NO855058L - Keramisk flammeroer for mantelstraalevarmeroeret i en industribrenner. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et keramisk flammertør for mantelstråle-varmerøret i en industribrenner, hvilket flammerør i det minste delvist består av separate keramiske rørstykker, som ved endene er formsluttende forbundne med hverandre og som er tilordnet på utsiden plasserte ribbeformede eller kamformede avstandsdeler for radiell avstøttelse mot et mantelrør som omgir flamme-røret .

Mantelstrålevarmerør med keramiske flammerør utmerker seg ved

at de uten negativ innvirkning på levetiden kan tåle de særlig ved start og stopp av brenneren oppstående høye termiske belast-ninger. I en utførelse av det keramiske flammerør som et over hele flammerørlengden enhetlig rør (GB-PS 716 579) er imidlertid flammerøret sterkt utsatt for budd. Denne bruddfare skyldes, særlig ved liggende varmerør, at støpegodsrøret som omgir flammerøret, ikke bare underkastes lengdeendringer som følge av temperaturinnvirkningen, men også nedbøyes noe, og disse bevegelser kan det enhetlige, forholdsmessig stive keramiske flammerør ikke følge.

For å gi det keramiske flammerør en viss elastisitet, er det derfor kjent (GB-PS 564 523, US-PS 2.478.732) å bygge opp flammerøret av separate, sirkelsylindriske rørstykker eller sirkelringavsnitt, som er sammenføyet koaksialt med stumpt mot hverandre liggende ender. For å få til en gjensidig føring av rørstykkene i forbindelsesområdene er rørstykkenes endesider utformet som not og fjær-forbindelser. I forbindelsesområdene oppstår det da imidlertid respektive ringspalter som munner ut radielt i den ytre omkretsflate. Dersom en slik ringspalte mellom to til hverandre støtende rørstykker åpnes delvist,

som følge av ulike lengdeendringer av det metalliske mantel-rør og det keramiske flammerør, eller som følge av en nedbøy-ning av mantelrøret, så vil hete flammegasser kunne gå ut fra det indre av flammerøret og radielt mot det metalliske mantel-rør. Mantelrøret, som på sin innside bestrykes av de i ringrommet mellom flammerøret og mantelrøret strømmende (avkjølende)

avgasser, vil få en for sterk termisk påkjenning som følge av slike lokale overhetinger, og resultatet er at det enten raskt ødelegges eller i det minste for sterkt redusert levetid.

Fordi de forholdsmessig tykkveggede kjente keramiske rør-stykker eller sirkelringdeler har en tendens til rissdannelse på innersiden og yttersiden, som følge av de ulike temperatur-påkjenninger, er det også kjent å sette sirkelringdelene sammen av separate, sektorformede delstykker som har formsluttende for-bindelsesinnretninger i skjøtområdene (DE-PS 15 51 762). Derved oppnås riktignok et meget fleksibelt keramisk flammerør, som er bygget opp av forholdsmessig små og dermed også overfor store temperaturgradienter relativt uømfintlige deler, men de enkelte delstykker må forbindes med hverandre ved hjelp av et keramisk kitt, for at hele flammerøret skal få den nødvend-ige stabilitet. Dette er en ekstra kostnad. Dessuten må hele flammerøret byttes ut dersom et keramisk delstykke beskadiges, fordi det ikke er mulig å erstatte et slikt innkittet, skadet delstykke.

Hensikten med oppfinnelsen er derfor å tilveiebringe et motstandsdyktig, fleksibelt keramisk flammerør, som har en enkel oppbygging med unngåelse av lokale overhetingssteder på det om-givende metalliske mantelrør, og som er lett å montere og rep-arere .

Ifølge oppfinnelsen foreslås det derfor et keramisk flammerør som nevnt innledningsvis, kjennetegnet ved at de tynnveggede rørstykker i den ene enden er utformet som muffe og er stukket i hverandre med klaring, og ved at det i muffeforbindelsesområdene er påsatt en keramisk dekkring med en viss klaring, hvilken dekkring i akseretningen strekker seg over en del av det respektive rørstykke og i det minste delvist dekker over den tilordnede muffe.

Muffeforbindelsen mellom rørstykkene muliggjør en viss aksial innbyrdes bevegelighet av rørstykkene i forbindelsesstedene, uten at rørstykkene skilles fra hverandre. Den mellom innerveggen i en muffe og ytterveggen til det innstukkede rørstykke forhåndenværende ringspalte vil på flammerørets ytterside munne i flammerørets akseretning. Dessuten vil ringspalten ut-ad være tildekket med dekkringen, som på sin side begrenser en ringspilte som er åpen i flammerørets akseretning, mellom muffen ytteromkretsflate henholdsvis det inn i muffen innstukkede rørstykke. På denne måten vil således de i forbindelsesstedene mellom de med klaring i hverandre skjøvne rørstykker forhåndenværende spalter være utformet som en slags labyrint. Dette gir en høy strømningsmotstand for de hete flammegasser inne i flammerøret. Flammegasser som trenger ut vil gå ut i flammerørets akseretning, dvs. at de bare vil bestryke ytterom kretsflaten til partier av de keramiske rørstykker, noe som ikke vil medføre noen fare. Fra forbindelsesstedetene kan ingen flammegasstrømmer gå radielt rett ut fra flammerørets ytterside, slik at det ikke lenger foreligger fare for at slike radielle flammegasstrømmer skal treffe det metalliske mantelrør og for-årsake lokale overopphetninger der.

