DE1451564A1 - Expandable, gas-tight plate for wall coverings of heat exchangers - Google Patents
Expandable, gas-tight plate for wall coverings of heat exchangersInfo
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Description
H51564 4 Düsseldorf» 31. Januar 1969 Lindemannstrasse 31H51564 4 Düsseldorf »January 31, 1969 Lindemannstrasse 31
bestimmte Passung Mein z#ichenj 2387 specific fit Mein z # ichenj 2387
Dehnbar«, gasdichte Platte für Wandbekleidungen von WärmeübertragernExpandable «, gas-tight plate for wall cladding of heat exchangers
Die Erfindung bezieht sich auf eine dehnbare, gasdichte Platte für Wandbekleidungen von Wärmeübertragern, insbesondere von überdruckgefeuerten Dampferzeugern, mit furchenartigen, glelohmMssig Über die Platte verteilten Vertiefungen, deren Längsflanken quer zu i ihrer Längsrichtung federn.The invention relates to an expandable, gas-tight plate for wall coverings of heat exchangers, in particular of above pressure-fired steam generators, with groove-like, glelohmMssig over the plate distributed recesses, whose longitudinal edges transverse to its longitudinal direction i feathers.
Bei einer bekannten Platte dieser Art bestehen die furchenartigen Vertiefungen aus gleich langen, duroh Tiefziehen hergestellten Sicken, dl« kreuzweise zueinander derart angeordnet sind, dass sie quadratische Flächen umsohliessen, deren Seitenlang« etwa gleloh der halben 81ek«nläng« ist. Bein Dehnen einer solchen Platt« ergeben sieh an den Kreuzungsstellen der Sioken starke Verformungen, "die gross« Spannungspitzen zur Folg« haben, und zwar treten dies« Spannungespitzen gerade in den Siokenflanken auf, die durch das Tiefziehen «in« geringer« Materialdicke aufweisen als die unverformt gebliebenen Teil« der Platt«. Duroh dl« Spannungsspitzen be« steht ftir dl« Platte die Gefahr von Spannung !korrosion und damit des Reissens und des Undichtwerdens, was besonders nachteilig 1st, wenn die platt« als Wandbekleidung für Überdruck!«feuerte Dampfer* zeuger verwendet wird.In a known plate of this type, the furrow-like exist Depressions from corrugations of the same length produced by deep drawing, which are arranged crosswise to one another in such a way that they Round the soles of square surfaces, the length of which is about gleloh half the 81ek is "nlong". When stretching such a plate, you see strong deformations at the intersections of the Sioken, "which result in large" voltage peaks, namely this " Tension peaks in the Sioken flanks caused by the Deep drawing "in a" smaller "material thickness than the undeformed part of" the plate ". Duroh dl "voltage peaks be" stands for the plate the risk of tension, corrosion and thus tearing and leaking, which is particularly disadvantageous, when the flat "as wall covering for overpressure!" generator is used.
Der Erfindung liegt ebenfalls die Aufgabe zug rund«, «in« fttr Wandbekleidungen von Wärmeübertragern geeignete dehnbare, gasdichteThe invention is also based on the object of elastic, gas-tight, suitable stretchable, gas-tight wall coverings for heat exchangers
(Art / ä (/^ ^ hr. ι satz 3 dM ÄiKtoruns««. v. 4.(Art / ä (/ ^ ^ hr. Ι sentence 3 dM ÄiKtoruns ««. V. 4.
