzrohrs nimmt eine Steigung der zumindest einen Helixstruktur zu einem oberen Ende des Hohlkörpers hin zu. Eine solche Ausbildung hat sich in Strömungsversuchen als besonders geeignet für spezielle

Anwendungen erwiesen und bewirkt eine hohe Resistenz des Schutzrohrs gegen

Schwingungen.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Schutzrohrs nimmt eine Materialdicke der zumindest einen Helixstruktur zu dem oberen Ende des Hohlkörpers hin ab. Auch diese Ausbildung hat sich in Strömungsversuchen als besonders geeignet für spezielle Anwendungen erwiesen und bewirkt eine hohe Resistenz des Schutzrohrs gegen

Schwingungen.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Schutzrohrs nimmt eine Höhe der zumindest einen Helixstruktur um die Hälfte der Verjüngung des Hohlkörpers zu.

Hierdurch wird eine Vergrößerung einer Oberfläche des Schutzrohrs erzielt, woraus ein verbesserter Wärmeübergang zwischen Medium und Temperatursensor resultiert. Somit ist eine besonders schnelle und genaue Temperaturmessung, auch bei dynamischen

Temperaturschwankungen, möglich. Weiterhin kann bei abrasiven Medien eine hohe Resistenz und lange Haltbarkeit der Helixstruktur bis zum Erreichen einer minimalen Höhe realisiert werden.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Schutzrohrs weist eine an einem unteren Ende des Hohlkörpers ausgebildeten Spitze eine abflachte ebene Fläche auf, welche besonders schnell und mit geringem Aufwand herstellbar ist.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Schutzrohrs umlaufen zwei Helices den Hohlkörper, wobei eine der Helices eine negative Ganghöhe aufweist und ein Betrag der Ganghöhe der beiden Helices vorzugsweise gleich ist. Hierdurch wird eine besonders gute Verwirbelung der Strömung des Mediums erreicht, wodurch eine besonders hohe

Schwingungsberuhigung und besonders hohe Standzeit des Schutzrohrs erzielt werden.

Prozesse, in denen die Ausführungen der Erfindung eingesetzt werden, bedingen eine hohe Verschleiß festigkeit und Hitzebeständigkeit des Schutzrohrs. So sind die Medien in welche das Schutzrohr eingebracht werden oft abrasiv oder korrosiv. Um die Lebensdauer des Schutzrohrs zu verlängern kann das Schutzrohr mit einem medienbeständigen Überzug ummantelt werden. Hier ist in einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Schutzrohrs vorgesehen, dass der Hohlkörper und die zumindest eine Helixstruktur mit einem chemiebeständigem Kunststoff überzogen sind. Dieser Überzug verhindert chemische Zersetzungen des Schutzrohrs und der Helixstruktur. Der Kunststoff umfasst

beispielsweise CTFE, PTFE, PDE, CFA und/oder PFA.

Alternativ oder zusätzlich sind in einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Schutzrohrs der Hohlkörper und die zumindest eine Helixstruktur mit einer metallischen Legierung und/oder einem Sondermaterial, insbesondere einer korrosionsbeständigen

Nickelbasislegierung oder Monel oder einer Hartlegierung auf Cobalt-Chrom-Basis, auch als Stellite bezeichnet, überzogen oder daraus gefertigt. Die Nickelbasislegierung kann dabei unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen, umfasst jedoch Nickel als

Hauptkomponente und Chrom als wichtigste Nebenkomponente. Zusätzlich können die folgenden Elemente enthalten sein: Eisen, Molybdän, Niob, Kobalt, Mangan, Kupfer, Aluminium, Titan, Silizium, Kohlenstoff, Schwefel, Phosphor oder Bor. Monel ist eine Nickel-Kupfer-Legierung und umfasst ungefähr 65 % Nickel, 33 % Kupfer und 2 % Eisen mit hoher Zugfestigkeit.

Beispielsweise erfolgt eine Ummantelung mit Legierungen aus Kobalt und Chrom oder mit Kobalt-Chrom-Molybdän Legierungen. Die Helixstruktur kann aus einer solchen

Legierung hergestellt werden und durch Schweißen oder eine andere stoffschlüssige Verbindung an das Schutzrohr angebracht werden. Auch ist es möglich, dass das

Schutzrohr gemeinsam mit der Helixstruktur in einem Herstellungsprozess, beispielsweise einen Tiefziehverfahren oder einem Fließpressverfahren, hergestellt wird.

In einer möglichen Ausgestaltung ist das Schutzrohr aus Metall gefertigt. Bei dem Metall kann es sich um eine Legierung handeln, die Chrom, Nickel, Molybdän und/oder Mangan umfasst. Dabei liegt ein Anteil von Chrom beispielsweise in einem Bereich von

13 Gewichtsprozent (kurz: Gew.-%) bis 20 Gew.-%. Ein Anteil von Nickel liegt beispielsweise in einem Bereich von 9 Gew.-% bis 15 Gew.-%. Ein Anteil von Molybdän liegt beispielsweise in einem Bereich von 1 Gew.-% bis 4 Gew.-%.

