DK160644B - Keramisk flammeroer til en industribraenders kappestraalevarmeroer - Google Patents

Description

DK 160644 B

Opfindelsen angår et keramisk flammerør til en industribrænders kappestrålevarmerør, der i det mindste delvis består af enkelte keramiske rørstykker, der ved enderne er formsluttende forbundne med hinanden, og ved deres yderside over ribbe- eller knast-5 formede afstandsdele understøttes radialt mod et kapperør, der omgiver flammerøret.

Kappestrålevarmerør med keramiske flammerør har den fordel, at de, uden at deres levetid forringes, kan optage de høje termiske belastninger, der især forekommer ved tænd-slukdrift af 10 brænderen. Ved en udførelse som keramikrør, der strækker sig gennemgående over hele flammerørets længde (GB-PS nr. 716 579), er de imidlertid udsat for stor risiko for brud, der især ved vandret indbyggede kappestrålevarmerør skyldes, at det af metal støbte kapperør, der med afstand omgiver flammerøret, under de optrædende 15 temperaturpåvirkninger ikke blot tildeles længdeændringer, men også en vis udbøjning, som det ud i eet stykke udformede forholdsvis stive keramiske flammerør ikke kan følge.

For at give det keramiske flammerør en vis elasticitet, er det derfor også kendt (GB-PS nr. 564.523, US-PS nr. 2.478.732) at 20 sammensætte flammerøret af enkelte runde cylindriske rørstykker eller ringafsnit, der er sammenføjede koaksialt med deres ender stødende stump mod hinanden. Til opnåelse af en gensidig føring af rørstykkerne ved deres forbindelsessteder er rørstykkernes endeflader udformede som not-federforbindelser. Derved fås imidlertid ved hvert 25 forbindelsessted en i et vinkelret på flammerørets akse forløbende plan beliggende ringspalte, der udmunder radialt i forhold til den udvendige omkredsflade. Dersom en sådan ringspalte mellem to mod hinanden stødende rørstykker åbnes delvis på grund af forskellige længdeændringer af metal kapperøret og det keramiske flammerør eller 30 på grund af en udbøjning af kapperøret, kan varme flammegasser udtræde fra det indre af flammerøret og støde radialt mod metal kapperøret. Kapperøret, der ved dets inderside bestryges af de gennem ringrummet mellem flammerøret og kapperøret strømmende (køligere) udstødsgasser overbelastes termisk ved sådanne lokale overhedninger 35 og bliver derved enten hurtigt ødelagt eller får en kortere levetid.

Da de forholdsvis tykvæggede kendte keramiske rørstykker eller ringdele under påvirkningen af de forskelligt høje temperaturer ved deres inderside og yderside har vist sig at være tilbøjelige til at revne, er det også kendt at sammensætte ringdelene af enkelte sektor- 2

DK 160644 B

formet udformede delstykker, der ved stødstederne har formsluttende forbindelsesanordninger (DE-PS nr. 1.551.762). Dermed kunne der ganske vist fremstilles et meget fleksibelt keramisk flammerør, der var sammensat af forholdsvis små og dermed også over for store tempera-5 turgradienter ufølsomme dele, men det er her en ulempe, at de enkelte delstykker skal forbindes med hinanden ved hjælp af en keramisk kit for at give hele flammerøret den nødvendige stabilitet. Dette medfører et ekstra arbejde. Endvidere skal hele flammerøret udskiftes ved beskadigelse af et keramisk delstykke, fordi en udskiftning af 10 det fastkittede beskadigede delstykke ikke er mulig.

Formålet med opfindelsen er derfor at tilvejebringe et modstandsdygtigt bøjeligt keramisk flammerør, der trods en enkel konstruktion eliminerer forekomsten af lokale overhedningssteder på det omgivende metal kapperør og er nemt at montere og reparere.

