DE1107875B - Faltenkompensator fuer Blechtafeln eines gasdichten Blechmantels von Dampferzeugern - Google Patents

Description

• Faltenkompensator für Blechtafeln eines gasdichten Blechmantels von Dampferzeugern Die Erfindung betrifft Faltkompensatoren für die Knotenpunkte von gasdichten, wärmedehnungsfähigen Blechmänteln von Dampferzeugern, die aus ebenen rechtwinkligen Blechtafeln zusammengesetzt sind.
• Es ist bekannt, die gasdichten Blechmäntel von Dampfkesseln, insbesondere solchen, die mit einer unter überdruck arbeitenden Feuerung ausgestattet sind, aus rechtwinkligen, vorzugsweise quadratischen Blechtafeln zusammenzusetzen, deren Außenränder zum Ausgleich der unvermeidlichen Wärmeausdehnungen parallel zu den Tafelaußenkanten winklig abgebogen sind, so daß die Tafeln untereinander mit den Kanten etwa in Dachform zusammenstoßen und dort gasdicht verbunden, beispielsweise verschweißt sind. Bei diesen Ausführungen ergab sich somit das Problem, die zweidimensionale Dehnung an den Knotenstellen gasdicht zu beherrschen, in denen vier Blechtafeln mit der Ecke zusammenstoßen.
• Dieses Problem wurde im wesentlichen auf zwei verschiedene Arten gelöst, und zwar 1. durch gasdichte elastische Blechfaltkonstruktionen (Faltkompensatoren) und 2. durch über die Stoßstelle gestülpte, mit bildsamer Dämmasse gefüllte Dichtungsbüchsen. Die erste Lösung erfordert starke Elastizität der Faltkonstruktion, die jedoch bisher nur in geringem Maße erreicht wurde.
• Die zweite Lösung ist im wesentlichen von der Beständigkeit und Dauerelastizität der bildsamen Dämmasse abhängig, die jedoch nach den bisherigen Erfahrungen - insbesondere bei den meist auftretenden erhöhten Temperaturen - nicht gesichert ist.
• Der Erfindungsgegenstand gehört zu den unter Punkt 1 genannten Lösungen und besteht darin, daß die Form des Faltkompensators aus einem räumlichen, annähernd polarsymmetrischen, aus sechzehn vorzugsweise gleichen Dreieckflächen gebildeten sechszackigen Stern besteht, dessen Zacken je paarweise auf den drei senkrecht aufeinanderstehenden Raumachsen angeordnet sind, wobei die eine Hauptachse senkrecht zur Blechmantelebene und die beiden anderen Hauptachsen unter 45° gegen die Längskanten der rechteckigen Blechtafeln ausgerichtet sind. Dabei ist dieser Stern gewissermaßen von der unteren, in der Blechmantelebene liegenden Zacke aus in den nach oben anschließenden vier Innenkanten derart aufgeschlitzt, daß die Kanten der entstehenden Schlitzöffnung, die zugleich die Dreieckseiten von vier paarweise über eine Steueraußenkante miteinander zusammenhängenden Dreieckflächen bilden, mit den dachgiebelartigen Stirnkanten der ebenfalls paarweise in Dachform aneinanderstoßenden (parallel zu den Tafelaußenkanten verlaufenden, winklig abgebogenen) Randstreifen der Blechtafeln zusammenfallen.
• Hierbei sind auch andere räumliche Sternformen mit anderen Zacken- und Dreieckflächenzahlen denkbar; die beschriebene, der Zeichnung entsprechende Ausführungsform erscheint jedoch als die einfachste Lösung. Entscheidend für den Gegenstand der Erfindung ist, daß die Kanten der Schlitzöffnung, die zugleich die Dreieckseiten von vier Dreieckflächenpaaren bilden, paarweise über je eine Sternaußenkante zusammenhängen.
• Durch die Erfindung wird - im Unterschied zu den bisher bekanntgewordenen Faltkkompensatoren - eine wirklich ausgiebige Dehnungsfähigkeit von bisher nicht erreichbarem Ausmaß gewährleistet, da die angegebenen vielfachen Faltungen räumlich zusammenarbeiten und einander derart ergänzen, daß ohne jede Überbeanspruchung des Blechmaterials auch große Dehnungswege der den Mantel bildenden Blechtafeln ausgeglichen werden.
• Unter den »Faltungen« der unter 1 genannten Faltkompensatoren sind auch solche Abwinkelungen zwischen zwei Flächen zu verstehen, bei denen die Winkel- bzw. Faltkanten nicht durch Biegung, sondern beispielsweise durch Schweißung gebildet sind.
• Die Zeichnung stellt den Erfindungsgegenstand in vier Abbildungen dar. Es zeigt Abb. 1 den Faltkompensator in Draufsicht auf die Blechebene, Abb. 2 denselben in Seitenansicht in Richtung einer der Blechtafelkanten (Schnitt a-a), Abb. 3 einen Schnitt durch den Stern lotrecht zur Blechmantelebene und in einer der Raumachsen des Sterns (Schnitt b-b), Abb. 4 eine Untersicht unter die Blechmantelebene und den Stern gemäß Linie c-c in Abb. 2.
