DE2002790C2

DE2002790C2 - GAS PREHEATER

Info

Publication number: DE2002790C2
Application number: DE19702002790
Authority: DE
Inventors: Jonathan Wigan Lancashire Huddart (Großbritannien). B22c 3-00
Original assignee: Fibreglass Ltd
Current assignee: Fibreglass Ltd
Priority date: 1969-01-23
Filing date: 1970-01-22
Publication date: 1971-11-11
Also published as: GB1229743A; BE744746A; FR2028979A1; DE2002790B1

Description

Als besonderer Vorteil kann angegeben werden, daß die srnndungsgemäßen Sicherheitselemente in einer Vielzahl von Variationen hinsich'lich der Länge und Anzahl sowie des Eingriffs anwendbar sind, so daß alle nur erdenklichen BelastungsfälleIt can be stated as a particular advantage that the security elements according to the invention are in a multitude of variations in terms of length and number as well as the engagement applicable are, so that all conceivable load cases

angeordnet sind, so daß zwischen ihnen ein im Quer- io berücksichtigt werden können, schnitt ringförmiger Durchtritt gebildet wird. Die Tn der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele geheißen Abgase des Ofens werden von dem inneren maß der Erfindung dargestellt und näher erläutert. Zylindermantel geführt, das Brenngas, z. B. Luft,
strömt durch den ringförmigen Durchtritt zwischenare arranged so that a cross-sectionally annular passage is formed between them. The Tn of the drawing are exemplary embodiments called exhaust gases of the furnace are shown and explained in more detail of the inner dimension of the invention. Cylinder jacket out, the fuel gas, z. B. air,
flows through the annular passage between

Hierin zeigtHerein shows

Fig. 1 einen Querschnitt durch L-förmige SicherFig. 1 is a cross-section through L-shaped security

den beiden Zylinderwänden, entweder im Gleich- ₁₅ heitselemente im Ausschnitt,the two cylinder walls, either in the ₁₅ uniformity elements in the cutout,

strom oder in Gegenstrom. Dabei wird die Wärme des Abgases an das Brenngas durch Strahlung und' oder Konvektion abgegeben, so daß es bereits vor der Verbrennung im Ofen vorgewärmt ist. Bei einer solchen Anordnung unterliegt der innere Zylindermantel einer hohen Temperatur, während der äußere Mantel relativ wenig erwärmt wird. Es hat sich herausgestellt, daß durch Kriechdehnungen des inneren Zylindermantels fortschreitende Einknickungen odercurrent or in countercurrent. The heat of the exhaust gas is transferred to the fuel gas by radiation and ' or convection so that it is preheated in the furnace before it is burned. At a such an arrangement, the inner cylinder jacket is subject to a high temperature, while the outer Coat is heated relatively little. It has been found that by creep expansion of the internal Cylinder jacket progressive buckling or

F i g. 2 einen Querschnitt durch paarweise angeordnete Sicherheitselemente,F i g. 2 a cross section through security elements arranged in pairs,

F i g. 3 eine Anordnung gemäß F i g. 1 mit balliger Auflagefläche,F i g. 3 shows an arrangement according to FIG. 1 with a spherical contact surface,

Fig. 4 eine Anordnung gemäß Fig. 2, jedoch mit balliger Berührungsfläche zwischen den einander berührenden Sicherheitselementen.FIG. 4 shows an arrangement according to FIG. 2, but with spherical contact surface between the touching safety elements.

