DE755484C

DE755484C - Cast iron or metallic insert for smoke tubes

Info

Publication number: DE755484C
Application number: DEA78234D
Authority: DE
Original assignee: HERMANN CARL AMME
Current assignee: HERMANN CARL AMME
Priority date: 1936-01-17
Filing date: 1936-01-17
Publication date: 1953-04-09

Description

Gußeisernes oder metallisches Einsatzstück für Rauchrohre Die Erfindung betrifft ein gußeisernes oder metallisches Einsatzstück für Rauchrohre, das in der Formgebung der Innenwandung des Rohres angepaßt ist und auf der Innenseite mit hintereinanderliegendenVorsprüngen in Form von Zapfen, Rippen od. dgl. versehen ist.Cast iron or metallic insert for smoke pipes The invention relates to a cast iron or metal insert for smoke tubes, which is in the Shaping of the inner wall of the tube is adapted and on the inside with one behind the other projections in the form of pins, ribs or the like. Is provided.

Es ist bereits bekannt, in die Rauchrohre von Dampfkesselanlagen Einsatzstücke einzubauen, die dazu dienen, die hindurchfließenden Gase in drehende Bewegung zu setzen. Dadurch soll dieVerdampfungsleistungderRohre erhöht werden.It is already known to insert pieces into the smoke tubes of steam boiler systems built in, which serve to turn the gases flowing through them set. This is intended to increase the evaporation capacity of the pipes.

Es ist ferner bekannt, derartige Einsatzstücke, die in der Formgebung der Innenwandung der Rauchrohre angepaßt und mit in die Rauchgase hineinragenden Vorsprüngen versehen sind, so zu verwenden, daß durchstreichende Gase gelenkt und durchmischt werden können und daß Flugasche abgeschieden werden kann. llan hat ferner in die Züge von Dampfkesseln u. dgi. mehrere Lagen von Drahtgeweben hintereinander- oder übereinanderliegend eingebaut, welche der Aufspeicherung von Wärme dienen.It is also known such inserts in the shape adapted to the inner wall of the smoke tubes and protruding into the smoke gases Protrusions are provided to be used so that striding gases are directed and can be mixed and that fly ash can be separated. llan has also been used in the trains of steam boilers and the like. several layers of wire mesh one behind the other - or installed one above the other, which serve to store heat.

Auch hat man bereits Einsatzstücke aus feuerfestem Baustoff verwendet, die ebenfalls zur Wärmesteigerung bestimmt ist. Demgegenüber wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Einsatzstücke derart auszubilden, daß sie in erster Linie eine Verbesserung des rel;uperativen Wärmeübergangs zwischen dem im Innern des Rohrs befindlichen strömenden Mittel und der auf der Außenseite des Rohrs befindlichen Flüssigkeit bewirken. Zu diesem Zweck werden der Innenfläche der Rohre angepaßte, die ganze Innenfläche oder nur einen Teil derselben. z. B. bei den Rauchrohren von Dampfkesseln vorzugsweise die untere Hälfte der Innenfläche, bedeckende Einsatzschalen angeordnet. Diese Einsatzschalen sind auf ihrer Innenseite mit einem in den freien Raum der gas- oder dampfdurchflossenen Rohre hineinragenden sogenannten Turbulenz- und Strömungsgitter versehen; d. h. es sind an ihnen zapfen- oder rippenartige Vorsprünge angebracht, die in einer in Strömungsrichtung gemessenen Stärke von höchstens d.o mm ausgebildet und in lichtem Abstand von höchstens 4.o mm hintereinanderliegend angeordnet sind.Insert pieces made of refractory building material have also been used, which is also intended to increase heat. In contrast, according to the invention proposed to form the insert pieces so that they are primarily a Improvement of the relative heat transfer between the inside of the pipe located flowing means and located on the outside of the pipe Effect liquid. For this purpose, the inner surface of the pipes is adapted, all or part of the inner surface. z. B. in the smoke pipes of Steam boilers preferably cover the lower half of the inner surface, insert trays arranged. These inset trays are on their inside with one in the open So-called turbulence- and flow grids provided; d. H. there are peg-like or rib-like projections on them attached, in a thickness measured in the direction of flow of at most d.o mm and with a clearance of no more than 4.o mm one behind the other are arranged.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäß ausgebildeten Einsatzstücke dargestellt.Various exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing trained inserts shown.

