DE3211624A1

DE3211624A1 - Freizuegig diagonal versetztes regeneratorgitter

Info

Publication number: DE3211624A1
Application number: DE19823211624
Authority: DE
Inventors: Günter 6200 Wiesbaden Simon
Original assignee: Didier Werke AG
Current assignee: Didier Werke AG
Priority date: 1982-03-30
Filing date: 1982-03-30
Publication date: 1983-10-13
Also published as: ATA95783A; AT383416B; GB2117886A; ES279847Y; DE3211624C2; US4479777A; IT8347938A0; FR2524612A1; GR78067B; GB8308773D0; BE896238A; GB2117886B; ES279847U; DD207979A5; IT1197608B

Description

Die Erfindung betrifft ein freizügig diagonal versetztes Regeneratorgitter mit aufeinander folgenden Lagen von Reihen aus rechteckigen Bindersteinen und Lagen von Reihen aus rechteckigen Läufersteinen.

Bei Regeneratoren von Glaswannenöfen oder Siemens-Martin-Öfen besteht der feuerfeste Besatz der Regeneratorkammern aus einem Gitterwerk, das sich aus Lagen von Steinreihen zusammensetzt. Die Steinreihen werden durch auf ihrer Lagerfläche ruhende rechteckige Steine gebildet. Beim freizügig diagonal versetzten Gitterwerk folgt auf eine Lage von Rostauflagersteinen im Wechsel miteinander jeweils eine Lage von Reihen aus Bindersteinen und eine Lage von Reihen aus Läufersteinen. Dabei stellen die mit ihren Stirnseiten aneinandergrenzenden Läufersteine durchlaufende Reihen dar, die sich üblicherweise in der Längsrichtung der Kammer erstrecken. Die jeweils zwei Läuferreihen verbindenden Bindersteine sind in Richtung der Läuferreihen in Reihen mit dem Achsmaß a angeordnet. Das Achsmaß a ist die Summe des Abstandes der Bindersteine und einer Breite der Bindersteine. Quer zur Richtung der Läuferreihen sind die Reihen der Bindersteine jeweils um das halbe Achsmaß a zueinander versetzt. Im Gitterwerk werden von Läuferund Bindersteinen senkrechte Kanäle gebildet und in den Lagen

mit Läufersteinen treten durchgehende waagerechte Züge auf. Es werden zusätzlich im Gitterwerk auf den äußeren Reihen der Läufersteine zwischen den Bindersteinen Randsteine vorgesehen und in den oberen Lagen können auf den Bindersteinen zwischen den Läufersteinen Füllsteine eingesetzt werden. Das freizügig diagonal versetzte Gitterwerk besitzt eine gute Stabilität und die Möglichkeit der Abwandlung der Kanalabmessungen bei gleichbleibenden Steinformaten.

Gegenüber dem bekannten Gitterwerk ist die Aufgabe nach der Erfindung in einem Regeneratorgitter der eingangs genannten Art zu sehen, mit dem eine höhere Zahl der senkrechten Kanäle

2 3
und eine höhere Heizfläche in m /m des Gitterwerks erreicht wird. Die Lösung nach der Erfindung besteht darin, daß die Bindersteine auf den Seitenflächen eine über die Steinhöhe sich erstreckende Ausnehmung haben und die Höhe der Lage aus Bindersteinen 55 bis 60 % und die Höhe der Lage aus Läufersteinen 40 bis 45 % beträgt, bezogen auf die Summe der Höhe je einer Lage aus Binder- und Läufersteinen. Die Ausnehmungen der Bindersteine ermöglichen es, in der Gitterung bei gleichbleibendem Kanalquerschnitt das Achsmaß zu verringern und als Folge davon die Zahl der Kanäle zu erhöhen. Durch diese Maßnahme und zusätzlich durch die relativ große Höhe der Lage aus Bindersteinen wird in überraschender Weise die Erhöhung der Heizfläche des Gitterwerks erreicht. Die Standfestigkeit des Gitterwerks bleibt durch die jeweils aufeinanderfolgenden unterschiedlich hohen Lagen aus Bindersteinen und Läufersteinen erhalten.

