CH397194A - Heisswasser-Boiler - Google Patents

Description

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    Heisswasser-Boiler   Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein    Heisswasser-Boiler   aus    Buntmetall   mit    zylindrischem      Mantel   und mit gewölbtem Boden und Deckel. 



  Es ist bekannt, solche    Heisswasser-Boiler   aus Eisenblech    herzustellen;   für diese Materialwahl sind vor allem der relativ kleine    Materialpreis   und die leichte    Schweissbarkeit   ausschlaggebend    gewesen.   Die Boiler müssen eine    bestimmte   Festigkeit    aufweisen,   um gegen Einbeulen durch eventuell entstehendes Vakuum gesichert zu    sein..   Da Eisenblech eine relativ niedere    Streckgrenze   besitzt und da    stets   ein gewisser    Abrostungszuschlag   gemacht werden muss, sind solche    Eisenboiler   stets dickwandiger gebaut worden als dies rein theoretisch notwendig wäre.

   Kupfer wäre zufolge seiner    Korrosionsfestigkeit      ein   günstigeres.    Material   als Eisen für die    Boilerherstellung,   doch mussten die Kupferboiler zufolge der niederen    Streck-      grenze   des Kupferbleches bisher noch    dickwandiger      ausgeführt   werden als die    Eisenboiler.   Der    Einbeul-      druck   für einen unendlich langen Zylinder rechnet sich aus folgender Gleichung: 
 EMI1.29 
    worin   E den    Elastizitätsmodul,   S die Wanddicke und r den Radius des    Zylinders   bedeutet.

   Daraus ersieht man,    dass   auch ein Kupferboiler mit der niedrigeren    Streckgrenze   des Kupferbleches (7    kg/mm2)   und geringerem    Elastizitätsmodul   (1.05 - 101    kg/cm2)   ebenso vakuumsicher sein kann wie    ein   Eisenboiler    (Streck-      grenze      19kg/mm.2,      Elastizitätsmodul   2.1 -    10okg/cm2),   wenn seine Wandstärke entsprechend grösser gewählt wurde.

   Da Kupferboiler dieser    Wandstärke   sehr teuer sind, während Eisenboiler stets korrosionsgefährdet sind,    ging      man   dazu über,    für   den    Boilerbau      hochfeste      Si-Mn-      Legierungen      (96      %      Gig      Bronze)      wie       Simbo    und  Ultradur  zu verwenden, was nach Entwicklung neuer    Schweissverfahren,   z. B. des    Ar-      gon-Arc-Schweissens,      wirtschaftlich      möglich   wurde.

   Es zeigte sich nun aber,    dass   diese    Buntmetallboiler,   deren Wandstärke    zufolge   der    Hochfestigkeit   des    Materials   relativ klein gewählt wurde,    nicht   vakuumfest sind. Da der    atmosphärische      Luftdruck   im Maximum 1    kg/cm2   erreichen kann, darf der    Einbeuldruck      eines      Boilers      diesen      Wert   nicht unterschreiten.

   Wählt man aber die    Wandstärke   eines Buntmetall Boilers nur nach seiner    Innendruckfestigkeit,   so bleibt der    Einbeuldruck      meist   um 10 oder mehr Prozent unter diesem    Wert.   



  Dieser Nachteil    wird   erfindungsgemäss dadurch behoben,    dass   am    zylindrischen      Boilermantel   wenigstens ein Verstärkungsring angebracht ist. Schon ein einziger solcher    Verstärkungsring   erhöht bei    Boilern   bis etwa 125 Liter den    Einbeuldruck      mit   Sicherheit erheblich über den    kritischen      Wert   von 1    kg/cm2;

     bei grösseren Boilern werden    zweckmässig   zwei Verstärkungsringe so vorgesehen,    dass   sie den Mantel des    Boilers      in   drei gleich breite Ringfelder    unterteilen.   Der oder die    Verstärkungsringe   können    innen   oder aussen am    Boilermantel      angeordnet      sein.;      innere   Verstärkungsringe werden zweckmässig am Mantel    an-      geschweisst,   während    äussere      Verstärkungsringe   z. B.    mittels   eines    Kunststoffklebers   am Mantel festgeklebt sind. 



  In der    beiliegenden   Zeichnung ist der    erfindungs-      gemässe   Boiler    mit      inneren      Verstärkungsringen   beispielsweise    dargestellt;   es zeigt:    Fig.   1    einen   Boiler mit    inneren   Verstärkungsringen    schematisch   im    Axialschnitt,      Fig.   2 im grösseren Massstab eine    Einzelheit   aus    Fig.   1, 

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    Fig.   3 einen    Schnitt   analog    Fig.   2 durch einen Boiler mit äusserem Verstärkungsring. 



  Mit 1    ist   in der Zeichnung der    zylindrische   Mantel    eines      Heisswasser-Boilers   aus    Buntmetallblech   bezeichnet,    während   2 der nach    aussen   gewölbte Boden und 3 der ebenfalls nach aussen gewölbte Deckel ist.    Mit   H ist    in.      Fig.   1 die Gesamthöhe des Boilers, mit L die    Mantelhöhe   und    mit   a der Radius des Boilers bezeichnet.

   In halber Höhe des Boilers nach den    Fig.   1 und 2    ist   an    dessen      Innenwand   ein    profilierter      Verstärkungsring   4    angeschweisst.   Dieser    Verstärkungsring   4    besitzt   ein    gleichschenkliges      Win-      kelprofil   und liegt mit seinen freien    Schenkelrändern   an der    Boilerwand   an.

