TWI338116B - Cooling plate - Google Patents

Description

1338116 年？月巧日修(更)正替換頁 九、發明說明：--- 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種依據申請專利範圍第1項前言中的特徵· 所述的井筒爐用之由銅或銅合金所構成冷卻板。 【先前技術】 上述冷卻板在EP 0 95 1 3 7 1 B1中被視爲先前技術。冷卻 板中設有多個穿孔以容納一種冷卻劑（特別是水），各穿孔經 由板之冷側上所焊接的連接管而與冷卻劑入口和冷卻劑出 口相連接。連接管的內部橫切面通常依據各穿孔之直徑來 調整。連接管固定至冷卻板時通常是以下述方式來達成： 在板之冷側中形成深度較小的多個凹口，這些凹口依據連 接管的外直徑來調整，然後該連接管的冷卻板側的終端插 入至凹口中，接著藉由凹縫使連接管與冷卻板相焊接。該 連接管之板側的各終端之一種特殊的加工因此不必進行。 各終端大部份只抓住內側’以確保該冷卻劑可較佳地流通。 若該連接管由銅或銅合金所構成，則與鋼製的冷卻劑入口 和冷卻劑出口相連接的連接管以鋼軸環而與冷卻板相隔— 段距離。鋼軸環在由銅或銅合金所構成的連接管中是需要 的’以便與井筒爐外罩形成一種氣密的焊接。因此，在使 用一種鋼製的連接管時可使冷卻板安裝至井筒爐之過程中 不必對銅進行焊接。銅的焊接在技術上較昂貴且具有較大 的誤差風險。 在習知的情況中其它問題是：特別是在銅焊接時例如藉助 於彩色侵入檢驗法可在技術上對凹縫進行檢驗，但此時需 1338116 要很大的耗費。 ' 由於連接管必須在一側上焊接於冷卻板上且在另一側上 在連接管和井筒爐外罩之間特別是須藉由焊接而形成—種 氣密的連接’則由於使用中的冷卻板之熱膨脹而會在冷卻 • 板和連接管之間的焊接縫上形成應力。 【發明內容】 由先前技術開始，本發明的目的是提供一種井筒爐用之由 銅或銅合金所構成的冷卻板，其中在冷卻板和連接管之間 的連接區之疲勞強度的提高可藉由使用時所產生的應力受 到較佳的吸收和進一步之導引來達成。 上述目的以申請專利範圍第1項中所述的特徵來達成。 各連接管現在與”其本身是否由銅或銅合金，鋼或上述各 材料之組合所構成”無關，各連接管在其板側的末端上設有 徑向凸出的凸緣。各凸緣裝入至設在該板的冷卻側上之深 度較小的凹口中且其周圍是與板之冷側相焊接。於是在應 力最大値所發生的區域中焊接縫已不存在。此時可使用傳 統之焊接方法，摩擦-攪拌焊接法，電子束焊接法或雷射焊 接法。 爲了可在凸緣和板之冷側之間適當地焊接一種V形縫’ 其較焊接一種凹鏠簡單很多’則依據申請專利範圍第2項 的特徵所建議的方式是：連接管上的凸緣在外部周圍設有 斜邊且板之冷側中之各凹口在內部周圍亦設有斜邊。以此 種方式可預製一種幾近理想的焊接縫且利用V形縫可確保 上述的連接區可達成一種較高的疲勞強度。 1338116 作年？月yf曰修(更)正替換頁 雖然”各凸緣藉由管之直徑之減小來形成’’是完全可行 的，但一種較有利的解決方法是：依據申請專利範圍第3 項的特徵藉由連接管的扳側末端之捲邊以形成凸緣。此種 捲邊在由銅或銅合金或鋼所構成的連接管中可以無問題地 製成，其可用在壁面較薄的連接管中。 依據申請專利範圍第4項，當連接管在凹形之過渡區中在 凸緣上受到照射（例如，藉由噴砂處理）時，則該連接管的強 度在凸緣的區域中仍可進一步提高。 依據申請專利範圍第5項之特徵，冷卻板中的每一穿孔都 可經由連接管而與冷卻劑入口及冷卻劑出口相連接。 