H51564H51564
Platte zu schaffen, In der jedoch unter dem Einfluss von Dehnungen kleinere Spannungen auftreten.To create plate, In which, however, under the influence of stretching minor tensions occur.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Platte aus schiefwinkligen, gegeneinander geneigten Parallelogrammen besteht, die die Flanken der furchenartigen Vertiefungen bilden. Die erfindungsgemässe Platte hat den Vorteil, dass si* nicht durch Spannung3spitzen .gefährdet 1st, da die Materialdioke gleiehmässiger ist, auch wenn Sie furchenartigen Vertiefungen durch Tiefziehen hergestellt werden. Beim örtlichen Erwärmen der erfindungsgemässen, an ihren Rändern festliegenden Platte ergeben sich in ihr geringere Spannungen, was daher rührt, dass sich die Parallelogramme etwas aufstellen, d.h. ihre gegenseitige Neigung verkleinern. Wegen der kleineren Spannungen lässt sich die erfindungsgemässe Platte aus dünnerem Blech herstellen als die bekannte Platte» Pie Verwendung dtinneren Bleches wiederum erleichtert das Herstellen der furchenartigen Vertiefungen und wirkt ausserciem kostensparend· Ais weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Platte ergibt sich, dass sie eich auch durch andere Verfahren als das Tiefziehen herstellen lässt.According to the invention, this object is achieved in that the plate consists of oblique, mutually inclined parallelograms that form the flanks of the furrow-like depressions. The plate according to the invention has the advantage that si * does not penetrate Voltage peaks are at risk because the material dioke is more uniform is even if you deep-draw furrow-like indentations getting produced. When locally heating the inventive, The plate fixed at its edges results in smaller ones Tensions, which stems from the fact that the parallelograms stand up somewhat, i.e. reduce their mutual inclination. Because of the The plate according to the invention can be produced from thinner sheet metal at lower voltages than the known plate »Pie use The inner sheet, in turn, facilitates the production of the furrow-like depressions and also has a cost-saving effect The advantage of the plate according to the invention is that it can also be manufactured using methods other than deep-drawing.
Nach einer Ausftihrungsform der Erfindung sind die Parallelogramme kongruent. Di·· hat den Vorteil*, dass eine von rechten Winkeln begrenzt· Platt·, wenn si· sich infolge beispielsweise «iner Dehnung verformt, ihr· rechten Winkel beibehält, sich also nicht zu einer schiefwinkligen Platt· verformt·According to one embodiment of the invention, the parallelograms are congruent. Di ·· has the advantage * that one of the right angles is limited · flat · if it · s due, for example, to “stretching” deformed, you maintain a right angle, i.e. do not deform into an oblique platform
Ein· andere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass in einer durch vier Parallelogramme gebildeten EckeAnother advantageous embodiment of the invention consists in that in a corner formed by four parallelograms jeweils zwei stumpfe und zwei spitze Winkel aneinanderstossen.two obtuse and two acute angles meet.
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-3- U51564-3- U51564
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine in einer Richtung auf die Platte ausgeübte Dehnung auch eine Dehnung in der Querrichtung der Platte hervorruft. Man kann diese Erscheinung dahin abwandein, dass die Dehnungen in den beiden Richtungen auf die Längeneinheit bezogen gleich gross werden. Für diesen Fall betragen nach einer . weiteren Ausführungsform der Erfindung die spitzen Winkel der Parallelogramme etwa 60· und die Neigungen der auf- und absteigenden Kanten gegen die Ebene, in der sich die Platte erstreckt, etwa 45°.This has the advantage that one in one direction The elongation exerted on the plate also causes an elongation in the transverse direction of the plate. One can turn this phenomenon to that the expansions in both directions are the same in relation to the unit of length. In this case, after a. Another embodiment of the invention, the acute angles of the parallelograms about 60 · and the inclinations of the ascending and descending Edges against the plane in which the plate extends, about 45 °.
Die erfindungsgemässen Platten lassen sich auch auf einfache Weise unter einem Winkel zusammenfuhren und dicht verbinden, indem nach einer Weiterbildung der Erfindung am Uebergang von einer Platte zu einer anderen, zu ihr in einem Winkel stehenden Platte Dreieckoder Trapezflächen zwischen den Parallelogrammen vorgesehen sind. Eine solche Verbindung weist die gleiche Verformungseigenschaft auf wie die beiden von ihr zusammengehaltenen Platten.The plates according to the invention can also be removed in a simple manner bring together at an angle and connect tightly by, according to a further development of the invention, at the transition from a plate to another plate at an angle to it, triangular or trapezoidal surfaces are provided between the parallelograms. Such a connection has the same deformation properties as the two plates that it holds together.