15 Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved, at de tyndvæg gede rørstykker hver ved deres ene ende er udformede som en muffe og med spillerum er stukket ind i hinanden, og at en keramisk dækring med spillerum er sat på flammerøret ved hver muffeforbindelsessted og i akseretningen strækker sig over en del af det tilhørende 20 rørstykke og i det mindste delvis dækker den tilhørende muffe.

Rørstykkernes muffeforbindelse tillader en vis aksial indbyrdes bevægelighed af rørstykkerne ved forbindelsesstederne, uden at rørstykkerne derved skilles fra hinanden. Den mellem en muffes indervæg og ydervæggen af det deri indstukne rørstykke dannede 25 ringspalte udmunder ved flammerørets yderside i flammerørets akseretning. Denne spalte er desuden i retningen udad dækket af dækringen, der sammen med muffen og den del af rørstykket, der er stukket ind i muffen, begrænser den i flammerørets akseretning forløbende ringspalte. Derved er den ved forbindelsesstederne mellem rørstyk-30 kerne, der med spillerum er stukket ind i hinanden, uundgåelige spalte udformet som en labyrint, der frembyder en stor strømningsmodstand for de varme flammegasser i det indre af flammerøret. Eventuelt udtrædende flammegasser kan kun udtræde i flammerørets akseretning, hvilket vil sige, at de kun bestryger den udvendige 35 omkredsflade af dele af de keramiske rørstykker, hvilket ikke kan medføre beskadigelser. Der kan således ikke ved forbindelsesstederne udtræde radialt udad fra flammerørets yderside rettede flammegasstrømme, der kan støde mod metal kapperøret og medføre lokale overhedninger af dette.

3

DK 160644 B

Flammerørets rørstykker og dækringe er kun skudt ind over hinanden, uden at der hertil anvendes faste kitforbindelser. Derved opnås den fordel, at bekadigede dele uden videre kan udskiftes, uden at hele flammerøret skal erstattes.

5 Til forøgelse af den tættende virkning ved rørstykkernes forbindelsessteder kan det være fordelagtigt, dersom dækringen ifølge opfindelsen strækker sig i akseretningen ud over muffen. Endvidere er dækringen ifølge en foretrukken udførelsesform for opfindelsen formsluttende fikseret på flammerøret i akseretningen, hvilket dels 10 letter monteringen og dels forhindrer en utilsigtet forskydning af dækringen på flammerøret. Denne fiksering kan ifølge opfindelsen opnås ved, at hvert rørstykke ved dets modsat muffen beliggende ende har et ringbryst, på hvilket dækringen er aksialt understøttet.

En fordelagtig tilslutning af flammerøret til brænderen opnås 15 ifølge opfindelsen ved, at det nærmest brænderen anbragte rørstykke med dets med muffen forsynede ende er skudt ind på et keramisk brændermundstykke, og at der i dette rørstykkes muffe er indsat en tilslutningsring, der med spillerum ligger an mod brændermundstykket. Ved hjælp af tilslutningsringen opnås en tæt tilslutning af fiam-20 merøret til det keramiske brændermundstykke, således at en tilbagebrænding af flammen mellem brændermundstykket og flammerøret er udelukket. Da brændermundstykket og flammerøret kun er stukket ind i hinanden, kan brænderen om nødvendigt ved demontering på enkel måde trækkes ud, uden at flammerøret behøver at blive taget ud af 25 kapperøret. Ifølge opfindelsen har tilslutningsringen hensigtsmæssigt afstandsdele ved sin ydre omkredsflade, således at tilslutningsringen samtidig centrerer flammerørets ved brændermundstykket beliggende ende og brændermundstykket. På lignende måde kan dækringene ifølge opfindelsen have afstandsdele ved deres ydre omkredsflade, der 30 bevirker en centrering af flammerøret i kapperøret. På denne måde opnås, at rørstykkerne med små omkostninger kan fremstilles som enkle glatvæggede dele, medens afstandsdelene på dækringene sørger for en radial centrering af flammerøret ved rørstykkernes forbindelsessteder, hvilket er fordelagtigt for flammerørets stabilitet.

