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Die Erfindung betrifft einen Hängekessel, der mit seinem oberen Ende an einem aus Stehern und Querträgern bestehenden Tragwerk aufgehängt ist und nur in einer Horizontalebene über Stab- elemente gegen die Steher des Tragwerkes abgestützt ist.
Durch die FR-PS Nr. 2. 184. 353 ist ein Hängekessel mit einer Abstützebene bekannt, welche durch Anlenkpunkte verläuft.
Moderne Grosskessel werden seit längerer Zeit fast ausschliesslich in hängender Ausführung in Membranwandkonstruktion ausgeführt. Der eigentliche Kesselkörper wird hiebei in ein eigenes, meist als Stahlkonstruktion ausgebildetes Tragwerk gehängt. Die Halterung des Kesselkörpers im
Tragwerk erfolgt mittels einer Vielzahl gelenkiger Aufhängestangen.
Die druckführenden Stahlteile des Kesselkörpers, d. s. die Rohrwände, erreichen Tempera- turen bis etwa 400 C und dehnen sich dementsprechend aus, d. h. alle Längenabmessungen werden um etwa 5, 5 mm/m grösser. Hat ein Kessel z. B. quadratischen Grundriss mit 10 m Seitenlänge, so werden die Seiten bei Betriebstemperatur um 55 mm länger. Ein 70 m hoher Kessel "wächst" bei
Betriebstemperatur um rund 400 mm nach unten.
Hängende Kessel in Freiluftanlagen sind dem Windangriff ausgesetzt und müssen daher auch in horizontaler Richtung abgestützt werden. Ebenso müssen in Erdbebengebieten aufgestellte Hän- gekessel mit horizontalen Abstützungen versehen werden, um Schwingbewegungen des aufgehängten
Kesselkörpers in Grenzen zu halten, die von den an den Kesselkörper angeschlossenen Nebenein- richtungen, Rohrleitungen u. dgl. vorgegeben sind.
Die Anordnung der Abstützungselemente stösst aber aus Platzgründen vielfach auf Schwie- rigkeiten und ist überdies mit erheblichen Kosten verbunden. Es wird daher angestrebt, mit einer möglichst geringen Anzahl von Abstützungen das Auslangen zu finden.
Zum Erreichen dieses Zieles wird daher vorgeschlagen, dass bei Kesseln der eingangs angegebenen Art die Horizontalebene im wesentlichen durch den Schwerpunkt des Kesselkörpers verläuft und die Stabelemente als-wie an sich bekannt-am Kesselkörper und an den Stehern gelenkig angeschlossene Stäbe ausgebildet sind.
Gemäss einem andern Merkmal der Erfindung sind die Stabelemente von einerends am Kesselkörper, andernends am Tragwerk angreifenden, in beiden Richtungen federnden Stäben gebildet.
Weitere Merkmale der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnungen erläutert, welche ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Kessels veranschaulichen. Hiebei zeigen Fig. l und 2 in weitestgehend vereinfachter Darstellung den Hängekessel in Aufriss bzw. Grundriss und Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt des einen Endes eines federnden Stabes der Abstützung.
In Fig. l ist das Tragwerk mit --1-- bezeichnet, --2-- ist der Kesselkörper. Dieser ist mittels Lenkern --3-- an oberen Querträgern Tragwerkes-l-aufgehängt.
Zur Abstützung des Kesselkörpers --2-- gegenüber den Stehern --5-- des Tragwerkes --1-- sind horizontale Stäbe --6-- vorgesehen, die im wesentlichen in einer Horizontalebene E liegen, welche vorzugsweise durch den Schwerpunkt S des Kesselkörpers --2-- hindurchgeht. Zur Anlenkung der Stäbe --6-- ist der Kesselkörper --2-- in der Schwerpunkt-Ebene E mit horizontalen Versteifungen --7-- versehen.
Damit wird der Kesselkörper nur in einer einzigen Ebene horizontal am Tragwerk abgestüzt.
Die Abstützungsebene wird, wie schon erwähnt, in möglichst geringem Abstand vom Massenschwerpunkt des Kesselkörpers angeordnet ; sie kann aber auch, etwa bei Freiluftanlagen, durch den resultierenden Angriffspunkt aller Windkräfte hindurchgehen. Dadurch werden die an den gelenkigen Aufhängungen zur Wirkung kommenden Horizontalkräfte, deren Grösse von der Länge der Hänger oder Lenker --3-- abhängig ist, sehr klein gehalten. Es werden also die gesamten Horizontalkräfte, die vom Kesselkörper herrühren, vergleichsweise weit unten in das Tragwerk eingeleitet, womit das Tragwerk verhältnismässig leicht ausgeführt werden kann. Die Kraftableitung vom Kesselkörper erfolgt in dessen Hauptachsen, um die zentrische Lage des Kesselkörpers auch in dessen Betriebszustand, d. h. bei Erwärmung, zu sichern.
