CH429765A - Mit aneinanderliegenden Rohren ausgekleidete Brennkammer - Google Patents

Description

  Mit     aneinanderliegenden    Rohren ausgekleidete     Brennkammer       Die Erfindung betrifft eine mit     uneinand@erliegenden     Rohren     :ausgekleldete        Brennkammer,        insbesondere    eine  Brennkammer für     druckgefeuerte    Dampfkessel und     -ist     dadurch     gekennzeichnet,        @dass    die Auskleidung     Rohre     in     mehreren    ebenen     bzw.    gekrümmten Flächen     umfasst     und die Rohre an kammartigen Tragteilen (Kämmen)

    in ihrer Längsrichtung dehnungsbeweglich, und in der  Querrichtung unbeweglich angeordnet sind..  



       Ein    bevorzugter Zweck der Erfindung ist darin ge  legen, :eine     Rohrauskleidung    zu schaffen, die die     Brenn          kammer    an     allen    Stellen     bedeckt,    so     dass    praktisch     keine     Strahlung nach aussen dringen kann.

   Es werden so ört  liche     ÜÜberhitzungen        :de:s    Mauerwerkes sowie des Kessel  gerüstes     rund        Strahlungsverluste    weitgehend     vermieden.     Die Rohrauskleidung ist zufolge der     erljindungsgemässen          Anbringung    der Rohre sehr betriebssicher, die Rohre  selbst sind einfach herzustellen, insbesondere bei     --b.    -n       gekrümmten    Rohren.  



  In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausfüh  rungsform :des:     :Erfindungsgegenstandes        mit    Detailvarian  ten     @dangestellt,    und zwar zeigt:       Fig.    1 einen Längsschnitt :

  durch eine     Brennkammer     eines druckgefeuerten Kessels,       Fig.    2     einen,Querschnitt    dieser Brennkammer,       Fig.    3 den Schnitt durch die     Brennkammerwandung    an  der Stossstelle     zweier        vertikal        übereinanderhegender     Rohrregister,       Fig.4    die Sicht auf eine solche Stossstelle vom       Brennkam:

  merraum,aus,          Fig.    5 und 6 stellen einen Ausschnitt eines Rohr  registers dar,       Fig.    7 zeigt die     Biefesti,gung    mehrerer (Rohre an  einem Rohrkamm, ebenso     Fsg.    8 und 9.  



  In     Fig.    1 .ist mit 1 der äussere druckaufnehmende  Mantel eines druckgefeuerten     Dampfkessels        bezeichnet.     In :diesem     sind        Rohrregister    2 und 3, die :mit einer Iso  lationsschicht 4 umgeben sind, angeordnet. Im Zentrum       ,der        Brennkam:merdecke    befindet sich     ein    Formstein 5,  der Bohrungen 6 für die     Zufuhr    von     Verbrennungsluft            und        Brennstoff    aufweist.

   Der Stutzen 7 dient der Auf  nahme. und dem Ausbau von Brennern     und        Brenn-          stoffleitungen.        ,Die    notwendige     Verbrennungsluft    wird  im Spalt zwischen Mantel 1 und Isolationsschicht 4 an  gewärmt, strömt im oberen Teil 8     .des    Mantels etwa  waagrecht gegen :das     Brennkammerzentrum,    sodann     im     Spalt     zwischen        Halterung    9 und Formstein 5 zu dien  Bohrungen 6 desselben.

   Die     Verbrennungsluft    tritt  schliesslich     zusammen    mit dem nötigen     :Brennstoff    ,durch  die     Brenner-Muffeln    bildenden Bohrungen 6 in die       Brennkammer    10     ein.    In :dieser     findet    eine völlige Ver  brennung des     Brennstoffes    und eine teilweise Abgabe der  freiwerdenden Verbrennungswärme an die     Ausklei-          dungsrohre    statt. Die :noch heissen Gase verlassen die  Brennkammer 10 durch die Öffnung 11 -und gelangen       in    die     Nachsch;altheizflächen    12.  



  Die Rohrregister 2     und    3 bestehen aus eng     anein-          anderliegenden    eben     gekrümmten    Rohren. Die Rohre       :des    Registers 2 kleiden vertikal stehend einem Teil  (des Mantels 13 :der     Brennkammer    10 lückenlos aus,  sind am oberen Ende 14     ider    Brennkammer     umge-          bogen        und        laufen    nun horizontal oder schwach     geneigt     gegen     Idas    obere Zentrum 15 :

  der     Brennkammer,    wobei  sie die     trichterförmige        Brennkammerdecke   <B>16</B> bilden.  Einzelne Rohre, z. B. 17, laufen an der     Brennkammer-          decke    bis nahe zum Formstein 5 (siehe     Fig.    2), andere,  z. B. 18, 19, laufen weniger weit gegen das Zentrum.  Die     Rohre    werden bis zu einer     festgelegten        Begrenzungs-          linie,    z.

