DE2214697A1

DE2214697A1 - Brennkammerberohrung

Info

Publication number: DE2214697A1
Application number: DE19722214697
Authority: DE
Inventors: Alfred Dr Sc Techn Brunner
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1972-03-25
Filing date: 1972-03-25
Publication date: 1973-09-27

Description

Brennkammerberohrung Die Erfindung betrifft eine Berohrung von vertikalen Brennkammern rechteckigen Grundrisses mit trichterartigem Bodenstück, das aus zwei einander gegenüberliegenden, unter einem Winkel oc zur Horizontalen geneigten Rechteckflächen und zwei, einander ebenfalls gegenüberliegenden, vertikal angeordneten Trapezflächen besteht, wobei die Brennkammerwände durch unter demselben Winkel ß zur Horizontalen geneigte, miteinander direkt oder über Stege dichtverschweisste Rohre gebildet ist, die sich in die Trichterwand hinein fortsetzen und innerhalb dieser ebenfalls miteinander dicht verschweisst sind.
Es ist schon vorgeschlagen worden, die aus den Brennkammerwänden in die Trichter flächen eintretenden Rohre etwa mit gleicher Neigung in die Trichterflächen weiterlaufen zu lassen, wobei dann aber die Schwierigkeit entsteht, dass im Bereich der Trapezschenkel eine Anhäufung von Rohren auftritt, so dass efIn?,clnr R(.ibfc aus den Trichterflächen hinausgezogon oder um Trichterflächenstücke herumgeführt werden müssen oder dass sonstwie unschöne, eine rationelle Fabrikation hindernde Verschiebungen in der Rohranerdnung auftreten.
Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Schwierigkeiten zu überwinden und im Bereich des Brennkammertrichters eine einfache Rohranordnung zu schaffen, bei der der Uebergang von den Rechteckflächen in die Trapezflächen zwanglos glatt verläuft.
Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dass - in der Abwicklung gesehen - die Rohre von den Brennkammerwänden her mit untereinander gleichem Winkel (@') in die vier den Trichter bildenden Flächen eintreten, dass dieser Winkel (') gegenüber dem Neigungswinkel α der Rechteckflächen die Beziehung α = 90° -erfüllt und dass der Richtungsverlauf mindestens eines Teils der Rohre in den Rechteckflächen derart gebrochen ist, dass aus der Rechteckseite, aus welcher Rohre in die anliegende Trapezfläche übertreten, gleich viele Rohre austreten wie längs der anlegenden Trapezschenkel in die Trapezflächen eintreten.
Durch die erfindungsgemässe Beziehung zwischen den Winkeln-c und U wird erreicht, dass der Uebergang der Rohre aus den Trapezflächen in die daran anstossenden Rechteckflächen kontinuierlich verläuft, während durch die erfindungsgemässe Aenderung des Richtungsverlaufes mindestens eines Teils der Rohre in den Rechteckflächen ein zwangloser Uebergang der Rohre aus den Rechteckflächen in die Trapezflächen sichergestellt ist.
Nach einem weiteren Ziel der Erfindung sind die an den unteren Rechteckseiten austretenden Rohre unmittelbar und gleielimässig verteilt an parallel zu den Rechteckseiten verlaufende Sammler anzuschliessen. Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dass in den Rechteckflächen die Richtung der Rohre an derjenigen Diagonale der Rechteckfläche, die alle in die betreffende Rechteck fläche eintretenden Rohre schneidet, gebrochen ist.
Es ist zu bemerken, dass durch diese Richtungsänderung der Rohre an der Diagonalen die Rohrteilung sich verändert, und zwar meistens in dem Sinne, dass die Stege zwischen den Rohren nach der Richtungsänderung etwas breiter sind als vor der Richtungsänderung. Dies hat im an die Diagonale an anschliessenden Rechteckteil eine Erhöhung der Mitteltemperatur zur Folge, die jedoch, wegen der hier geringen Wärmebelastung einerseits und der hohen Elastizität der aus Rohren gebildeten Wand andererseits, im allgemeinen festigkeitsmässig nicht von Belang ist.
Besonders einfache, eine rationelle Fertigung begünstigende Verhältnisse werden dadurch geschaffen, dass der Q el oc' dem Neigungswinkel g der Rohre in den Brennkammer-andflächen gleich gewählt wird.
Die Erfindung wird in zwei zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert: Figur 1 zeigt die Abwicklung der Brennkammeroberfläche nach einem ersten Ausführungsbeispiel mit rechteckigem Querschnitt, während Figur 2 die entsprechende Abwicklung einer Brennkammer mit quadratischem Grundriss darstellt.
In Figur 1 sind die Vorderwand 1, die Seitenwände 2 und 4 sowie die Rückwand 3 aus unter ß= 250 zur Horizontalen geneigten Rohren gebildet, von denen jeweils in der Zeichnung aus mehreren Rohren 5 bestehende Bänder 6 dargestellt sind.
Während an die Vorder- und Rückwand 1 bzw. 3 je eine Rechteckfläche 10 bzw. 11 anschliesst, stossen an die Seitenwände 2 und 4 gleichschenklige Trapezflächen 12 bzw. 13 mit ihrer Grundlinie 14 bzw. 15 an. Die Schenkel 16 bis 19 der Trapezflächen 12, 13 sind unter sich gleich lang und gleich der kurzen Seite 20 der Rechteckflächen. Die Rohre treten, gleichmässig über den Umfang verteilt, unter einem Winkel α' in die Rechteck- und Trapezflächen 10 bis 13 ein. Der spitze Winkel zwischen den Trapezschenkeln 16 bis 19 einerseits und den andererseits Grundlinien 14, 15 ist mit α bezeichnet. Im zusammengebauten Zustand entspricht der Winkel ob der Neigung der Rechteckflächen 10, 11 gegenüber der Horizontalen. Erfindungsgemäss sind nun ' bzw. oc so gewählt, dass Oe= = 900 -2«'.
Dadurch wird erreicht, dass die an den Schenkeln 17, 19 austretenden Rohre ohne Versetzung in die anstossende Rechteckfläche 11 bzw. 10 weitergeführt werden können.
In den Rechteckflächen 10, 11 ist erfindungsgemäss je eine Diagonale 30 31 gezogen, an der der Richtungsverlauf der Rohre gebrochen ist. Der Brechungswinkel ergibt sich dabei der Rechteckfläche 11 daraus, dass das unterste der Rohre, das ohne Brechung gerade fortgeführt, eben noch in die benachbarte Trapezfläche einlaufen würde, so gebrochen wird, dass es zur entsprechenden Ecke 35 der Rechteckfläche führt. Dabei ergeben sich die folgenden geometrischen Verhältnisse: Von der Ecke 32 der Trapezfläche 13 aus wird unter dem Winkel α' eine Gerade 33 zur Diagonalen 31 gezogen, auf der sie einen Punkt 34 bestimmt.
36 Die Gerade von diesem Punkt 34 zum mit Punkt 32 korrespondierenden Punkt 35 der Rechteckfläche 11 bestimmt die Richtung der Rohre in der Rechteckfläche unterhalb de Diagonalen 31.
Es wird dadurch sichergestellt, dass dem Schenkel 18 der Trapezfläche 13 die nötige Anzahl Rohre zugeführt wird, gleichzeitig werden die übrigen, in das Rechteck 11 einlaufende Rohre gleichmässig verteilt der unteren Seite des Rechtecks 11 zugeführt.
In der unterhalb der Diagonalen 31 befindlichen Rechteckhälfte ist die Rohrteilung etwas grösser als in der darüberliegenden Rechteckhälfte. Wier schon gesagt, sind die durch behinderte Wärmedehnung verursachten Spannungen im allgemeinen nicht erheblich.
Figur 2 zeigt eine analoge Abwicklung zu Figur 1, wobei jedoch das Vordet- und Rückwände sowie die Seitenwand der Brennkamer gleich breit sind, die Brennkammer somit quadratischan Grundriss hat. In diesem Falle ist auch der Neigungswinkel ß der Rohre in den Brennkammerwänden dem Eintrittswinkel α' der Rohre in die Rechteck- und Trapezflächen gleich, was eine besonders einfache und rationelle Fertigung erlaubt.

