DE1008856B

DE1008856B - Metall-Rekuperator mit geripptem Innenrohr

Info

Publication number: DE1008856B
Application number: DEH19086A
Authority: DE
Inventors: Walter Hartwig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1954-01-22
Filing date: 1954-01-22
Publication date: 1957-05-23

Description

Metall-Rekuperator mit geripptem Innenrohr Die Erfindung betrifft einen Metall-Rekuperator, vorwiegend einen Strahlungs-Rekuperator mit beripptem Innenrohr, das vom Außenmantel zwecks Bildung eines Durchströmspaltes mit Abstand umgeben ist. Dabei strömen die Heizgase durch das Innenrahr. Solche Rekuperatoren benutzt man zur Vorwärmung von Verbrennungsluft bei den Feuerungsanlagen von Industrieöfen od. dgl. Bei diesen Rekuperatoren kommt vor allem die Wärmestrahlung der Abgase oder auch der Heizgase für die Erwärmung des zwischen dem Innenrohr und Mantel strömenden Mittels zur Wirkung.
Um die im Ringspalt strömende Luft auf etwa 1000° zu erwärmen, muß das Innenrohr in der heißen Zone auch hei den hochwertigen Rekuperatoren eine Temperatur von etwa 1100 bis 1150° erhalten. Bei dieser Temperatur dehnt sich das hochhitzebeständige Material stark aus und läßt die Standfestigkeit desselben sehr nach. Zur Vermeidung einer Deformation des Innenrohres hat man deshalb bereits Bandagen um das Innenrohr gelegt, die unmittelbar am Innenrohr anliegen. Dabei nehmen die Bandagen die Temperatur des Innenrohres praktisch an und verlieren ebenfalls ihre Festigkeit. Bei Wärmeaustauschern mit stehend angeordneten Metallröhren ist bekannt, das Eigengewicht des Sammlers und der Rohre durch ein Gegengewicht aufzunehmen, welches an dem Sammler für die Luft direkt befestigt ist.
Die Erfindung bezweckt nun eine solche Ausbildung des Metall-Rekuperators, daß eine Luftvorwärmung bis zu 1000° ohne merkliches Verziehen des gerippten Innenrohres in vertikaler und horizontaler Lage möglich ist.
Dies erreicht die Erfindung dadurch, daß die Bandage oder die Bandagen in der heißen Zone mit Abstand vom Innenrohr an den Rippen befestigt sind und daß Schraubverbindungen mit radial nach außen gerichteter Zugrichtung und mit axialer Bewegungsfreiheit im Außenmantel verankert sind. Bei dieser Lösung liegen die mit Abstand vom Innenrolvauf die Rippen aufgesetzten Bandagen in der zwischen dem Außenmantel und dem Innenrohr durchströmenden Luft und damit wesentlich unter der Teniperatur des Innenrohres. Dies erhöht die Festigkeit der Bandagen. Die radiale und axiale Verankerung der Bandage bzw. der Bandagen durch Schraubverbindungen im Außenmantel mit totem Gang verh,iiidert einerseits unerwünschteDeformationen des Innenrohres, erlaubt aber andererseits die unvermeidlichen radialen und axialen Bewegungen des Innenrohres während des Aufheizens oder Abkühlens des Rekuperators. Dazu bestehen die einzelnen Schraubverbindungen aus einer den Außenmantel durchdringenden, am äußeren Ende die Mutter tragenden Ankerschraube, deren innenliegender Kopf in ein in Richtung der Rohrachse verlaufendes Langloch der Bandage vorzugsweise schwenkbar eingehängt ist, wobei der tote Gang dadurch gebildet ist, daß die Löcher «-eiter als die Bolzendurchmesser sind. Der Bolzen kann sich dadurch gegenüber den Laschen verlagern. Die einzelnen Ankerschrauben sind zweckmäßig mit Abstand gleichmäßig über den Umfang der Bandage verteilt.
Weiter ist das Innenrohr bei der Erfindung auch axial festgelegt. Dazu wird die Ausdehnung desselben durch eine Federspannvorrichtung unterstützt mit einem gewissen Überdruck zur Verhütung von Faltenbildungen, indem federnd gelagerte Zugbolzen gegen den von ihm durch eine abgedichtete Dehnungsfuge getrennten, mit dem Außenmantel starr verbundenen Rekuperatorkopf gezogen werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen aufrecht gestellten Rekuperator, Fig.2 einen Querschnitt durch den Rekuperator laut Fig. 1 in der heißen Zone nach Linie A-A der Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt durch den Rekuperator in der heißen Zone nach Linie B-B der Fig. 1 und Fig. d Einzelheiten der Bandagenverankerung im Außenmantel in vergrößerter Darstellung.
