NO165314B - Ovnskomponent og fremgangsmaate til dens fremstilling. - Google Patents

Abstract

En ovnsdel med passasje for gasser som unnviker fra brenneren i ovnen er laget av kjeramiske fibre i form av et dyserr (1) med innside (3) og utside (4^ med ' dyserøret sittende i en hylse (6) som kan fjernes etterat dyserøret (1) er på. ■' * plass eller som er laget av et materiale som forsvinner ved første oppvarming.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en ovnskomponent og en fremgangsmåte til dens fremstilling og mer spesielt angår oppfinnelsen en forbedring ved oppbygningen av ovner med vegger som er varme isolert ved hjelp av varmebestandige fibre og mer bestemt en forbedring ved den prosess der disse varmebestandige fibre innstalleres etter den teknikk som kalles "høykantemner".

Ved denne teknikk blir emner eller fleksible blokker av kjeramiske fibere kuttet i strimler som derpå stables på hverandre for å danne en vegg hvis tykkelse tilsvarer omrisset av de kuttede strimler og der flatene dannes av kantene av de strimler som er stablet på hverandre.

I ovner som varmes med flytende eller gassformet brendsel, f.eks. naturgass, blir varmen tilført ved hjelp av brennere som er anordninger der det finner sted en forbrennings-reaksjon mellom brendselet og luften som gir det oksygen som er nødvendig for reaksjonen. En industriell brenner består vanligvis av metalldeler som er anbragt på utsiden av ovnen og der de to fluider (brendsel og oksydasjonsmiddel) innføres under de nødvendige betingelser for reaksjonen og noen ganger for blanding av de to fluider og av en andre del som kalles brennerens dyserør eller for-brenningstunnellen der forbrenningsreaksjonen finner sted.

På grunn av de temperaturpåkjenninger som dyserøret blir utsatt for, må det være varmebestandig og ha god varme-isolasjon slik at man i dette området får den høyest mulige temperatur for å sikre god forbrenning av blandingen av brendsel og oksydasjonsmiddel, mens den på samme tid skal tåle termiske sjokk. Den sistnevnte egenskap er den vanske-ligste å oppnå.

Da det ideelle materiale ennu ikke er oppdaget, blir de fleste dyserør for brennere vanligvis laget av tette, varmebestandige Stener eller støpemasse, idet dette for tiden er det beste kompromiss. Da dyserøret er forbundet med metalldelene i brenneren som selv ligger på utsiden av ovnen og fører inn i det indre av denne der forbrennings-produktene frigis, blir dyserøret anbragt i tykkelsen a<y >veggen og danner et avvikende punkt i denne. Når veggen er laget av Jteramiske fibre mens brennerens dyserør er laget av forholdsvis tunge materialer (betong eller sten), har man mange problematiske punkter som er vanskelig å tilslutte til resten av veggen og når det gjelder stabili-tet og isolasjon, varierer disse egenskaper i stor ut-strekning.

Dyserørene blir noen ganger laget, av formede stikker av keramiske fibre, som er støpt i vakuum. De resultater,

som oppnås er imidlertid ujevne når det gjelder temperaturpåkjenninger og både termiske og mekaniske påkjenninger (erosjon som resultat av de varme gassers hastighet), noe som ofte overskrider motstandsevnen for de støpte, déler. Videre vil den svakeste overhetning føre til ukontrollerte krympesprekker, og med tiden skader dette brennerens dyse-rør. f ordi glødeskall og til og med hele deler a<y> brenner-blokkene løsner.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å komme frem til et dyserør eller: en forbrenningstunnel for en brenner der de termiske egenskaper ligger nær opptil egenskapene for den tilstøtende vegg som er bygget med den teknikk som kalles "høykantemnet" og som blir forbundet med veggen på en effektiv måte og allikevel ha høy motstand overfor vanskelige forhold som hersker ved området for en brenner.

En annen hensikt med oppfinnelsen er å komme frem til en fremgangsmåte ti'-l fremstilling av.en slik komponent,.

