DE9300528U1 - Kesselflansch - Google Patents

Description

Kesselflansch

Die Erfindung betrifft einen Kesselflansch zur Montage des Brenners einer Feuerungsanlage gemäß dem Oberbegriff des

Anspruchs 1.

Bei Feuerungsanlagen, die mit einem Brenner für fossile Brennstoffe betrieben werden, weist der Heizkessel eine Brennerplatte auf, die den Brenner trägt. In der Brennerplatte, die im allgemeinen als verschwenkbare Tür ausgebildet ist, ist eine Öffnung für den Brenner vorgesehen. An der Brennerplatte wird ein diese Brenneröffnung abdeckender Kesselflansch angebracht, vorzugsweise angeschraubt. Der Kesselflansch weist eine Flanschplatte auf, die mit der Brennerplatte verschraubt wird, und eine Spannhülse, in die das Brennerrohr eingeschoben wird und die mittels Spannmitteln zusammengezogen wird, um den Brenner fest einzuspannen.

Es ist bekannt, den Kesselflansch, bestehend aus Flanschplatte und Spannhülse, einstückig aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium, zu gießen. Der gesamte Kesselflansch, d.h. Spannhülse und Flanschplatte, sind in Axialrichtung durchgehend geschlitzt, um die Spannhülse zusammenziehen zu

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können. Da die Flanschplatte an der Brennerplatte fest angeschraubt ist, muß die Verschraubung der Flanschplatte gelöst werden, um die Spannung des Brennerrohres in der Spannhülse zu verstellen. Außerdem bildet der axial durchgehende Trennschlitz eine Undichtigkeit, durch welche Rauchgase aus dem Feuerraum des Heizkessels austreten können.

Weiter ist es bekannt, den Kesselflansch aus Stahlblech herzustellen, wobei die Spannhülse entweder durch Tiefziehen einstückig an der Flanschplatte angeformt wird oder mit ihrer vorderen Endkante an dem gesamten Umfang an die Flanschplatte angeschweißt wird. Die starre Verbindung des vorderen Endes der Spannhülse mit der Flanschplatte ermöglicht ein Spannen nur am hinteren Ende der Spannhülse. Hierzu ist das hintere Ende der Spannhülse T-förmig eingeschnitten, so daß zwei Zungen gebildet sind, die mittels der Spannmittel gegeneinander gezogen werden. Das Brennerrohr ist hierbei nur am hinteren Ende der Spannhülse längs einer Umfangslinie eingespannt. Da der Innendurchmesser der Spannhülse stets zumindest geringfügig größer als der Außendurchmesser des Brennerrohres sein muß, ergibt diese linienförmige Einspannung keine stabile Halterung des Brenners. Die Brennerachse kann geringfügig gegen die Achse der Spannhülse gekippt werden. Dies ist besonders ausgeprägt bei tiefgezogenen Spannhülsen, die sich aufgrund des Tiefziehens zusätzlich gegen das hintere Ende leicht konisch verjüngen. Durch das Verkippen der Brennerachse gegenüber der Achse der Spannhülse verschlechtert sich die Justage des Brenners und damit der Brennerflamme im Brennraum. Da die Spannhülse nur im hinteren Endbereich gespannt wird und dichtend an dem Brennerrohr anliegt, können auch hier Rauchgase aus dem Flammraum des Heizkessel durch den Ringspalt zwischen Brennerrohr und Spannhülse und dem Trennschlitz zwischen den Spannzungen der Spannhülse austreten.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Kesselflansch zur Montage des Brenners einer Feuerungsanlage zu schaffen, der eine einfache Montage und eine exakte Spannung des Brenners ermöglicht.