Der Rekuperator besteht aus einem Innenrohr 1 aus hochhitzebeständigem Material mit Rippen 2 zur Versteifung und Wärmeübertragung. Der abnehmbare Außenmantel 3 ist mit Spezial-Formsteinen 4 so ausgemauert, daß zwischen dem Innenrohrl und derAusmauerung der Ringraum 5 entsteht. Das Innenrohr 1 ist durch unmittelbar aufliegende Bandagen 6 in bekannter Art versteift. Daneben sind noch weitere mit Abstand vom Innenrohr 1 angeordnete Bandagen 7 vorgesehen, über die das Innenrohr iin Außenmantel 3 verankert ist. Diese Bandagen 7 sind durch zwischen den Rippen 2 des Imie-nrohres 1 eingeschweißte Ringsegmente 8 gebildet.
Die aufzuheizende Verbrennungsluft strömt vom Eingang 9 über den Ringspalt 5 nach unten zum Ausgang 9a und umspült dabei auch die von den Ringsegmenten 8 gebildeten Bandagen 7. Zur Aufnahme der Bandagen 7 und deren Befestigungslaschen 10 sind die Ringformste.ine 4 entsprechend ausgespart. Die Heizgase durchströmen das Innenrohr 1 des Rekuperators im Gegenstrom vom Eingang 11 von unten nach oben zum Ausgang 12.
Einzelheiten der radialen Verankerung zeigt Fig. =1. Am Außenmantel 3 ist ein Versteifungsring 13 od.dgl. aufgeschweißt, durch den eine Ankerschraube 14 nach innen in die Aussparung zwischen den Formsteinen 4 geführt ist. Die Ankerschraube 14 trägt ein Querbolzen 15, der in zwei parallel nebeneinander auf die Bandage 7 aufgesetzte Laschen 10 eingehängt ist. Dazu haben die Laschen 10 Langlöcher 16. Diese Löcher sind so ausgebildet, daß sie sowohl eine axiale Bewegung der Bandage 7 und damit des Innenrohres 1 als auch eine radiale Ausdehnung des Innenrohres in gewissen Grenzen erlauben. Durch Anziehen der Befestigungsmuttern 17 der Ankerschrauben 14 kann man das Innenrohr 1 radial vorspannen. Durch die Verankerung mit Hilfe der Schrauben 14 wird das Innenrohr 1 in Betrieb immer im wesentlichen in seiner ursprünglichen Lage gehalten und kann sich nicht nach innen deformieren.
Axial wird das Innenrohr gemäß Fig. 1 durch Federn 18 gespannt. Hierzu sind am Ausdehnungsstück 19 in der Höhe des Innenrohres 1 Zugbolzen 20 angebracht. Diese Zugbolzen treten durch einen auf dem Außenmantel 3 aufruhenden Rekuperatorkopf 21 mit der erforderlichen Dehnungsfuge 22 für das Innenrohr 1 und sind dagegen durch Druckfedern 18 verspannt. Die Abdichtung der nötigen Dehnungsfu.ge22 zwischen dem Rekuperatorausgang 12 der Heizgase und dem Innenrohr 1 erfolgt durch eine Dichtung 23.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Metall-Rekuperator mit geripptem Innenrohr, das vom ausgemauerten Außenmantel zwecks Bildung eines Durchströmspaltes für die aufzuheizende Luft mit Abstand umgeben ist und eine oder mehrere Bandagen trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandage oder Bandagen (7) in der heißen Zone mit Abstand vom Innenrohr (1) an den Rippen (2) befestigt sind und daß Schraubverbindungen (14) mit radial nach außen gerichteter Zugrichtung und mit axialer Bewegungsfreiheit im Außenmantel (3) verankert sind.
2. Metall-Rekuperator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubverbindung aus einer den Außenmantel (3) durchdringenden, am äußeren Ende die Mutter (17) tragenden Ankerschraube (14) besteht, deren innenliegender Kopf in ein in Richtung der Rohrachse verlaufendes Langloch (16) der Bandage (7) vorzugsweise schwenkbar eingehängt ist. 3. lletall-Rekuperator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (1) zur Verhütung von Faltenbildungen durch federnd gelagerte Zugbolzen (20) gegen den von ihm durch eine abgedichtet-- Dehnungsfuge (22) getrennten, mit dem Außenmantel (3) starr verbundenen Rekuperatorkopf (21) gezogen wird. _ In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr.578236; Patentanmeldung H 7879 I'/2-Ic.