35 Ifølge opfindelsen kan en med afstandsdele forsynet dæk ring, der er vendt 180° være skudt ind på flammerørets yderste rørstykke for også at centrere flammerøret ved dets længst fra brænderen beliggende ende, uden at selve flammerøret hertil skal være forsynet med egne centreringsdele eller lignende.

4

DK 160644 B

De tyndvæggede rørstykker, hvis vægtykkelse typisk ligger i en størrelsesorden pi ca. 5 mm, er fremstillede af et højt belastbart keramisk materiale og udmærker sig ved en høj modstandsdygtighed.

De består fortrinsvis af ren siliciumcarbid, der har vist sig at være 5 særligt velegnet til disse formål.

På tegningen er et udførelseseksempel på genstanden ifølge opfindelsen anskueliggjort. Tegningen viser et kappestrålevarmerør med et keramisk flammerør ifølge opfindelsen i aksialt snit i sidebillede og i delbillede.

10 I et kapperør 1, der består af støbestål, og er lukket ved enden 2, er et keramisk flammerør 3 koaksialt anbragt. Flammerøret og kapperøret 1 begrænser et ringrum 4, der pi i og for sig kendt måde tjener til bortledning af forbrændingsgasserne. Kapperøret 1 danner en del af en ikke nærmere vist industri brænder, af hvilken 15 kun brændermundstykket 5 er vist, der er anbragt koaksialt med kapperøret 1 og rager ind i dette og ligeledes består af keramisk materiale og har en i det væsentlige cylindrisk tilslutningsstuds 6, som flammerøret 3 er skudt ind på.

Flammerøret 3 består af ens udformede enkelte keramiske 20 tyndvæggede rørstykker 7, der hver ved den ene ende er udformet som en muffe 8 og ved den modsat muffen 8 beliggende ende har en cylindrisk med en noget mindre udvendig diameter udformet del 9, der begrænser et ringbryst 10. Rørstykkerne 7 er fremstillede af rent siliciumcarbid. Deres vægtykkelse er typisk ca. 5 mm, og den på 25 tegningen af hensyn til tydeligheden i overdreven størrelse viste formindskelse af delen 9‘s udvendige diameter er kun ca. 0,5 - 1 mm.

De udvendigt og indvendigt glatvæggede rørstykker 7 er ved hjælp af deres muffer 8 med radialt spillerum stukket ind i hinanden på den på tegningen viste måde, og det ved brænderen belig-30 gende rørstykke 7a er med sin muffeende skudt ind på brændermundstykket 5‘s tilslutningsstuds 6.

Ved hver muffeforbindelsessted mellem rørstykkerne 7 er der med spillerum uden på flammerøret 3 anbragt en keramisk dækring 11, der i akseretningen strækker sig ind over den fra det næste 35 rørstykke 7's muffe udragende del 9 med mindre udvendig diameter og fastholdes aksialt uforskydeligt mellem det ene rørstykke 7‘s ringbryst 10 og endefladen af det tilsluttede rørstykke 7's muffe 8. Hver dækring 11 har en del 12, der· i akseretningen i det mindste delvis dækker den tilhørende muffe 8 og også kan strække sig helt ud over

DK 160644 B

5 muffen 8, således som det er antydet ved 13.

Dækringene 11 bærer ved deres cylindriske omkredsflade akseparallelt rettede ribbeformede afstandsdele 14, der er ensartede fordelt over ringens omkreds, og er udformede ud i et stykke 5 med den tilhørende dækring 11. Afstandsdelene 14, der alternativt også kan være udformede som knaster eller lignende forhøjninger, rager radialt udad ind til indervæggen af kapperøret 1, på hvilken de understøtter flammerøret 3 radialt og centrerer dette.