Die Ausführung gemäß F i g. 1 besteht aus im wesentlichen zylindrischen Mänteln 1 und 2. Der Eindrückungen unter dem Druck des Brenngase« in ₂₅ Mantel 2 ist so angeordnet, daß er koaxial den dem ringförmigen Durchtritt zwischen den Zylinder- inneren Zylindermantel umfaßt und ein ringförmiger mänieln auftreten können. Diese Gefahr wird noch Durchtritt 3 zwischen den Zylindermänteln entsteht, dadurch vergrößct, daß es sehr schwierig ist, einen Die Sicherheitselemente 4 von L-förmigem Quergenauen zylindrischen Mantel ^rzustellen. Damit _{schnitt sind am} i_nneren Zylindermantel 1 befestigt, bestehen zusätzliche Risiken für da? Entstehen von _3o Lediglich ein Sicherheitselement ist in F i g. 1 gezeigt, unkontrollierten Spannungen. Ft den äußeren ähnliche Elemente sind mit entsprechendem Abstand Zylindermantel besteht im allgemeinen keine Gefahr _{rund um den} Zylindermantel verteilt und erstrecken für ein Einknicken, da er einer relativ niedrigen _{sich in} Längsrichtung der Zylindermäntel 1 und 2. Temperatur unterliegt und der Druck in dem ring- _Jedes Sicherheitselement 4 hat einen Arm 4a, der förmigen Durchtritt zwischen den Zylindermänteln _{35 s}j_{ch a]s Steg radia}i _{auswarls V}on dem inneren Zylindie zylindrische Form des äußeren Mantels zu dermantel erstreckt und mit ihm verschweißt ist. Die stützen sucht, und zwar durch Ringspannungen. Schweißungen sind mit 5 bezeichnet. Der dazu abAufgabe der Erfindung ist es daher, einen Gasvor- gewinkelte Arm Ab verläuft mit Abstand zum wärmer der vorstehend genannten Art zu schaffen,
der nicht mehr der Gefahr des Einknickens aus- ₄₀
gesetzt ist.The execution according to FIG. 1 consists essentially cylindrical shells 1 and 2. The indentations under the pressure of the combustion gases "in ₂₅ shell 2 is arranged such that it comprises the coaxial annular passage between the cylinder inner cylinder shell and can be an annular mänieln occur. This danger is still created by passage 3 between the cylinder jackets, increased by the fact that it is very difficult to produce an L-shaped transversely precise cylindrical jacket. Thus _{cut are} attached to _the i _nneren cylinder jacket 1, there are additional risks for there? Creation of _3o only one security element is shown in FIG. 1 shown uncontrolled stresses. Ft the outer like elements are at an appropriate distance cylinder shell there is generally no risk of spread _{around the} cylinder jacket and extend for buckling because it a relatively low _to subject _in the longitudinal direction of the cylinder barrels 1 and 2. Temperature and pressure in the annular _Each _{Security element} 4 has an arm 4a, the shaped passage between the cylinder jackets ₃₅ _{extends from} the inner cylinder, cylindrical shape of the outer jacket to the jacket and is welded to it. That seeks support, through ring tensions. Welds are denoted by 5. The object of the invention is therefore to create a gas pre-angled arm Ab runs at a distance from the warmer of the type mentioned above,
which no longer avoids the risk of buckling ₄₀
is set.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß
die Zylindermäntel mehrere über den Umfang verleihe Halteelemente aufweisen, deren sich im wesent- __ _ The solution according to the invention is that
the cylinder jackets have several holding elements that lend themselves over the circumference, which are essentially __ _

liehen radial in den Ringraum erstreckende Stege ₄₅ rechtwinklig "zueinander verlaufenden' Armen la und Abwiiiklungen tragen, die im wesentlichen tangential _lb _{Der Arm}7_{a a}|_{s Steg} j_{st an e}j_ner Halteplatte 8 zu einem zwischen den Zylinderwänden gedachten _durch Schweißungen 9 befestigt. Die Halteplatte H konzentrischen Kreis verlaufen und die so ineinander- befindet sich innerhalb der öffnung 6 und ist mit greifen, daß sich der radiale Abstand zwischen dem Schweißungen 10 an einer weiteren Halteplatte 11 inneren und dem iiußercn Z>lindcrmanlel nicht wc- 50 befestigt, die die öffnung 6 abdeckt und ihreseits mit sentlkh vergrößern kanu. Schweißungen 12 mit dem äußeren Zylindermantel 2loan radially into the annular space extending webs ₄₅ perpendicular "to each other extending arms of la and Abwiiiklungen carry substantially tangentially _lb _{The arm} 7 _aa | _{s web} j _st _ner _{to e} j retaining plate 8 is fixed to an imaginary between the cylinder walls _by welds. 9 The holding plate H run a concentric circle and is located inside the opening 6 and is also gripped in such a way that the radial distance between the welds 10 is not fastened to a further holding plate 11 inside and the outside Z> lindcrmanlel the opening 6 covers and on its side enlarges the canoe

