DE2734922C2 - Abgaskrümmer für Industrieöfen - Google Patents

Description

wobei die Rohre zu Sektionen zusammengefaßt sind, die in Abhängigkeit von der anfallenden Wärmemenge für unterschiedliche Kühlleistung ausgelegt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (3,3i) der Sektionen («, ß) zu Kühlschlangen (S) verbunden sind, die separate Kühlkreisläufe mit von der Zuleitung (6) bis zur Ableitung (7) gleichbleibendem Querschnitt (16) bilden, und daß die Anzahl der zu einer Kühlschlange (5) zusammengefaßten Rohre (3, 3i) nach Maßgabe der thermischen Beanspruchung unterschiedlich ist

2. Abgaskrümmer nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sektionen zwischen aus einer oder mehreren Kühlschlangen (5) spiralig gebogenen Flanschen (11) angeordnet sind.

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Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf einen Abgaskrümmer für Industrieöfen mit Wand aus parallel zum Strömungsk;nal verlaufenden, in Längsrichtung miteinander verschweißten Rohren, die von einem Kühlmittel durchströmbar sind, wobei die Rohre zu Sektionen zusammengefaßt sind, die in Abhängigkeit von der anfallenden Wärmemenge fur unterschiedliche KOhlleistung ausgelegt sind.

Bei dem bekannten gattungsgemäßen Abgaskrümmer (DE-PS 14 08 919) handelt es sich um einen Konverterkamin. Bei der bekannten Ausführungsform sind zwar die Rohre zu Sektionen zusammengefaßt, die *o einzelnen Rohre der Sektionen jedoch parallel geschaltet. Bei Parallelschaltung ist eine entsprechend gleichmäßige Beaufschlagung der einzelnen Rohre der Sektion mit dem Kühlmittel nicht gewährleistet, so daß lokale. Oberhitzungen und zwischen den miteinander verschweißten Rohren störende und unter Umständen zerstörende Wärmedehnungen und Spannungen auftreten können. Ähnlich liegen die Verhältnisse bei einem Abgaskrümmer der aus einer Mehrzahl von parallel angeordneten und strömungsmäßig parallelgeschalteten Rohren zusammengeschweißt ist (US-PS 40 00 886), die nicht in Sektionen geteilt sind. Der Aufbau von Kühlaggregaten aus unabhängig voneinander einstellbaren Kühlsystemen, die ihrerseits aus Rohren gewikkelt oder geschweißt sind, ist im übrigen allgemein bekannt (DE-PS 10 13 680, US-PS 39 55 803. Stahl und Eisen, 1965, S. 385 ff.), hat jedoch zur Lösung der Probleme bei den eingangs beschriebenen Abgaskrümmern nicht beigetragen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einem gattungsgeinäßen Abgaskrümmer die Anordnung so zu treffen, daß lokale Überhitzungen und daraus resultierende unterschiedliche Wärmedehnungen und Spannungen zwischen den miteinander verschweißten Rohren vermieden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Rohre der Sektionen zu Kühlschlangen verbunden sind, die separate Kühlkreisläufe mit von der Zuleitung bis zur Ableitung gleichbleibendem Querschnitt bilden und daß die Anzahl der zu einer Kühlschlange zusammengefaßten Rohre nach Maßgabe der thermischen Beanspruchung unterschiedlich ist Die Sektionen sind zweckmäßigerweise zwischen Flanschen angeordnet, die aus einer oder mehreren Kühlschlangen spiralig gebogen sind. Gekühlte Flansche sind an sich bekannt (DE-OS 17 S3 064).

Bei dem erfindungsgemäßen Abgaskrümmer resultiert aus der Tatsache, daß die zu den Kühlschlangen zusammengefaßten Rohre überall gleich großen Strömungskanalquerschnitt aufweisen, die Wirkung, daß der Strömungswiderstand der einzelnen Kühlkreisläufe nach Maßgabe der unterschiedlichen Anzahl der Rohre unterschiedlich ist Folglich kann allein über die Anzahl der Rohrschlangen eine sehr definierte Einstellung der Betriebsverhältnisse erreicht werden, und zwar ohne Schwierigkeiten so, daß lokale Überhitzungen und störende Wärmedehnungen und Spannungen sowie darauf zurückzuführende Rißbildung vermieden werden. Das ist mit parallel geschalteten Kühlrohren nicht erreichbar.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert Es zeigt in schematischer Darstellung

F i g. 1 eine Schenktische Darstellung eines Abgaskrümmers,

Fig.2 und 3 ein Ausführungsbeispiel eines Abgaskrümmers nach der Erfindung,

F i g. 4 und 5 Verbindung zweier Rohre zur Bildung einer Kühlschlange.