Dieses Problem wird erfindungsgemä3 gelöst durch einen Kesselflansch mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei dem erfindungsgemäßen Kesselflansch sind die Flanschplatte und die Spannhülse zwei getrennte Teile. Die Flanschplatte ist eine geschlossene mit der Brennerplatte zu verschraubende Platte mit einem Ausschnitt, in welchen die Spannhülse eingesetzt wird. Das vordere Ende der Spannhülse durchgreift den Ausschnitt der Flanschplatte und weist einen radial nach außen gebogenen Kragen auf, der sich rings um den Ausschnitt an der Flanschplatte anlegt. Die Spannhülse weist einen axial durchgehenden Schlitz auf und ist nur in dem diesem Trennschlitz diametral gegenüberliegenden Winkelbereich an der Flanschplatte festgelegt.

Da die Spannhülse nur in einem sehr engen Winkelbereich festgelegt ist, kann sie mittels der Spannmittel über ihren gesamten Umfang und über ihre gesamte axiale Länge gleichmäßig zusammengezogen werden. Die Spannhülse legt sich dadurch sowohl über ihre gesamte Länge als auch über den gesamten Umfang flächig an dem Brennerrohr an. Dadurch wird der Brenner stabil gespannt und axial exakt in der Axialrichtung der Spannhülse justiert. Da die Spannhülse dicht an

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dem Brennerrohr anliegt, können keine Rauchgase zwischen dem Brennerrohr und der Spannhülse austreten. Ein Austreten von Rauchgasen zwischen der Flanschplatte und der Spannhülse wird durch den Kragen der Spannhülse verhindert, der die Flanschplatte rings um deren Ausschnitt übergreift und sich unter der Hebelwirkung des Brennergewichtes dichtend an die Flanschplatte anlegt.

Außer dieser abdichtenden Funktion hat der Kragen auch die Funktion, das Gewicht des Brenners, das unter Hebelwirkung an der Spannhülse angreift, an der Flanschplatte abzustützen. Es genügen einige wenige Schweißpunkte zur Befestigung der Spannhülse an der Flanschplatte, die zum Beispiel den Kragen der Spannhülse an der Flanschplatte fixieren. Diese Schweißpunkte können in einem engen Winkelbereich angeordnet sein, so daß sie die Beweglichkeit der Spannhülse beim Spannvorgang nicht behindern. Die wesentliche Belastung der Spannhülse durch das Brennergewicht wird von dem Kragen der Spannhülse formschlüssig aufgenommen und belastet die Schweißbefestigung der Spannhülse an der Flanschplatte nicht. Selbst wenn die Schweißpunkte brechen sollten, würde die Spannhülse mit dem Brenner durch diesen Kragen an der Flanschplatte gehalten werden.

Die axial durchgehend geschlitzte Spannhülse und deren Befestigung in nur einem engen Winkelbereich ermöglichen eine gegenüber den bekannten Kesselflanschen wesentlich größere Veränderung des Innendurchmessers der Spannhülse mittels der Spannmittel. Der Kragen der Spannhülse gewährleistet auch bei größeren Änderungen des Durchmessers eine zuverlässige Abdichtung. Die relativ großen Änderungen des Innendurchmessers der Spannhülse ermöglichen größere Toleranzen zwischen Spannhülse und Brennerrohr, so daß der

Kesselflansch problemlos auch für unterschiedliche Brennertypen verwendet werden kann. Weiter erleichtert die große Veränderungsmöglichkeit des Innendurchmessers der Spannhülse die Montage des Brenners und insbesondere die Demontage, wenn sich auf dem Brennerrohr Ruß- und Oxidationspartikel festgesetzt haben.

Bei der Herstellung bietet der Kesselflansch den Vorteil, daß die zweiteilige Herstellung von Flanschplatte und Spannhülse einfacher ist. Außerdem kann dieselbe Flanschplatte mit unterschiedlichen Spannhülsen zusammengebaut werden, insbesondere können in dieselbe Flanschplatte Spannhülsen mit unterschiedlichem Neigungswinkel der Hülsenachse gegen die Normale der Flanschplatte eingesetzt werden. Dadurch ist bei verringerter Lagerhaltung und verringerten Herstellungskosten eine größere Flexibilität in der Anpassung an unterschiedliche Brennertypen möglich.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 eine Stirnansicht des Kesselflansches von

hinten,

Figur 2 eine Ansicht des Kesselflansches von oben,

Figur 3 einen vertikalen Axialschnitt des Kesselflansches ,

Figur 4 eine Stirnansicht der Flanschplatte von

hinten,

Figur 5 eine Ansicht der Flanschplatte von oben,

Figur 6 einen vertikalen Axialschnitt der Flanschplatte,

Figur 7 eine Stirnansicht der Spannhülse von hinten

und

Figur 8 einen vertikalen Axialschnitt der Spannhülse.