Abb. i zeigt beispielsweise den Querschnitt eines Rauchrohrs mit einem erfindungsgemäß gestalteten Einsatzstück, Abb. 2 eine andere Ausführungsform, Abb. 3 einen Längsschnitt durch ein Rauchrohr nach Linie .1-B in Abb. i ; Abb. q., 5, 6, 7 und 8 zeigen verschiedene Ausführungsformen der Vorsprünge.Fig. I shows, for example, the cross-section of a smoke pipe with a according to the invention designed insert, Fig. 2 another embodiment, Fig. 3 shows a longitudinal section through a smoke pipe along line .1-B in Fig. I; Fig.q., 5, 6, 7 and 8 show different embodiments of the protrusions.

Im einzelnen bezeichnet in Abb. i das Bezugszeichen i das Rauchrohr eines Dampfkessels oder einer ähnlichen Anlage. Innerhalb derselben ist eine aus Gußeisen, Aluminium oder anderem geeigneten Material bestehende Einsatzschale 2 eingeschoben, deren zweckmäßig glatt. bearbeitete Außenfläche auf der Innenfläche des Rauchrohrs i aufliegt. Die Schale 2 ist mit einer Anzahl neben- und hintereinanderliegenden zapfenförmigen Vorsprüngen 3 versehen. Zwischen diesen Vorsprüngen, deren Stärke in Strömungsrichtung gemessen höchstens .I0 mm beträgt, befinden sich sowohl quer zur Strömungsrichtung wie in der Strömungsrichtung Lücken, so daß die Vorsprünge gleichzeitig ein Turbulenz- und Strömungsgitter bilden. Dabei ist die Weite der in Strömungsrichtung liegenden Lücken durch das Höchstmaß von t = 40 mm begrenzt. Zweckmäßig kann auch der Rand .I des Einsatzstücks mit Vorsprüngen hersehen sein, z. B. nackenartig ausgeschnitten werden.In detail, the reference symbol i in Fig. I denotes the smoke pipe a steam boiler or a similar system. Inside of them one is off Cast iron, aluminum or other suitable material existing insert shell 2 inserted, their appropriately smooth. machined outer surface on the inner surface of the smoke pipe i rests. The shell 2 has a number of adjacent and one behind the other peg-shaped projections 3 provided. Between these protrusions, their strength measured in the direction of flow is no more than .I0 mm, are located both transversely to the flow direction as in the flow direction gaps so that the projections form a turbulence and flow grid at the same time. The breadth of the Gaps lying in the direction of flow are limited by a maximum of t = 40 mm. The edge .I of the insert piece can also be expediently seen with projections, z. B. be cut neck-like.

Die Länge Z der Einsatzstücke 2 kann sich auf einen Teil oder auch auf die ganze freie Länge des betreffenden Rohrs erstrecken. Ist in dieses Rohr z. B. ein Überhitzereletnent 5 eingebaut (Abb. 3), so wird das Einsatzstücke zweckmäßig bis nahe an die vordere Spitze 6 des Überhitzerelements herangeführt.The length Z of the insert pieces 2 can be a part or also extend over the entire free length of the pipe in question. Is in this pipe z. B. installed a superheater element 5 (Fig. 3), the insert is appropriate brought up close to the front tip 6 of the superheater element.

Derartige kurze Einsatzstücke, die vor einem Überhitzerelement liegen, bieten den Vorteil der leichten Auswechselbarkeit und leichter Reinigung. Gleichzeitig entlasten sie den Kopf des Überhitzerelements in der %\Heise. daß ein Überhitzen und ein Verschmoren, wie es heute häufig der Fall ist, nicht mehr eintritt.Such short inserts, which are located in front of a superheater element, offer the advantage of being easy to replace and easy to clean. Simultaneously relieve the head of the superheater element in the% \ Heise. that overheating and charring, as is often the case today, no longer occurs.

Eine ähnliche Schutzwirkung üben die nach Abb. i ausgestalteten Einsätze auch auf den am meisten durch die Hitze beanspruchten oberen Teil des Rauchrohrs aus, da bei Anwendung der Einsatzstücke die Wärmeübergangsleistung des unteren Teils derart gesteigert wird, daß eine Temperaturverteilung über den ganzen Rohrquerschnitt eintritt, wodurch die Verbrennungserscheinungen, die heute häufig im oberen Teil der Rauchrohre zu beobachten sind, unterdrückt werden.The inserts designed according to Fig. I have a similar protective effect also on the upper part of the smoke pipe, which is most exposed to the heat because when the inserts are used, the heat transfer capacity of the lower part is increased in such a way that a temperature distribution over the entire pipe cross-section occurs, eliminating the symptoms of burns that are common today in the upper part the smoke pipes can be observed, are suppressed.

