DE1218689B

DE1218689B - boiler

Info

Publication number: DE1218689B
Application number: DER35744A
Authority: DE
Inventors: Juergen Maass; Egon Wecks
Original assignee: ADOLF RUCKELSHAUSEN
Current assignee: ADOLF RUCKELSHAUSEN
Priority date: 1963-07-23
Filing date: 1963-07-23
Publication date: 1966-06-08
Also published as: AT251823B

Description

Heizkessel Die Erfindung bezieht sich auf HeizkesseI mit den Feuerraum begrenzendem Wassermantel aus Stahlblech, dessen Innen- und Außenwand mittels diese Wände in Bohrlöchern durchsetzender und mit ihnen verschweißtcr Stehbolzen gegen inneren Druck versteift sind. Ist dieser Wasserinantel mit einem nur wenig höher aufgestellten Ausdehnungsgefäß verbunden, so sind die im Wasserraum auftretenden statischen Drücke gering. Wird- jedoch zum Ausgleich nicht ein offenes Ausdehnungsgefäß benutzt, sondern ein -eschlossener Behälter mit gasförmigem Polster, sei es aus atmosphärischer Luft, sei es aus einem inerten Gas, so können erhebliche Drücke auftreten, und zwar kann mit Drücken bis zu etwa 5 atü gerechnet werden. Um zu vermeiden, daß infolge dieser hohen Innendrücke die Blechwände sich ausbauchen, sind die oben angeführten Stehbolzen vorgesehen.Boiler The invention relates to a boiler with a water jacket made of sheet steel delimiting the combustion chamber, the inner and outer walls of which are stiffened against internal pressure by means of stud bolts penetrating these walls in boreholes and being welded to them. If this water jacket is connected to an expansion vessel only slightly higher up, the static pressures occurring in the water space are low. If, however, an open expansion vessel is not used to compensate, but an enclosed container with a gaseous cushion, be it from atmospheric air or from an inert gas, considerable pressures can occur, and pressures of up to about 5 atmospheres can be expected will. In order to avoid that the sheet metal walls bulge as a result of these high internal pressures, the stud bolts mentioned above are provided.

Trotz einer solchen Versteifung der Wände gegen den inneren Druck lassen sich in den zwischen den Stehbolzen liegenden Teilen der Kesselwände gewisse Ausbauchungen nicht immer vermeiden. Wenngleich diese Ausbauchungen wesentlich kleiner sind als bei Kesseln ohne Stehbolzen-Versteifung, stellen sie doch eine Beanspruchung der Schweißnähte dar, so daß infolge dieser Beanspruchung Schäden an den Schweißnähten auftreten können.Despite such a stiffening of the walls against the internal pressure, certain bulges cannot always be avoided in the parts of the boiler walls located between the stud bolts. Even though these bulges are much smaller than in boilers without stud bolt reinforcement, they represent stress on the weld seams, so that damage to the weld seams can occur as a result of this stress.

Die Erfindung ist von der Auf,- gabe ausgegangen, diese unerwünschte Beanspruchung der Schweißnähte zu verringern und dadurch diese Fehlerquelle auszuschalten, und zwar besteht das Merkmal des Heizkessels der eingangs angeführten Gattung nach der Erfindung darin, daß die Stehbolzen an ihren Enden derart kalottenartig ausgehöhlt sind, daß dort nur je ein diese Höhlung umschließender Steg vorhanden ist, der mit der Innenfläche des Bohrloches verschweißt ist.The invention is based on the task of reducing this undesirable stress on the weld seams and thereby eliminating this source of error, namely the feature of the boiler of the type mentioned according to the invention is that the studs are hollowed out at their ends in such a dome-like manner that there is a cavity enclosing this web is only ever, which is welded to the inner surface of the wellbore.