   B. der Grenzlinie zwischen zwei     Sektorfeldern,     oder :der     B.egrenzungsl@inie    der     Brenneröffnung,    geführt  und hier in Punkten 20 um etwa 180      .um!gebogen.    End  lich gelangen sie, in z. B. zwei Schichten 21 und 22, zu       ,dien        .am        Umfang    ,der     Brennkammer        vorgesehenen;        Sam-          melkammern    23.     Ähnliches        gilt    für die Rohre des Re  gisters 3.

   Hier kleiden die Rohre einen anderen Teil  des     Brennermantels    13 .aus, sind am unteren Ende 24  der     Brennkammer    10 umgebogen, bilden den     trichter-          förmligen        Brennkammerboden    25 und kehren     schliess-          lich    in den     Punkten    26 -um, um in zwei Schichten 27,  28 zu     :den    Sammelkammern 29 zurückzuführen.

        Die     Stossstelle    30     zwischen        iden    beiden     Rohr-          registern    2     und    3 wird durch     kammartiges        Ineinander-          greifen    benachbarter Rohrbogen     gebildet.        Diese    Rohr  bogen     münden    in den     Sammelkammern    31 des .oberen       bzw.    -in den     Sammelkammern    32 des     unteren    Rohr  registers.

       Die        Sammelkammern    31     .bzw.    32     sind        mit     den     Sammelkammern    23 bzw.     29,der        in        Umfangrichtung          folgenden    Register mit Fallrohren 34 bzw. 35 ver  bunden.

   Auf     idiese    Art werden die     :einzelnen,    am     Umfang     der     Brennkammer        angebrachten    Rohrregister     hinterein-          ander        geschaltet.     



       In.        Fig.    2     einer        Darstellung    der nach     dem        Linien-          zug    36-37 (in     .Fig.    1)     beschnittenen        'Brennkammer        be-          zeichnet    38 und 39 benachbart     liegende        sektorförnnige     Flächen, ,die durch     idie    erfindungsgemässe Art der Rohr  auskleidung     ,gebildet    werden. Eng     aneinanderliegende     Rohre, z.

   B. 40,     laufen,    ins     Zentrum    weisend, bis an  den Umfang 41     ider        Durchtrittsöffnung    11, von wo  sie nach einer Biegung von etwa 180      zu        Sammelkam-          mern    29 rückgeführt werden. Andere     :ebenfalls    eng       aneinanderliegende    Rohre, z. B. 42, 43, an der Grenze  zweier     Sektorfelder    laufen nur bis zu     Umkehrpunkten     44. Die     .Rohre    des benachbarten Feldes 3,8, z. B. 45,  46, laufen     bis    zu     Umkehrpunkten    26.

   Die Umkehr  punkte 26 und 44 liegen in radialer Sicht     erbwechselnd     hintereinander. Die u     ngakühlten    Flächen     ider        Brenn.-          kammerinnenseite        werden        dadurch    sehr klein. Die übri  gen Bezeichnungen gelten wie in     Fig.    1.  



  In     Fig.    3 und 4     bezeichnet    30 die schon in     Zu-          sammenhang        mit        Fig.    1 erwähnte Stossstelle der Rohr  register 2 und 3. Das Rohr 47 wird     bei    48 scharf umge  lenkt     und,    schräg nach     aufwärts        laufend,    in     ,die        Sammel-          kammern    31 eingeleitet.

   Hingegen wird das Rohr 49 bei  50 nur schwach umgelenkt, läuft über eine kurze Strecke  33 parallel zum schräg nach     aufwärts    führenden Teil des  Rohres 47 bis     zu    einer     abermaligen    scharfen     Umlenkung     bei 51 und     mündet        schliesslich    in die     Sammelkammer     32.

       Die        Richtung    der     Strecke    33 ist zur Richtung     ider     grössten Intensität     ider        ankommenden        Strahlung        geneigt.     An     ider        Stossstelle    30     fällt        diese        Hauptstrahlungsrichtumg     etwa mit ;

  der     Normalen        zur        Brennkamlmerachse        zusam-          men.        Ähnliches    gilt für die     dahinterliegenden    Rohre  52 und- 53.     Die    so     gebildeten        Stossstellen        sind    weit  gehend     strahlungsdicht.        Die    übrigen Bezeichnungen igel  ten     wie        früher.     