Die Breite des Bindersteins ist im Bereich der Ausnehmungen vorteilhaft um 20 bis 40 % vermindert, wodurch weder seine Festigkeit unzulässig beeinträchtigt, noch seine Standfestigkeit im Gitterwerk vermindert wird. Eine weniger als 20 % verringerte Breite im Bereich der Ausnehmungen würde nur zu einer geringen Steigerung der Zahl der Kanäle führen, und

einer Verringerung der Breite über 40 % steht die mechanische Stabilität und Speicherkapazität des Bindersteins entgegen.

Nach der weiteren Ausgestaltung des Bindersteins sind die Ausnehmungen mit Rillen versehen, die sich um die Hälfte der Breite der Rillen versetzt gegenüberliegen sollen. Sie können im Querschnitt kreisbogenförmig sein, aber auch die Form von Nuten mit abgerundeten Ecken und von Sinuswellen haben. Die mit dieser Ausgestaltung erreichte Flächenvergrößerung des Bindersteins ist vorzugsweise so zu bemessen, daß das Verhältnis der Länge der Oberfläche in der Ausnehmung zum Abschnitt der Länge der Ausnehmung 1,10 bis 1,30 beträgt. Bei der Zustellung des Gitterwerks werden vorteilhaft die Bindersteine in den Lagen, die durch jeweils eine Lage Läufersteine getrennt sind, wechselseitig übereinander gesetzt. Mit dieser Folge ungleichartiger Seitenflächen der Bindersteine senkrecht übereinander tritt eine Steigerung der Turbulenz der Gasströmung bzw, der Luftströmung in den Kanälen ein.

Um den verschiedentlich in der Praxis bei Regeneratorgitterungen auftretenden Verschiebungen und Verdrehungen der Steine in den oberen Lagen entgegenzuwirken, wird weiterhin vorgesehen, daß in der oberen Lagen der Bindersteine die Bindersteine an der Unterseite stufenförmige Ausnehmungen haben und die durch die Ausnehmungen gebildeten Absätze den Läufersteinen aufliegen. Es können aber auch in den oberen Lagen der Läufersteine die Läufersteine auf der Oberseite Ausnehmungen von 10 bis 15 % bezogen auf die Summe der Höhe von Läufer- und Binderstein zur Aufnahme der Bindersteine haben. Als günstig muß insbesondere die Ausführung der oberen Lagen angesehen werden, bei der die Bindersteine mit den Absätzen in den Ausnehmungen der Läufersteine aufliegen. Die infolge der Ausnehmungen in die Lage der Reihen der Läufersteine eingreifenden Bindersteine reichen mit ihrer Unterseite

höchstens bis auf einen Spalt an die Bindersteine der übernächsten tieferen Lage bzw. der nächsten Lage aus Bindersteinen heran, ohne sie zu berühren. Die Bindersteine erfüllen somit im Bereich der oberen beispielsweise 3 bis 8 Lagen der Gitterung gleichzeitig die Aufgabe der zwischen den Läufersteinen in üblicher Weise eingesetzten Füllsteine, die nun gleichfalls gegen Verschiebung gesichert sind.

Der Binderstein und das Regeneratorgitter nach der Erfindung werden durch Zeichnungen und Beispiele näher erläutert:

Es zeigen:

Fig. 1 Binderstein mit Ausnehmung (Ansicht der Lagerfläche)

Fig. 2 Binderstein mit Rillen in den Ausnehmungen (Ansicht der Lagerfläche)

Fig. 3 Ausschnitt des Regeneratorgitters (vertikaler Schnitt durch die Reihen von Bindersteinen)

Fig. 4 Lage aus Läufersteinen und Bindersteinen in perspektivischer Ansicht

Fig. 5 Lage von Läufersteinen und Bindersteinen mit Ausnehmungen in perspektivischer Ansicht.

Der Binderstein 1 ist auf seinen Seitenflächen 2 mit je einer Ausnehmung 3 versehen, die senkrecht zu seiner Unter- und Oberseite oder zu seinen Lagerflächen 4 liegt. Gegenüber der Breite 5 des Bindersteins ist im Bereich der Ausnehmungen die Breite 6 nach Fig. 1 um etwa 36 % vermindert. Beim Binderstein

nach Fig. 2 sind in den Ausnehmungen die kreisbogenförmigen Rillen 7 um die Hälfte der Breite der Rillen versetzt gegenüberliegend angeordnet· Das Verhältnis der Länge der durch die Rillen vergrößerten Oberfläche in der Ausnehmung 3 zum Abschnitt der Länge der Ausnehmung 8 beträgt hier beispielsweise 1,21 .