Ein solcher Steg ist genügend nachgiebig, um ihm eine Anpassung an die auftretenden Verformungen der Kesselwände zu ermöglichen. Diese Nachgiebigkeit ist das wesentliche Erfordernis. Hieraus geht hervor, daß der Steg keine zu große Wandstärke aufweisen darf. Ein solcher Steg ist daher nicht vergleichbar mit einer bekannten Ausführungsform eines Einschweiß-Stehbolzens, der nur eine dünne axiale Bohrung aufweist, wobei die Wandstärke dieses rohrförmigen Bolzens etwa ebenso groß ist wie der lichte Innendurchmesser des Rohres. Bei einer derart massiven Ausführungsform wird eine Entlastung der Schweißnaht weder bezweckt noch erzielt. Demgegenüber wirken bei dem Heizkessel nach der Erfindung die stegförmigen Enden der Stehbolzen brükkenbogenartig, so daß die Nachgiebigkeit der Stege die erstrebte Entlastung der Schweißnähte zur Folge hat.Such a web is sufficiently flexible to adapt to it to allow the deformations of the boiler walls that occur. This indulgence is the essential requirement. This shows that the bridge is not too big Wall thickness may have. Such a web is therefore not comparable to one known embodiment of a weld-in stud bolt, which has only a thin axial Has bore, the wall thickness of this tubular bolt about as large is like the clear inside diameter of the pipe. With such a massive embodiment Relief of the weld seam is neither intended nor achieved. Act against it in the boiler according to the invention, the web-shaped ends of the studs are arched like a bridge, so that the resilience of the webs to the desired relief of the welds Consequence.

Die bei starkem Innendruck auftretenden Verhältnisse und die Wirkungsweise der dünnen Endstege der Stehbolzen sind nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.The conditions occurring under strong internal pressure and the mode of operation the thin end webs of the stud bolts are detailed below with reference to the drawing explained.

F i g. 1 zeigt in vereinfachter Form einen Heizkessel nach der Erfindung, schaubildlich dargestellt; F i g. 2 gibt in vergrößertem Maßstab einen senkrechten Schnitt durch den Wassermantel im Bereich eines Stehbolzens wider, und zwar in unbelastetem Zustand; F i g. 3 zeigt demgegenüber den gleichen Schnitt, jedoch unter übertriebener Darstellung der Formänderungen, die unter hohem Innendruck auftreten.F i g. Fig. 1 shows, in simplified form, a boiler according to the invention, shown diagrammatically; F i g. 2 shows, on an enlarged scale, a vertical section through the water jacket in the area of a stud bolt, specifically in the unloaded state; F i g. 3 shows the same section, but with an exaggerated illustration of the changes in shape that occur under high internal pressure.

Der in F i g. 1 dargestellte doppelwandige Heizkessel 1 umschließt den Feuerraum ringsum, auch auf der Vorderseite. Es handelt sich hierbei um einen Kessel für Ölfeuerungen, jedoch ist dieses für den Erfindungsgedanken unwichtig. Oben ist der Vorlaufabgangstutzen 2 angedeutet. Der Rücklaufstutzen ist verdeckt und daher nicht sichtbar. Auf den vorderen Außenflächen des Kessels sind die Stirnflächen der Stehbolzen3 zu erkennen. Bei Heizungsherden für Stockwerkheizungsanlagen genügen in der Regel für jede der Kammern vier Bolzen, wie dargestellt.The in F i g. 1 shown double-walled boiler 1 encloses the combustion chamber all around, also on the front. This is a boiler for oil firing, but this is not important for the idea of the invention. The flow outlet nozzle 2 is indicated at the top. The return port is covered and therefore not visible. The front surfaces of the stud bolts3 can be seen on the front outer surfaces of the boiler. In the case of heating stoves for floor heating systems, four bolts are generally sufficient for each of the chambers, as shown.

