TWI338116B - Cooling plate - Google Patents
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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:
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