Der erfindungsgemäße Kesselflansch ist zweiteilig aus einer Flanschplatte 10 und einer Spannhülse 12 hergestellt, die beide aus Stahlblech geformt sind.

Die Flanschplatte 10 weist eine quadratische Form auf, ist an ihrem Umfangsrand 14 nach hinten abgekantet und weist in ihren vier Ecken Durchbrüche 16 zur Schraubbefestigung an der Brennerplatte eines Heizkessels auf. Zentrisch weist die Flanschplatte 10 einen kreisförmigen Ausschnitt 18 für die Spannhülse 12 auf. Rings um den Ausschnitt 18 ist die Flanschplatte 10 von der Vorderseite her eingedrückt, so daß sich ein leicht vertieft eingeprägter, den Ausschnitt 18 umschließender Auflagesattel 20 ergibt. Im oberen Bereich des Ausschnittes 18 ist ein Verriegelungslappen 22 stehengelassen, der nach hinten gebogen ist, so daß er am Umfang des Ausschnitts 18 senkrecht von der Flanschplatte 10 nach hinten absteht. Die Flanschplatte 10 ist ein Stanz-Zieh-Teil.

Die Spannhülse 12 hat die Form eines kurzen zylindrischen Rohrstutzens. Die vordere Endkante der Spannhülse 12 ist zu einem radial abstehenden Kragen 24 nach außen gebogen. Wie

insbesondere Figur 8 zeigt, ist die Mittelachse der Spannhülse 12 gegen die Normale zur Ebene des Kragens 24 geneigt. Die Spannhülse 12 ist an ihrer Oberseite durch einen in Axialrichtung durchgehenden Trennschlitz 26 geteilt. Beiderseits des Trennschlitzes 26 ist jeweils auf dem Außenumfang der Spannhülse 12 eine Spannlasche 28 angeschweißt. In die Spannlaschen 28 ist eine Spannschraube 30 mit einer Spannmutter 32 eingesetzt. Die Spannlaschen 28 mit der Spannschraube 30 und der Spannmutter 32 bilden Spannmittel, mit welchen die Spannhülse 12 in Umfangsrichtung zusammengezogen werden kann, um ihren Durchmesser zu verringern.

Die Spannhülse 12 wird in der Form der Figuren 7 und 8, d.h. noch ohne die Spannlaschen 28, von der Vorderseite in den Ausschnitt 18 der Flanschplatte 10 eingesetzt. Der Kragen 24 kommt dabei in dem Auflagesattel 20 rings um den Ausschnitt 18 zur Anlage, so daß die vordere Oberfläche des Kragens 24 bündig in der vorderen Oberfläche der Flanschplatte 10 liegt, wie dies in Figur 3 zu sehen ist. Die Spannlaschen 28 werden auf der Spannhülse 12 vorzugsweise durch Punktschweißen befestigt. Die Spannhülse 12 wird an der Flanschplatte 10 befestigt. Hierzu wird der Kragen 24 vorzugsweise durch Punktschweißen mit dem Auflagesattel 20 der Flanschplatte 10 verbunden. Die Schweißpunkte 34 sind dabei in einem engen Winkelbereich an der Unterseite des Ausschnittes 18 diametral zu dem Trennschlitz 2 6 angeordnet. Die axiale Abmessung des Verriegelungslappens 22 und die Anordnung der Spannlaschen 28 sind so gewählt, daß der an den Spannlaschen 28 angreifende Verriegelungslappen 22 die Spannhülse 12 axial in die Flanschplatte 10 hineinzieht, so daß der Kragen 24 dichtend an dem Auflagesattel 20 anliegt.

