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Dehnbare Wandbekleidung für Wärmeaustauscher Die Erfindung bezieht sich auf eine dehnbare Platte für Wandbekleidungen von Wärmeaustau- schern, insbesondere von Dampferzeugern, wobei über die Platte gleichmässig verteilt unter sich gleich lange und zueinander rechtwinklige Sicken so angeordnet sind, .dass die Sicken quadratische Flächen umschliessen, deren Seitenlänge kürzer ist als die Länge einer Sicke.
Bei einem bekannten Blech dieser Art sind die Sicken kreuzweise zueinander angeordnet, so dass die Sicken quadratische Flächen umschliessen, deren Seitenlänge etwa gleich der halben Sickenlänge ist.
Beim Dehnen solcher Bleche ergeben sich an den Kreuzungsstellen starke Verformungen, die grosse Spannungsspitzen zur Folge haben, die zum Reissen der Bleche und damit zum Undichtwerden führen können. Letzteres ist besonders nachteilig, wenn die Bleche als Wandbekleidung für beispielsweise druckgefeuerte Dampferzeuger verwendet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Spannungsspitzen in den Blechen auf einfache Weise herabzusetzen. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass jeweils zwei zueinander rechtwinklige Sicken so angebracht sind, dass die Längsachse der einen Sicke die andere Sicke in zwei ungleich lange Abschnitte unterteilt. Bei dieser Gestaltung sind die Sicken nicht kreuzweise, sondern versetzt angeordnet und sie umschliessen entsprechend der ungleichen Unterteilung ihrer Länge quadratische Flächen zweierlei Grösse.
Die Erfindung wird in der, folgenden Beschreibung anhand von zwei Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Platte mit erfindungsgemäss angeordneten Sicken, Fig. 2 einen Schnitt entsprechend der Linie A-B in Fig. 1, Fig. 3 schematisch einen Querschnitt durch eine Sicke, Fig.4 eine Draufsicht eines anderen Ausfüh- rungsbeispieles der erfindungsgemässen Platte, Fig. 5 einen Schnitt entsprechend der Linie C-D in Fig. 4.
Gemäss Fig. 1 ist eine Platte 1, z. B. aus Stahlblech, mit Sicken 2 versehen, die alle unter sich gleich lang und gleichmässig über das Blech verteilt angeordnet sind. Die Sicken sind ferner zueinander rechtwinklig angeordnet, und zwar so, dass jeweils .die Längsachse 3 einer Sicke 2 eine rechtwinklig dazu stehende benachbarte Sicke 2 in zwei Abschnitte a und b unterschiedlicher. Länge unterteilt. Jeweils vier Sicken 2 umschliessen mit ihrem längeren Abschnitt b eine grosse quadratische Fläche F und jeweils vier Sicken 2 umschliessen mit ihrem kürzeren Abschnitt a eine kleine quadratische Fläche f. Die Längen der Abschnitte a und b stehen ungefähr in einem Verhältnis von 1:2.
Wird die Platte in: Richtung der Pfeile 4 gedehnt, so verformen sich die Sicken 2, wie dies in Fig. 1 mit gestrichelten Linien -- der Übersichtlichkeit halber nur an vier, Sicken -- dargestellt ist. Die von den vier Sicken eingeschlossene Fläche F führt bei der. Dehnung eine kleine Drehung aus. Die Verformung einer Sicke an einer Stelle, an der diese Sicke durch die Längsachse einer zu ihr rechtwinkligen Sicke unterteilt wird, kann man sich aus zwei Anteilen zusammengesetzt denken, die verschieden gross sind. Dies sei an der in Fig. 1 obersten waagrecht gezeichneten Sicke 2' sowie in Fig. 3 veranschaulicht.
Der eine Anteil an der Verformung möge Y betragen, während
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der andere Anteil, dann etwa
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beträgt. Die Gesamtverformung beträgt. somit
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Gleich grosse, aber umgekehrt liegende Verformungen treten an der Sicke 2' nochmals auf, und zwar an der Stelle, wo diese Sicke von der Längsachse der unter ihr senkrecht dargestellten Sicke 2" geschnitten wird. Dabei beträgt die Verschiebung zwischen den parallelen, zur waagrecht gezeichneten Sicke 2' rechtwinkligen Sicken 2" und 2"' 2Y.
Auch die übrigen Sicken der Platte unterliegen jeweils an der Stelle, an der sie von der. Längsachse der benachbarten, zu ihr rechtwinkligen Sicke geschnitten werden, gleichen Verformungen, wie sich unschwer aus den gestrichelten Linien erkennen lässt.
Vergleicht man diese Verformungen mit denen der eingangs erwähnten kreuzweisen Sik- kenanordnung, so tritt bei diesen an jeder Sicke im Kreuzungspunkt eine Verformung auf, die gleich 2Y oder -
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ist, wobei die Verschiebung zwischen zwei entsprechenden, jedoch fluchtenden Sicken ebenfalls 2Y beträgt.