Um die Eigenschaften des Schutzrohrs weiter zu verbessern, insbesondere eine möglichst hohe Medienbeständigkeit zu erreichen, kann neben einem Standardwerkstoff, wie z. B. der Edelstahl SS316, auch ein Ausgangsmaterial genutzt werden, in welches weitere medienbeständige Metalle, wie z. B. Titan oder Nickel, eingebracht sind. Bei dem

Basismaterial kann es sich aber auch um Legierungen, wie beispielsweise

korrosionsbeständige Nickelbasislegierungen oder Monel oder eine Hartlegierung auf Cobalt-Chrom-Basis, handeln.

Ein Gasprobennehmer zur Einbringungen in einen Prozessraum mit einer Strömung, welche in eine Richtung gerichtet ist, umfasst einen Hohlkörper, welcher an seinem unteren Ende geöffnet ist und an seinem oberen Ende eine Öffnung zum Entnehmen von Gasproben umfasst. Erfindungsgemäß weist eine Innenfläche des Hohlkörpers eine zylindrische Form auf und/oder umfasst mehrere Abschnitte jeweils mit einer vorzugsweise zylindrischen Form, wobei sich zumindest ein Abschnitt einer Außenkontur des Hohlkörpers zum geöffneten unteren Ende hin verjüngt. Weiterhin ist zumindest abschnittsweise zumindest eine Helixstruktur auf der Außenkontur angeordnet und/oder zumindest abschnittsweise zumindest eine Helixstruktur in der Außenkontur angeordnet.

Die zusätzlich zur veijüngenden Außenkontur vorgesehene helixförmige Struktur ruft in vorteilhafter Weise einen unregelmäßigen Strömungsabriss hervor und vermindert oder verringert ein Schwingen oder gar ein Aufschwingen.

Es hat sich durch zahlreiche Erprobungen und Variationen des Gasprobennehmers herausgestellt, dass erst die Kombination von einer sich zumindest abschnittsweise verjüngenden Außenkontur und der Anordnung der zumindest einen Helixstruktur zu einer hervorragenden Stabilität des Gasprobennehmers bei nahezu allen Fluiden und in fast allen Strömungssituationen führt.

Tritt dennoch eine Schwingung auf, ist diese signifikant abgeschwächt und kann aufgrund einer sehr geringen Amplitude nicht zu einem Abriss des Gasprobennehmers führen.

Dabei ist der Gasprobennehmer besonders kostengünstig herstellbar.

Die Herstellung erfolgt beispielsweise aus Vollmaterial per Fräsen, aus Rohrmaterial oder durch Anbringung der zumindest einen Helixstruktur auf vorgefertigte Gasprobennehmer. Die Helixstruktur kann hierbei sowohl rechts- als auch linksdrehend sein.

In einer möglichen Ausgestaltung des Gasprobennehmers ist die Außenkontur des

Hohlkörpers konisch geformt oder abschnittsweise konisch geformt oder ein Durchmesser der Außenkontur nimmt zumindest abschnittsweise in Richtung des geöffneten unteren Endes nicht-linear ab. Eine solche konische Formung der Außenkontur des Hohlkörpers oder die nicht-lineare Abnahme des Durchmessers der Außenkontur ermöglicht einerseits eine besonders hohe Resistenz gegen Schwingungen und andererseits eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasprobennehmers ist die Außenkontur des Hohlkörpers in einem oberen Drittel des Hohlkörpers konkav gebogen und zeichnet sich somit durch eine besonders hohe mechanische Stabilität und einen geringen

Strömungswiderstand aus.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasprobennehmers ist ein oberer Abschnitt der Außenkontur des Hohlkörpers frei von einer Struktur, insbesondere der Helixstruktur. Dabei ist der obere Abschnitt der Außenkontur konisch oder der Durchmesser der

Außenkontur nimmt zumindest abschnittsweise in Richtung des geöffneten unteren Endes nicht- linear ab. Ein unterer Abschnitt der Außenkontur des Hohlkörpers ist zylindrisch und umfasst zumindest eine auf der Außenkontur angeordnete Helixstruktur und/oder zumindest eine in der Außenkontur angeordnete Helixstruktur. Eine derartige Ausbildung hat sich als besonders resistent gegen Schwingungen herausgestellt.

In weiteren möglichen Ausgestaltungen des Gasprobennehmers kann der Hohlkörper, abgesehen von seiner unteren Öffnung und dem Temperatursensor, analog die gleichen Merkmale und Vorteile aufweisen, wie zuvor in den möglichen Ausgestaltungen zum Schutzrohr beschrieben.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Dabei zeigen:

Figur 1 schematisch einen länglichen Körper gemäß dem Stand der Technik,

Figur 2 schematisch ein Schutzrohr gemäß dem Stand der Technik,

Figur 3A schematisch eine Schnittdarstellung eines Schutzrohrs, Figur 3B schematisch einen vergrößerten Ausschnitt der Schnittdarstellung gemäß Figur 3A,

Figur 4A schematisch eine teiltransparente Darstellung eines Schutzrohrs, Figur 4B schematisch eine teiltransparente Darstellung eines Gasprobennehmers,