An der Flanschplatte 10 kann zusätzlich ein Tragebügel 36 mit Haken 38 angeschweißt sein, in welchen der Brenner für

Wartungsarbeiten eingehängt werden kann.

Da die Spannhülse 12 nur in einem sehr engen Winkelbereich durch die Schweißpunkte 34 an der Flanschplatte 10 festgelegt ist, kann sie mittels der Spannschraube 30 in einem relativ großen Durchmesserbereich zusammengezogen werden, wobei die Spannhülse 12 sich über ihren gesamten Umfang gleichmäßig kreisförmig verengt. In die Spannhülse 12 wird von der Rückseite her der Brenner eingeschoben und in der gewünschten Axialstellung durch Anziehen der Spannschraube 30 festgespannt. Die Spannhülse 12 legt sich gleichmäßig über ihren gesamten Umfang und über ihre gesamte Länge an dem Brennerrohr an. Die Brennerachse wird dadurch exakt in die Achse der Spannhülse 12 justiert, so daß sie genau die durch den Neigungswinkel der Achse der Spannhülse 12 vorgegebenen Neigungswinkel einnimmt. Die Spannung des Brennerrohres über die gesamte axiale Länge der Spannhülse 12 gewährleistet, daß sich die Brennerachse nicht unerwünscht gegen die Achse der Spannhülse 12 verkanten kann. Das an der Spannhülse 12 angreifende Gewicht des Brenners erzeugt ein Hebelmoment mit den Schweißpunkten 34 als Schwenkpunkt, durch welches der Kragen 24 gegen den Auflagesattel 20 gedrückt wird. Der Kragen 2 4 liegt somit zwangsweise dicht an dem Auflagesattel 20 an. Vibrationen des Brenners, z.B. durch Flammenpulsationen, können nicht dazu führen, daß der Kragen 24 gegen dieses Hebelmoment von dem Auflagesattel 20 abgehoben wird, da dies durch den an den Spannlaschen 28 anliegenden Verriegelungslappen 22 verhindert wird.

Claims (5)

1. Kesselflansch zur Montage des Brenners einer Feuerungsanlage, mit einer an einer Brennerplatte anbringbaren Flanschplatte und einer das Brennerrohr umschließenden Spannhülse, die mittels in ihrer Umfangsrichtung wirkenden Spannmitteln spannbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschplatte (10) und die Spannhülse (12) zwei getrennte Teile sind, daß die Spannhülse (12) einen in Axialrichtung durchgehenden Trennschlitz (26) aufweist, daß das vordere Ende der Spannhülse (12) einen Ausschnitt (18) der Flanschplatte (10) durchgreift und mit einem radial nach außen gebogenen Kragen (24) rings um diesen Ausschnitt (18) an der Flanschplatte (10) anliegt und daß die Spannhülse (12) nur in einem dem Trennschlitz (26) diametral gegenüberliegenden Winkelbereich an der Flanschplatte (10) befestigt ist.

2. Kesselflansch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung der Spannhülse (12) an der Flanschplatte (10) der Kragen (24) an der Flanschplatte (10) angeschweißt ist.

3. Kesselflansch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschplatte (10) rings um den Aus-

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schnitt (18) einen vertieften Auflagesattel (20) aufweist, in welchem der Kragen (24) so zur Anlage kommt, daß die vordere Oberfläche des Kragens (24) mit der Oberfläche der Flanschplatte (10) im wesentlichen bündig ist.

4. Kesselflansch nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennschlitz (26) oben in der Spannhülse (12) angeordnet ist und daß die Spannhülse (12) unten an der Flanschplatte (10) befestigt ist.

5. Kesselflansch nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannmittel an der Spannhülse (12) befestigte Spannlaschen (28) aufweisen und daß am Umfang des Ausschnittes (18) ein Verriegelungslappen (22) von der Flanschplatte (10) absteht, der an den Spannlaschen (28) zur Anlage kommt und den Kragen (24) an der Flanschplatte (10) bzw. deren Auflagesattel (20) anliegend hält.