Ved foreliggende, oppfinnelse er man kommet frem til en

i-

ovnskomponerit som:danner, en passasje av gasser som unnviker fra en brenner og 'Som forplanter seg mot,det indre av

ovnen der ovnskomponenten danner et dyserør eller en forbrenningstunnel av k eramiske fibre og der hoved-trekket ved røret eller tunnellen er at den hovedsaklig består av sammenhengende lag av baner av varmebestandige fibre, der lagene støter inntil hverandre langs plan som hovedsaklig går gjennom komponentens akse og er mer sammentrykket jo nærmere de ligger aksen.

Sammentrykningen av lagene av varmebestandige fibre, foregår fortrinnsvis på utsiden av komponenten, d.v.s.

at den side som ligger lengst fra brennerens akse, ligger nærmest de fibre som utgjør resten av ovnens foring og at sammentrykningen av fiberlagene på innsiden, d.v.s den side av brenneren som ligger nærmest dens akse, er minst 100% større enn for fiberlagene på utsiden, og fortrinnsvis 200 til 300% større. Dermed vil man på utsiden få en praktisk talt jevn overgang mellom egenskapene for komponenten og egenskapene ved resten av foringen og en gradvis overgang til en større tetthet og derfor en motstand mot erosjon som er meget høyere når man kommer inn til innsiden.

Komponenter med meget gode isolasjonsegenskaper og motstand mot varmesjokk, fåes på denne måte. Når det gjelder overhetning, oppstår det krympning i banenes tykkelse, men dette kan ikke frembringe sprekkdannelser i ovnsveggen og det oppstår derfor heller ingen risiko for at senderen blir skadet som resultat av glødeskall.

En fremgangsmåte i henhold til oppfinnelsen til frem-bringelse av en slik komponent, omfatter følgende trinn: a) en holdedel med en stiv hylse som har innvendige dimensjoner stort sett svarende til komponentens utvendige dimensjoner, er anordnet i planet for ovnsveggen og et .underlag er anbragt perpendikulært på hylsen,

b) en sammentrykningsanordning bestående av to radielle flenser montert dreibart på hylsens aksel, anbragt i

holdedelen,

c) radielle lag som fåes når banene av fiber blir skåret i en form svarende til et radielt. halvtverrsnitt av

den,komponent som skal frembringes, anbringes inntil

hverandre i holdedelen,

d) de innlagte lag trykkes sammen' når en radiell flens dreies i forhold til den andre og fyllingen er full-stendig når de radielle lag tilføyes i det. fremdeles

frie rom som et resultat av dreiningen av flensene- og

e) sammentrykningsanordningen med de radielle flenser, blir deretter fjernet.

De: operasjoner som er nevnt ovenfor, blir fortrinnsvis ut-ført når hylsens akse er vertikal. Hylsen, tjener deretter til transport av dyserøret for installasjon av dette i ovnen.

I en førsle. ;utf ørelsesform er hylsen laget av metall og kan i dette tilfelle fjernes etterat dyserøret er satt på plass i ovnen og kan brukes om igjen om det ønskes. Hylsen kan også bli stående på plass.

I en annen utførelsesform består hylsen av av rør av støpte kjeramiske fibre og den kan bli stående på plass i veggen.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjengitte trekk og vil i det følgende bli forklart nærmere under henvisning til tegningene der: Figur 1 viser et aksialt snitt gjennom et dyserør i henhold til oppfinnelsen,

figur 2 viser det samme dyserør, sett forfra,

figur 3 viser i perspektiv og skj tematisk anordningen for fremstilling av dyserør i henh6*ld til oppfinnelsen og figur 4 viser samme anordning sett i akseretningen.

Dyserøret 1 som er vist på figurene 1 og 2 består av strimler av baner av ..keramiske fibre som er kuttet ut under hensyntagen til det tverrsnitt dyserøret skal ha og de anbringes radielt. De keramiske fibres evne til å bli trykket sammen i overensstemmelse med de påkjenninger de blir utsatt for, sikrer at under sammensetningen vil hver del danne en sektor med variabel tykkelse, der man har maksimal sammentrykning ved innsiden av dyse-

røret og det er dette som er det nye og originale ved fremgangsmåten og som reduserer påfølgende krymping ved den varmeste flate av dyserøret.

