DE2348009A1 - Heat-exchanger tube sealing in air-heater - with deformable end sealing-rings pressed against combustion-chamber apertures - Google Patents

Heat-exchanger tube sealing in air-heater - with deformable end sealing-rings pressed against combustion-chamber apertures

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DE2348009A1 DE19732348009 DE2348009A DE2348009A1 DE 2348009 A1 DE2348009 A1 DE 2348009A1 DE 19732348009 DE19732348009 DE 19732348009 DE 2348009 A DE2348009 A DE 2348009A DE 2348009 A1 DE2348009 A1 DE 2348009A1
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Abstract

The heat-exchanger tubes pass through the combustion chamber, with ends through the chamber walls joined to collecting-chambers, and with gases circulating round them outside, and the air to be heated flowing through the bore. At least one end of the tube is inserted through passages in the combustion chamber wall and sealed by a ring of deformable material pref. asbestos; this is simultaneously pressed against the tube and against the outside of the section of walling surrounding the opening, pref. by a concave pressure-ring, which itself may be compressed by a plate common to a number of tubes, stressed by bolts, in the walling. Heat tension between tubes and walling is prevented, and cleaning of the combustion chamber is made easier.

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. WeicsmAnn,1' 2348009Patent attorneys Dipl.-Ing. F. WeicsmAnn, 1 '2348009

Dipl.-In'Gj Ή. Weickm^'n'n, Dipl -Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, D1PL.-CHEM. B. HuberDipl.-In'Gj Ή. Weickm ^ 'n'n, Dipl -Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A. Weickmann, D1PL.-CHEM. B. Huber

8 MÜNCHEN «6, DEN POSTFACH 860 820 8 MUNICH «6, POST BOX 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22 MÖHLSTRASSE 22, CALL NUMBER 48 3921/22

<983?21/22><983? 21/22>

E. Happle & Sohn KG
Maschinenfabrik, Mühlen- und SpeicherbauE. Happle & Son KG
Machine factory, mill and storage construction

7912 Weißenhorn / Bayern Postfach 677912 Weißenhorn / Bavaria P.O. Box 67

LufterhitzerAir heater

Die Erfindung betrifft einen Lufterhitzer mit einer Brennkammer und mit die Brennkammer durchsetzenden Wärmeaustauschrohren, welche an ihren Enden durch die Brennkammerwände hindurch an Sammelkaminern angeschlossen sind, wobei die Wärmeaustauschrohre außen von Rauchgasen umströmt und innen von der zu erhitzen den Luft durchflossen sind.The invention relates to an air heater with a combustion chamber and with penetrating the combustion chamber Heat exchange tubes, which are connected at their ends through the combustion chamber walls to collecting chimneys are, the heat exchange tubes flowing around the outside of flue gases and to be heated inside by the through which air flows.

In bisher bekannten Ausführungen sind die Brennkammer wände miteinander verschweißt; ebenso sind die die Brennkammer durchsetzenden Wärmeaustauschrohre an denIn previously known designs, the combustion chamber walls are welded together; so are they Combustion chamber penetrating heat exchange tubes to the

Durchtrittsöffnungen in den Brennkammerwänden mit diesen verschweißt.Passage openings in the combustion chamber walls are welded to these.

Diese Ausführung hat den Nachteil, daß bei den auftretenden hohen Temperaturen die unterschiedliche Wärme-·This design has the disadvantage that at the high temperatures that occur, the different heat

509813/0676 : ί I a 'V509813/0676 : ί I a 'V

ausdehnung der einzelnen Teile zum Reißen der Schweißnähte führt. Dadurch wird die Brennkammer undicht und muß u.U. nach relativ kurzer Betriebszeit ausgetauscht werden, da sich die Risse in den Schweißnähten nicht reparieren lassen.expansion of the individual parts leads to the weld seams tearing. This causes the combustion chamber to leak and may have to be replaced after a relatively short period of operation, as there are no cracks in the weld seams let repair.