Im Ausschnitt des Regeneratorgitters nach Fig. 3 folgen über einer Lage aus Läufersteinen 9 im Wechsel drei Lagen aus Bindersteinen und zwei Lagen aus Läufersteinen, wobei die oberen zwei Lagen der Bindersteine in die oberen zwei Lagen der Läufersteine eingreifen. Aus der Schnittfläche 10 der Bindersteine 1 nach der Anmeldung geht die verminderte Breite gegenüber der Breite 5 an den sichtbaren Stirnflächen der Bindersteine hervor. Die Bindersteine haben die größere Höhe und sie beträgt hier etwa 55 % bezogen auf die Summe der Höhe einer Lage aus Binder- und Läufersteinen. In den oberen Lagen liegen die Bindersteine mit ihren Absätzen in den Ausnehmungen 11 der Läufersteine 9 auf. Durch die getrichelte Linie 12 ist an einigen Stellen der an sich verdeckte Teil der Seitenfläche 2 der Bindersteine mit den Absätzen dargestellt.

Die in die Reihen aus Läufersteinen 9 eingreifenden Bindersteine 1 reichen mit ihrer Unterseite 13 bis auf einen Spalt an die Oberseite 4 der Bindersteine der übernächsten tieferen Lage bzw. der nächsten Lage aus Bindersteinen heran, so daß von ihnen in den oberen Lagen der Regeneratorgitterung die Aufgabe der üblichen Füllsteine übernommen werden kann. Auf der oberen Lagerfläche 4 der Bindersteine ruhen die Reihen aus Läufersteinen der folgenden höheren Lage. Das Regeneratorgitter wird mit einer Lage aus Bindersteinen nach oben abgeschlossen.

In der Fig. 4 ruht auf einer Lage aus Läufersteinen eine Lage aus versetzt angeordneten Bindersteinen, die in ihren Ausnehmungen mit Rillen versehen sind. Aus der Fig. 5 geht ein

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Binderstein 1 mit an der Unterseite stufenförmigen Ausnehmungen und den durch die Ausnehmungen gebildeten Absätzen 14 und eine Lage Bindersteine hervor, die mit ihren Absätzen 14 in den Ausnehmungen 11 der unteren Lage aus Läufersteinen aufliegt.

In der folgenden Tabelle werden für ein freizügig diagonal versetztes Regeneratorgitter mit Lagen aus rechteckigen Binder- und Läufersteinen Beispiele aufgeführt, aus denen die Verbesserung durch die Maßnahmen nach der Erfindung ersichtlich sind. Die Beispiele 1 und 2 betreffen bekannte Gitterungen mit rechteckigen Steinen und gleichen Höhen der Lagen von Binder- und Läufersteinen. Ausgehend von quadratischen Kanälen mit 140 mm Kanalweite werden bei Steinen

2 2 3

einer Breite von 64 mm 24 Kanäle/m und 15 _s13 m /m Heizfläche erreicht. Bei größeren Werten für die Kanalweite und Steinbreite werden nach Beispiel 2 noch darunter liegende Werte erhalten.

Mit dem Merkmal der Ausnehmung auf den Seitenflächen der Bindersteine nach der Erfindung wird eine x^esentliche Steigerung der Zahl der Kanäle/m erreicht, wie es der Vergleich der Beispiele 3 bis 5 gegenüber dem Beispiel 1 zeigt. Mit dem zusätzlich beanspruchten Merkmal der Höhen der Lagen wird nach Beispiel 6, bei dem mittlere Werte für die Breite im Bereich der Ausnehmungen und die Höhen der Lagen vorliegen (Kanalweite von 140 mm unverändert), eine Heizfläche

2 3

von 16,04 m /m und damit eine Zunahme gegenüber dem Beispiel 1 von 6,0 % erreicht. Durch die weitere Ausgestaltung der Bindersteine mit Rillen in den Ausnehmungen steigt nach dem Beispiel 7 mit den sonst gleichen Maßzahlen wie im Beispiel 6 die Heizfläche um 12,6 % gegenüber dem Beispiel 1 an. Die Rillen sind im Querschnitt kreisbogenförmig, wobei der Kreisbogen einen Radius von 12 mm hat . Insgesamt liegt beim

A A * A «ft

diagonal versetzten Regeneratorgitter mit durch Ausnehmungen und Rillen versehenen Bindersteinen nach der Erfindung die Zunahme der Heizfläche bei etwa 11,5 bis 14 %, wie dies aus den Beispielen 8 und 9 hervorgeht.

