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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft eine Verkleidung für eine Flossenrohrwand eines Verbrennungsofens, mit einer Vielzahl neben- und übereinander angeordneter Platten aus keramischem Material, die auf ihrer der Flossenrohrwand zugekehrten Rückseite eine im Horizontalschnitt randoffene Nut aus einem Einführschlitz und einem anschließenden Verbreiterungsraum aufweist, mit einem Halter für jede Platte, der einen mit der Flossenrohrwand verbindbaren Anker aufweist, der sich in montiertem Zustand im Wesentlichen senkrecht zu der Flossenrohrwand erstreckt und teilweise in die randoffene Nut einragt.
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Der Verbrennungsofen kann insbesondere Bestandteil einer Müllverbrennungsanlage sein. Die Rohre der Flossenrohrwand sind in der Regel vertikal ausgerichtet abständig nebeneinander über die Flossen verschweißt, so dass ein gasdicht abgeschlossener Raum des Ofens gebildet ist. Die Rohre sind von Wasser bzw. Wasserdampf durchflossen, um die Verbrennungswärme einer sinnvollen Nutzung zuzuführen.
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Die Platten sind als Formkörper aus keramischem Material ausgebildet. Sie werden dem Innenraum des Ofens zugekehrt angeordnet und schützen so die Flossenrohrwand vor Korrosion durch die Rauchgase. Die Platten weisen auf ihrer der Flossenrohrwand zugekehrten Rückseite eine sich bereichsweise erstreckende randoffene Nut aus einem Einführschlitz und einem sich daran anschließenden Verbreiterungsraum auf. Oft gehen die Nuten auch über die gesamte Länge bzw. Höhe der Platte durch.
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Jeder Platte ist ein Halter zugeordnet, der einen in der Regel bolzenartigen Anker aufweist. Das eine Ende des Ankers wird mit der Flossenrohrwand verschweißt. In montiertem Zustand erstreckt sich der Anker im Wesentlichen senkrecht zu der Fläche der Flossenrohrwand. Er ragt mit seinem anderen Ende durch den Einführschlitz bis in den Verbreiterungsraum ein. Der Anker ist oft als Gewindebolzen ausgebildet, auf den eine Stellmutter aufgesetzt ist. Der Halter erfüllt in vielen Fällen Beihaltefunktion, schützt also die Platte gegen in Horizontalrichtung auftretende Kräfte und verhindert ein Herabfallen der Platte. Der Halter erfüllt keine Tragefunktion, wirkt also nicht gegen in Vertikalrichtung auftretende Kräfte, insbesondere gegen die Gewichtskraft der Platte. Durch die auftretenden Temperaturunterschiede im Ofen treten an den Platten Dehnungen und Kontraktionen auf. Es besteht die Gefahr, dass die Platten im Bereich des Halters ausreißen und letztlich herabfallen, so dass die Schutzwirkung für die Flossenrohrwand verloren geht.
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STAND DER TECHNIK
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Eine Verkleidung für eine Flossenrohrwand eines Verbrennungsofens mit den eingangs beschriebenen Merkmalen ist aus der
EP 1 867 924 B1 bekannt. Die Platte weist auf ihrer der Flossenrohrwand zugekehrten Rückseite längs durchgehende Nuten auf, an denen ein oder mehrere Halter angreifen. Jede Nut ist in zweifacher Hinsicht konisch gestaltet. Sie besitzt einen Einführschlitz und einen in Richtung auf das Innere der Platte sich anschließenden Verbreiterungsraum, der konisch gestaltet ist. Während der Einführschlitz mit konstanter Breite über die Länge bzw. Höhe der Platte durchläuft, besitzt der Verbreiterungsraum im Horizontalschnitt konische Gestalt, d. h. die Innenwandung des Verbreiterungsraums läuft von innen nach außen sich konisch verjüngend auf den Einführschlitz zu. Die beschriebene Innenwandung des Verbreiterungsraumes besitzt jedoch auch noch eine zweite Konizität in vertikaler Richtung, d. h. bei montierter