• Die Blechtafeln 1, 2, 3, 4 sind in den zu den Tafelkanten parallelen Geraden c spitzwinklig abgebogen bzw. abgekantet, so daß die abgekanteten Randstreifen l a, 1 b bis 4 b, jeweils paarweise vier Dachflächen bilden, und zwar 1 b/2 b, 2 a/3 a, 3 b/4 b, 4 all a, deren Firstlinien mit den zusamenstoßenden Blechtafelkanten identisch sind. Dabei sind im Bereich des Knotenpunktes die Ecken der Blechtafeln um die Breite der Randstreifen 1 a, 1 b bis 4 b rechtwinklig ausgeknickt, so daß im Knotenpunkt selbst zunächst eine freie öffnung ensteht, die in der Draufsicht quadratische Form hat. Die in Wahrheit annähernd räumliche, etwa vierzackige kronenartige öffnung im Knotenpunkt wird von den giebelartigen Stirnkanten lbc/2bc, 2ac/3ac, 3bc/4bc, 4ac/lac der Dachflächen 1 b/2 b, 2 a/3 a, 3 b/4 b, 4 a/1 a eingeschlossen. Der den Faltkompensator bildende räumliche Stern ist von seiner in der Blechmantelebene liegenden Zackenspitze bis zur Mitte entlang den einspringenden vier Kanten aufgeschlitzt und so auseinandergespreizt zu denken, daß die durch die Aufschlitzung entstehenden vier Zackenpunkte auf die Eckpunkte der in Abb. 1 als Quadrat erscheinenden Knotenpunktöffnung fallen. Der in den Abbildungen dargestellte räumliche Stern wird von acht über je eine Außenkante des Sterns zusammenhängende Dreieckflächenpaaren 6/7 bzw. 8/9 gebildet. Die vier Dreieckflächenpaare 6/7 fallen mit ihren unteren Ecken beim nicht aufgeschlitzten Stern mit dessen unterer Zacke zusammen. Die vier Flächenpaare 8/9 liegen in bezug auf die horizontale Mittelebene des Sterns symmetrisch zu den Flächenpaaren 6/7 und stoßen mit ihren oberen Ecken entsprechend in der oberen Zacke des Sterns zusammen.
• Nach der Aufschlitzung des Sterns von der unteren Zacke her fallen die unteren Ecken von je zwei paarweise zusammengehörenden Dreieckflächen 6/7 auf je einen der vier in der Blechmantelebene liegenden Eckpunkte der quadratischen Knotenpunktöffnung.
• Zur Erklärung der Dehnungsbewegung ist zu bedenken, daß nur bei der theoretisch höchstmöglichen Temperatur und Ausdehnung der Blechtafeln der Stern wieder in seine ursprüngliche Form zurückkehren würde, so daß die in Abb. 1 erscheinende quadratische Knotenpunktöffnung auf einen, nämlich den theoretischen unteren Zackenpunkt des Sterns zusammenschrumpft. In diesem (theoretischen) Falle fallen die Dachflächen 1 b/2 b, 2 a/3 a zu je einer jeweils senkrecht zur Blechmantelebene stehenden Fläche zusammen.
• Die Blechform des vorgenannten Sterns wird zweckmäßig entweder als Einheit im Stanz- oder Preßverfahren hergestellt. Soweit dies nicht möglich ist oder unwirtschaftliche kostspielige Vorrichtungen erforderlich werden, kann er auch aus zwei oder mehr Einzelteilen zusammengeschweißt werden, wobei Schweißkanten in den Faltkanten selbst nach Möglichkeit vermieden, sondern in die Flächen verlegt werden. Insbesondere das durch die vier Dreieckflächenpaare gebildete Oberteil des Sterns wird verhältnismäßig leicht im ganzen hergestellt werden können, während die unteren vier Flächenpaare 6/7 beispielsweise für sich hergestellt und mit dem Oberteil und den Blechtafelrandstreifen verbunden werden. Jedoch sind auch andere Aufteilungen und Verbindungsarten denkbar.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. In zwei oder drei Dimensionen dehnbarer metallischer, gasdichter Faltkompensator für je vier in einem Knotenpunkt rechtwinklig aufeinandertreffende, mit den abgebogenen Randstreifen in ihren Außenkanten dachartig aneinanderstoßende und miteinander verbundene rechtwinklige, vorzugsweise quadratische Blechtafeln eines gasdichten Blechmantels für vorzugsweise mit Druckfeuerungen versehene Dampferzeuger, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltkompensator einem räumlichen, annähernd polarsymmetrischen, aus sechzehn Dreieckflächen (6, 7, 8, 9) gebildeten sechszackigen Stern entspricht, dessen sechs Zacken je paarweise auf den drei senkrecht aufeinanderstehenden Raumachsen angeordnet sind, wobei eine Hauptachse senkrecht zur Ebene des Blechmantels und die beiden anderen Hauptachsen unter 45° gegen die Längskanten der rechteckigen Blechtafeln ausgerichtet sind und wobei dieser Stern gewissermaßen von der unteren, in der Blechmantelebene liegenden Zacke aus in den anschließenden vier Innenkanten derart aufgeschlitzt ist, daß die offenen Schlitzkanten der zu je zweit über eine Sternaußenkante miteinander zusammenhängenden Dreieckflächen (6/7) mit den dachgiebelartigen Stirnkanten (1 bc/2 bc bis 4 ac/1 ac) der ebenfalls paarweise in Dachform aneinanderstoßenden Randstreifen (1 b/2 b bis 4 all a) der Blechtafeln (1, 2, 3, 4) zusammenfallen.
2. 2. Faltkompensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus den je vier Flächenpaaren (6/7 bzw. 8/9) bestehende Stern aus beliebigen Einheiten besteht, die beispielsweise im Stanz-Preßverfahren hergestellt sind.
3. 3. Faltkompensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Schweißnähten bestehende Verbindungsstelle zwischen den Einheiten untereinander und mit den Blechtafeln (1, 2, 3, 4) in die Flächen, d. h. außerhalb der Faltkanten, angeordnet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 876 629, 966 996; deutsche Auslegeschriften Nr. 1018 575, C 9935 Ia/24k (bekanntgemacht am 29.12.1955).