Figur 4C schematisch eine teiltransparente Darstellung eines Schutzrohrs, Figur 4D schematisch einen Ausschnitt eines Querschnitts eines Schutzrohrs,

Figuren 4E bis 4G schematisch Querschnitte von Schutzrohren, Figuren 5A bis 5F schematisch Ausschnitte von Längsschnitten eines Schutzrohrs, Figuren 6A bis 6E schematisch Ausschnitte von Längsschnitten eines Schutzrohrs, Figuren 6F bis 6H schematisch vergrößerte Ausschnitte von Längsschnitten eines

Schutzrohrs im Bereich einer Helixstruktur,

Figur 7 schematisch eine Schnittdarstellung eines Systems mit einem

Prozessraum und einem in den Prozessraum ragenden Schutzrohr,

Figur 8 schematisch eine perspektivische Ansicht eines Gasprobennehmers,

Figuren 9A bis 9C schematisch ein Schutzrohr, Figur 9D schematisch eine teiltransparente Darstellung eines Schutzrohrs, Figur 9E schematisch einen Teilschnitt eines Schutzrohrs, Figur 9F schematisch einen Querschnitt des Schutzrohrs gemäß Figur 9E, Figur 10A schematisch eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts eines

Gasprobennehmers,

Figur 10B schematisch ein Schutzrohr,

Figur 10C schematisch einen Ausschnitt eines Schutzrohrs, Figur 11 A schematisch eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts eines

Schutzrohrs,

Figuren 11B bis 11D schematisch Querschnitte von Schutzrohren und

Figuren 12A bis 12D schematisch einen Querschnitt Schutzrohrs,

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

In Figur 1 ist ein länglicher Körper 1 gemäß dem Stand der Technik nach "R. D. Blevins: Flow-Induced Vibration; Krieger, Florida, 2001 (Abb. (a) Seite 18)" dargestellt. Der Körper 1 umfasst einen zylindrischen Vollkörper 1.1 und drei Helixstrukturen 1.2 bis 1.4, welche den Vollkörper 1.1 umgeben und auf diesem angeordnet, beispielsweise auf diesen aufgebracht sind.

Figur 2 zeigt ein Schutzrohr 2 für einen Temperatursensor gemäß dem Stand der Technik nach der US 4 991 976 A.

Das Schutzrohr 2 ist zu einer gedichteten Einbringung in einen in Figur 7 näher dargestellten Prozessraum P mit einer Strömung F ausgebildet und umfasst einen

Hohlkörper 2.1, welcher an seinem unteren Ende 2.2 verschlossen ist und an seinem oberen Ende 2.3 eine nicht näher dargestellte Öffnung zur Einbringung eines

Temperatursensors aufweist. Weiterhin ist an dem oberen Ende 2.3 eine Kontur 2.4, im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Flansch, zur Abdichtung zum Prozessraum P ausgebildet. Zusätzlich umfasst das Schutzrohr 2 eine Helixstruktur 2.5, welche auf einer Außenkontur des Hohlkörpers 2.1 angeordnet, beispielsweise aufgebracht, ist.

In Figur 3A ist eine Schnittdarstellung eines möglichen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schutzrohrs 3 dargestellt. Figur 3B zeigt einen vergrößerten

Ausschnitt der Schnittdarstellung gemäß Figur 3A.

Das Schutzrohr 3 ist zu einer gedichteten Einbringung in einen in Figur 7 näher dargestellten Prozessraum P mit einer Strömung F ausgebildet und umfasst einen Hohl körper 3.1, welcher an seinem unteren Ende 3.2 verschlossen ist und an seinem oberen Ende 3.3 eine Öffnung O zur Einbringung eines nicht gezeigten Temperatursensors aufweist.

Weiterhin ist an dem oberen Ende 3.3 eine Kontur 3.4, im dargestellten Ausführungs- beispiel ein Flansch, zur Abdichtung zum Prozessraum P ausgebildet. Die Kontur 3.4 weist dabei einen Durchmesser Dp auf.

Zusätzlich umfasst das Schutzrohr 3 eine Helixstruktur 3.5, welche auf eine

Außenkontur AK des Hohlkörpers 3.1 aufgebracht ist oder als von diesem hervorstehend gemeinsam mit diesem ausgebildet ist. Dabei weist die Helixstruktur 3.5 einen

quadratischen Querschnitt auf.

Der Hohlkörper 3.1 ist innen zylindrisch ausgebildet. Eine Außenkontur des

Hohlkörpers 3.1 verjüngt sich zum verschlossenen unteren Ende 3.2 hin. Die Verjüngung ist beispielsweise konisch ausgebildet. Auch kann die Verjüngung durch zumindest abschnittsweise nicht- lineare Verringerung eines Durchmessers der Außenkontur AK in Richtung des verschlossenen unteren Endes 3.2 realisiert sein.

Beispielsweise weist der Hohlkörper 3.1 an seinem oberen Ende 3.3, auch als Wurzel des Schutzrohrs 3 bezeichnet, einen Durchmesser DQ von ca. 20 mm bis 50 mm, insbesondere 25 mm, und an seiner Spitze, d. h. dem unteren Ende 3.2, einen Durchmesser D _v von ca.