Nachteilig ist ferner, daß ein Reinigen der Brennkammer nur durch die für den Brenner in der Brennkammerwand ausgesparte kleine öffnung hindurch erfolgen kann.Another disadvantage is that the combustion chamber can only be cleaned by the burner in the combustion chamber wall recessed small opening can be made through it.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Wärmespannungen zwischen den Wärmeaustauschrohren und den Brennkamnerwänden, sowie zwischen den Brennkammerwänden untereinander zu vermeiden und ein Reinigen der Brennkammer zu erleichtern.The invention is based on the object of reducing thermal stresses between the heat exchange tubes and the walls of the combustion chamber, as well as between the walls of the combustion chamber with each other to avoid and to facilitate cleaning of the combustion chamber.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wärmeaustauschrohre an jeweils mindestens einem ihrer Enden durch Durchtrittsöffnungen der Brennkammerwand hindurchgesteckt und dadurch abgedichtet sind, daß jeweils ein ein Wärmeaustauschrohr umschließender Dichtungsring aus deformierbarem Material gleichzeitig gegen das Wärmeaustauschrohr und gegen die Außenseite des die Durchtrittsöffnung umgebenden Wandteiles der Brennkammerwand angedrückt ist.The object is achieved according to the invention in that the heat exchange tubes at least one of their ends through openings in the combustion chamber wall are inserted through and sealed in that each one enclosing a heat exchange tube Sealing ring made of deformable material against the heat exchange tube and against the outside at the same time of the wall part of the combustion chamber wall surrounding the passage opening is pressed on.

Ein derartiger Dichtring kann wegen der zu erwartenden hohen Temperaturen beispielsweise aus Asbest bestehen und kann durch einen Druckring an die Brennkammer gedrückt sein," welcher eine zu der Verschneidung zwischen Rohr und Brennkammerwand hin konkave Profilfläche zur Aufnahme des Dichtrings aufweist.Such a sealing ring can consist of asbestos, for example, because of the high temperatures to be expected and can be pressed to the combustion chamber by a pressure ring, "which one to the intersection has a concave profile surface between the tube and the combustion chamber wall for receiving the sealing ring.

Der Druckring seinerseits kann durch eine DruckplatteThe pressure ring in turn can be replaced by a pressure plate

- 3 -509813/0676- 3 -509813/0676

angedrückt sein, welche u.U. einer Vielzahl von Wärmeaustauschrohren gemeinsam ist und zu diesem Zweck mit einem der Verteilung der Durchtrittsöffnungen in der Brennkammerwand entsprechenden Muster von Durchbrechungen versehen sein kann.be pressed, which may be a variety of heat exchange tubes is common and for this purpose with one of the distribution of the passage openings in the Combustion chamber wall corresponding pattern of perforations can be provided.

Die Druckplatte kann dabei durch Bolzenverbindungen spannbar sein, deren Bolzen an der Brennkammerwand befestigt sein können und Bohrungen in der Druckplatte durchsetzen, wobei suf den über die Druckplatte überstehenden Bolzenabschnitten Spannmuttern aufschraubbar sein können.The pressure plate can be tensioned by bolt connections, the bolts of which are attached to the combustion chamber wall can be and enforce holes in the pressure plate, with suf protruding over the pressure plate Bolt sections clamping nuts can be screwed on.

Um Wärmespannungen zwischen den Brennkammerwänden untereinander zu vermeiden und ein Reinigen der Brennkammer zu erleichtern, können die die Durchtrittsöffnungen für die Wärmeaustauschrohre aufnehmenden Wandteile der Brennkammer von den übrigen Wandteilen der Brennkammer lösbar sein.To avoid thermal stresses between the combustion chamber walls and to clean the combustion chamber To facilitate the passage openings for the heat exchange tubes receiving wall parts of the combustion chamber be detachable from the other wall parts of the combustion chamber.

Eine zweckmäßige Ausführung erhält man dabei beispielsweise dadurch, daß die Brennkammer -zylinderförmig ausgebildet ist und die die Durchtrittsöffnungen aufnehmenden Wandteile von achsnormalen Endflächen gebildet sind. Die Endflächen können gegen radial einwärts gerichtete Anlageflansche des Zylinders unter Verwendung von jeweils mindestens einem Dichtring anliegen, wobei lösbare Spannmittel vorgesehen sein können, um die Endwände gegen den jeweiligen Anlageflansch unter Zusammenpressen der jeweiligen Dichtringe anzudrücken.An expedient embodiment is obtained, for example, in that the combustion chamber is designed in the shape of a cylinder and the wall parts receiving the passage openings are formed by end faces normal to the axis are. The end surfaces can be used against radially inwardly directed abutment flanges of the cylinder of at least one sealing ring each rest, wherein releasable clamping means can be provided to the Press the end walls against the respective contact flange while pressing the respective sealing rings together.