Die Abstützelemente (die Stäbe-6--) sind in Richtung der Wärmedehnungen gelenkig angeschlossen. Die Abstützelemente oder Lenker werden als Zug- und Druckstäbe ausgeführt, wodurch eine bessere Ausnutzung des Materials bzw. eine schwächere, d. h. wirtschaftlichere Ausführung der betroffenen Tragwerksteile ermöglicht wird.
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Wenn es darum geht, dass der Kesselkörper gegenüber dem Tragwerk vergleichsweise grössere Bewegungen in horizontaler Richtung ausführen kann, etwa infolge von Erdstössen in Erdbebengebieten, dann können die Lenker --6-- federnd - nachgiebig ausgebildet sein. Dadurch wird die Grösse der auf das Tragwerk zur Wirkung kommenden horizontalen Erdbebenkräfte od. dgl. entsprechend herabgesetzt. Auslenkungen des Kesselkörpers, deren Grösse von den Federkonstanten abhängt, gegenüber dem Tragwerk müssen dabei in Kauf genommen werden. Die federnd - nachgiebige Ausbildung der Lenker --6-- ist insbesondere so getroffen, dass in beiden Richtungen Federwirkung entsteht.
Ein Ausführungsbeispiel eines solchen federnd-nachgiebigen Lenkers ist in Fig. 3 stark vereinfacht im Schnitt gezeigt. Der in dieser Figur dargestellte Lenker --6-- besteht aus einem hohlzylindrischen Teil --10--, der mit zwei nach innen ragenden und in gegenseitigem Abstand stehenden Flanschen --11-- versehen ist, und aus einem stangenartigen Teil --12--. Dieser Teil --12-- ragt in den hohlzylindrischen Teil --10-- hinein und weist zwei Bunde --13-- auf,
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--14-- inchen --15-- der jeweils zugeordneten Flansche --11--. Des weiteren sind zwei Druckringe --16-- vorgesehen, die an den Innenflächen --14, 15-- der jeweils zusammengehörenden Flansche und
Bunde anliegen. Zwischen diesen beiden Druckringen --16-- sind Druckfedern --17-- angeordnet.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind Tellerfedern vorgesehen ; es könnten aber auch mehrere im Kreise angeordnete Schraubenfedern oder eine den stangenartigen Teil --12-- umgebende
Schraubenfeder, aber auch mehrere, konzentrische Schraubenfedern vorgesehen sein.
Die obenerwähnten Federn sind vorzugsweise vorgespannt ; durch axiales Verstellen zumindest eines Bundes und eines Flansches (nicht gezeigt) kann die Vorspannung der Federn verändert werden. Durch diese Vorspannung der Federn kann die horizontale Abstützung bis zu einer wähl- baren Grösse der horizontalen Kräfte starr gehalten werden.
Beim Einwirken von Druckkräften auf den Lenker --6-- werden die Federn von dem in Fig. 3 oberen Bund --13-- über den oberen Druckring --16-- gegen den unteren Druckring --16--, der sich am unteren Flansch --11-- abstützt, zusammengedrückt. Kommen am Lenker --6-- Zugkräfte zur Wirkung, dann werden die Federn vom unteren Bund her gegenüber dem oberen Flansch --11-zusammengedrückt. Solche gegenseitige Bewegungen der beiden Teile des Lenkers --6-- können aber erst dann vor sich gehen, wenn die von aussen einwirkenden Druck- oder Zugkräfte grösser sind als die Vorspannung der Federn.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Hängekessel, der mit seinem oberen Ende an einem aus Stehern und Querträgern bestehenden Tragwerk aufgehängt ist und nur in einer Horizontalebene über Stabelemente gegen die Steher des Tragwerkes abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Horizontalebene (E) im wesentlichen durch den Schwerpunkt (S) des Kesselkörpers (2) verläuft und die Stabelemente als-wie an sich bekannt - am Kesselkörper (2) und an den Stehern (5) gelenkig angeschlossene Stäbe (6) ausgebildet sind.
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