12 mm bis 30 mm, insbesondere 16 - 19 mm, auf.

In einer möglichen Ausgestaltung des Schutzrohrs 3 ist ein oberer Abschnitt A des

Hohlkörpers 3.1, auch als oberer Halsabschnitt bezeichnet, ohne Struktur, insbesondere frei von der Helixstruktur 3.5, ausgebildet. Beispielsweise weist der obere Abschnitt A eine Länge Ll von ca. 50 mm bis 250 mm oder 90 mm bis 125 mm, insbesondere 100 mm bis 125 mm auf.

Ein unterer Abschnitt B, welcher mit der Helixstruktur 3.5 versehen ist, weist beispiels- weise eine Länge L2 von 200 mm bis 300 mm oder 500 mm oder bei einer Anwendung des Schutzrohrs 3 in Gaspipelines mit großem Durchmesser bis zu 1400 mm auf.

Ein Längenverhältnis der Länge Ll zur Länge L2 beträgt beispielsweise 1 :2 oder 1 :3 oder ist für spezielle Anwendungen kleiner. Die im Querschnitt quadratisch ausgebildete Helixstruktur weist beispielsweise eine Kantenlänge S von 2,5 mm auf.

In einer möglichen Ausgestaltung verringert sich die Kantenlänge S ausgehend von der Wurzel des Schutzrohrs 3 zu dessen Spitze.

Beispielsweise entspricht die Kantenlänge S und somit eine Materialdicke der

Helixstruktur einem 0,1 -fachen bis 0,l5-fachen eines an der entsprechenden Position der Helixstruktur 3.5 vorhandenen Durchmessers des Hohlkörpers 3.1 gemäß

S = 0,1 ... 0,15 * D (1) mit: D = Durchmesser des Hohlkörpers 3.1.

In Figur 4A ist ein sich konisch verjüngendes Schutzrohr 3 dargestellt.

In Figur 4B ist ein Gasprobennehmer 4 dargestellt, welcher einen Hohlkörper 4.1 umfasst, der an seinem unteren Ende 4.2 zu einer Gasprobenentnahme offen ist und an seinem oberen Ende 4.3 eine Öffnung O zum Entnehmen von Gasproben aufweist.

Weiterhin ist an dem oberen Ende 4.3 eine Kontur 4.4, im dargestellten Ausführungs- beispiel ein Flansch, zur Abdichtung zum Prozessraum P ausgebildet.

Zusätzlich umfasst der Gasprobennehmer 4 eine Helixstruktur 4.5, welche auf eine Außenkontur AK des Hohlkörpers 4.1 aufgebracht ist oder als von diesem hervorstehend gemeinsam mit diesem ausgebildet ist.

Der Hohlkörper 4.1 ist innen zylindrisch ausgebildet. Eine Außenkontur des

Hohlkörpers 4.1 verjüngt sich zum offenen unteren Ende 4.2 hin. Die Verjüngung ist beispielsweise konisch ausgebildet. Auch kann die Veijüngung durch zumindest abschnittsweise nicht- lineare Verringerung eines Durchmessers der Außenkontur AK in Richtung des offenen unteren Endes 4.2 realisiert sein.

Zusätzlich kann der Hohlkörper 4.1 entlang einer gedachten Linie mehreren

Öffnungen Ol bis On zu einer Gasprobenentnahme umfassen. Die gedachte Linie verläuft dabei ausgehend vom unteren Ende 4.2 zum oberen Ende 4.3 des Gasprobennehmers 4, so dass der Hohlkörper 4.1 blockflötenähnlich ausgestaltet ist, d. h. einem äußeren

Erscheinungsbild einer Blockflöte ähnelt.

Die weiteren Eigenschaften des Gasprobennehmers 4 entsprechen analog der Beschreibung zu den Figuren 3A und 3B.

In Figur 4C ist ein sich verjüngendes Schutzrohr 3 dargestellt, wobei die Verjüngung ausgehend von der Wurzel des Schutzrohrs 3 in einem Radius erfolgt, welcher

logarithmisch zur Spitze hin zunimmt. Das heißt, die Verjüngung ist durch eine nicht lineare Verringerung eines Durchmessers der Außenkontur AK in Richtung des verschlossenen unteren Endes 3.2 realisiert.

Figur 4D zeigt einen Ausschnitt eines Querschnitts eines Schutzrohrs 3, die Helix struktur 3.5 an einem an den Hohlkörper 3.1 grenzenden Grund mit einem Radius in diesen übergeht und von dem Hohlkörper 3.1 abgewandte obere Kanten mit einem Radius von beispielsweise 0,1 mm gebrochen sind.

Insbesondere haben sich scharfe Kanten im Strömungsversuch als vorteilhaft gezeigt, wobei aber Verletzungen bei der Montage verhindert werden sollen, und diese deswegen beispielsweise im Bereich 0,1 mm gebrochen sind.

In den Figuren 4E und 4F sind Querschnitte von Schutzrohren 3 dargestellt. Im

Unterschied zu dem in Figur 3A dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Helixstruktur 3.5 als Dreifach-Helix (Figur 4E) oder Vierfach-Helix (Figur 4F) ausgebildet.

