DE1551762C

DE1551762C - Flame tube for a radiant heating tube of an industrial furnace

Info

Publication number: DE1551762C
Authority: DE
Inventors: Joachim Dr.-Ing. 7251 Warmbronn Wünning
Original assignee: Fa. J. Aichelin, 7015 Korntal
Publication date: 1972-10-19

Description

Die Erfindung betrifft ein Flammrohr für ein Strahlheizrohr eines Industrieofens, das mindestens im Bereich der Flamme aus keramischen, formschlüssig miteinander verbundenen Kreisringteilen zusammengesetzt ist.The invention relates to a flame tube for a radiant heating tube of an industrial furnace, which at least in the area of the flame from ceramic, form-fitting interconnected circular ring parts is composed.

Ein derartiges Flammrohr ist aus der britischen Patentschrift 716 579 bekannt.Such a flame tube is known from British Patent 716,579.

Das bekannte Flammrohr ist aus mehreren hintereinander angeordneten hohlzylindrischen Keramikteilen zusammengesetzt. Diese Keramikteile sind schwierig herzustellen und rißanfällig, weil infolge der gegenüber den Außentemperaturen wesentlich höheren Innentemperaturen in Umfangsrichtung Spannungen auftreten.The known flame tube is made up of several hollow cylindrical ceramic parts arranged one behind the other composed. These ceramic parts are difficult to manufacture and prone to cracking because as a result the inside temperatures in the circumferential direction, which are significantly higher than the outside temperatures Tensions occur.

Aus der deutschen Patentschrift 716 852 ist ferner bekannt, keramische Körper mit einem Katalysator zu durchsetzen.From the German patent 716 852 it is also known to have ceramic bodies with a catalyst to enforce.

Weiterhin ist aus der USA.-Patentschrift 2 478 732Furthermore, US Pat. No. 2,478,732

ίο ein Mantelstrahlheizrohr mit einem keramische Kreisringteile aufweisenden Flammrohr bekannt, dessen an die Mantelrohrstirnwand grenzendes Ab-"schlußteil mit radialen Abgasdurchlässen und ebenso wie die Kreisringteile an der Außenfläche mit radia-ίο a jacket radiant heating tube with a ceramic Circular ring parts having flame tube known, the end part adjoining the jacket tube end wall with radial exhaust gas passages and just like the circular ring parts on the outer surface with radial

len Abstandsrippen versehen ist. :len spacer ribs is provided. :

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Flammrohr der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei einfacher Konstruktion und preisgünstiger Herstellungsweise über eine hohe Lebensdauer verfügt.The object of the invention is to create a flame tube of the type mentioned at the outset, which is easy to use Construction and inexpensive manufacturing has a long service life.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kreisringteile aus sektorförmig ausgebildeten Teilstücken bestehen, die an den Stoßstellen formschlüssgie Verbindungseinrichtungen aufweisen. This object is achieved according to the invention in that the circular ring parts are formed from sector-shaped There are sections that have form-fitting connection devices at the joints.

Der durch eine derartige Ausbildung erzielbare technische Fortschritt besteht darin, daß durch die Aufgliederung der Kreisringteile in sektorförmig ausgebildete Teilstücke Rißbildungen infolge von Temperaturunterschieden zwischen der Innenwandung und der Außenwandung des Flammrohres vermieden werden und dadurch eine höhere thermische Belastbarkeit des Flammrohres als bei üblichen Ausführungen ermöglicht wird. Außerdem können die Teilstücke verhältnismäßig einfach und preisgünstig als Massenteile hergestellt werden.The technical progress that can be achieved by such a training is that by the Breakdown of the circular ring parts into sector-shaped sections. Crack formation as a result of temperature differences between the inner wall and the outer wall of the flame tube can be avoided and thus a higher thermal load capacity of the flame tube is made possible than with conventional designs. In addition, the cuts can be produced relatively easily and inexpensively as mass parts.

Die Verbindungseinrichtungen der Teilstücke können von Nut und Feder gebildet werden. Dadurch wird ein guter mechanischer Zusammenhalt der einzelnen Teilstücke sowie eine ausreichende Gasdichtheit des Flammrohres erzielt.The connecting devices of the sections can be formed by tongue and groove. Through this a good mechanical cohesion of the individual parts as well as a sufficient gas tightness is achieved of the flame tube achieved.