I praksis er sammentrykningen slik at den tilsynelatende tetthet av det fiberholdige materiale i nærheten av innsiden 3 av dyserøret er større enn 250kg/m 3, fortrinnsvis 300 til 400kg/m 3, slik at denne sone får en motstand mot erosjon som er betydelig større enn for det fiberholdige materiale i nærheten av utsiden 4 av dyserøret der sammentrykningen er av en størrelsesorden på 130kg/m , nær ved de fiberholdige komponenter 5 i resten av ovnsforingen.

Figur 1 viser at dyserøret holdes langs omkretsen av en hylse 6 som er formet som en blikksylinder og som er festet til metalldelen 7 av brenneren. Høyden på hylsen 6 er mindre enn tykkelsen av dyserøret og er tilnærmet to tredje-deler av den sistnevnte og den er forskjøvet mot utsiden av ovnen med det resultat at den ikke rekker inn til innsiden 8 av ovnen.

I en alternativ utførelsesform, består hylsen av et rør

av støpte Keramiske fibre, noe som gjør det mulig å

sikre god termisk ensartethet for veggen ved hjelp av en konstruksjon som bare er litt mer kostbar.

I nok en alternativ utførelsesform er hylsen som: hovedsaklig tjener til å holde dyserøret under lagring og transport fra produksjonsstedet til arbeidsstedet utelatt, eller den fjernes etterat det fiberholdige materiale i dyserøret er innstallert. I dette tilfelle holdes det fiberholdige materiale samlet av resten av fiberforingen. For å få

til dette, kan man f.eks. ha en hylse med en høyde som er noe større enn tykkelsen av fibrene slik ,at den kan tas ut når den trekkes mot det indre av ovnen. Den kan også lages av materiale som forsvinner ved den første oppvarming, f.eks. av plast.

Selv når det ikke er hensikten at hylsen skal forsvinne,

er det fordelaktig å sikre at flaten av dyserøret sop bøyer mot utsiden av ovnen er forbundet med metalldelen i brennere eller med ovnens ytre vegg ved hjelp av et passende bindemiddel eller en sement eller med en passende festeanordning, f.eks..- festeelementer av metall som er forankret i fibrene.

Man skal merke seg på figurene 1 og 2 at innsiden 3 og utsiden 4 av dyserøret har form av en sylinder med sirkulært tverrsnitt. Det er imidlertid mulig å gi de innvendige eller utvendige tverrnsitt forskjellige former, f.eks. eliptisk for innsiden og kvadratisk for utsiden.

Særlig når ovnen er isolert med en sammenstilling av parallellepipediske elementer av fibermateriale, er det fordelaktig å,gi dyserøret en utvendig form som passer til formen på elementene, d.v.s. et rektangulært omriss hvis dimensjoner er det samme som for de nevnte elementer eller et multiplum av disse.

Fremgangsmåten til fremstilling av dyserøret på figurene

1 og 2 er vist på figurene 3 og 4.

Utstyret omfatter en horisontal understøttelse 11 hvorpå det er montert en vertikal stang 12 som danner en aksel.

To metallplater eller flenser 13 er montert slik at de kan svinge rundt stangen 12 og platene er vertikale i et plan som går gjennom stangen 12. Hver plate har et håndtak 14. Det er mulig å fjerne platene 13 ved hjelp av håndtakene når de føres opp langs stangen 12.

For å fremstille et dyserør i henhold til oppfinnelsen med dette utstyr, blir en kappe 6 først anbragt over understøttelsen! 111 sJLxk at dens symmetriakse faller sammen med stangen 12 og den holdes fast f.eks- ved hjelp av noen få sveisepunkter.. Platene 1i3 bringes; deretter mot hverandre og, hy I seni 6 blir så fyllt med baner 2. av fibre som anbringes radielt mens de trykkes, svakt sammen eller mens de ikke er sammentrykket. Disse baner er skåret til på forhånd etter det mønster som fremgår av snittet på figur 1. Når hylsen 6 er full, føres de to plater 13 fra hverandre og de trykker dermed fibrene 2 som allerede er på plass sammen, mens det samtidig blir et åpent rom 15 mellom sideflatene, av platene 13 der disse tidligere lå mot foverandlr.e'. Denne situasjon er gjengitt på figurene 3 og 4. Det åpne rom 15 blir deretter fyllt. med. n.ye: baner 2 som også stilles radielt, hvoretter platene 1!3 fjernes ved at de føres opp langs stangen 12. Virkningen av denne operasjon er å utligne sammentrykningene mellom banene 2 som er innsatt i to forskjellige fremstillingstrinn.