Die Brennkammer kann von einem Doppelmantel umgeben sein, mit dem sie durch ein die Rauchgase abführendes Rohr verbunden sein kann. Die Rauchgase durchströmen einen von den Hüllflächen des Doppelmantels gebilde-The combustion chamber can be surrounded by a double jacket with which it dissipates the flue gases through a Pipe can be connected. The flue gases flow through one of the enveloping surfaces of the double jacket.

- 4 509813/0676 - 4 509813/0676

ten Hohlraum und verlassen diesen durch ein Abzugsrohr. th cavity and leave it through a flue pipe.

Zwischen dem Doppelmantel und der zylinderförmigen Brennkammer kann die zu erwärmende Luft in axialer Richtung geführt sein; sie kann dabei schon von der Innenwand des Doppelmantels und der Außenwand der Brennkammer Wärme aufnehmen, bevor sie in eine erste Sammelkammer an dem einen Ende der Wärmeaustauschrohre strömt. Nach dem Durchfließen der Wärmeaustauschrohre gelangt die erhitzte Luft in eine zweite Sammelkammer am anderen Ende der Rohre und kann von dort aus ihrem Verwendungszweck zugeführt werden.The air to be heated can flow axially between the double jacket and the cylindrical combustion chamber Direction to be guided; you can already from the inner wall of the double jacket and the outer wall of the Combustion chamber absorb heat before it enters a first plenum chamber at one end of the heat exchange tubes flows. After flowing through the heat exchange tubes, the heated air reaches a second collecting chamber at the other end of the tubes and can be fed from there to their intended use.

Die beiliegenden Figuren erläutern die Erfindung. Es stellen dar:The attached figures explain the invention. They represent:

Fig. 1 einen Schnitt durch die Längsachse eines Lufterhitzers,1 shows a section through the longitudinal axis of an air heater,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1,Fig. 2 is a section along the line II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Detailansicht des Ausschnittes A in Fig. 1.FIG. 3 shows a detailed view of section A in FIG. 1.

In Fig. 1 und 2 erkennt man eine zylinderförmige Brennkammer 10 mit einem in der Längsachse der Brennkammer angeordneten Brenner 12.Die Brennkammer 10 ist umgeben von einem Doppelmantel 14, mit dem sie durch ein Rohr 16 verbunden ist, welches die Rauchgase aus der Brennkammer 10 in den Doppelmantel 14 leitet. Die Rauchgase verlassen den Doppelmantel 14 durch einen Abzug 18.In Fig. 1 and 2 one recognizes a cylindrical combustion chamber 10 with a in the longitudinal axis of the combustion chamber arranged burner 12. The combustion chamber 10 is surrounded by a double jacket 14 to which it is connected by a pipe 16 which directs the flue gases from the combustion chamber 10 into the double jacket 14. The smoke gases leave the Double jacket 14 through a trigger 18.

Parallel zur Längsachse der Brennkammer 10 laufen Wärmeaustauschrohre 20, welche in zwei zylinderförmigen, zurHeat exchange tubes run parallel to the longitudinal axis of the combustion chamber 10 20, which in two cylindrical, for

— 5 — 509813/0676 - 5 - 509813/0676

Längsachse konzentrischen Lagen angeordnet sind und zur Brennkammerachse senkrechte Endwände 22, 24 der Brennkammer 10 durchdringen. In einem Zwischenraum 26 zwischen der Brennkammer 10 und dem Doppelmantel 14 strömt die zu erhitzende Luft ein in eine erste Saimnelkammer 28. Nach dem Durchfließen der Wärmeaustauschrohre 20 gelangt die erhitzte Luft in eine zweite Sammelkammer 30.Longitudinal axis concentric layers are arranged and to the combustion chamber axis perpendicular end walls 22, 24 of Penetrate combustion chamber 10. In a space 26 between the combustion chamber 10 and the double jacket 14, the air to be heated flows into a first Saimnelkammer 28. After flowing through the heat exchange tubes 20 the heated air enters a second collecting chamber 30.

Fig. 3 zeigt eine Abdichtung eines ■Wärmeaustauschrohres 20 an einer Durchtrittsöffnung 32 in der Endwand 24. Um das Wärmeaustauschrohr 20 liegt ein Dichtring aus Asbest, der von einem Druckring 36 mit einer zur Aufnahme des Dichtringes 34 bestimmten konkaven Profilfläche 38 sovrohl an die Endwand 24 als auch an das Wärmeaustauschrohr 20 gepreßt wird.3 shows a seal of a heat exchange tube 20 at a passage opening 32 in the end wall 24. To the heat exchange tube 20 is a sealing ring made of asbestos, which is of a pressure ring 36 with a to Receiving the sealing ring 34 certain concave profile surface 38 so raw on the end wall 24 as well as on the heat exchange tube 20 is pressed.