Wenn die Dreieck- oder Trapezflächen in weiterer Ausbildung der Erfindung je zwei spitze Winkel aufweisen, die gleich gross sind wie die spitzen Winkel der Parallelogramme, so ergibt sich eine besonders einfache Herstellbarkeit einer Eckverbindung zwischen zwei Platten gleicher Dehnbarkeit. Kombiniert man dieses Gestaltungsmerkmal mit jenem Merkmal, gemäss dem die spitzen Winkel der Parallelogramme etwa 60° und die Neigungen der auf- und absteigenden Kanten gegen die Ebene, in der sich die betreffende Platte erstreckt, etwa 45* betragen, so erhält man eine rechtwinklige Eckverbindung zweier Platten, die die gleiche Verformungseigenschaft aufweist wie diese Platten.If the triangular or trapezoidal surfaces in a further embodiment of the invention each have two acute angles that are the same size Like the acute angles of the parallelograms, a corner connection between two can be produced particularly easily Panels of equal extensibility. If you combine this design feature with that feature according to which the acute angles of the parallelograms about 60 ° and the slopes of the ascending and descending Edges against the plane in which the panel in question extends are about 45 *, a right-angled corner connection is obtained two plates that have the same deformation properties as these plates.
909835/0346909835/0346
Ausführungsfeeispiele der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen :Exemplary embodiments of the invention are in the following description explained with reference to the drawing. Show it :
Fig.1 ia perspektivischer Darstellung eine aus Rhomben zusammengesetzte dehnbare Platte,Fig.1 ia a perspective view of a composed of rhombuses expandable plate,
Fig.2 in perspektivischer Darstellung eine aus Rhombo'iden zusammengesetzte dehnbare Platte,FIG. 2 shows a perspective view of one made of rhomboids composite stretchable plate,
Fig.3 in perspektivischer Darstellung eine abgewandelte Ausführung sform zu Fig.2,3 shows a modified embodiment in a perspective view sform to Fig. 2,
Fig.4 im Grundriss und in kleinerem Massstab die AusfUhrungsform nach Fig.3,Fig. 4 in plan and on a smaller scale the embodiment according to Figure 3,
Fig.5 einen Schnitt entsprechend der Linie A-A in Fig.4,Fig.5 shows a section along the line A-A in Fig.4,
Fig.6 in perspektivischer Darstellung die Ausbildung zweier dehnbarer Platten, die rechtwinklig zusammenstossen,6 shows the formation of two in a perspective view expandable plates that meet at right angles,
Fig.7 in perspektivischer Darstellung eine abgewandelte AusfUhrungsform zu Fig.6,7 shows a modified embodiment in a perspective view to Fig. 6,
Fig.8 in perspektivischer Darstellung die Ausführungsform nach Fig.7 aus der entgegengesetzten Blickrichtung wie in Fig.7,8 shows the embodiment in a perspective view according to Figure 7 from the opposite direction of view as in Figure 7,
Fig.9 einen Schnitt durch die Brennkammerwand eines Dampferzeugers, bei dem die erfindungsgemässe Platte nach Art der sogenannten Skincasing-Bauweise verwendet ist.9 shows a section through the combustion chamber wall of a steam generator, in which the plate according to the invention is used in the manner of the so-called skincasing construction.