   Der    Verstärkungsring   4 besteht aus dem gleichen Buntmetall wie der Boiler und    besitzt   auch    etwa   die gleiche    Wandstärke.   Der Verstärkungsring 4 ist nicht über seinen    ganzen      Umfang,   sondern nur an in gleichen    Umfangsabständen   voneinander liegenden Stellen 5 mit dem    Boilermantel   1    verschweisst,   wobei die Schweissstellen des oberen    Ringschenkelrandes   gegenüber jenen    des   unteren    Ringschenkelrandes   so versetzt    sind,

        dass   jede Schweissstelle des unteren    Randes   in der Mitte zwischen zwei    benachbarten      Schweissstellen   des oberen Randes    liegt.   Der Innenraum des    Verstärkungsringes   4    ist   durch in gleichen    Umfangsabständen   voneinander angeordnete Löcher 6 im unteren    Ringschenkel   entlüftet. 



  In    Fig.   1    ist   als Variante mit    strichpunktierten   Linien auch eine    Ausführung   mit zwei Verstärkungsringen 4a    dargestellt.   Diese Ringe 4a, welche im Abstand L/3    voneinander      angeordnet   sind, so    dass   sie den    Boilermantel   1 in drei gleiche Feldabschnitte unterteilen, sind gleich    ausgebildet,      wie   der    Ring   4    des   vorangehend    beschriebenen      Beispiels   und auch in gleicher    Weise   am Mantel 1    angeschweisst.   



  Wie Rechnung und Versuche zeigen,    liegt   der    Einbeuldruck   eines Boilers der beschriebenen Art erheblich über dem Wert 1. So beträgt z. B. der Einbeuldruck eines    75-1-Heisswasser-Boilers   aus    Bronze   bei einer    Wandstärke   von 1.2 mm, einer Höhe H von 904 mm und    einem   Durchmesser von 350 mm ohne    Verstärkungsring   0.9    kg/em-   während er mit einem Verstärkungsring 1.86    kg/crn=   beträgt.

   Ein aus gleichem    Buntmetallblech   hergestellter    150-1-Boiler,   dessen Höhe H 1239    mm   und    dessen   Durchmesser 420    mm      beträgt,      besitzt   ohne Verstärkungsring einen    Einbeuldruck   von 0.51    kg/cm=   und    mit   zwei    Ver-      stärkungsringen   von 1.54    kg/cm2.   Die einen bzw.

   zwei    Verstärkungsringe      aufweisenden   Boiler sind somit    einwandfrei      vakuumsicher.   Es hat sich    gezeigt,   dass    für   Boiler unter 1501 ein    Verstärkungsring   genügt, während für Boiler von 1501 oder mehr zwei oder mehr    Verstärkungsringe      notwendig   sind. 



  Bei der in    Fig.   3 gezeigten Variante ist auf die Aussenseite    des      zylindrischen      Boilermantels   1    ein      metallischer      Verstärkungsring   7 aufgeklebt.

   Die    End-      teile   7a    des   offenen Ringes 7 liegen    nebeneinander   und überlappen sich    gegenseitig.   Diese sich überlappenden    Ringteile   7a sind    zweckmässig   durch    Hart-      lötung      am      Boilermantel   1 befestigt, während der Ring 7 selbst über seinen    ganzen   Umfang am Mantel 1    festgeklebt      ist.   Zweckmässig wird ein Kunststoffkleber, z.

   B. ein     Araldit -Kleber   verwendet, der durch Erhitzen ausgehärtet    wird.   Anstelle    eines      offe-      nen,   an den Enden mit dem    Mantel,   verlöteten Ringes könnte auch ein geschlossener Ring auf den Mantel geklebt sein.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Heisswasser-Boiler aus Buntmetall mit zylindri- schem Mantel und mit gewölbtem Boden und Deckel, dadurch gekennzeichnet, dass am zylindrischen Boi- lermantel wenigstens ein Verstärkungsring angebracht ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Heisswasser-Boiler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsring (4) an der Innenwand des Boilermantels(1) angeschweisst ist. 2.

   Heisswasser-Boiler nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein g@eich- schenkliges Winkelprofil aufweisender Verstärkungsring (4) mit seinen freien Schenkelrändern an gleiche Umfangsabstände aufweisenden Stellen (5) an der Mantelinnenwand angeschweisst ist, wobei jede Schweissstelle des einen Schenkelrandes in der Mitte zwischen zwei benachbarten Schweissstellen des andern Schenkelrandes liegt. 3.

   Heisswasser-Boiler nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen Verstär- kungsring (4) und Boilermantel (1) eingeschlossene Hohlraum durch Löcher (6) im unteren Ringschenkel entlüftet ist. 4. Heisswasser-Boiler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Verstär- kungsringe (4 bzw. 4a bzw. 7) den Boilermantel (1) in gleiche Feldabschnitte unterteilt. 5.

   Heisswasser-Boiler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsring (7) auf die Aussenwand des zylindrischen Boilermantels (1) mittels eines Kunststoffklebers aufgeklebt ist. 6. Heisswasser-Boiler nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein offener Verstärkungsring (7) vorgesehen ist, dessen nebeneinanderliegende, sich überlappende Endteile (7a) durch Hartlöten am Boilermantel (1) befestigt sind.