Die an der inneren Zylinderwand befestigten verbunden ist. Der Steg la erstreckt sich radial ein-Sichcrhcitselemente können einen L-förmigen Quer- wärls von dem äußeren Zylindermantel 2, der Arm7ft schnitt haben und mit ihren längeren Schenkeln als _a)s Abwinklung des Sicherheitselementes 7 erstreckt Stege an den Zylindermänteln befestigt sein und mit _{55 sich tangent}i_ai _{zu e}j_nem gedachten konzentrischen ihren kurzen Schenkeln als Abwinklungen mitem- _{KreiSi Der} abgewinkelte Arm 71» steht mit dem Arm ander im Eingriff stehen. _4b _de9 sicherheitselementei4 Im Eingriff. Dadurch Which is attached to the inner cylinder wall. The web la extends radially a-Sichcrhcitselemente can have a L-shaped cross wärls have cut from the outer cylinder shell 2, the Arm7ft and with their longer legs as _{a) s} angled portion of the safety element 7 extends webs attached to the cylinder barrels and be _{55 tangent _to} _e i _a i j _nem imaginary concentric their short legs as bends mitem- _{Kreisi the} angled arm 71 'is engaged with the other arm are in engagement. _4b _{de9 safety elements i4} in engagement. Through this

GcmliU einem weiteren Erflndungsmerkmal können _wi„| _ci_ne Vergrößerung des radialen Abstandes zwi· die auf dem inneren Zylindermantel angeordneten ^hen den Zylindermänteln i und 2 verhindert, wobei L-förmigen Sicherheitselemente paarweise so ange- 60 gleichzeitig aber die relative axiale Verachiebemögwdnei scm, daß -sic mil ihren kurzen Schenkeln auf- fichkiit zwischen den Zylindermänteln erhalten bleibt, einander zuweisen, unter Einhaltung eines bestimm- da die Arme lh und 4b aufeinander In axialer Richten Abslandes, wobei die Sicherheitselemente des lung gleiten können.GcmliU a further feature of the invention can _w i "| _c i _ne increase in the radial distance Zvi · arranged on the inner cylinder shell ^ hen i the cylinder jackets and 2 prevented, and the L-shaped security elements in pairs as pleasant 60 but scm simultaneously relative axial Verachiebemögwdnei that SiC mil their short legs on - fichkiit is maintained between the cylinder jackets, assign to each other, while observing a certain- because the arms lh and 4b are mutually aligned in an axial direction away from each other, whereby the safety elements of the lung can slide.

äußeren Zylindermantels T-fÖrmig ausgeführt sind Die Ausführung gemäß Fig. 2 besteht aus dem und /wischen die paarweise angeordneten Sicher- «j zylindrischen Mantel 21 und einem koaxialen zylinhiHiwlenwnie des inneren Zylindermantels greifen. drischen Mantel 22. Der ringförmige Durchtritt 23 Von Vimell im «s, die Skherheitsdemente des zwischen den Zylindermänteln ist mit 23 bezeichnet. ütHeren Zylindermantels an einer !ladeplatte zu bc~ Die Sicherheilwlcmcnte 24 sind paarweise angeord-outer cylinder jacket are T-shaped. The embodiment according to FIG. 2 consists of and / between which the safety cylindrical jacket 21 arranged in pairs and a coaxial cylindrical jacket 21 grip the inner cylinder jacket. Drischen jacket 22. The annular passage 23 by Vimell im «s, the Skherheitsdemente of the between the cylinder jackets is denoted by 23. above the cylinder jacket on a loading plate to bc ~ The safety coils 24 are arranged in pairs.