In Abb. 2 bezeichnet das Bezugszeichen den Querschnitt des Rohrs, das Bezugszeichen ä einen aus Blech hergestellten Gitterkörper, der mit auseinandergespreizten Ansätzen,, io versehen ist. Dieser Gitterkörper kann z. B. in der Weise hergestellt sein, daß seine beiden Hälften als Preß- oder Stanzstücke geformt «-erden. Auch kann man denselben auf andere Weise, z. B. durch Anschweißung der Ansätze 9 und io an die Schale 8 herstellen.In Fig. 2, the reference number indicates the cross-section of the pipe, the reference numeral ä is a lattice body made of sheet metal, the one with spread apart Approaches ,, io provided. This grid body can, for. B. made in the way be that its two halves are shaped as pressed or punched pieces. Even you can do the same in another way, e.g. B. by welding the approaches 9 and Make io on shell 8.

In Abb. 4. sind die Vorsprünge i 1, 12 in Form kurzer Rippenstücke dargestellt, zwischen denen Unterbrechungen 13 liegen. Die Rippenstücke erhalten zweckmäßig die Form sich verjüngender Körper, also z. B. abgestumpfter Pyramiden.In Fig. 4. the projections i 1, 12 are in the form of short pieces of ribs shown, between which interruptions 13 are located. Preserved the rib pieces expediently the shape of tapered bodies, so z. B. truncated pyramids.

In Abb. 5 sind die zapfen- oder rippenartigen Vorsprünge 14 im Grundriß dargestellt. Die Vorsprünge haben hier in der Strömungsrichtung tropfenförmige Gestalt erhalten.In Fig. 5, the peg-like or rib-like projections 14 are in plan shown. The projections here have a teardrop shape in the direction of flow obtain.

Nach Abb. 6 sind die tropfenförmigen Vorsprünge 15 in der Grundfläche zu einem einzigen Rippenkörper vereinigt. Zwischen den Ausbuchtungen 15 der Vorsprünge befinden sich Einbuchtungen 16, an denen die Gasströmung vorbeigeht. Auch in diesem Fall folgt also auf einen kurzen Berührungsweg des Gases immer eine Strecke, auf der das Gas mit den Vorsprüngen nicht mehr in Berührung steht.According to Fig. 6, the teardrop-shaped projections 15 are in the base united into a single rib body. Between the bulges 15 of the projections there are indentations 16 where the gas flow passes. Also in this Fall always follows a short path of contact with the gas which the gas is no longer in contact with the projections.

In Abb. 7 sind die Vorsprünge 17, 18 und die zwischen ihnen liegenden Lücken 19, 20 in kantiger Form dargestellt. Das hat den Vorteil, daß bei Rußansatz sich nur die Lücken ig, 2o mit Ruß vollsetzen. Da Ruß eine schlechte Wärmeleitzahl besitzt, ist dann an diesen mit Ruß vollgesetzten Lücken ohne weiteres eine Unterbrechung des Wärmekontaktes gegeben, während zwischen den Lücken ig, 2o der Wärmekontakt erhalten bleibt.In Fig. 7 are the projections 17, 18 and those between them Gaps 19, 20 shown in an angular shape. That has the advantage, that if soot builds up, only the gaps ig, 2o are filled with soot. Since soot is a bad one Has a coefficient of thermal conductivity, is then readily available at these gaps filled with soot given an interruption of the thermal contact, while between the gaps ig, 2o the thermal contact is maintained.

Die gleiche Wirkung wird durch eine Wellenform der vorstehenden Rippen 21 erzielt, wie sie in Abb.8 dargestellt sind. Die Rippe 21 kann z. B. in einfacher Weise aus Blech hergestellt werden.The same effect is provided by a wave shape of the protruding ribs 21 achieved, as shown in Figure 8. The rib 21 can, for. B. in simpler Way to be made from sheet metal.

Es hat sich gezeigt, daß bei Einhaltung der angegebenen Höchstabmessung von 40 mm für die Stärke der Vorsprünge der Einsatzkörper, in Strömungsrichtung gemessen, wie für die Weite der zwischen ihnen befindlichen Lücken sich eine sehr erhebliche Verbesserung des Wärmeübergangs vom strömenden Gas an die Wandflächen erzielen läßt, so daß es gelingt, die den Schalen gegenüberliegenden Stellen der Rauchrohre wesentlich zu entlasten.It has been shown that if the specified maximum dimensions are observed of 40 mm for the thickness of the protrusions of the insert body, in the direction of flow measured as for the width of the gaps between them a very considerable improvement of the heat transfer from the flowing gas to the wall surfaces can be achieved so that it is possible to achieve the opposite places of the shells To relieve smoke pipes significantly.