Afstandsdelene 14 er radialt fordelt og udformede på en 10 sådan måde, at de frembyder en så lille strømningsmodstand for de gennem ringrummet 4 bortstrømmende udstødsgasser som muligt, men alligevel giver en effektiv mekanisk modstandsdygtig centrering af flammerøret 3.

På tegningen ses, at der ved forbindelsesstederne mellem 15 rørstykkerne 7 og ved tilslutningsstedet mellem det ved brænderen beliggende rørstykke 7a og brændermundstykket 5 kun findes ringspalter, der i det væsentlige koaksialt med flammerøret 3 indmunder i ringrummet 4. Sådanne ringspalter ses f.eks. ved 17,18. Ved hjælp af dækringene 11 opnås ved forbindelsesstederne mellem mod hinanden 20 stødende rørstykker 7 en labyrintagtig udformning af ringspalten, der udelukker radial udtræden af varme flammegasser i ringrummet 4.

Rørstykkerne 7 kan ved en udbøjning eller en længdeændring af kapperøret 1 trækkes forholdsvis langt ud i akseretningen fra hinanden ved deres forbindelsessteder, uden at den tætte for-25 bindelse mellem rørstykkerne eller flammerørets stabilitet forringes. På grund af spillerummet i mufferne 8 og i dækringene 11's område kan flammerøret 3 også følge forholdsvis store udbøjninger af kapperøret, uden at der derved optræder utilladelige spændinger i rørstykkerne eller i dækringene 11.

30 En sammenklæbning eller sammenkitning af flammerøret 3's enkelte dele er unødvendig, medmindre særlige anvendelsestilfælde gør en sådan indbyrdes fiksering af delene nødvendig.

35

Claims (10)

1. Keramisk flammerør til en industribrænders kappestråle-varmerør, der i det mindste delvis består af enkelte keramiske rørstyk- 5 ker, der ved enderne er formsluttende forbundne med hinanden, og udvendigt over ribbe- eller knastformede afstandsdele understøttes radialt mod et kapperør, der omgiver flammerøret, kendetegnet ved, at de tyndvæggede rørstykker (7,7a) hver ved deres ene ende er udformede som en muffe (8) og med spillerum er stukket ind 10 i hinanden, og at en keramisk dækring (11) med spillerum er sat pi flammerøret (3) ved hvert muffeforbindelsessted og i akseretningen strækker sig over en del af det tilhørende rørstykke (7,7a) og i det mindste delvis dækker den tilhørende muffe (8).

2. Flammerør ifølge krav 1, kendetegnet ved, at 15 dækringen (11) strækker sig i akseretningen ud over muffen (8).

3. Flammerør ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at dækringen (11) er formsluttende fikseret på flammerøret (3) i akseretningen.

4. Flammerør ifølge krav 3, kendetegnet ved, at 20 hvert rørstykke (7,7a) ved dets modsat muffen (8) beliggende ende har et ringbryst (10), pa hvilken dækringen (11) er aksialt understøttet.

5. Flammerør ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at det nærmest brænderen anbrag- 25 te rørstykke (7a) med dets med muffen (8) forsynede ende er skudt ind på et keramisk brændermundstykke 5, og at der i dette rørstykkes (7a) muffe (8) er indsat en tilslutningsring (15), der med spillerum ligger an mod brændermundstykket (5).

6. Flammerør ifølge krav 5, kendetegnet ved, at 30 tilslutningsringen (15) har afstandsdele (16) ved sin ydre omkredsflade.

7. Flammerør ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at dækringene (11) har afstandsdele (14) ved deres ydre omkredsflade.

8. Flammerør ifølge krav 7, kendetegnet ved, at en med afstandsdele (14) forsynet dækring (11), der er vendt 180°, er skudt ind på flammerørets yderste rørstykke (7).

9. Flammerør ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at rørstykkerne (7,7a) består af 5 DK 160644 B rent siliciumcarbid.

10 15 20 25 30 35