Figur 4G zeigt einen Querschnitt eines Schutzrohrs 3 mit einer als Dreifach-Helix ausgebildeten Helixstruktur 3.5 mit stark abgerundeten oberen Kanten.

Dabei weist ein zylindrischer innerer Abschnitt des Hohlkörpers 3.1 einen Durch messer Dl, die Außenkontur AK des Hohlkörpers 3.1 einen Durchmesser D2 und ein gedachter, die Helixstruktur 3.5 umgebender Kreis einen Durchmesser D3 auf.

Dieser umhüllende Durchmesser D3 ergibt sich beispielsweise gemäß

D3 = (2 * 0,12 * D2) + D2. (2) In Figur 5 ist ein sich konisch verjüngendes Schutzrohr 3 in einer halben Schnittansicht mit einer Helixstruktur 3.5, wobei ausgehend von der Spitze des Schutzrohrs 3 die die

Kantenlänge S, d. h. eine Materialdicke der Helixstruktur 3.5, d. h. radial ausgehend von der Außenkontur AK des Hohlkörpers 3.1 eine Höhe der Helixstruktur 3.5, zur Wurzel des Schutzrohrs 3 hin abnimmt.

Figur 5B zeigt ein sich konisch verjüngendes Schutzrohr 3 in einer halben Schnittansicht mit einer Helixstruktur 3.5, wobei im Unterschied zu dem in Figur 5A dargestellten Schutzrohr 3 ein Durchmesser D3 der Helixstruktur 3.5 über die gesamte Länge ihrer Anordnung konstant ist.

In einer möglichen Ausgestaltung des Schutzrohrs 3 weist der auslaufende obere Abschnitt A, welcher beispielsweise dadurch entsteht, dass das Schutzrohr 3 an einer Drehbank hergestellt wurde, einen Außendurchmesser zum Einspannen in ein Futter und zum

Einschweißen in eine beispielsweise als Flansch ausgebildete Kontur 3.4 auf und ist frei von der Helixstruktur 3.5. Dabei weist der Abschnitt A einen maximalen Durchmesser D _v eines Rohlings auf, welcher einfach unbearbeitet bleibt und so einen dickeren

Stutzenabschnitt erzeugt.

In Figur 5C ist ein sich konisch verjüngendes Schutzrohr 3 in einer halben Schnittansicht mit einer Helixstruktur 3.5 dargestellt, wobei im Unterschied im Unterschied zu dem in Figur 5A dargestellten Schutzrohr 3 die Kantenlänge S, d. h. eine Materialdicke der Helixstruktur 3.5, d. h. radial ausgehend von der Außenkontur AK des Hohlkörpers 3.1 eine Höhe der Helixstruktur 3.5, über die gesamte Fänge ihrer Anordnung konstant ist, jedoch ein Abstand d, d' zwischen einzelnen Helixwendeln der Helixstruktur 3.5 zur Wurzel des Schutzrohrs 3 hin abnimmt.

In einer möglichen Ausgestaltung des Schutzrohrs 3 weist der auslaufende obere Abschnitt A, welcher beispielsweise dadurch entsteht, dass das Schutzrohr 3 an einer Drehbank hergestellt wurde, einen Außendurchmesser zum Einspannen in ein Futter und zum

Einschweißen in eine beispielsweise als Flansch ausgebildete Kontur 3.4 auf und ist frei von der Helixstruktur 3.5.

Figur 5D zeigt ein sich konisch verjüngendes Schutzrohr 3 in einer halben Schnittansicht mit einer Helixstruktur 3.5, welche einen gleichbleibend runden Querschnitt aufweist und als Runddraht auf die Außenkontur AK des Hohlkörpers 3.1 aufgeschweißt ist. In Figur 5E ist ein sich verjüngendes Schutzrohr 3 in einer halben Schnittansicht dar gestellt, wobei die Außenkontur AK des Hohlkörpers 3.1 einen steigenden Kurvenverlauf mit kleiner werdendem Radius zur Wurzel des Schutzrohrs 3 hin aufweist und ein

Abschnitt X zylindrisch oder nur gering konisch ausgeführt ist. Hierbei erfolgt die Ver jüngung zumindest abschnittsweise durch nicht-lineare Verringerung des Durchmessers der Außenkontur AK in Richtung des verschlossenen unteren Endes 3.2.

Figur 5F zeigt ein sich verjüngendes Schutzrohr 3 in einer halben Schnittansicht mit einem logarithmisch steigendem Kurvenverlauf zur Wurzel des Schutzrohrs 3 hin, wobei die Helixstruktur 3.5 einen halbrunden Querschnitt aufweist. Das heißt, die Verjüngung erfolgt durch nicht- lineare Verringerung des Durchmessers der Außenkontur AK in Richtung des verschlossenen unteren Endes 3.2.