Aus F i g. 2 ist ersichtlich, daß an dieser als Ausschnitt gezeichneten Stelle die äußere Kesselwand Y und die innere Kesselwand Y' durch einen Stehbolzen3 miteinander verbunden sind, der diese beiden Wände in Bohrlöchern durchsetzt und mit Hilfe von Schweißnähten 4' und 4" darin befestigt ist. Das entscheidende Merkmal dieser Stehbolzen besteht in den an ihren beiden Enden angebrachten kalottenartigen Aushöhlungen 5" und 5", die durch Eindrehen hergestellt sein können. Diese in der Mitte der beiden Endflächen angebrachten Höhlungen sind so bemessen, daß dort je nur ein die Höhlung umschließender Steg 6' und 6" verbleibt, der im Bohrloch festgeschweißt ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieser Steg nach außen zu seiner Randkante hin zugeschärft.From Fig. 2 it can be seen that at this point drawn as a detail, the outer boiler wall Y and the inner boiler wall Y 'are connected to one another by a stud bolt 3, which penetrates these two walls in boreholes and is fastened in them with the help of welds 4' and 4 " critical feature of this stud is in the attached at both ends dome-like cavities 5 "and 5", which may be made by screwing in. this mounted in the center of the two end faces of the cavities are dimensioned such that there depending only one the concavity enclosing web 6 ' and 6 " remains, which is welded into the borehole. In the illustrated embodiment, this web is sharpened outward towards its peripheral edge.

Die Bedeutung der Stege 6' und 6" geht aus F i g. 3 hervor, die die gleiche Stelle der Kesselwand zeigt, jedoch unter Wiedergabe der durch -den Innendruck verursachten Verformungen. Dieser Innendruck hat eine Ausbauchung der Wände zur Folge, wie es in stark -übertriebener Vergrößerung dargestellt ist. Die auf die Randstege 6' und 6" ausgeübten Kräfte bewirken bei einer solchen Ausbauchung ein Nachgeben dieser Stege, wie es ebenfalls übertrieben gezeichnet ist. Voraussetzung für ein Nachgeben in diesem Sinne ist natürlich, daß ein solcher Randsteg nicht zu dick ist. Auch ist es günstig, wenn seine freie Höhe, d. h. die Tiefe der Höhlung 5'. 5" größer ist als die Stärke der Kesselwände 1 und l", so daß die Höhlung über diejenige Ebene nach innen hinüberragt, die durch die innere Randkante des das betreffende Bolzenende aufnehmenden Bohrloches der Kesselwände gegeben ist. Durch dieses hierdurch ermöglichte Nachgeben werden die Schweißnähte 4' und 4" entlastet. Dieser einfach zu verwirklichende Kunstgriff nach der Erfindung verringert somit die Beansprachung der Schweißnähte, so daß sich für die Im Wasserkessel eine höhere Druckfestigkeit ergibt.The importance of the webs 6 'and 6 "is selected from F i g 3 projecting showing the same site of the boiler wall, but with playback of the by -.. Deformations caused the internal pressure This internal pressure has a bulging of the walls result, as shown in The forces exerted on the edge webs 6 ' and 6 " cause these webs to yield in the case of such a bulge, as is also shown in an exaggerated manner. A prerequisite for yielding in this sense is of course that such an edge web is not too thick. It is also favorable if its free height, i.e. H. the depth of the cavity 5 '. 5 "is greater than the thickness of the boiler walls 1 and 1", so that the cavity protrudes inwardly beyond that plane which is given by the inner edge of the borehole of the boiler walls that receives the bolt end in question. By this thereby enabling the welds yielding 4 'and 4 "are relieved. This easy to be realized trick according to the invention thus reduces the Beansprachung of the weld seams, so that in the boiler results in a higher compressive strength for.

Claims

Patent claim: Boiler with a water jacket made of sheet steel delimiting the combustion chamber, the inner and outer walls of which are stiffened against internal pressure by means of stud bolts penetrating these walls in boreholes and welded to them, characterized in that the ends of the stud bolts (3) are dome-like (5 " , 5 "* are hollowed) so that there are only a respective this cavity surrounds web (6 ', 6") is provided, which with the inner surface of the borehole is welded (4 ", 4") In consideration gezogenc # publications:. German Patent Nos. 704 827, 816 887, 924 214; British Patent No. -444 857.