Weiterhin können die Teilstücke an der Innenwandung ringförmige Vorsprünge aufweisen. Dadurch werden Verwirbelüngskaiiten gebildet. ,Furthermore, the sections can have annular projections on the inner wall. Through this vortex skirts are formed. ,

Ferner können die Vorsprünge im Bereich der stromauf befindlichen Stirnseiten der Teilstücke angeordnet sein, wodurch sich sehr einfache konstruktive Verhältnisse ergeben.Furthermore, the projections can be arranged in the area of the upstream end faces of the sections be, which results in very simple constructive relationships.

Außerdem kann das keramische Material der Teilstücke mit einem Katalysator durchsetzt sein, vorzugsweise mit einem Nickelkatalysator. Auf diese Weise kann die Reaktionsgeschwindigkeit der Brennmittel gesteigert und ein als Schutzgas verwendbares Abgas erzeugt werden.In addition, the ceramic material of the sections can be interspersed with a catalyst, preferably with a nickel catalyst. In this way, the reaction rate of the fuel increased and an exhaust gas that can be used as a protective gas can be generated.

Außerdem kann die Wandstärke der Teilstücke sowie die Wärmeleitzahl des verwendeten Werkstoffes längs des Flammrohres unterschiedlich sein. Dadurch \ wird eine weitgehend gleichmäßige Wärmeabgabe \ längs des Flammrohres ermöglicht. iIn addition, the wall thickness of the sections and the coefficient of thermal conductivity of the material used along the flame tube can be different. This \ enables a largely uniform heat emission \ along the flame tube. i

Bei Verwendung des Flammrohres in einem Man-When using the flame tube in a man-

telstrahlheizrohr mit einer das Flammrohr ringförmig jtelstrahlheizrohr with a ring-shaped flame tube j

umgebenden Abgasführung können die Teilstücke j insbesondere im stromab gelegenen Bereich des Isurrounding exhaust gas duct, the sections j can especially in the downstream area of the I.

Flammrohres radiale Abgasdurchlässe aufweisen. iFlame tube have radial exhaust gas passages. i

Ferner können die Teilstücke dann an ihrer Außenfläche mit radialen, an der Innenwandung des \ Mantelrohres anliegenden Abstandsrippen versehen |Further, the sections may then be provided at its outer surface with radial, bearing against the inner wall of the \ jacket tube spacer ribs |

sein. jbeing. j

Außerdem können die Teilstücke des Flammroh- jIn addition, the sections of the flame tube j

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res dann von einem sie umgebenden, aus Metallstä- kann zur Abstützung eine Ringschulter 11 vorgese-Then from a metal rod surrounding it, an annular shoulder 11 can be provided for support.

ben oder -profilen bestehenden Käfig zusammenge- hen werden, der bei 12 ein Widerlager zugeordnet ist,ben or profiles existing cage will come together, to which an abutment is assigned at 12,

halten werden. das zweckmäßigerweise elastisch ist, so daß ein Aus-will hold. which is expediently elastic, so that an

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des gleich von Wärmespannungen möglich ist.In the drawing, exemplary embodiments of the same thermal stresses are possible.

Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt 5 Bei der Ausführungsform nach F i g. 3, 4 ist in dieSubject of the invention shown. It shows 5 in the embodiment according to FIG. 3, 4 is in the

F i g. 1 ein Flammrohr für ein Strahlheizrohr in U- Ofenmauer 1 ein Mantelrohr 13 eingesetzt, welchesF i g. 1 a flame tube for a radiant heating tube in underground furnace wall 1, a jacket tube 13 is used, which

Bauart im Längsschnitt, aus hitzebeständigem Stahl besteht und ein koaxialConstruction in longitudinal section, made of heat-resistant steel and one coaxial

F i g. 2 einen Querschnitt gemäß Linie II/II der angeordnetes Innenrohr 14 ebenfalls aus hitzebestän-F i g. 2 a cross section along line II / II of the arranged inner tube 14 also made of heat-resistant

F ig. 1 in vergrößertem Maßstab, digem Stahl aufweist, das mit der Innenwandung desFig. 1 on an enlarged scale, has digem steel that is connected to the inner wall of the