Claims

P a t e n t a n 5 p r ü c h e

Berohrung von vertikalen Brennkammern rechteckigen Grundrisses mit trichterartigem Bodenstück, das aus zwei einander gegenüberliegenden unter einem Winkel CC zur Horizontalen geneigten Rechteckflächen und zwei, einander ebenfalls gegenüberliegenden, vertikal angeordneten Traezflächen besteht, wobei die Brennkammerwände durch unter demselben Winkel ß zur Horizontalen geneigte, miteinander direkt oder über Stege dichtverschweisste Rohre gebildet sind, die sich in die Trichterwand hinein fortsetzen und innerhalb dieser ebenfalls miteinander dicht verschweisst sind, dadurch gekennzeichnet, dass - in der Abwicklung gesehen -die Rohre (5) von den Brennkammerwänden her mit untereinander gleichem Winkel (α') in die vier den Trichter bildenden Flächen (10 ... 13) eintreten und dieser Winkel (α') gegenüber dem Neigungswinkel (α) der Rechteckflächen (10, 11) die Beziehung d = 900 - 2 α' erfüllt und dass der Richtungsverlauf mindestens eines Teils der Rohre (5) in den Rechteckflächen (10, 11) derart gebrochen ist, dass aus der Rechteckseite (20), aus welcher Rohre (5) in die anliegende Trapezfläche (12, 13) übertreten, gleich viele Rohre (5) austreten'wie längs der anliegenden Trapezschenkel (16, 18) in die Trapezflächen (12, 13) eintreten.
2. Brennkammerberohrung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Rechteckflächen (10, 11) die Richtung der Rohre (5) an derjenigen Diagonale (30, 31) der Rechteckfläche (10 bzw. l1),die alle in die betreffende Rechteckfläche (10 bzw. 11) eintretenden Rohre (5) schneidet gebrochen ist.
3. Brennkammerberohrung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel' dem Neigungswinkel (ß) der Rohre in den Brennkammer-Wandflächen (1 ... 4) gleich ist.

L e e r s e i t e