Rørstykkene og dekkringene er bare stukket sammen, uten bruk

av uløsbare kittforbindelser. Derved oppnår man at eventuelt skadede deler lett kan byttes ut, og det er således ikke lenger nødvendig å erstatte hele flammerøret.

For å øke tetningsvirkningen i området ved forbindelsesstedene kan det være fordelaktig å la dekkringen strekke seg ut over muffen i akseretningen. Dessuten er dekkringen ved en fore-trukken utførelsesform fiksert formsluttende til flammerøret i akseretningen. Dette letter for det første monteringen, og dessuten hindres en utilsiktet forskyvning av dekkringen på flamme-røret. I den konstruktive utførelsesform kan det for dette formål være anordnet en ringskulder for hvert rørstykke, ved den fra muffen vendte ende, hvilken ringskulder danner en aksial avstøtting for dekkringen. Gunstige tilknytningsforhold for til brenneren oppnås dersom det til brenneren nærmest liggende rørstykke er stukket på et keramisk brennermunnstykke med sin muffeende, idet det i muffen til dette rørstykke med klaring er innsatt en mot brennermunnstykket anliggende tilslutningsring. Tilslutningsringen gir en tett tilslutning av flammerør-et til det keramiske brennermunnstykke, slik at et flammetil-bakeslag mellom brennermunnstykket og flammerøret utelukkes.

Da brennermunnstykket og flammerøret bare er stukket sammen,

kan brenneren ved en eventuell demontering helt enkelt trekkes rett ut, uten at flammerøret må tas ut av mantelrøret. Tilslutningsringen har på sin ytre omkretsflate hensiktsmessig avstandsdeler, slik at tilslutningsringen samtidig sentrerer flamme-røret med brennermunnstykket. På lignende måte er det fordelaktig dersom dekkringene på sin ytteromkretsflate bærer avstandsdeler som bevirker en sentrering av flammerøret i mantel-røret. På denne måten oppnås at. rørstykkene kan fremstilles som enkle, glattveggede deler på en rimelig måte, mens avstandsdelene på dekkringene vil sikre en radiell sentrering av flamme-røret i området ved forbindelsesstedene, noe som er gunstig for flammerørets stabilitet.

På flammerørets siste rørstykke kan en med slike avstandsdeler forsynt dekkring settes på i snudd tilstand, slik at det. også

her oppnås en sentrering av flammerøret, uten bruk

av spesielle sentreringsdeler etc.

De tynnveggede rørstykker, hvis veggtykkelse typisk ligger i størrelsesordenen ca. 5 mm, er fremstilt av et høybelastbart keramisk materiale og utmerker seg ved stor motstandsevne. De består fortrinnsvis av rent. silisiumkarbid, son har vist seg utmerket for slike formål.

På tegningen er det vist et utførelseseksempel av oppfinnelsen. Tegningen viser et mante ] strålevarmerør med et. keramisk flamme-rør ifølge oppfinnelser., i aksialsnitt.

I et av støpestål bestående, i den ene enden to lukket mantel-rer 1 er det koaksialt anordnet et keramisk flammerør 3. Mellom flammerøret '3 og mantelrøret 1 foreligger det et ringrom 4 . Dette tjener til bortføring av forbrenningsgassene, på i og for seg kjent måte. Mantelrøret 1 utgjør en del av en :'.kke nærmere vist indutt.ribrenner. Her er bare det trakt formede brennermunnstykke 5 vist. Dette brennermunnstykke består av keramisk materiale og er utformet med en i hovedsaken sylindrisk t.ilslut-ningsstuss 6 hvorpå flammerøret 3 er påskjøvet.

Flammefrøret 3 består av like:-, separate kermamiske. og tynnveggede rørstykker 7. I den ene er.clen er et slikt rørstykke: utformet som en muffe- 8, mens den andre rørst.ykkeenden er gitt en noe redusert ytterdiameter i et sylindrisk or.;råde 9, slik at det fremkommer en ringskujcJer 10. Rørstykkene 7 er fieir.stilt av rent silisiumkarbid. Veggtykkelsen utgjør typisk ca. 5 mm, idet den på tegningen for oversiktens skylci overdimensjonerte ytterdiameter-reduksjon i avsnittet 9 utgjør b;-re ca. 0,5 til 1 mm.

De både utvendige og innvendig glatte rørstykker 7 er stukket i hverandre med radiell klaring. Det nærmest brenneren liggende rørstykke 7a er med sin muffeende skjøvet på brennermunnstykk-ets tilslutningsstuss 6.