Der hierzu notwendige Druck auf den Druckring 36 wird vermittels einer Druckplatte 40 ausgeübt, welche den Durchtrittsöffnungen 32 entsprechende öffnungen 42 für die Wärmeaustauschrohre 20 aufweist. Die Druckplatte 40 wird mit Bolzen 44, die an der Endwand 24 befestigt sind und mit auf die Bolzen 44 aufschraubbaren Spannmuttern 46 gegen die Endwand 24 gespannt.The necessary pressure on the pressure ring 36 is exerted by means of a pressure plate 40, which the Passage openings 32 have corresponding openings 42 for the heat exchange tubes 20. The pressure plate 40 is provided with bolts 44 which are fastened to the end wall 24 and which can be screwed onto the bolts 44 Clamping nuts 46 tensioned against the end wall 24.

Die Sndwand 24 liegt an einem radial nach innen weisenden Anlageflansch 48 der Brennkammer 10 an. Zwischen dem Anlageflansch 48 und der Endwand 24 liegen zwei Dichtringe 50 aus Asbest in ringförmigen Nuten 52. Die Endwand 24 wird mit nicht dargestellten Spannmitteln gegen den Anlageflansch 48 gespannt.The sndwand 24 rests on a radially inwardly facing Contact flange 48 of the combustion chamber 10. There are two between the abutment flange 48 and the end wall 24 Sealing rings 50 made of asbestos in annular grooves 52. The end wall 24 is with clamping means, not shown tensioned against the contact flange 48.

Aus Fig. 3 ist leicht ersichtlich, daß sich die Wärmeaustauschrohre 20 in Längsrichtung ungehindert ausdehnen und zusammenziehen können. Die lösbare Befestigung der Endwand 24 an den Anlageflansch 48 erlaubt es,From Fig. 3 it can be easily seen that the heat exchange tubes 20 can expand and contract unhindered in the longitudinal direction. The detachable attachment the end wall 24 on the contact flange 48 allows

- 6 509813/0676 - 6 509813/0676

ι die Badwand 24 der Brennkammer 10 im Bedarfsfall abzunehmen, um die Brennkammer 10 zu reinigen. If necessary, remove the bath wall 24 of the combustion chamber 10 in order to clean the combustion chamber 10.

50 9 813/067650 9 813/0676

Claims (8)

