DE1208752B

DE1208752B - Turmartiger Gas- oder Winderhitzer

Info

Publication number: DE1208752B
Application number: DEK47019A
Authority: DE
Inventors: Herbert Gruber
Original assignee: Heinrich Koppers GmbH
Current assignee: Heinrich Koppers GmbH
Priority date: 1962-06-18
Filing date: 1962-06-18
Publication date: 1966-01-13
Also published as: US3214197A; GB962901A

Description

Turmartiger Gas- oder Winderhitzer Die Erfindung bezieht sich auf einen turmartigen Gas- oder Winderhitzer, insbesondere für Hochöfen, dessen Kuppel mit einem Brennschacht durch an Kuppel und Brennschacht angeordnete Rohrstutzen verbunden ist, wobei die Enden der Rohrstutzen gasdicht und freiverschiebbarmiteinander verbunden sind.

Bei Gas- oder Winderhitzern, bei denen die Auf-

lieizttn#i2 des Gitterwerkes des Erhitzers durch in

einem mit der Kuppel des Erhitzers verbundenen

Brennschacht erzeugte heiße Abgase erfolgt, treten

im Erhitzer und im Brennschacht ständig wech-

seInde. unterschiedliche axiale Dehnungen auf. Bei

der Aufheizung wird das Mauerwerk von einer

unteren Grenztemperatur bis zur oberen Grenze

erhitzt. während beim Gas- oder Winderhitzen die

17atte rwerl:swärme wiederum bis zur Mindestgrenze

@ibsiiil,;t. Diesen unterschiedlichen Wärmedehnungen

des Mauerwerks und des dieses umgebenden Metall-

mantels hat nian dadurch Rechnung getragen, daß

der Brenukaminermantel mit seinem Verbindungs-

rolii-sttttzen gegen eine entsprechend ausgebildete

E.udiläclie des Verrbindungsrohrstutzens der Erhitzer-

kuppel frei verschiebbar anliegt. Dabei sind in der

Tre.inftie zwischen den Gehäuseteilen radial elasti-

sche Dichtungsmittel mittels Druckschrauben ein-

Z7

L#edr ückt.

Bei diesem bekannten Erhitzer ist zwar den axialen

Dc!:niin @she-:egungen des Erhitzers und des Brenn-

schachtes Rechnung getragen. Es ist jedoch auch zu

berücksichtigen, daß die Verbindung zwischen Er-

liitzci-htrzocl Lind Brennschacht waagerechten Deh-

nun@@sbc«eaun@en ausgesetzt ist, so daß diese be-

kan@i`e, eine freie senkrechte Verschiebbarkeit der

Endcri der Rohrstutzen gestattende Vorrichtung

allein nicht ausreicht.

Es ist auch ein Winderhitzer bekannt, bei dem die

Encl(°ti der die Kuppel mit einem Brennschacht ver-

bindenden Rohrstutzen gasdicht mittels eines Deh-

nun@sausa@eichers verbunden sind. Eine solche Ver-

biiidting allein entspricht ebenfalls nicht den an eine

@T,isdiclite Verbindung zwischen Erhitzer und Brenn-

schacht @eestellten Anforderungen, da der Dehnungs-

aus:lcicher ständig wechselnden Spannungen durch

die DL!.aun, des feuerfesten Mauerwerks sowohl in

seiihrec!iter als auch in waagerechter Bewegung aus-

"csctz" ist. Infolge des großen Durchmessers des

Mantels der beiden Rohrstutzen vors beispielsweise

3.10 in und der -rußen Dehnungsunterschiede sind

diese Spannungen, die noch durch die hohe Wärme-

;ihstrahiuw durch die Trennfuge der beiden Rohr-

st.ttz,°ii erhöht werden, derart erheblich, daß Risse

wicl L-ndichtigkeiten entstehen können.