Bei den zuvor genannten Ausführungen wird davon ausgegangen, dass das Schutzrohr 3 aus dem Vollen per Spanabhebung geformt wird. Auch ist es möglich, dass zumindest der Hohlkörper 3.1 gemeinsam mit der Helixstruktur 3.5 in einem Tiefziehverfahren oder Fließpressverfahren hergestellt wird. Auch die Kontur 3.4 kann gemeinsam als ein homogenes Bauteil mit dem Hohlkörper 3.1 ausgebildet sein oder nachträglich, beispielsweise per Schweißen, an diesem befestigt sein.

Auch bei den folgenden Ausführungen des Schutzrohrs 3 kann der Hohlkörper 3.1 ebenso aus dem Vollen per Spanabhebung geformt werden. Es ist möglich, dass die jeweilige Helixstruktur 3.5 vorher vorgeformt und dann z. B. per Schweißung auf die Außen kontur AK des Hohlkörpers 3.1 aufgebracht wird. Auch die Kontur 3.4 kann gemeinsam als ein homogenes Bauteil mit dem Hohlkörper 3.1 ausgebildet werden oder nachträglich, beispielsweise per Schweißen, an diesem befestigt sein.

In den Figuren 6A bis 6E zeigen jeweils einen halben Längsschnitt eines Schutzrohrs 3 mit unterschiedlichen Ausformungen einer Helixstruktur 3.5.

Dabei weist das Schutzrohr 3 in Figur 6A eine Helixstruktur 3.5 mit rundem Querschnitt, in Figur 6B eine Helixstruktur 3.5 mit quadratischem Querschnitt, in Figur 6C eine Helixstruktur 3.5 mit trapezförmigem Querschnitt, in Figur 6D eine Helixstruktur 3.5 mit dreieckigem Querschnitt und in Figur 6E eine Helixstruktur 3.5 mit abgerundetem

Querschnitt auf. In den Figuren 6F bis 6H sind vergrößerte Ausschnitte von Längsschnitten eines

Schutzrohrs 3 im Bereich einer Helixstruktur 3.5 dargestellt, wobei das Schutzrohr 3 gemäß Figur 6F eine Helixstruktur 3.5 mit halbrundem Querschnitt, gemäß Figur 6G eine Helixstruktur 3.5 mit stark abgerundetem Querschnitt und gemäß Figur 6H eine

Helixstruktur 3.5 mit stark abgerundetem Querschnitt aufweist.

In Figur 7 ist eine Schnittdarstellung eines Systems 5 mit einem rohrförmigen

Prozessraum P und einem in den Prozessraum P ragenden und sich konisch verjüngenden Schutzrohr 3 dargestellt.

Dabei weist das Schutzrohr 3 eine als Flansch ausgebildete Kontur 3.4 auf, mittels welcher das Schutzrohr 3 mediendicht an einem an Flanschstutzen 5.1 des Prozessraums P befestigbar ist.

Der Flanschstutzen 5.1, auch als stand off oder nozzle bezeichnet, weist eine Höhe h von 4" bis 8", beispielsweise 6" bei einem Durchmesser Ds _t von 1,5" oder 2" auf.

In diesem Bereich der Höhe h bleibt das Schutzrohr 3, d. h. die Außenkontur AK des Hohlkörpers 3.1, auf der Länge Ll im Abschnitt A zumindest im Wesentlichen oder größtenteils frei von der Helixstruktur 3.5 und ragt mit seinem unteren Abschnitt B, welcher mit der Helixstruktur 3.5 versehen ist, mit der Länge L2 bis in das mittlere Drittel Prozessraums P, welcher einen Durchmesser D, aufweist, hinein. Die Spitze des

Schutzrohrs 3 ragt hierbei vorzugsweise bis in eine Mitte oder eine mittleres Drittel des rohrförmigen Prozessraums P.

Der Durchmesser DQ an der Wurzel des Schutzrohrs 3 beträgt beispielsweise 1", wobei das Schutzrohr 3 an seinem unteren Ende 3.2, d. h. an der Spitze, einen Durchmesser D _v von 3/4" aufweist. Eine Innen-Bohrung zur Aufnahme des Temperatursensors hat

beispielsweise einen Durchmesser D _B von 0,26".

Figur 8 zeigt einen sich verjüngenden Gasprobennehmer4, auch als Quill-Style bezeichnet, in perspektivischer Ansicht, wobei die Helixstruktur 4.5 mehrere sich gegenseitig überlappende Helices umfasst. Das heißt, Abschnitte mehrerer Helices sind an der

Außenkontur AK des Hohlkörpers 4.1 vertikal versetzt angeordnet. In den Figuren 9A bis 9F sind verschiedene Ausführungen eines Schutzrohrs 3 dargestellt.

Dabei geht gemäß Figur 9A der konische obere Abschnitt A mit einer Stufe in den unteren zylindrischen Abschnitt B über.

Gemäß Figur 9B geht ein zylindrischer oberer Abschnitt A mittels eines konischen und als Übergangsabschnitt ausgebildeten Abschnitts C in den unteren zylindrischen Abschnitt B über. Dabei ist der obere zylindrische Bereich A insbesondere einer maximaler Durch messer D _v eines Abschnitts eines Rohlings, welcher unbearbeitet bleibt und so einen oberen Stutzenabschnitt erzeugt.

