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Schutzkappe für die Umkehrenden, insbesondere von Uberhitzexelementen
Die, Erfindung bezieht sich auf eine Schutzkappe für die Umkehrenden, insbesondere
von Überhitzerelementen oder ähnlichen Wärmeaustauschrohren, die der Einwirkung
von Rauchgasen ausgesetzt sind. Es sind verschiedene Formen von derartigen Schutzkappen
und auch verschiedene Befestigungsarten für solche Kappen bekanntgeworden.
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Insbesondere bei raucbgasbeheizten Überhitzerelementen iist die Forderung
zu erfüllen, daß einerseits eine genügend hohe Überhitzung des Dampfes erreicht
und andererseits eine zu starke Beheizung der Umkehrenden vermieden bzw. verringert
wird, weil diese Enden der Gefahr des Durchbrennens infolge Stichffammenwi.rkung
ausgesetzt sind. Besteht die Schutzkappe in der meist gebräuchlichen Weise aus einem
Metallkörper von besonders großer Wandstärke, der das gesamte Umkehrende und auch
noch einen Teil der anschließenden Rohrstränge dicht aufliegend umgibt, dann wird
die Wärmeübertragung auf den Dampf
verschlechtert. Außerdem kommt
hinzu, daß der Preis derartiger Schutzkappen insbesondere dann verhältnismäßig hoch
wird, wenn diese Schutzkappen aus hochhitzebeständigem Metall bestehen.
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U m den Verlust an wirksamer Heizfläche durch die aufgesetzten Schutzkappen
zu verringern, hat man die Schutzkappen auch schon mit entsprechenden Ausschnitten
versehen.
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'V#@'erden die Schutzkappen z. B. durch Löten oder Schweißen an den
Umkehrenden befestigt, dann bereitet die Erneuerung der beschädigten oder verbrannten
Kappen Schwierigkeiten. Unter Umständen muß das ganze Umkehrende ausgewechselt «-erden.
Wenn aber andererseits die Kappen nur lose auf das Umkehrende aufgesetzt werden,
z. B. dadurch, daß an den Kappen angebrachte Lappen in die Gabelung der Rohrstränge
hineingebogen werden, dann liegt die Gefahr vor, daß zwischen den Berührungsflächen
der Kappen und der Umkehrenden Korrosionen entstehen.
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Die angegebenen -Nachteile werden bei einer Schutzkappe gemäß der
Erfindung vermieden, und zwar dadurch, daß eine flache Kappe aus hitzebeständigem
Baustoff verwendet wird, die eine schalen- oder pilzförmige Gestalt erhält und mit
Abstand hauptsächlich an der Spitze des Umkehrendes der Rohrstränge, d.li. an dem
äußeren Ende des Umkehrstückes. z. B. durch Schweißen, befestigt wird. Dadurch wird
ein Verlust an wirksamer Heizfläche vermieden. Die Kappe läßt sich ferner so gestalten,
daß eine Verengung des Querschnittes für den Durchgang der Rauchgase nicht oder
nur in sehr geringem Umfang eintreten kann. Weiterhin ist der Abstand zwischen der
Kappe und der Umkehrspitze günstig, weil der entstehende freie Raum zwischen Kappe
und Umkehrspitze wärmeisolierend wirkt. Schließlich ist zu beachten, daß ein Ansetzen
von Flugasche od. dgl. auf der Schutzkappe bzw. dem Umkehrende wohl kaum eintreten
wird, da die Flugasche durch den Spalt zwischen Kappe und Umkehrende nach unten
in das Rauchrohr fallen kann.