實際上須使冷卻板中橢圓形的各穿孔更經常地與連接管 相連接或亦可使二個或多個直徑較小的穿孔在冷卻板中與 連接管相耦合，此種事實更使連接管須儘可能大範圍地與 穿孔相重疊。本發明申請專利範圍第6項因此建議：至少 二個相鄰的穿孔須分別藉由一種連接管而與冷卻劑入口和 冷卻劑出口相連接。 就該建議而言，申請專利範圍第7項中一種有利的方式是 使連接管的板側末端以橢圓形之方式來形成。當冷卻板中 的各穿孔以橢圓形方式形成（這可獨立於其製程來達成）或 當至少二個小直徑的穿孔應與一種連接管相耦合時，則上 述的實施形式是有利的。 特別適當的方式是依據申請專利範圍第8項之特徵使由 銅或銅合金所構成的連接管距凸緣一段距離而設有由鋼所 構成的軸環。藉由使用此種鋼軸環，則在冷卻板安裝時可 1338116 界年7月>?曰修(吏)正替換頁 使銅不必在現場進行焊接。 依據申請專利範圍第9項，當連接管由鋼或鋼合金所構成 時’則連接管上的斜邊及/或凹口中的斜邊鍍鎳時是有利的。 另一種實施形式的特徵描述在申請專利範圍第10項中， 其中各連接管設有已焊接的凸緣。各凸緣和連接管可由相 同的材料所構成。但各凸緣和連接管亦可由不同的材料所 構成。因此，凸緣可由銅合金所構成且連接管可由鋼合金 所構成。 若凸緣由鋼合金所構成且設有斜邊，則適當的方式是凸緣 上的斜邊及/或板之冷側中各凹口中的斜邊鍍鎳。 本發明以下將依據圖式中所示的實施例來詳述。 【實施方式】 第1至5圖中以1來表示一種由銅合金所構成之用於井筒 爐之冷卻板。冷卻板1在板之熱側2上交替地具有凹槽3 和凸起4。在板之冷側5上平坦地形成該冷卻板1。 冷卻板1中設有多個深孔式之穿孔6 ’其用來容納一種冷 卻劑（特別是水）。以袋孔形式形成的穿孔6在入口端7上具 有瓶塞8。 各穿孔6可單獨地或以組之方式（在直徑已適當地下降時） 而與連接管9，10相連接。第1至5圖中每一穿孔都與連 接管9，10相連接而可傳送該冷卻劑。但直徑較小的穿孔6 亦能以組的方式（每組2至4個穿孔6)組合在連接管9 ’ 1 〇 之區域中且各穿孔6然後經由直接連接或經由斜面式穿孔 而與連接管9’ 10相連接。 1338116 ί月巧曰修(更)正替換頁 本實施例中與鋼製成的冷卻劑入口 1 2和冷卻劑出口 13 相耦合的連接管9，10是由銅合金所構成。各連接管9，10 設有由鋼所構成的位於周邊側的軸環！ 1，其與井筒爐外罩 氣密式地相焊接著。 由第4 ’ 5圖可各別地得知：各連接管9(亦適用於連接管 1 〇)在其板側的末端1 4上設有凸緣1 5，其由捲邊所形成。 各凸緣15在外周上設有斜邊16。凹形的過渡區25可進行 —種噴砂處理。 在冷卻板1中之一穿孔6之區域中或在一組穿孔6之區域 中，一種凹口 17加入至板之冷側5中（第5圖）。凹口 17之 深度Τ小於穿孔6和板之冷卻側5之間的材料之厚度D。 凹口 17之內周上設有一種斜邊18。 依據第S圖，若一種連接管9使用在凹口 17中，則須在 該連接管9之凸緣15之外周16和凹口 17之內周18之間 形成一種V形的空白區，其在理想情況下可如第4圖所示 用來設定一種V形的焊接縫19。 如上所述，可對應於第1至5圖的圖式使每一穿孔6在上 端和下端都與連接管9，1 0相耦合。但亦可使二個或多個 直徑較小的穿孔6或橢圓形的通道耦合至連接管9, 10上。 爲了操控該冷卻板1，則須使一種小環22旋轉進入至上 部之正側21中的螺紋孔20中。 此外，另亦可得知該板之冷側5上設有多個螺紋孔2 3， 其中可旋入多個固定用之螺栓24。 【圖式簡單說明】 13381*16 • 年7月>?日修(皮)正替換頁 第1圖 由板之冷側觀看時一種井筒爐用的冷卻板。 