inneren Zylindermantel 1 und erstreckt sich tangential zu einem konzentrischen Kreis zwischen den Zylindermänteln. Der äußere Zylindermantel 2 weist öffnungen 6 auf, die den Sicherheitselementen 4 nahezu gegenüberliegen. Die Sicherheitselemente 7, ebenfalls von L-förmigem Querschnitt, bestehen ausinner cylinder jacket 1 and extends tangentially to a concentric circle between the Cylinder jackets. The outer cylinder jacket 2 has openings 6 which the security elements 4 almost opposite. The security elements 7, also of L-shaped cross-section, consist of

net, wobei wieder lediglich ein Paar in Fig. 2 gezeigt ist, die übrigen Paare sind mit entsprechendem Abstand auf dem Umfang des jeweiligen Zylindermantels verteilt. Sie erstrecken sich ferner in Längsrichtung der Zylindermäntel. Jedes Sicherheitselement 24 hat einen Steg 24 a, der durch Schweißung 25 mit dem innerenZylindermantel 21 verbunden ist. Die Abwinklung24ft verläuft tangential zu einem gedachten konzentrischen Kreis zwischen den Zylindermänteln. Beide Sicherheitselemente 24 bilden ein Paar und sind so mit Abstand zueinander angeordnet, daß die Abwinklungen24 ft aufeinander zuweisen und einen Abstand zwischen ihren Enden einhalten. Der äußere Zylindermantel 22 hat Öffnungen 26, üen Sicherheitselementen 24 gegenüberliegend. Ein Sicherheizelement 27 von T-fönnigem Querschnitt erstreckt sich durch die öffnung 26 und ist an einer Halteplatte 28 mittels Schweißung 29 befestigt. Die Halteplatte 28 selbst ist durch Schweißung 30 mit dem äußeren Zylindermantel 22 verbinden. Der sich radial erstreckende Teil 27 a des Sicherheitselementes 27 ragt von dem äußeren Zylindermantel 22 durch die öffnung zwischen den Abwinklungen 24 ft des Sicherheitselementes 24 hindurch. Der Querbalken 27 b des Sicherheitselementes 27 steht im Eingriff mit den Abwinklungen 24 b, um eine Vergrößerung des radialen Abstandes zwischen den Zylindermänteln 21 und 22 zu verhindern. Die Sicherheitselemente sind von einer Form und Größe, die die Strömung im ringförmigen Durchtritt zwischen den Zylindermänteln nicht unnötig erschweren.net, where again only one pair is shown in Fig. 2, the remaining pairs are distributed at a corresponding distance on the circumference of the respective cylinder jacket. They also extend in the longitudinal direction of the cylinder jackets. Each security element 24 has a web 24 a, which is connected to the inner cylinder jacket 21 by welding 25. The bend 24ft runs tangentially to an imaginary concentric circle between the cylinder jackets. The two safety elements 24 form a pair and are arranged at a distance from one another in such a way that the angled portions 24 face one another and maintain a distance between their ends. The outer cylinder jacket 22 has openings 26, opposite security elements 24. A safety heating element 27 with a T-shaped cross section extends through the opening 26 and is fastened to a holding plate 28 by means of weld 29. The holding plate 28 itself is connected to the outer cylinder jacket 22 by welding 30. The radially extending part 27 a of the security element 27 protrudes from the outer cylinder jacket 22 through the opening between the bends 24 ft of the security element 24. The transverse bar 27 b of the security element 27 is in engagement with the bends 24 b in order to prevent an increase in the radial distance between the cylinder jackets 21 and 22. The security elements are of a shape and size that do not unnecessarily impede the flow in the annular passage between the cylinder jackets.