F i g. 3 ein Flammrohr für ein Mantelstrahlheiz- io Mantelrohres 13 einen Ringspalt 15 begrenzt, der alsF i g. 3 a flame tube for a Mantelstrahlheiz- io jacket tube 13 delimits an annular gap 15, which as

rohr im Längsschnitt, Abgasführung dient. Der Brenner 3 mündet in einenpipe in longitudinal section, exhaust gas routing is used. The burner 3 opens into one

F i g. 4 einen Querschnitt gemäß Linie IV/IV der als Flammrohr 6' bezeichneten Rohrteil, der mit ke-F i g. 4 shows a cross section along line IV / IV of the pipe part designated as flame pipe 6 ', which is marked with ke-

F i g. 3 in vergrößertem Maßstab, ramischen, sektorförmig ausgebildeten Teilstücken T F i g. 3 on an enlarged scale, Ramic, sector-shaped sections T

F i g. 5 ein Flammrohr für ein Mantelstrahlheiz- ausgekleidet ist, die grundsätzlich den gleichen Aufrohr für hängenden Einbau im Längsschnitt und 15 bau wie in Fig. 1,2 zeigen. Die bei 11 und 12 inF i g. 5 a flame tube for a jacketed radiant heater is lined, which basically has the same open tube for hanging installation in longitudinal section and 15 construction as shown in Fig. 1, 2. The ones at 11 and 12 in

F i g. 6 einen Querschnitt gemäß Linie VI/VI der axialer Richtung verankerten Teilstücke 7' weisen imF i g. 6 shows a cross section along line VI / VI of the anchored parts 7 'in the axial direction

Fig. 5 in vergrößertem Maßstab. Unterschied zu der Ausbildung nach Fig. 1,2 aufFig. 5 on an enlarged scale. Difference to the training according to Fig. 1.2

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1, 2 ist in die der Innenseite Vorsprünge 70 auf, die in Gestalt um-In the embodiment according to Fig. 1, 2 is in the inside of projections 70, which are in the shape of

Ofenmauerl ein im wesentlichen U-förmig geboge- laufender Ringschultern ausgebildet sind, jedochOfenmauerl a substantially U-shaped curved shoulders are formed, however

aes, aus hitzebeständigem Stahl bestehendes Strahl- ao auch eine zapfen- oder nockenartige Gestaltung auf-aes, made of heat-resistant steel, ao also has a cone or cam-like design.

rohr2 eingesetzt, das einen Brenner 3 enthält, der weisen können.Rohr2 used, which contains a burner 3, which can have.

3ine Brennerdüse, eine Zufuhrleitung4 für Brenn- Bei der Ausführungsform nach Fig. 5, 6, die im stoff, insbesondere Brenngas, sowie eine diese ko- wesentlichen derjenigen nach Fig. 3,4 entspricht, axial umgebende Zufuhrleitung 5 für Luft aufweist. sitzen die Teilstücke 7" auf der Stirnfläche des Man-Der Brenner 3 mündet in einen als Flammrohr 6 be- 25 telrohres 13 auf, während das Innenrohr 14 der Auszeichneten Rohrteil, der innen eine keramische Aus- führung nach F i g. 3 in Wegfall gekommen ist und kleidung aufweist, die aus einzelnen keramischen, die einzelnen Teilstücke 7" allenfalls durch einen aus iektorförmig ausgebildeten Teilstücken zusammenge- Stäben oder Profilen bestehenden Käfig zusammenfügt ist. Die einzelnen Teilstücke 7 weisen an ihren gehalten sind. Das aus den übereinandergefügten : ausgerichteten Stoßflächen von Nut und Feder ge- 30 Teilstücken 7" bestehende Flammrohr 6" ragt in bildete Verbindungseinrichtungen 8 auf, die einen einen Rohrstutzen 16, der die oberste Lage der Teilformschlüssigen Zusaammenhalt der Teilstücke 7 ge- stücke 1" übergreift und eine Längendehnungen auswährleisten. Die Längserstreckung der Teilstücke 7 gleichende Abdichtung bewirkt,
st begrenzt. An den Trennfugen 10 zwischen den Die einzelnen Teilstücke 7" tragen an ihrer /on den Teilstücken 7 gebildeten Kreisringteilen kön- 35 Außenseite in axialer Richtung verlaufende Ab- :ien nut- und federartige Zentriereinrichtungen 8 a Standsrippen 17, mit denen sie sich unmittelbar an vorhanden sein. Die Länge des Flammrohres 6 ent- der Innenwandung des Mantelrohres 13 abstützen ;pricht etwa der Flammenlänge; sie ist auf jeden Fall und zwischen denen der Abgasabfuhr dienende axiale ο groß, daß ein einwandfreies Ausbrennen der Kanäle 15" frei bleiben. In dem von dem Brenner 3 "lamme gewährleistet ist. 40 abgewandten Bereich des Flammrohres 6" weisen die3 a burner nozzle, a supply line 4 for fuel. In the embodiment according to FIGS. 5, 6, which has an axially surrounding supply line 5 for air, which essentially corresponds to that of FIG. 3, 4 in the material, in particular fuel gas. the sections 7 ″ sit on the end face of the burner 3 opens into a fire tube 6, while the inner tube 14 is the distinctive tube part, the inside a ceramic design according to FIG. 3 in omission has come and has clothing which is assembled from individual ceramic parts, the individual parts 7 ″ at most by means of a cage consisting of rods or profiles formed from elector-shaped parts. The individual sections 7 have to be held on their. The flame tube 6 "consisting of the superimposed: aligned abutment surfaces of tongue and groove 30 sections 7" protrudes into formed connecting devices 8, which overlap a pipe socket 16, which overlaps the top layer of the partially interlocking cohesion of the sections 7 pieces 1 " and ensure a longitudinal expansion. The longitudinal extension of the sections 7 causes the same seal
st limited. At the parting lines 10 between the individual sections 7 ″ wear on their / on the sections 7 formed circular ring parts can 35 outer side extending in the axial direction: ien tongue and groove centering devices 8 a stand ribs 17 with which they are directly present Support the length of the flame tube 6 on the inner wall of the jacket tube 13; corresponds approximately to the flame length; it is in any case and between the axial ones serving the exhaust gas discharge ο large that a perfect burn-out of the channels 15 ″ remain free. In the region of the flame tube 6 ″ facing away from the burner 3 ″, the