Gemäß Figur 9C geht der konische obere Abschnitt A mittels eines konischen und als Übergangsabschnitt ausgebildeten weiteren Abschnitts C in den unteren zylindrischen Abschnitt B über.

Gemäß Figur 9D ist insbesondere an der oberen flanschförmigen Kontur 3.4 ein Bund 3.6 ausgebildet, von welchem ausgehend ein Radiusübergang auf den oberen Abschnitt A erfolgt, dessen Verjüngung durch nicht-lineare Verringerung des Durchmessers der Außenkontur AK in Richtung des verschlossenen unteren Endes 3.2 ausgebildet ist. Ein Übergang zwischen dem oberen Abschnitt A und dem zylindrischen unteren Abschnitt B ist insbesondere stufenlos und ohne Ausbildung einer Kante als glatter Übergang oder in nicht näher dargestellter Weise mit einem Radiusübergang ausgeführt. In einer möglichen alternativen Ausgestaltung ist der obere Abschnitt A konisch ausgebildet.

Die innere Bohrung für den Temperatursensor ist zylindrisch oder stufenartig zylindrisch ausgebildet, wobei diese auch mit einer Stufe ausgeführt sein kann. Es sind auch mehrere Stufen möglich, insbesondere im unteren Abschnitt, wobei die am unteren Ende 3.2 befindliche Spitze eine abflachte ebene Fläche aufweist. Alternativ kann die Spitze aber auch eine Kugelspitze gemäß den Figuren 9A bis 9C oder eine andere Spitze sein.

In Figur 9E ist schematisch ein Teilschnitt eines möglichen Ausführungsbeispiels eines Schutzrohrs 3 dargestellt. Figur 9F zeigt schematisch einen Querschnitt dieses

Schutzrohrs 3.

Das Schutzrohr 3 umfasst einen Hohlkörper 3.1, welcher an seinem unteren Ende 3.2 verschlossen ist, an seinem oberen Ende eine Öffnung O zur Einbringung eines Temperatursensors hat und an seinem oberen Ende 3.3 eine als Flansch ausgebildete Kontur 3.4 zur Abdichtung an einen Prozessraum P aufweist. Der Flansch ist

beispielsweise einstückig mit dem Schutzrohr 3 ausgebildet oder nachträglich an dem oberen Ende befestigt, beispielsweise verschweißt. In einer möglichen Ausgestaltung ist ein Verschlusselement 3.7 zum Verschluss der Öffnung O vorgesehen.

Dabei ist der Hohlkörper 3.1 innen zylindrisch und eine Außenkontur AK des Hohl körpers 3.1 verjüngt sich zum verschlossenen unteren Ende 3.2 hin. Der Hohlkörper 3.1 weist an seiner an seinem oberen Ende 3.3 ausgebildeten Wurzel einen Durchmesser von 20 mm bis 30 mm und an seiner an seinem unteren Ende 3.2 ausgebildeten Spitze einen Durchmesser von 16 mm bis 25 mm, insbesondere 19 mm, auf.

Weiterhin ist an der oberen flanschförmigen Kontur 3.4 ein Bund 3.6 ausgebildet, von welchem ausgehend ein Radiusübergang auf einen oberen konischen Abschnitt A des Hohlkörpers 3.1 erfolgt. Der Radiusübergang weist beispielsweise einen Radius von 2,5 mm auf.

Der obere Abschnitt A der Außenkontur AK des Hohlkörpers 3.1 ist konisch ausgebildet und frei von einer Struktur, insbesondere frei von der Helixstruktur 3.5. Dabei weist der obere konische Abschnitt A der Außenkontur AK gegenüber einer zentralen Achse einen Konuswinkel von 1 ° bis 7 °, insbesondere 2 ° bis 6 °, insbesondere 3 ° bis 5 °, auf.

Ein unterer Abschnitt B des Schutzrohrs 3 ist zylindrisch ausgebildet, wobei auf einer Außenkontur AK des Hohlkörpers 3.1 im unteren Abschnitt B eine Helixstruktur 3.5 angeordnet ist.

Die Helixstruktur 3.5 ist als so genannte Dreifach-Helix ausgebildet, wobei einzelne Wendeln, d. h. einzelne Helices 3.5.1 bis 3.5.3 der Helixstruktur 3.5 um 120 ° zueinander versetzt sind. Die Helices 3.5.1 bis 3.5.3 weisen dabei einen rechteckigen Querschnitt mit einer Kantenlänge S _H , welche deren Höhe definiert, und einer Kantenlänge Sw, welche deren Breite definiert, auf.

Die Helices 3.5.1 bis 3.5.3 gehen an einem an den Hohlkörper 3.1 grenzenden Grund mit einem Radius in diesen über und von dem Hohlkörper 3.1 abgewandte obere Kanten sind mit einem Radius von beispielsweise 0,1 mm gebrochen. Ein Übergang zwischen dem oberen konischen Abschnitt A und dem zylindrischen unteren Abschnitt B ist insbesondere stufenlos und ohne Ausbildung einer Kante als glatter Übergang oder in nicht näher dargestellter Weise mit einem Radiusübergang ausgeführt.