       Fig.    5 und     ;6    zeigen die     erfindungsgemässe    Art oder  Befestigung     einzelner    Rohre, z. B. 54, 55, 56 und 57  an     Rohrkämmen,    z. B. 58, 59, 60     unid    61. Rohr 54  ist z.

   B. bei     62,mit        Kamms    58, und .bei 63 mit     Kamm    61       verschweisst.    Rohr 55 aber     mit    Odem     .Kamm    59 bei 64,  Rohr 56     mit    dem Kamm 60 bei 65 und so     fort.    In diesem  Fall ist also jedes dritte Rohr an dem gleichen Kamm oder  jeder     dritte        Kamm    an dem     gleichen    Rohr     angeschweisst.     Die Wiederholungszahl russ nicht 3, sondern kann ganz  allgemein eine beliebige Zahl n sein. Die Kämme 58 bis  61     besitzen    z.

   B. einen     .Rechteckquerschnitt    und     sind     so :an den Rohren     befestigt,        ;dass    die kürzere     Seite        ides          Rechteckes        :in        Rohrlängsrichtung,    die längere aber senk  recht     hiezu    steht.

   Dadurch und durch die Befestigung       von        nur        jedem        n-ten    Rohr .an den     Kamm:    setzen     :diese     Kämme     einer    Dehnung     ider    Rohrein Längsrichtung we  nig,     einem        Ausknicken    :der Rohre gegen die Brenn  <U>kamm</U>     ermitte    aber einen grossen, Widerstand entgegen.  



       Fig.    7     zeigt        die        Befestigung    von     Rohren    66 an     einem     Kamm 67 mittels kurzer Schweissnähte 68. Die zwi  schen den Rohren 66     liegenden    Rohre 69 sind :an.  anderen Rohrkämmen auf die gleiche Art befestigt.         In        Fig.    8     und    9     wird    eine :andere     Ausbildungsiart     eines     !Rohrkammes    70     gezeigt,    ;der en     Zungen    71     Rohre     72 trägt.

   Diese     Zungen    71 sind gegenüber einer Dehnung  der Rohre in Längsrichtung nachgiebig. Hiebei verfor  men sich die Zungen entsprechend 73.  



  Die Erfindung ist auf die .dargestellten     Ausführungs-          beispiele        nichtbeschränkt.    Insbesondere     kann        (die        Brenn-          kammer        statt        eines        polygonalen        Querschrittes    .auch       einen        runiden        .oder        ,

  ovalen        aufweisen.        Bei    Wahl entspre  chend     kleiner    Bogen- oder     Sehnenlängen    der Sek     tor-          felder        :bleiben;    auch hier     idie    Vorteile der     Erfindung          annähernd        gewahrt.        Ebenso    ist bei     kegeliger    oder     pyra-          midenförmmger    Ausbildung :

  der     Brennkammer        idie    Ver  wendung eben     gekrümmter    Rohre möglich. Die Erfin  dung     umfasst    nicht     .nur        @die        ,grundsätzliche        Ausbildung     der     Brennkammer        zusiammen        mit    der besonderen An  ordnung     ider    Rohre     @an        ihren    Tragelementen,

   sondern  auch jeden dieser beiden     Erfindungsgedanken    für sich       allein.    Bei     ider    oben beschriebenen grundsätzlichen     Kon-          struktion    müssen die Rohre nicht     unbedingt    an Kämmen  befestigt sein.     Anderseits    kann     ,die    beschriebene Befesti  gung     mittels,    (der     Kämme    ,auch bei anderen Rohraus  kleidungen     Verwendung    finden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH TXF FR="3" WI="86" HE="157" LX="1146" LY="1133" SIZE="10" FONT="Arial"> Mit aneinanderliegenden Rohren ausgekleidete Brennn#kammer, .insbesondere .eine Brennkammer für druckgefeuerte Dampfkessel, dadurch gekennzeichnet, ,dass die Auskleidung Rohre in mehreren @ebenen bzw. ,

   gekrümmten Flächen umfasst und dass die Rohre an kammartigen Tragteilen in ihrer Längsrichtung deh- nungsbeweglich, und in der Querrichtung unbeweglich angeordnet sind. UNTERANSPRÜCHE 1. Brennkammer nach Patentanspruch, dadurch ,ge kennzeichnet, @dass die (den Brennkammermanroel .aus- kleidenden Rohre :