PatentansprücheClaims 1. Lufterhitzer mit einer Brennkammer und mit die Brennkammer durchsetzenden Wärmeaustauschrohren, welche an ihren Enden durch die Brennkammerwände hindurch an Sammelkacimern angeschlossen sind, wobei die Wärmeaustausch rohre außen von Rauchgasen umströmt und innen von der zu erhitzenden Luft durchflossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschrohre <£O)an jeweils mindestens einem ihrer Enden durch Durchtrittsöffnungen(32)der Brennkammerwand hindurchgesteckt und dadurch abgedichtet sind, daß jeweils ein ein Wärmeaustauschrohr (20) umschließender Dichtring (34) aus defonnierbarem Material gleichzeitig gegen das Wärmeaustauschrohr (20) und gegen die Außenseite des die Durchtrittsöffnung (32) umgebenden Wandteiles der Brennkammerwand angedrückt ist.1. Air heater with a combustion chamber and with the combustion chamber penetrating heat exchange tubes, which at their ends through the combustion chamber walls Collective caimers are connected, with the heat exchange Flue gases flow around pipes on the outside and the air to be heated flows through on the inside, thereby characterized in that the heat exchange tubes <£ O) each through at least one of their ends Passage openings (32) of the combustion chamber wall pushed through and are sealed in that in each case a sealing ring enclosing a heat exchange tube (20) (34) made of defonnable material at the same time against the heat exchange tube (20) and against the outside of the wall part surrounding the passage opening (32) is pressed against the combustion chamber wall. 2. Lufterhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (34) aus Asbest gefertigt ist.2. Air heater according to claim 1, characterized in that the sealing ring (34) made of asbestos is made. 3. Lufterhitzer nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch . gekennzeichnet, daß der Dichtring (34) durch einen Druckring (36) angedrückt ist, welcher eine zu der Verschneidung zwischen dem Austauschrohr (20) und der Brennkammerwand hin konkave Profilfläche (38) aufweist.3. Air heater according to one of claims 1 and 2, characterized. characterized in that the sealing ring (34) is pressed by a pressure ring (36), which is one to the intersection between the exchange tube (20) and the combustion chamber wall has concave profile surface (38). 4. Lufterhitzer nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Druckring (36) durch eine Druckplatte (40) angedrückt ist, welche einer Vielzahl von Vfärineaustauschrohren (20) gemeinsam ist und4. Air heater according to claim 3 »characterized in that the pressure ring (36) by a Pressure plate (40) is pressed, which a plurality of Vfärineaustauschrohren (20) is common and 509813/0676509813/0676 zu diesem Zweck mit einem der Verteilung der Durchtrittsöffnungen (32) in der Brennkanimerwand entsprechenden Muster von Öffnungen (42) versehen ist.for this purpose with one corresponding to the distribution of the passage openings (32) in the combustion canister wall Pattern of openings (42) is provided. 5. Lufterhitzer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (40) durch Bolzenverbindungen (44) spannbar" ist, deren Bolzen an der Brennkammerwand befestigt sind und Bohrungen in der Druckplatte (40) durchsetzen, wobei auf den über die Druckplatte (40) überstehenden Bolzenabschnitten Spannmuttern (46) aufschraubbar sind.5. Air heater according to claim 4, characterized in that the pressure plate (40) by bolt connections (44) can be tensioned ", the bolts of which are attached to the combustion chamber wall and bores in the Push through the pressure plate (40), with clamping nuts on the bolt sections protruding from the pressure plate (40) (46) can be screwed on. 6. Lufterhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gek ennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnungen (32) für die Wärmeaustauschrohre (20) aufnehmenden Randteile der Brennkammer (10) von den übrigen Wandteilen der Brennkammer (10) lösbar sind.6. Air heater according to one of claims 1 to 5, characterized in that the passage openings (32) for the heat exchange tubes (20) receiving edge parts of the combustion chamber (10) of the remaining wall parts of the combustion chamber (10) are detachable. 7. Lufterhitzer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei zylinderförmiger Ausbildung der Brennkammer (10) die die Durchtrittsöffnungen (32) aufnehmenden Wandteile von achsnormalen Endwänden (22, 24) gebildet sind und daß diese Endwände (22, 24) gegen radial einwärts gerichtete Anlageflansche (48) des Zylinders unter Verwendung von jeweils mindestens einem Dichtring (50) anliegen, wobei lösbare Spannmittel vorgesehen sind, um die Endwände (22, 24) gegen den jeweiligen Anlageflansch (48) unter Zusammenpressen der jeweiligen Dichtringe (50) anzudrücken.7. Air heater according to claim 6, characterized in that with a cylindrical design of the combustion chamber (10), the wall parts of axially normal end walls (22) receiving the passage openings (32) 24) are formed and that these end walls (22, 24) against radially inwardly directed contact flanges (48) of the cylinder using at least one sealing ring (50) in each case, releasable clamping means being provided are to the end walls (22, 24) against the respective abutment flange (48) while pressing the press on the respective sealing rings (50). 8. Lufterhitzer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die zylinderförmige Brennkammer (10) von einem Doppelmantel (14) umgeben ist, wobei die Brennkammer (10) mit dem Doppelmantel (14) durch eine Rauchgas abführende Leitung (16) verbunden und der Doppelmantel (14) mit einem Rauchgasabzug (18)8. Air heater according to claim 7, characterized in that the cylindrical combustion chamber (10) is surrounded by a double jacket (14), the combustion chamber (10) with the double jacket (14) through a flue gas discharge line (16) is connected and the double jacket (14) is connected to a flue gas outlet (18) 509813/0676 - 9 -509813/0676 - 9 - versehen ist und daß die zu erwärmende Luft zunächst in axialer Richtung zwischen der zylinderförmigen Brennkammer (10) und dem Doppelraantel (14) zu einer ersten Sammelkammer (28) am einen Ende der Wärmeaustauschrohre (20) geführt ist und nach dem Durchfliessen der Wärmeaustäuschrohre (20) in eine zweite Sammelkammer (30) am anderen Ende der Wärmeaustauschrohre (20) eintritt.is provided and that the air to be heated initially in the axial direction between the cylindrical Combustion chamber (10) and the double rack (14) is led to a first collection chamber (28) at one end of the heat exchange tubes (20) and after flowing through the heat exchange tubes (20) into a second plenum chamber (30) at the other end of the heat exchange tubes (20) occurs. 509813/0676509813/0676
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