Gemäss Fig.1 ist eine ebene Werkstoffbahn, z.B. aus Blech, so zu einer dehnbaren Platte 1 geformt, dass Kanten 2 entstehen, die Rhomben 3 einschliessenj diese kongruenten Rhomben sind schiefwinklige Parallelogramme, deren Seiten gleich lang sind. Eine zu der dehnbaren Platte 1 parallele Ebene ist durch die gestrichelte Linie 4 angedeutet. Zu dieser Ebene sind die Rhomben 3 geneigt und so angeordnet, dass in jeder durch vier Rhomben gebildetenAccording to Fig. 1, a flat sheet of material, e.g. made of sheet metal, is like this an expandable plate 1 shaped so that edges 2 are formed which include rhombuses 3 these congruent rhombuses are oblique-angled parallelograms, the sides of which are of equal length. One to the plane parallel to the expandable plate 1 is indicated by the dashed line 4. The rhombuses 3 are inclined to this plane and arranged so that in each one formed by four rhombuses
9098 35/03 4 69098 35/03 4 6
Ecke 5 vier spitze Winkel zusammenatossen, während an jedem durch vier Rhomben gebildeten, gegenüber den Ecken 5 tiefer liegenden Sattelpunkt 6 vier stumpfe Winkel zusammentreffen. Würde man die Platte 1 im Grundriss darstellen, so würden die Rhomben als Quadrate erscheinen. Die dehnbare Platte 1 hat, wenn sie an ihren Rändern nicht eingespannt ist, die Eigenschaft, dass sie sich, wenn man in X-Richtung einen Zug ausübt, in Y-Richtung verkürzt oder umgekehrt. Dabei bleibt der Abstand zwischen zwei Ebenen, die man sich durch die obenliegenden und- die untenliegenden Ecken der Platte t gelegt denken kann, in dem in Betracht kommenen Dehnbereich der Platte la wesentlichen erhalten. Beim örtlichen Erwärmen der an ihren Rändern festgehaltenen Platte dagegen wird der Abstand zwischen den beiden Ebenen etwas grosser.Corner 5 meet four acute angles while going through each one four rhombs formed, compared to the corners 5 lower saddle point 6 meet four obtuse angles. One would Representing plate 1 in plan, the rhombuses would appear as squares. The expandable plate 1, when attached to her Edges is not clamped, the property that if you exert a pull in the X direction, it shortens in the Y direction or the other way around. This leaves the distance between two levels that one can think of the overlying and the underlying corners of the plate t placed, in the stretching area of the plate la under consideration is essentially preserved. On the other hand, when local heating of the plate, which is held at its edges, becomes the The distance between the two levels is somewhat larger.
Et ist auch möglich, die'Platte statt aus Rhomben aus Rhomboiden zusammenzusetzen, wobei dann ebenfalls in jeder Ecke vier spitze Winkel und in jedem Sattelpunkt vier stumpfe Winkel zusammenstossen.It is also possible to use the plate instead of rhombuses made of rhomboids put together, whereby four acute angles meet in each corner and four obtuse angles meet in each saddle point.
'Bei der AusfUhrungsform nach Pig.2 ist die dehnbare Platte 7 aus kongruenten Rhomboiden 8 zusammengesetzt, das sind schiefwinklige Parallelogramme, deren nicht parallele Selten ungleich lang sind· Eine Ebene, die au der Platte 7 parallel 1st und zu der die Rhombolde 8 geneigt sind, ist hler durch die gestrichelte Linie 11 angedeutet. Bei dieser AusfUhrungsform stossen sowohl an jeder düroh vier Rhomboidβ gebildeten vorspringenden Ecke 9 als auch an jeder durch vier Rhomboid· gebildeten zurückspringenden Ecke 10In the embodiment according to Pig.2, the expandable plate 7 is off composed of congruent rhomboids 8, these are oblique-angled Parallelograms, the non-parallel sections of which are of unequal length.A plane which is parallel to the plate 7 and to which the rhombuses 8 are inclined is indicated by the dashed line 11 indicated. In this embodiment, both of them come into contact with each other protruding corner 9 formed by four rhomboids as well each recessed corner 10 formed by four rhomboids ■je zwei stumpfe und zwei spitze Winkel aneinander. Sattelpunkte,■ Two obtuse and two acute angles to each other. Saddle points,
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- 6 - U5156A- 6 - U5156A
wie bei der Ausfiihrungsform nach Fig.is fehlen hier, Während bei jener Aus führung sform eine Berührung zwischen den beispielsweise obenliegenden Ecken einerseits und einer durch diese Ecken gelegten Ebene andererseits auf Funkten stattfindet, 1st bei der Ausführung sform nach Fig.2 zwischen den entsprechenden Ecken und einer entsprechenden Ebene eine Linienberührung vorhanden. Durch die beschriebene Formgebung erhält die Platte 7 die Eigenschaft, sich bei einem in der X-Richtung ausgeübten Zug auch in der Y-Richtung zu verlängern.as in the embodiment according to FIG that execution sform a contact between the example overhead corners on the one hand and a plane laid through these corners on the other hand takes place on points, in the embodiment according to FIG. 2 there is a line contact between the corresponding corners and a corresponding plane. Through the The shape described gives the plate 7 the property of being moved in the Y direction when a pull is exerted in the X direction to extend.