Im Fall einer Gitterung mit quadratischen Kanälen und einer Kanalweite von 160 mm wird nach der Erfindung sogar eine Steigerung der Heizfläche nach dem Beispiel· 10 von 15,9 % gegenüber dem Beispiel 2 erreicht. Es wird somit mit dem Regeneratorgitter nach der Erfindung in einfacher Weise und ohne die Anwendung aufwendiger und von der Rechteckform wesentlich abweichender Steine in überraschender Weise die Erhöhung der Heizfläche des Regeneratorgitters gegenüber einer vergleichbaren herkömmlichen diagonal versetzten Regeneratorgitterung erreicht.

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Tabelle

Binderstein (Länge 278 mm) Breite mm

Höhe/Höhe der Lage % Höhe/Höhe der Lage mm

Ausnehmung Binderstein % Ausnehmung Binderstein mm Ausnehmung Länge mm

Rillen, Verhältnis der Längen, Oberfläche zu Ausnehmung nach Anspruch 6

64

124

64	64	64	64	64	64	64	64
			57	57	55	60	57
			150	150	145	158	150
20	30	40	30	30	20	40	30
51	45	38	45	45	51	38	45
			120	120	120	120	144

1,22 1_S22 1,22 1,21

Läuferstein (Länge 230 mm) Breite mm

Höhe/Höhe der Lage % Höhe/Höhe der Lagen mm

64 124

64	1	64	1	64	1	64	64
43	43	45	40	43
114	14	19	06	114

Höhe Binder- und Läuferstein

mm

248 264 264 264

Tabelle 123456789

Kanalweite Achsmaß a ^J

Achsmaß b²⁾

2 Kanäle/m Heizfläche

Zunahme der Heizfläche % -- -- 6,0 12,6 11,5 14,0 15,9

mm	140	160	140	140	140	140	140	140	7	140	160
mm	204	236	191	185	178	185	185	191	87	178	205
mm	204	236	204	204	204	204	204	204	204	224
	24	18	25,7	26,5	27,5	26,	26,	25,	27,5	21,8
m²/m³	15,13	13,21				16,	17,	16,	17,24	15,3



,5	,5
,04	03

-* Kanalweite und verminderte Breite im Bereich der Ausnehmungen des Bindersteins

2")
³ Kanalweite und Breite des Läufersteins

Claims

Patentansprüche

Freizügig diagonal versetztes Regeneratorgitter mit aufeinander folgenden Lagen von Reihen aus rechteckigen Bindersteinen und Lagen von Reihen aus rechteckigen Läufersteinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindersteine auf den Seitenflächen eine über die Steinhöhe sich erstreckende Ausnehmung haben und die Höhe der Lage aus Bindersteinen 55 bis 60 % und die Höhe der Lagen aus Läufersteinen 40 bis 45 % beträgt, bezogen auf die Summe der Höhe je einer Lage aus Binder- und Läufersteinen.
2. Binderstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Ausnehmungen die Breite um 20 bis 40 % vermindert ist.
3. Binderstein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen mit Rillen versehen sind.
4. Binderstein nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ausnehmungen sich die Rillen um die Hälfte der Breite der Rillen versetzt gegenüberliegen.

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5. Binderstein nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen im Querschnitt kreisbogenförmig sind.
6. Binderstein nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Länge der Oberfläche in
der Ausnehmung zum Abschnitt der Länge der Ausnehmung 1,10 bis 1,30 beträgt.
7. Regeneratorgitter nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindersteine in übereinander folgenden Lagen wechselseitig gesetzt sind»
8. Regeneratorgitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den oberen Lagen der Bindersteine die Bindersteine
an der Unterseite stufenförmige Ausnehmungen haben und
die durch die Ausnehmungen gebildeten Absätze den Läufersteinen aufliegen.
9. Regeneratorgitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den oberen Lagen der Läufersteine die Läufersteine
auf der Oberseite Ausnehmungen von 10 bis 15 % bezogen
auf die Summe der Höhe von Läufer- und Binderstein zur
Aufnahme der Bindersteine haben.
10. Regeneratorgitter nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindersteine mit den Absätzen in den Ausnehmungen der Läufersteine aufliegen.