I området ved muffeforbindelsesstedene mellom rørstykkene 7 er det på flammerøret 3 lagt på respektive keramiske dekkringer II med en viss klaring. Hver slik dekkring strekker seg over det nevnte, med mindre ytterdiameter utførte røravsnitt 9 og holdes aksialt fast mellom ringskulderen 10 og endeflaten på muffen 8. Hver dekkring 11 har dessuten et parti 12 som kan strekke seg ut over muffen 8, slik det er antydet ved 13.

På den sylindriske ytteromkretsflate bærer avstandsringene

> akseparallelle, ribbelignende avstandsdeler 14. Disse er utformet i ett med dekkringene 11 og er jevnt fordelt rundt om-

kretsen. Avstandsdelene 14, som alternativt også kan være i form av kammer eller lignende forhøyninger, rager radielt ut mot innerveggen i mantelrøret 1 og sørger således for radiell avstøttelse og sentrering av flammerøret 3.

Den radielle fordeling og utformingen av avstandsdelene 14 er slik at de byr på minst mulig strømningsmotstand for avgassene som strømmer ut gjennom ringrommet 4, samtidig som de gir en tilfredsstillende mekanisk motstandsdyktig sentrering av flammerøret.

På det avsluttende rørstykke 7 er det satt en dekkring 11 som er endesnudd, dvs. 180°. Denne dekkring sikrer at flammerøret holdes skikkelig radielt og sentreres ved den frie ende, uten at det er nødvendig med egne deler. Samtidig øker også flamme-rørets endeflate på denne måten.

Ved flammerørets andre ende er det i muffen 8 skjøvet inn en keramisk tilslutningsring 15 som ligger an mot tilslutnings-stussen 6. På sin sylindriske ytre omkretsflate har denne ring ribbelignende avstandsdeler 16 som er jevnt fordelt rundt om-kretsen og som tjener til avstøtting og sentrering av flamme-røret 3 og brennermunnstykket 5 relativt mantelrørets inner-vegg 1. Tegningen viser at det ved forbindelsesstedene mellom rørstykkene 7, såvel som i overgangen mellom rørstykket 7a og brennermunnstykket 5 bare forefinnes ringspalter som munner

ut aksialt i ringrommet 4. Slike ringspalter er eks empelvis antydet ved 17 og 18. Dekkringene 11 medfører at man her får labyrintaktige åpninger som utelukker en radiell ut-strømming av hete flammegasser i ringrommet 4.

Rørstykkene 7 kan ved en eventuell nedbøying eller lengdeendr-ing av mantelrøret 1 trekkes relativt langt fra hverandre uten at derved den tette forbindelse mellom rørstykkene eller flamme-rørets stabilitet påvirkes i negativ retning. Som følge av den forhåndenværende klaring i muffene 8 og mot dekkringene 11 kan flammerøret 3 også følge selv forholdsmessig store nedbøyninger av mantelrøret 1, uten at dette fører til for store spenninger

i rørstykkene eller i dekkringene.

En sammenliming eller sammenkitting av de enkelte deler i flammerøret 3 er unødvendig, med mindre spesielle anvendelses-tilfeller krever en slik innbyrdes fiksering av delene.

Claims (9)

1. Keramisk flammerør for mantelstrålevarmerøret i en industribrenner, hvilket flammerør i det minste delvist består av separate keramiske rørstykker som er formsluttende forbundne med hverandre ved endene, og er tilordnet på utsiden anordnede ribbe- eller kamlignende avstandsdeler for radiell avstøttelse mot et mantelrør som omgir flammerøret, karakterisert ved at de tynnveggede rørstykker (7,7a) er utformet med en respektiv muffeende og er skjøvet i hverandre med innbyrdes klaring, og ved at det i muffeforbindelsesområdene med klaring er satt på en respektiv keramisk dekkring (11) som i akseretningen strekker seg over et parti (9) av det respektive rørstykke (7,7a) og i det minste delvist dekker muffen (8).

2. Flammerør ifølge krav 1, karakterisert ved at dekkringen (11) i akseretningen strekker seg ut over muffen (8).

3. Flammerør ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at dekkringen (11) er formsluttende fiksert å flammerøret (3) i akseretningen.

4. Flammerør ifølge krav 3, karakterisert ved at hvert rørstykke (7,7a) på den fra muffen (8) vendte ende har en ringskulder (10) for aksial avstøtting av dekkringen (11) .

5. Flammerør ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det til brenneren nærmestliggende rørstykke (7a) med sin muffeende er skjøvet på et keramisk brennermunnstykke (5), og ved at det i dets muffe (8) med klaring er innsatt en mot brennermunnstykket (5) anliggende tilslutningsring (15).

6. Flammerør ifølge krav 5, karakterisert ved at tilslutningsringen (15) har avstandsdeler (16) på sin ytteromkretsflate.

7. Flammerør ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at dekkringene (11) har avstandsdeler (14) på sine respektive ytre omkretsflater.

8. Flammerør ifølge krav 7, karakterisert ved at det på det siste rørstykke (7) er påskjøvet en med avstandsdeler (14) forsynt dekkring (11) som er endesnudd.

9. Flammerør ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at rørstykkene (7,7a) består av rent silisiumkarbid.