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ach einer Ausführungsform der Erfindung ist die Schutzkappe mit seitlichen
Lappen versehen, durch die die Befestigung der Kappe insbesondere an den Flachseiten
des Umkehrendes, z. B. durch Schweißen, erfolgt. lach einer anderen Ausführungsform,
insbesondere bei einer pilzförmigen Schutzkappe, erfolgt die Befestigung zwischen
Kappe und Umkehrspitze mit Hilfe eines mittleren Zapfens an dem einen oder anderen
Teil durch Verschweißen. Bei den angegebenen Arten der Befestigung sind nur verhältnismäßig
kleine Berührungsflächen zwischen Kappe und Umkehrspitze erforderlich, so daß der
Wärmeübergang zwischen Kappe und Umkehrspitze dementsprechend gering ist. Dadurch
wird die Lebensdauer sowohl der Kappe als auch des Umkehrendes erhöht und außerdem
ist das Ausw--chseln einer beschädigten oder verbrannten Kappe verhältnismäßig einfach.-;
Die Zeichnung stellt einige beispielsweise j des Erfindungsgegenstandes dar.
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Die Abb. 1, 2 bzw. 3, 4 und 5, 6 zeigen je eine Ausführungsform in
zwei zueinander s senkrechten Längsschnitten. Die Abb. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform
in einem axialen Längsschnitt durch ein Rauchrohr mit einem t'berhitzerelement.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i und 2 sind zwei Rohrstränge
1, 2 mit einem durch Biegen erzielten Umkehrende 3 dargestellt, das insbesondere
an der durch den Biegeprozeß gestreckten, dünneren äußeren Wand durch die Schutzkappe
.4 aus hitzebeständigem Baustoff gegen die Stichflammenwirkung der Rauchgase geschützt
«-erden soll. Die Schutzkappe besitzt die Form einer flachen Schale, die durch zwei
Lappen 5 an den Flachseiten des U-Bogens 3 durch Verschweißen befestigt ist, und
zwar so, daß zwischen der Schale d. und dem Umkehrbogen 3 ein bestimmter Abstand
bestehenbleibt und demgemäß zwischen der Innenfläche der Schale und der Außenfläche
des U-Bogens 3 ein wärmeisolierender Raum entsteht. Die Berührungsflächen zwischen
Schutzschale und Umkehrende sind verhältnismäßig gering und die Befestigung ist
verhältnismäßig einfach.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb.3 und 4 besitzt die Schale .I
nicht, wie bei dein ersten Ausführungsbeispiel, überall gleiche Wandstärke, sondern
an der äußeren Spitze eine Wandverstärkung. Ferner erfolgt die Befestigung der Schale
4 nicht durch Lappen 5, sondern unmittelbar durch Verschweißen des Randes der Schale
4 an den Stellen 6 mit dem Umkehrende 3 an dessen Flachseiten.
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Die Abb. 5 und 6 zeigen die Anwendung der Erflndungbei einem nach
einem bekannten Verfahren durch Schmieden bei Schweißhitze (Preßscliweißung) hergestellten
Umkehrende 3. Die Befestigung der sclialeiiförmigen Kappe4 erfolgt wieder, wie bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel, durch Verschweißen des Randes der Scliale4 an den
Stellen 6 mit dem Umkehrende 3 an dessen Flachseiten.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb.7 ist das aus den Rohrsträngen
i und 2 mit dein Umkehrende 3 bestehende Wärmeaustauschelement in einem Rauchrohr
7 untergebracht. Die Schutzkappe besteht hier aus einem pilzförmigen Körper S, der
durch einen Zapfen 9 mit der Umkehrspitze 3 z. B. durch Verschweißen verbunden ist,
ebenfalls wie bei den anderen Ausfiihrungsbeispielerf in der Weise,
daß
durch den Abstand zwischen Schutzkappe und Umkehrspitze ein wärmeisolierender Raum
entsteht.
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Wie die Zeichnung erkennen läßt, ist das Umkehrende durch die Schutzkappe
ausreichend geschützt, ohne daß eine größere Fläche des Umkehrendes bzw. der Rohrstränge
für die Wä,rm-eübertragung ausgeschaltet wird. Auch ist die Ausgestaltung und Anordnung
der Schutzkappe derart, daß der Durchgangsquerschnitt für ,die Rauchgase im Rauchrohr
nicht wesentlich vermindert wird.