Aufgabe der Erfindung ist nun, den Dehnungsausgleicher so auszubilden, daß die durch die ständigen Dehnungsbewegungen in der Verbindung zwischen der Kuppel des Erhitzerschachtes und der des Brennschachtes entstehenden Spannungen aufgenommen werden, ohne daß wesentliche Mengen Wärme nach außen abgestrahlt werden und daß ferner die Gefahr des Reißens des Dehnungsausgleichers beseitigt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Enden des als Wellrohr ausgebildeten Dehnungsausgleichers mit dem Metallmantel der beiben Rohrstutzen gasdicht ortsfest mittels einer Ringleitung verbunden sind und die Ringleitungen mit ®ffnungen zum Einführen eines gasförmigen lyühlmittels versehen sind.
Das gasförmige Kühlmittel, z. B. Luft bei Winderhitzern, wird den Ringleitungen mit einem Druck zugeführt, der dem im Innern herrschenden Druck entspricht oder nur wenig darüber liegt. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Dehnungsausgleicher im wesentlichen ständig die gleiche niedrige Tep-@peratur wie die des l:%'-ühlmittels behält und somit keinen zusätzlichen durch wechselnde Temperaturen auftretenden Spannungen unterworfen ist. Gleichzeitig werden damit Wärmeverluste vermieden. Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist, den Dehnungsausgleicher in der senkrechten Ebene der Trennfuge zu unterteilen und die beiden Teile durch Flansche gasdicht miteinander- zu verbinden. Eine solche Ausbildung des Dehnungsausgleichers ist zweckmäßig bei einem etwaigen Auswechseln des Dehnungsausgleichers. Dabei wird vor dem Auswechseln in den Mauerwerksspalt der beiden Verbindungsstutzen ein Dichtungsmittel eingebracht, um ein Austreten von Abgasen bzw. heißer Luft während dieser Arbeiten zu vermeiden.
Gemäß der Erfindung sind ferner die Stoßenden der beiden Stutzen mit in den freien Raum zwischen dem Dehnungsausgleicher und dem Mantel der Rohrstutzen hineinragenden Stauringen zum gleichmäßigen Verteilen der Kühlmittel über den Umfang der Rohrenden versehen.
Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung, in der Zuleitung des Kühlmittels ein vom Druck im Brennschacht gesteuertes Regelorgan anzuordnen.
Schließlich ist noch Gegenstand der Erfindung die Anordnung eines Druckwächters in die Zuführungsleitung des Kühlmittels, durch den etwa dennoch auftretende Undichtigkeiten des Dehnungsausgleichers an einen entfernten Beobachtungsstand angezeigt werden.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt F i g. 1 einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Erhitzer mit an dessen Kuppel angeschlossenem Brennschacht in Ansicht, F i g. 2 eine vergrößerte Darstellung der Verbindung zwischen Erhitzerkuppel und Brennschacht nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung im senkrechten Schnitt.
Der turmartige Erhitzer 1 ist in üblicher Weise mit einem Gitterwerk 2 zur Wärmespeicherung versehen. Am oberen Ende ist an den Erhitzer eine Kuppel 3 angeschlossen, die mit einem Verbindungsstutzen 4 versehen ist. Erhitzer und Kuppel bestehen aus feuerfestem Mauerwerk 5, das von einem metallischen Mantel 6 umkleidet ist. An den Verbindungsstutzen 4 der Erhitzerkuppel 3 schließt sich ein Verbindungsstutzen 7 an, der mit einem senkrechten Brennschacht 8 verbunden ist. In dem Brennschacht 8 werden unten bei 9 Verbrennungsmittel, beispielsweise Gas und Luft, verbrannt. Die heißen Abgase durchströmen das Gitterwerk 2 des Erhitzers und werden unten bei 10 abgezogen. Nach erfolgter Rufheizung des Gitterwerkes wird unten bei 11 Luft in den Erhitzer eingeblasen, die sich am Gitterwerk erwärmt und unten bei 12 aus dem Brennschacht 8 abgezogen wird.
Der metallische Mantel 6 der beiden Verbindungsstutzen 4, 7 ist an der Stoßstelle der beiden Stutzen, die zur Aufnahme der Dehnungsbewegung eine Trennfuge 13 bildet, nach innen eingezogen. Die so gebildeten Flansche 14, 15 fassen das Mauerwerk ein.
Die Trennfuge 13 ist von einem Dehnungsausgleicher 16 ummantelt, der beiderseits mit je einer Ringleitung 17, 18 gasdicht verbunden ist. Die Ringleitungen 17, 18 sind mit dem metallischen Mantel 6 der beiden Stutzen ebenfalls gasdicht durch Schweißen verbunden.
An beide Ringleitungen 17, 18 ist eine Zuleitung 19 zur Zufuhr eines Kühlmittels, beispielsweise Kaltluft, angeschlossen. Die Ringleitungen 17, 18 sind an der Innenseite mit einer Reihe von öffnungen 17a, 18a versehen, durch die das Kühlmittel in den Ringraum zwischen dem Dehnungsausgleicher 16 und dem metallischen Mantel eingeführt wird. Der Druck des Kühlmittels wird nur wenig oberhalb des im Brennschacht und der Erhitzerkuppel herrschenden Druckes gehalten.
Die Flansche 14, 15 sind etwas nach außen verlängert, so daß in den freien Raum 24 hineinragende Stauringe 25 entstehen, durch die das Kühlmittel gleichmäßig über den Umfang verteilt wird. Um die Kühlluftzufuhr dem beim Aufheizen des Erhitzers 1 und beim Winderhitzen schwankenden Druck anzupassen, ist in der Kühlluftzuleitung 19 ein Regelventil 20 angeordnet, das in nicht dargestellter Weise von dem im Brennschacht herrschenden Druck gesteuert wird.
An die Kühlluftzuleitung 19 oder an den Raum 24 des Dehnungsausgleichers 16 ist ein Kontaktmanometer 26 angeschlossen, das an einem Überwachungsstand etwaige Druckunterschreitungen infolge Undichtigkeiten anzeigt.
Wie aus F i g. 2 ersichtlich, ist der Dehnungsausgleicher 16 in der senkrechten Ebene der Trennfuge 13 unterteilt. Die beiden Teile des Dehnungsausgleichers sind durch Flansche 21 unter Vermittlung einer einen größeren Spalt ausfüllenden Dichtung 22 fest miteinander verbunden. Bei einem etwa erforderlich werdenden Auswechseln des Dehnungsausgleichers kann nach Entfernen der Dichtung 22 der Spalt 23 so lange abgedichtet werden, bis der Einbau des neuen Dehnungsausgleichers durchgeführt ist, worauf die hilfsweise vorgenommene Abdichtung entfernt und die Verbindung der beiden Dehnungsausgleicher hergestellt wird.