   an der Brennkammerdecke und/oder dem Brennkammerb.oden ,zum Zentrum der Brennkam- mer hin umgelenkt sind, wobei sie eng aneinanderliegend sektorförmige Flächen derart bilden, dass Öffnungen für die Anordnung wenigstens eines Brenners,

   und/oder für den Durchtritt oder Heizgase zu den nachgeschalteten Heizflächen frei bleiben. z. Brennkammer nach Patentanspruch oder Unter anspruch 1, :

   dadurch gekennzeichnet, dass @die Rohre an ihrer dem Zentrum der Brennkammer jeweils am nächsten liegenden Stelle um etwa 180 umgelenkt und über der die Brennkammerdecke bzw.

   unter der den Brennkammerboden bildenden Rohrverkleidung zu den am Umfang des Kessels .angeordneten Sammelkammern zurückgeführt sind!, wobei idie Rückführung der Rohre über ider Bmennkanunerdecke bzw. unter dem Brenn- kammerboden in zwei .oder mehreren übereinander liegenden Schichten erfolgt.

   3. Brennkammer nach Patentanspruch, dadurch ige- kennzeichnet, diass idie d'en Br ennkammermantel bilden den vertikalen Rohre an den Enden der Brennkammer horizontal oder nahezu horizontal urigelenkt sind,

   wobei spie eng eneinanderliegend @sektorförmige Flächenbildend den Brenukammerboden und in gleichartiger Weise ,die Brenmkammerdecke ;ausikleiden. 4. Brennkammer nach Patentanspruch und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, idass der/die von den Rohren gebildete Brennkammerboden/Brenukam- merdecke trichterförmig :gegen das Zentrum zu geneigt ist.

   5. Brennkammer nach Patentanspruch, dadurch je- kennzeichnet"dass am Umfang des Kessels .angeordnete, obere und untere Sammelkammern durch annähernd vertikale, ,ausserhalb der Rohrverkleidung liegende Fall rohre miteinander verbunden sind.

   6. Brennkammer nach Patentanspruch, :dadurch ge kennzeichnet, dass idie Rohrverkleidung des, Brennkam- mermantels ,aus zwei oder mehreren vertikal überein anderliegenden Rohrregistern :

   besteht, und dass ,die ian der Stossstelle zweier übereinianderliegender Rohrregister entstehende Lücke in ider Rohrverkleidung ,durch kamm artiges Ineinand@ergreifen der Rohrbögen ,dieser Rohr register geschlossen, ist, welche die vertikalen .Mantel rohre mit -ausserhalb der Verkleidiung am Umfang der Brennkammer angeordneten Sammelkammern verbin- den,

   und idass übereinanderliegende Rohrbögen, welche von dien vertikalen Mantelrohren zu den Saanmelkam- mern führen, :über eine bestimmte Strecke parallel, und gegenüber (der Hauptstrahlungsrichtung geneigt ge führt sind.

   7. Brennkammer nach Patentanspruch, dadurch :ge kennzeichnet, dass die vertikalen Rohre der Mantel verkleidung von einem wärmedichten Mantel umgeben sind, und dass die Rohrregister .der Mantelverkl@e:idlung, der innere Mantel und der äussere Kesselmantel nur an einem Fixpunkt fest miteinander verbunden sind, so diassalle drei Teile sich frei gegeneinander dehnen können.

   B. Brennkammer nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, :dass die vertikalen Mantelrohre durch .an ihrer @unbeheizten Rückseite befestigte Rohrkämme zu Rohrregistern zus:ammengefasst sind, wobei die Rohr kämme in Rohrlängsrichtung gbiegeweich ausgebildet sind und daher eine Längsdehnung der Rohre gestatten, wobei sie aber in Richtung quer zur Rohrachse biege steif .ausgebiä:det sind und so ein Ausknieken der Rohre in :den Brennkammerinnenraum verhindern.

   9. Brennkammer :nach Patentanspruch und Unter anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Rohrkamm nur Jetdes zweite, diritte oder n-te Rohr befestigt ist, die dazwischen liegenden Rohre aber an in Rohrlängsrichtung folgenden Kämmen :befestigt sind. 10.

   Brennkammer nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass :die Rohrkämme gegen :den Brenn- kamm@ersnnenr.aum weisende Zungen besitzen, :an wel chen die Rohre befestigt sind.