Da die Spannung im Scheitelpunkt der Sicke proportional den Verformungen ist, beträgt bei der erfindungsgemässen Gestaltung die Maximal- spannung in der Sicke etwa s/4 derjenigen Maximal- spannung, die bei der bekannten kreuzweisen Sickenanordnung auftritt, wobei aber in beiden Fällen die Verschiebung zwischen zwei parallelen bzw. fluch- tenden Sickern;
gleich gross ist. Dadurch ist bei der erfindungsgemässen Sickenanordnung die Gefahr von überbeanspruchungen infolge von elastischen Dehnungen, die beispielsweise bei Temperaturänderungen auftreten, wesentlich vermindert, ohne dass das Herstellen dieser Bleche dabei verteuert wird.
Die Ausführungsform nach Fig. 4 und 5 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 und 2 nur dadurch, dass bei jener die Sicken 2 in beiden Richtungen aus der Platte herausgedrückt sind.
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Expandable wall cladding for heat exchangers The invention relates to an expandable plate for wall cladding of heat exchangers, in particular of steam generators, wherein beads of equal length and perpendicular to each other are distributed evenly over the plate so that the beads enclose square surfaces whose Side length is shorter than the length of a bead.
In a known sheet metal of this type, the beads are arranged crosswise to one another, so that the beads enclose square surfaces whose side length is approximately equal to half the bead length.
When stretching such sheets, strong deformations occur at the crossing points, which result in large stress peaks that can lead to the sheets tearing and thus leaking. The latter is particularly disadvantageous if the sheets are used as wall cladding for, for example, pressure-fired steam generators.
The invention is based on the object of reducing the stress peaks in the metal sheets in a simple manner. According to the invention, this object is achieved in that two beads at right angles to one another are attached in such a way that the longitudinal axis of one bead divides the other bead into two sections of unequal length. In this design, the beads are not arranged crosswise, but offset, and they enclose square surfaces of two sizes in accordance with the unequal division of their length.
The invention is explained in the following description using two exemplary embodiments. 1 shows a plan view of a plate with beads arranged according to the invention, FIG. 2 shows a section along the line AB in FIG. 1, FIG. 3 shows a schematic cross-section through a bead, FIG. 4 shows a plan view of another exemplary embodiment of the plate according to the invention, FIG. 5 shows a section along the line CD in FIG. 4.
According to Fig. 1, a plate 1, for. B. made of sheet steel, provided with beads 2, which are all arranged equally long and evenly distributed over the sheet. The beads are also arranged at right angles to one another, in such a way that in each case the longitudinal axis 3 of a bead 2 has an adjacent bead 2 standing at right angles thereto in two sections a and b more different. Length divided. Four beads 2 each enclose with their longer section b a large square area F and four beads 2 each enclose a small square area f with their shorter section a. The lengths of the sections a and b are approximately in a ratio of 1: 2.
If the plate is stretched in the direction of the arrows 4, the beads 2 are deformed, as shown in FIG. 1 with dashed lines - for the sake of clarity only on four beads. The area F enclosed by the four beads leads to the. Stretch out a little twist. The deformation of a bead at a point at which this bead is divided by the longitudinal axis of a bead at right angles to it can be thought of as being composed of two parts that are of different sizes. This is illustrated by the uppermost horizontally drawn bead 2 'in FIG. 1 and in FIG. 3.
Let the one part of the deformation be Y, while
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the other part, then about
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amounts. The total deformation is. Consequently
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Deformations of the same size, but reversed, occur again at the bead 2 ', namely at the point where this bead is intersected by the longitudinal axis of the bead 2 ″ shown vertically below it Corrugation 2 'right angle corrugations 2 "and 2"' 2Y.
The other beads of the plate are subject to the point where they are from the. The longitudinal axis of the adjacent bead, which is perpendicular to it, has the same deformations, as can easily be seen from the dashed lines.
If one compares these deformations with those of the criss-cross bead arrangement mentioned at the beginning, a deformation occurs at each bead at the crossing point, which is equal to 2Y or -
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where the displacement between two corresponding, but aligned beads is also 2Y.
Since the stress at the apex of the bead is proportional to the deformations, the maximum stress in the bead in the design according to the invention is about s / 4 of the maximum stress that occurs in the known crosswise bead arrangement, but in both cases the displacement between two parallel or cursing seepage;
is the same size. As a result, in the case of the bead arrangement according to the invention, the risk of overstressing as a result of elastic expansions, which occur, for example, in the event of temperature changes, is significantly reduced, without making these sheets more expensive.
The embodiment according to FIGS. 4 and 5 differs from that according to FIGS. 1 and 2 only in that the beads 2 are pressed out of the plate in both directions.