Claims

Patentansprüche: 1. Turmartiger Gas- oder Winderhitzer, insbesondere für Hochöfen, dessen Kuppel mit einem Brennschacht durch an Kuppel und Brennschacht angeordnete Rohrstutzen verbunden ist, wobei die Enden der Rohrstutzen gasdicht mittels eines Dehnungsausgleichers verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des als Wehrohr ausgebildeten Dehnungsausgleichers mit dem Metallmantel der beiden Rohrstutzen (4, 7) gasdicht ortsfest mittels einer Ringleitung (17, 18) verbunden sind und die Ringleitungen mit Öffnungen zum Einführen eines gasförmigen Kühlmittels versehen sind.
2. Gas- oder Winderhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnungsausgleicher (16) in der senkrechten Ebene der Trennfuge (13) unterteilt und die beiden Teile durch Flansche (21, 22) miteinander verbunden sind.
3. Gas- oder Winderhitzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßenden der beiden Rohrstutzen (4, 7) mit in den freien Raum (24) zwischen dem Dehnungsausgleicher (16) und dem Mantel der Rohrstutzen (4, 7) hineinragenden Stauringen (25) versehen sind.
4. Gas- oder Winderhitzer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuleitung (19) des Kühlmittels ein vom Brennschachtdruck gesteuertes Regelorgan (20) angeordnet ist.
5. Gas- oder Winderhitzer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an die Kühlluftzuführungsleitung (19) oder den Raum (24) des Dehnungsausgleichers (16) ein mit einem Beobachtungsstand verbundener Druckwächter (26) angeschlossen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 862 903; französische Patentschrift Nr.1273 562; »Betriebshütte«, 1957, Band II, S. 335/336.