Den Zusammenhalt der Teilstücke 7 in dem sie Teilstücke 7" radiale Abgasdurchlässe 18 auf, durchThe cohesion of the sections 7 in that they have sections 7 ″ radial exhaust gas passages 18 through

eingebenden Strahlrohr 2 gewährleisten in radialer die die Abgase in die Kanäle 15" eintreten können,entering jet pipe 2 ensure in a radial direction that the exhaust gases can enter the channels 15 ",

dichtung sowohl die Verbindungseinrichtungen 8 wie Die Vorsprünge der Teilstücke 7" sind mit 70" be-seal both the connecting devices 8 and the projections of the sections 7 "are 70"

iuch das Strahlrohr 2 selbst; in axialer Richtung zeichnet.iuch the jet pipe 2 itself; draws in the axial direction.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Flame tube for a radiant heating tube of an industrial furnace, which is composed of ceramic, positively interconnected circular ring parts at least in the area of the flame, characterized in that the circular ring parts consist of sector-shaped sections (7, T, 7 "), which are form-fitting at the joints Have connecting devices (8).

2. Flame tube according to claim 1, characterized in that the connecting devices (8) of the sections (7, T, T) are formed by tongue and groove.

3. Flame tube according to claim 1 or 2, characterized in that the sections (T, T) have annular projections (70.70 ") on the inner wall.

4. Flame tube according to claim 3, characterized in that the projections (70, 70 ") are arranged in the region of the upstream end faces of the sections (T, T) .

5. Flame tube according to one of claims 1 to 3, characterized in that the ceramic material of the sections (7, T, T) is interspersed with a catalyst, preferably with a nickel catalyst.

6. Flame tube according to claim 1, characterized in that the wall thickness of the sections (7, T, 7 ") and the coefficient of thermal conductivity of the material used along the flame tube (6, 6 ', 6") are different.

7. Flame tube according to one of claims 1 to 6 for use in a jacket radiant heating tube with an exhaust gas duct surrounding the flame tube in the shape of a ring, characterized in that the Sections (7 ") have radial exhaust gas passages (18), particularly in the downstream region of the flame tube (6").

8. Flame tube according to claim 7, characterized in that the sections (7 ") at their Outer surface with radial spacing ribs resting on the inner wall of the jacket tube (13) (17) are provided.

9. flame tube according to claims, characterized in that that the sections (7 ") of the flame tube (6") are surrounded by a cage made of metal rods or profiles be held together.