第2圖 在第1圖之箭頭II之方向中觀看時第1圖之冷卻 板之側視圖。 ' 第3圖 係第1圖之冷卻板之俯視圖。 ' 第4圖 依據第2圖之區段IV所示之介於冷卻板和連接管 之間的連接區之放大圖，其中一部份是切面圖。 第5圖在連接管與冷卻板相連接之前第4圖的圖解。 主要元件之符號說明： 1 冷 卻 板 2 板 之 熱 側 3 凹 槽 4 凸 起 5 板 之 冷 側 6 冷 卻 板 中 的 穿 孔 7 對 著 穿 孔 之 入 □ 牺 8 瓶 塞 9，10 連 接 管 11 軸 環 12 冷 卻 劑 入 □ 13 冷 卻 劑 出 □ 14 連 接 管 的 末 端 15 連 接 管 之 末 端 上 的凸緣 16 凸 緣 上 斜 邊 17 板 之 冷 側 中 的 凹 Π -10- 开年”片日修(更)正替換頁 凹口中的斜邊 焊接縫 螺紋孔 冷卻板之正側 小環 板之冷側中的螺紋孔 固定用之螺栓 凹形之過渡區 材料厚度 凹口之深度 -11-

Claims (1)

1338116 ??年9月巧曰修(袭)正替換頁 第941〇9241號「冷卻板」專利案 (20 1 0年9月29日修正） 十、申請專利範圍： 1. 一種由銅或銅合金所構成的用於井筒爐之冷卻板，冷卻板 中設有多個鑽孔（6)以容納一種冷卻劑，各鑽孔經由焊接 在板之冷側（5)上的連接管（9，10)而與冷卻劑入口（12)和 冷卻劑出口（13)相連接，其特徵爲：各連接管（9，10)在其 板側的末端（14)上設有凸緣（15)，凸緣（15)插入至板之冷 側（5)之凹口（17)中且凸緣（15)之周圍是與板之冷側（5)相 焊接，其中凸緣（15)藉由連接管（9，10)之板側之末端（14) 之捲邊而形成。 2 ·如申請專利範圍第1項之冷卻板，其中凸緣（1 5 )在連接管 (9 > 10)上在外周上設有斜邊（16)且凹口（17)在板之冷側（5) 中在內周上設有斜邊（18)。 3. 如申請專利範圍第1項之冷卻板’其中連接管（9, 1 0)在凹 形之過渡區（25)中以噴砂處理方式而形成在凸緣（15)上。 4. 如申請專利範圍第1或2項之冷卻板’其中每一鑽孔（6) 經由連接管（9，1 0)而與冷卻劑入口（1 2)或冷卻劑出口（ 1 3) 相連接。 5. 如申請專利範圍第1或2項之冷卻板’其中至少二個相鄰 之鑽孔（6)分別經由一種連接管（9，10)而與冷卻劑入口 U2)或冷卻劑出口（13)相連接。 6·如申請專利範圍第1或2項之冷卻板’其中各連接管（9, i〇)之板側的末端（14)以橢圓形之方式形成。 1338116 ~ * * ** 1 _、 • 界年f"月β曰修(更)正替換頁 7·如申請專利範圍第1或2項之冷卻板，其中由銅或銅合金 所構成的連接管（9，10)距該凸緣（〗5) 一段距離而設有由鋼 ' 所構成的軸環（1 1)。 ^ 8·如申請專利範圍第2項之冷卻板，其中由鋼或鋼合金所構 • 成的連接管（9, 10)中該斜邊（16)在各連接管（9，10)上鎪鎳 塗布及/或該斜邊（1 8)在凹口（17)中鍍鎳。 1338116 月巧日S·(袭)正替換頁 七、指定代表圖：(一） 本案指定代表圖為：第4圖。(二） 本代表圖之元件符號簡單說明： 1 冷卻板 2 板之熱側 3 凹槽 4 凸起 5 板之冷側 6 冷卻板中的穿孔 7 對著穿孔之入口端 8 瓶塞 9 連接管 11 軸環 12 冷卻劑入口 14 連接管的末端 15 連接管之末端上的凸緣 17 板之冷側中的凹口 19 焊接縫 25 凹形之過渡區 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：