Um den Wärmetransport zwischen dem äußeren und inneren Zylindermantel infolge Wärmeleitung durch die miteinander im Eingriff stehenden Sicherheitselemente zu verringern, kann der Gasvorwärmer so zusammengesetzt sein, daß ein kleiner Zwischenrau 1 zwischen den miteinander im Eingriff stehenden Teilen besteht. Die Abwinklungen kommen erst dann miteinander in Kontakt, wenn sich der radiale Abstand zwischen den beiden Zylinderwänden geringfügig vergrößert. Die Verringerung eines derartigen Wärmetransportes ist wünschenswert, um örtliche Temperaturschwankungen zu verhindern, die vielfach eine unerwünschte und unterschiedliche Expansion nach sich ziehen. Es ist auch möglich, die miteinander in Berührung stehenden Flächen der im Eingriff stehenden Sicherheitselemente so zu formen, daß nur ein Linienkontakt zwischen ihnen besteht. F i g. 3 zeigt eine Ausführung ähnlich F i g. 1 und mit gleichen Bezugsziffern, jedoch mit balligen Brrüi, ■■ rungsflächen. Fig.4 zeigt eine Ausführung ähnlich Fig. 2, ebenfalls mit balligen Machen.About the heat transfer between the outer and inner cylinder jacket as a result of heat conduction by the interlocking safety elements, the gas preheater can reduce be composed so that a small intermediate space 1 between the mutually engaged Sharing consists. The bends only come into contact with one another when the radial distance is equal slightly enlarged between the two cylinder walls. The reduction of such Heat transport is desirable to prevent local temperature fluctuations, which often cause undesirable and different expansion. It is also possible to do that with each other to shape the surfaces of the interlocking safety elements that are in contact in such a way that that there is only line contact between them. F i g. 3 shows an embodiment similar to FIG. 1 and with same reference numerals, but with crowned Brrüi, ■■ areas. 4 shows an embodiment similar Fig. 2, also with spherical make.

Claims

Patent claims:

1. Gas pre-heater, consisting of two concentrically arranged cylinder jackets, the inner of which is used to guide hot exhaust gases and whose rim space between the cylinder jackets is used to guide fuel gases to be preheated, characterized in that the cylinder jackets have several holding elements (4, 7, 24, 27 ), whose webs (4a, 7a, 24a, 27a) extending essentially radially into the annular space (3) have bends (4b, Tb, 2Ab, 27ft) which are essentially tangential to an imaginary concentric circle between the cylinder walls and which interlock in such a way that the radial distance between the inner (1) and the outer {2 ^ cylinder jacket cannot increase significantly.

2. Gas vorwänner according to claim 1, characterized in that the security elements (4, 7, 24) have an L-shaped cross-section and attached to the cylinder jackets (1, 2) with their longer legs than webs (4a, Ta, 24a) are and are with their short legs as bends (4 ft, 7 ft, 2Ab, 276) in "engagement.

3. Gasvorwänner according to claims 1 and 2, characterized in that the inside The security elements (24) located in the cylinder jacket (1) have an L-shaped cross section and are arranged in pairs at a distance from one another so that their short legs (24 ft) to each other, that is, the security elements attached to the outer cylinder jacket (22) (27) have a T-shaped cross-section and with their crossbar (27 ft) between the Security elements (24) of the inner cylinder jacket (21) grip and engage with them stand.

4. Gas vorwänner according to claims 1 to 3, characterized in that the security elements (7) of the outer cylinder wall (2) a retaining plate (8) and the retaining plate (8) themselves are attached to the outer cylinder wall (2), so that the security elements through an opening (6) in the cylinder wall (2) into the interior of the gas pre-worm.

1 sheet of drawings