Bei der in Fig.3 dargestellten, gegenüber Fig.2 abgewandelten Ausführung sform sind die nicht parallelen Seiten der Parallelogramme sehr verschieden lang. Diese Ausführungsform hat den besonderen Vorteil, dass die dehnbare Platte 13 steifer ist und deshalb als Tragelement verwendbar ist. Die spitzen Winkel der Parallelogramme betragen 60° und die stumpfen Winkel dementsprechend 120*, wie dies in Fig.4 dargestellt ist, In der ein Parallelogramm als in dl· Zeichenebene geklappt mit strichpunktierter Linie angedeutet 1st. Die Neigung der Parallelogramme zu der Ebene, die zu der Platte 13 parallel ist und die durch die gestrichelte Linie 14 angedeutet ist, betrügt 45% wie dies in Fig.5 dargestellt ist. Durch diese Winkel von 60· und 45· erhält man die Eigenschaft, dass die Platte 13 sich in X- und Y-Richtung auf dl· Längeneinheit bezogen um den gleichen Betrag verlängert, wenn der Körper in X- oder Y-Richtung gedehnt wird.In the embodiment shown in FIG. 3, which is modified from FIG. 2, the non-parallel sides of the parallelograms are very different lengths. This embodiment has the special The advantage that the expandable plate 13 is more rigid and can therefore be used as a support element. The acute angles of the parallelograms are 60 ° and the obtuse angles accordingly 120 *, as shown in Fig. 4, in which a parallelogram as in dl · Plane folded, indicated by a dash-dotted line 1st. The inclination of the parallelograms to the plane leading to the Plate 13 is parallel and which is indicated by the dashed line 14, amounts to 45% as shown in Figure 5. With these angles of 60 and 45 one obtains the property that the plate 13 extends in the X and Y directions based on dl · length unit by the same amount when the body is stretched in the X or Y direction.
Genass Fig.6 stossen eine dehnbare Platte 15 und eine dehnbare Platte 16 rechtwinklig aufeinander, die je aus unter sich gleichGenass Fig.6 butt an expandable plate 15 and an expandable Plate 16 at right angles to each other, each from being equal to each other
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U51564U51564
grossen Rhomboiden 19 gebildet sind. Der üebergang von der Platte zur Platte 16 besteht hier aus gleichseitigen Dreiecken 17, die als je zur Hälfte zur Platte 15 und 16 gehörend betrachtet werden können. Die Kante 18 gehört dementsprechend in der gezeichneten Lage zu beiden Platten 15 und 16 und klafft auseinander, wenn auf diese in der Y-Richtung ein Zug ausgeübt wird. Wegen dieser Kante 18 lässt sich die Verbindung aus der gezeichneten Lage nicht in der Y-Richtung zusammendrücken.large rhomboids 19 are formed. The transition from the plate for plate 16 here consists of equilateral triangles 17, which are considered to be half of plates 15 and 16 each can. The edge 18 accordingly belongs to both panels 15 and 16 in the position shown and gapes apart when open this a train is exerted in the Y-direction. Because of this edge 18, the connection from the position shown can not be in in the Y direction.