Hylsen 6 blir senere skilt fra understøttelsen 11, f.eks. ved at sveisepunktene brytes og dyserøret er da klart for transport til bruksstedet.

Når formen for dyserøret ikke er sirkulær, er det lett å modifisere fremgangsmåten i henhold til dette. Hvis således innsiden av dyserøret ikke er sirkulær, tar man hensyn til dette ved variasjoner i formen på banene 2 når de første gang skjæres til. Hvis utsiden er kvadratisk eller rektangulær, kan hjørnene av hylsene 6 fores på forhånd med fiberbaner. Hvis hensikten er at dyserøret skal holdes på plass ved hjelp av festeelementer av metall, f.eks. de som er beskrevet i publikasjonen FR-A-2.507.594, kan disse med fordel settes på plass når fiberbanene 2 anbringes i hylsen 6.

Claims (10)

1. Ovnskomponent med en passasje for gasser som dannes ved brenneren og beveger seg mot det indre av ovnen, karakterisert ved at den er laget av keramiske fibre (2) og består av hovedsaklig sammenhengende lag av baner (2) av varmebestandige fibre (2), der lagene ligger inntil hverandre langs plan (13) som stort sett går gjennom komponentens akse (12) og er mer sammentrykket jo nærmere aksen (.12)) materialet, befinner seg.

2. Komponent som angitt i krav 1, karakterisert ved at omgitt av en hylse (6) som skal gjøre det lettere å holde på plass fiberbanene (2) i det minste inntil komponenten blir endelig montert i ovnen.

3. Komponent som angitt, i' krav 2:,. karakterisert ved at hylsen (6) er av metall og ikke rekker inn til innsiden1, av ovnen (8-)) etterat komponenten .(1 - 4) er satt på ;plass.

4- Komponent som angitt i krav 2, karakterisert ved at hylsen (6) er laget av et rør støpt av keramiske fibre.

5. Komponent som angitt i krav 2, karakterisert ved at hylsen (6) stikker i det minste delvis forbi innsiden av ovnen etterat komponenten er satt på plass slik at hylsen (6) kan fjernes.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at hylsen (6) er av et materiale som forsvinner ved første oppvarming.

7. Komponent som angitt i krav 1 og beregnet på å danne endel av en ovn som er isolert med elementer av parallellepipedisk form, karakterisert ved at den har omriss i form av et kvadrat eller rektangel hvis utvendige dimensjon tilsvarer dimensjonen av isolasjonselementene eller et multiplum av disse.

8. Komponent som angitt i krav 1, karakterisert ved at den på den flate som skal være overfor ovnens innside (3) er forsynt med metallelementer for feste av ovnskomponentene, hvilke elementer er forankret i fibrene.

9. Fremgangsmåte til fremstilling av en ovnskomponent som angitt i krav 1, karakterisert ved følgende trinn: a) en holdedel omfattende en stiv hylse (6) med innvendige dimensjoner hovedsaklig svarende til de utvendige dimensjoner av komponenten anbringes i plan med ovnsveggen (8) med en bunn (11) som står perpendikulært på hylsen (6), b) en sammentrykningsanordning (13) med to radielle flenser (13) anbragt dreibart på en aksel (12) i hylsen anbringes i holdedelen (6), c) radielle lag som fremkommer når baner med fibre (2) kappes til en form som tilsvarer en radiell halvdel av kommpo-nenten som skal frembringes anbringes ved siden av hverandre i holdedelen (6), d) de innsatte lag (2) trykkes sammen når en radiell flens (13) svinges i forhold til den annen, hvoretter fyllingen fullføres når de andre radielle lag anbringes i det rom (15) som fremkommer ved svingning av flensene og e) sammentrykningsanordningen som består av de radielle flenser (13) fjernes.

10. Fremgangsmåte som angitt i krav 9, karakterisert ved at metallelementer for feste av komponenten i ovnen settes på plass under trinn (c) og forankres i fibrene (2).