Die schematische Darstellung in F i g. 1 zeigt einen Abgaskrümmer 1 mit einer Umlenkung des Abgasstromes um 90°. Die höchste thermische Belastung der Wand 2 erfolgt etwa im Bereich der Sektion α. Die Wand 2 besteht aus einzelnen Rohren 3, 3,, die mittels einer Umlenkkappe 4 zu einer Kühlschlange 5 miteinander verbunden sind und eik'jn geschlossenen Kühlkreislauf bilden. Die Zuleitung 8 und die Ableitung 7 eines Kühlmittels erfolgt an einem Ende der wärmsten Zonen in der Wand 2 und sorgt für eine schnelle Ableitung der Wärme aus der entsprechenden Sektion α., ß. Die profilierte Wand 2 aus den längsverschweißten Rohren 3,3| ist für den erfindungsgemäßen Abgaskrümmer 1 besonders vorteilhaft, daß die vergrößerte Oberfläche die Wärme in an sich bekannter Weise rasch aufnimmt und außerdem den Abgasstrom 8 turbulenzfrei zum Krümmungsradius führt. Dadurch werden gefährliche Wärmestaus in der Wand 2 und die Überleitung der Wärme auf die thermisch geringer belasteten Wandteile vermieden.

In den Fig.2 und 3 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Abgaskrümmers 1 dargestellt. Die Zuleitungen 6 und die Ableitungen 7 der einzelnen Kühlkreisläufe sind am oberen Ende des Abgaskrümmers angeordnet. Der Zwangskühlkreislauf erfolgt nach diesem Ausführungsbeispiel über einen Verteiler 9, an dem die einzelnen Kühlkreisläufe mit jeweils auf die thermischen Bedingungen der einzelnen Sektionen abgestimmten Strömungsquerschnitten und Strömungswiderständen angeschlossen sind. Die Ableitungen 7 der Kühlkreisläufe erfolgen über einen Sammler 10.

Der erfindungsgemäße Abgaskrümmer 1 ist außerdem mit einem an sich bekannten, wassergekühlten Flansch 11 versehen. Der Flansch 11 besteht gemäß der Erfindung ebenfalls aus einer an sich bekannten Rohrwand. Die Rohre 12 sind hier spiralförmig

zusammengeschweißt und an einem oder mehreren separaten Kühlkreisläufen angeschlossen. Hierdurch werden Wärmespannungen auch im Flansch 11 vermieden und immer eine plane Anschlußebene 13 gewährleistet, sowie eine Oberleitung der Flanschwärme auf die Wand 2 verhindert

Die Enden der Kühlschlangen 5 sind mit den Umlenkkappen 4 versehen, die nicht über den Umfang der äußeren Rohrwaiidung am Krümmereingang 14 hinausgehen. Dieses ist nach örtlichen, baulichen Erfordernissen bei Industrieöfen von besonderer Wich-

tigkeit Die strömungsgünstige Umlenkung 17 des Kühlmittels in den Kühlschlangen 5 ist in den F ί g, 4 und 5 dargestellt

Insbesondere ist in Fig,5 die Aqfdornung der Rohrenden der Rohre 3 ersichtlich, wobei die berührenden Wandungen 15 etwa parallel nebeneinanderliegend verschweißt sind. Die so verschweißten Rohrenden werden dann mit einer Umlenkkappe 4 zu einer Kühlschlange 5 gleichbleibenden Querschnittes 16 mit äußerst guten Strömungseigenschaften verschlossen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Abgaskrümmer für Industrieöfen mit

Wand aus parallel zum Strömungskanal verlaufenden, in Längsrichtung miteinander verschweißten Rohren, die von einem Kühlmittel durchströmbar sind,