Figur 10A zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts eines Gasprobennehmers 4 mit einer unterbrochenen Helixstruktur 4.5. Die Helixstruktur 4.5 wird beispielsweise dadurch realisiert, dass eine fortlaufende Helixstruktur 3.5 unterbrochen wird.

Figur 10B zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts eines Schutzrohrs 3 mit einer unterbrochenen Helixstruktur 3.5. Die Helixstruktur 3.5 wird beispielsweise dadurch realisiert, dass mehrere Helixelemente an Außenkontur AK ausgebildet oder angeordnet werden.

Figur 10C zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts eines Schutzrohrs 3 mit einer unterbrochenen Helixstruktur 3.5. Die Helixstruktur 3.5 wird beispielsweise dadurch realisiert, dass eine fortlaufende Helixstruktur 3.5 unterbrochen wird.

In Figur 11 A ist ein Ausschnitt eines Schutzrohrs 3 mit einer als Dreifach-Helix ausgebildeten Helixstruktur 3.5 dargestellt. Im Unterschied zu den in vorherigen Figuren dargestellten Schutzrohren 3 oder Gasprobennehmem 4 mit den Helixstrukturen 3.5, 4.5 ist vorliegend die Helixstruktur 3.5 nicht auf den Hohlkörper 3.1, 4.1 aufgebracht bzw. nach außen von diesem abstehend als integraler Bestandteil mit diesem ausgebildet sondern in die Außenkontur AK des Hohlkörpers 3.1 eingebracht.

Dabei weist die Helixstruktur 3.1 einen dreieckigen Querschnitt auf, dessen Winkel a in Abhängigkeit einer gewünschten Beeinflussung der Strömung F gemäß den Figuren 11B bis 11C unterschiedlich gewählt werden kann.

Abweichend zu dem dargestellten dreieckigen Querschnitt der Helixstruktur 3.5 kann diese auch abweichend gemäß den Figuren 12A bis 12D andere Querschnitte, beispielsweise einen trapenzförmigen Querschnitt (Figur 12A), einen quadratischen Querschnitt

(Figur 12B), einen abgerundeten Querschnitt mit großer Öffnung (Figur 12C) oder einen abgerundeten Querschnitt mit kleinerer Öffnung (Figur 12D) aufweisen.

Weiterhin ist für alle dargestellten Ausführungsbeispiele des Schutzrohrs 3 und Gas- probennehmers 4 zur weiteren Stabilisierung oder zur Erhöhung der Festigkeit des Schutzrohrs 3 oder Gasprobennehmers 4 ein Einbringen von Materialspannungen in die Oberfläche zu einer Verbesserung der Schwingfestigkeit anwendbar. Hierzu wird vorzugsweise in dem oberen Abschnitt A durch Festrollen oder Kugelstrahlen oder durch sonstiges Glätten oder auch durch so genanntes Laser-Peening die Oberfläche verdichtet. Dies dient nachweislich einer Erhöhung der Standfestigkeit des Schutzrohrs 3 oder

Gasprobennehmers 4. Diese Verdichtung ist in einem geätzten Schliffbild nachweisbar und oberflächlich auch durch eine veränderte Struktur ersichtlich.

In weiteren möglichen Ausgestaltungen des Schutzrohrs 3 und Gasprobennehmers 4 kann der Hohlkörper, abgesehen vom Unterschied der unteren Öffnung und dem

Temperatursensor, analog die gleichen Merkmale und Vorteile aufweisen, wie zuvor in den möglichen Ausgestaltungen zum Gasprobennehmer 4 bzw. Schutzrohr 3 beschrieben.

Die Erfindung ist nicht auf die vorhergehenden ausführlichen Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie kann in dem Umfang der nachfolgenden Ansprüche modifiziert werden. Ebenfalls können einzelne Aspekte aus den Unteransprüchen miteinander kombiniert werden.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Körper

1.1 Vollkörper

1.2 Helixstruktur

1.3 Helixstruktur

1.4 Helixstruktur 2 Schutzrohr

2.1 Hohlkörper

2.2 unteres Ende

2.3 oberes Ende

2.4 Kontur

2.5 Helixstruktur

3 Schutzrohr

3.1 Hohlkörper

3.2 unteres Ende

3.3 oberes Ende

3.4 Kontur

3.5 Helixstruktur

3.5.1 Helix

3.5.2 Helix

3.5.3 Helix

3.6 Bund

3.7 V erschlusselement

4 Gasprobennehmer

4.1 Hohlkörper

4.2 unteres Ende

4.3 oberes Ende

4.4 Kontur

4.5 Helixstruktur

5 System

A Abschnitt

AK Außenkontur

B Abschnitt

C Abschnitt Dl Durchmesser

D2 Durchmesser

D3 Durchmesser

D _B Durchmesser D _F Durchmesser

DI Durchmesser

DQ Durchmesser

Dst Durchmesser

D _v Durchmesser d Abstand d' Abstand

F Strömung h Höhe

Ll Länge L2 Länge

O Öffnung

Ol bis On Öffnung P Prozessraum s Kantenlänge SH Kantenlänge Sw Kantenlänge

X Abschnitt a Winkel