Ein weiterer Vorteil der neuen Einsatzstücke besteht darin, daß ihre wärmeverteilende Wirkung auch bei nicht ganz genauer Bearbeitung nichtwesentlich gemindert wird. Es hat sich nämlich gezeigt, daß selbst Luftschichten von 1/2 mm Stärke, die zwischen der etwa ungenau bearbeiteten Außenfläche der Schale 2 und des Rohrs 3 sich ausbilden, den Wärmewiderstand nicht in solchem Maß erhöhen, daß dadurch der Vorteil der Verwendung des Rohreinsatzes aufgehoben würde. Die Schale kann also in jedem Fall lose in die Rohre eingelegt werden. Die Vorsprünge ermöglichen ein gleichzeitig leichtes Auswechseln, da man sie z. B. mit einem Haken erfassen und die Einsatzstücke herausziehen kann. Bei Verwendung gußeiserner Einsatzstücke können dieselben leicht z. B. durch Verwendung von Chromzusatz hitzebeständig und zunderfest ausgebildet werden. Es können alsdann die Einsätze in verhältnismäßig hohen Temperaturen verwendet werden, die damit auch durch die Wirkung der Einsätze so herabgesetzt werden, daß auch die umgebenden Rauchrohre nicht mehrübermäßigbeansprucht werden. Bei überhitzten dampfdurchflossenen Rohren wendet man zweckmäßig eine Auskleidung des ganzen Rohrquerschnitts an. Zu diesem Zweck können zwei aufeinandergelegte Schalen verwendet werden, wobei-jede einer Hälfte des Rohrquerschnitts entspricht. Die beiden Hälften können dabei durch eine elastische Zwischenlage, z. B: Asbest, voneinander getrennt werden.Another advantage of the new inserts is that their Heat-distributing effect is insignificant even if the processing is not very precise is reduced. It has been shown that even air layers of 1/2 mm Strength between the roughly imprecisely machined outer surface of the shell 2 and of the tube 3 do not increase the thermal resistance to such an extent that this would negate the advantage of using the pipe insert. The shell can therefore be placed loosely in the pipes in any case. The projections allow at the same time easy replacement, because you can z. B. grasp with a hook and can pull out the inserts. When using cast iron inserts can the same easily z. B. through the use of chromium additive and heat-resistant be trained to be resistant to scaling. The stakes can then be proportionate high temperatures are used, which is also due to the action of the inserts are reduced so that the surrounding smoke tubes are no longer excessively stressed will. In the case of overheated pipes through which steam flows, it is advisable to use a lining of the entire pipe cross-section. For this purpose, two bowls placed one on top of the other can be used can be used, each corresponding to one half of the pipe cross-section. The two Halves can be replaced by an elastic intermediate layer, for. B: Asbestos, from each other be separated.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Cast iron or metallic insert for Flue pipes, which are adapted in the shape of the inner wall of the pipe and on the Inside with one behind the other projections in the form of pegs, ribs or. Like. Is provided, characterized in that the preferably the lower part of the insert-forming shell carries a greater number of projections that in a strength measured in the direction of flow of at most. 40 mm formed and are arranged one behind the other at clear intervals of no more than 4 ohms.

2. Insert according to claim i, characterized in that the edges of the the projections-bearing shell with projections, e.g. B. incisions are provided.

3. Insert according to claims i and 2, characterized in that the insert parts made of slotted sheet metal with bent ends or sheet metal with welded on pressed projections are produced. .

4. Insert according to claims i to 3, characterized in that the projections are in the form of continuous ribs are formed, which are provided with numerous indentations lying one behind the other are by which the current passes.

5. Insert according to claims i to q., Characterized in that the projections: are provided with a teardrop-shaped cross-section in the direction of flow. To distinguish the subject matter of the invention from the state of the art, the following publications have been considered in the grant procedure: German patent specifications No. 82 812, 107539, 517818-, British patent specifications NTr. 2o 82-. v. J.1892, 871 BC J.1899, .14144 BC J.1899, 2 2 783 BC J. 1909; French patent specification No. 481 126.