TJm auch ein solches Zusammendrücken zu ermöglichen, ist bei der Ausführungsform nach Fig.7 zwischen den beiden dehnbaren Platten " 15» und 16' ein Streifen 20 vorgesehen. Hierdurch wird eine der Kante 18 in Fig.6 entsprechende Kante vermieden.To enable such a compression is also possible with the Embodiment according to Figure 7 between the two expandable plates " 15 »and 16 'a strip 20 is provided. This becomes one of the Edge 18 in Fig. 6 corresponding edge avoided.
Fig.8 gibt die gleiche Ausführungsform wie Fig.7 wieder, jedoch gegen die Innenseite der zusammenstossenden Platten 15' und 16* gesehen.FIG. 8 shows the same embodiment as FIG. 7, however against the inside of the colliding plates 15 'and 16 * seen.
Gemäss Fig.9 ist eine dehnbare Platte 21 als Umkleidung hinter der Berohrung 22 einer Dampferzeugerbrennkammer angebracht, die mit Ueberdruckfeuerung ausgerüstet ist. Die Berohrung 22 besteht aus; ( vielen parallelen, in mehr oder weniger grossem Abstand nebeneinander liegenden Rohren, die von einem Arbeitsmittel durchflosr sen und dem durch die Pfeile 23 symbolisierten Wärmeeinfall ausgesetzt sind. Auf der der Berohrung 22 abgewendeten Seite der Platte 21 1st mit Abstand ein die Aussenhaut des Dampferzeugers bildendes Blech 25 vorgesehen. Der Zwischenraum zwischen diesem Blech und der Platte 21 1st Kit Isoliermaterial, z.B. Schlackenwolle 24, ausgefüllt. Wenn nötig kann zwischen der Berohrung 22 und der Platte 21 ein dünnes Strahlungsschutzblech vorgesehen sein.According to FIG. 9, an expandable plate 21 is attached as a casing behind the tubing 22 of a steam generator combustion chamber, which is equipped with overpressure firing. The tubing 22 consists of; ( Many parallel pipes lying next to one another at a greater or lesser distance, through which a working medium flows and are exposed to the incidence of heat symbolized by the arrows 23. On the side of the plate 21 facing away from the pipe 22, there is a distance forming the outer skin of the steam generator Sheet 25. The space between this sheet and the plate 21 is filled with a kit of insulating material, for example slag wool 24. If necessary, a thin radiation protection sheet can be provided between the tubing 22 and the plate 21.
§09835/0346§09835 / 0346
-ß- U51564-ß- U51564
Die dehnbaren Platten müssen im allgemeinen mit ebenflächigen Gegenständen verbunden werden. Dieser Uebergang geschieht beispielsweise durcL Verbindungsstreifen, in denen die Parallelogramme zum ebenflächigen Gegenstand hin allmählich kleiner werden, so dass sich gewissermassen eine konische Uebergangszone ergibt.The stretchable panels must generally be used with flat objects get connected. This transition occurs, for example, through connecting strips in which the parallelograms to the flat object gradually become smaller, so that to a certain extent a conical transition zone results.
Die dehnbaren Platten können durch gegebenenfalls schrittweises Pressen oder durch Tiefziehen, durch Walzen oder durch Anbringen von schmalen, linienfö'rmigen Vertiefungen, die vorzugsweise weniger tief sind als die Blechdicke, und nachfolgendes Zusammenschieben des Bleches hergestellt werden. Die die Parallelogramme begrenzenden Kanten können statt mit scharfen Knicken auch als kleine Rundungen ausgebildet sein.The expandable plates can optionally be pressed step-by-step or by deep-drawing, by rolling or by attachment of narrow, linear depressions, which are preferably less are deep than the sheet thickness, and subsequent pushing together of the sheet can be made. The the parallelograms Bounding edges can also be designed as small roundings instead of sharp kinks.
9 0 9835/03469 0 9835/0346
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