Platte besitzt die Innenwandung des Verbreiterungsraums an der Platte unten eine größere Breite als oben. Jeder Halter weist einen Anker auf, der an seinem einen Ende in montiertem Zustand mit dem Flossenbereich der Flossenrohrwand verschweißt ist und im Wesentlichen rechtwinklig von der Fläche der Flossenrohrwand absteht, so dass er horizontal ausgerichtet mit seinem anderen Endbereich in die randoffene Nut einragt. Der Anker ist als Gewindebolzen ausgebildet oder besitzt jedenfalls einen mit Gewinde versehenen Bereich, auf den eine Stellmutter aufgeschraubt ist, deren Umfang kegelförmig ausgebildet ist. Es wird dabei angestrebt, die Konizität der Stellmutter auf die Konizität des Wandbereichs des Verbreiterungsraums abzustimmen. Die Montage der Verkleidung geschieht in bekannter Weise so, dass nach dem Aufschweißen der Anker die Stellmuttern so aufgeschraubt und eingestellt werden, dass Ungleichmäßigkeiten der Flossenrohrwand ausgeglichen werden. Ziel ist es, eine fluchtende Oberfläche der Platten im Verband, also dem Verbrennungsraum zugekehrt, zu erzielen. Die Platten werden zeilenweise von oben mit Hilfe der durchgehenden Nut auf die Halter aufgehängt. Der Abstand der Platten von der Flossenrohrwand wird mit Hilfe von Keilen fixiert. Dabei entsteht eine punktförmige Auflagerung der Platten an den Stellmuttern. Bestenfalls können linienförmige Auflagerungen entstehen, falls die Konizitäten des Umfangs der Stellmutter und der Innenwandung des Verbreiterungsraums sowie die rechtwinklige Anordnung und Ausrichtung des Ankers dies zufällig ergeben. Die so geschaffene punktförmige Auflagerung der Platten an den Haltern erfüllt sowohl die Tragefunktion wie auch die Beihaltefunktion, wirkt also gegen Kräfte in zwei aufeinander senkrecht stehenden Ebenen. Alle diese Kräfte werden punktförmig unter direktem Kontakt zwischen Platte und Halter aufgenommen. Dies ist besonders ungünstig, weil hieraus eine erhöhte Ausbruchsgefahr der Platten der Verkleidung resultiert. Die an den Einführschlitz und den Verbreiterungsraums angrenzenden Stege der Platte auf der Rückseite der Platte reißen ein und aus, so dass in der Folge die Platten einzeln oder bereichsweise von der senkrechten Flossenrohrwand abfallen, so dass ihre Schutzwirkung verlorengeht. Dabei löst sich auch die Verbindung der Platten zu der eingegossenen und ausgehärteten Gießmasse, insbesondere Fließbeton, der während der Montage in den Zwischenraum zwischen Platten und Flossenrohrwand sowie in die Nuten eingegossen wurde.
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Eine ähnliche Verkleidung ist auch aus der
EP 1 032 790 B1 bekannt. Auch hier besitzen die Platten auf ihrer der Flossenrohrwand zugekehrten Rückseite durchgehende Nuten aus einem Einführschlitz und einem Verbreiterungsraum. Der Querschnitt des Verbreiterungsraums ist rechteckig gestaltet und geht über die Höhe konstant durch. Die Stellmuttern auf den Gewindebolzen greifen nach Art einer Hinterschneidung in den Verbreiterungsraum ein. Während der Montage erfolgt die Fixierung der Platten in der Horizontalebene relativ zur Flossenrohrwand wiederum mit Hilfe von Keilen, die in den Zwischenraum zwischen der Rückseite der Platte und der Oberfläche der Flossenrohrwand eingetrieben werden. Die hier eingesetzten Halter erfüllen nur die Beihaltefunktion, nicht jedoch eine Tragefunktion. Die Tragefunktion wird von gesonderten Konsolen erbracht, die außerhalb des Umrisses der Platten zeilenweise an der Flossenrohrwand angebracht wird. Jede Konsole setzt sich aus einer Stützplatte und einer Tragplatte zusammen, wobei die Platte von oben auf die Halter aufgeschoben und auf der Konsole abgelagert wird. Die Konsolen sind so ausgebildet und angeordnet, dass jede Konsole mehrere übereinander befindliche Platten trägt, so dass sich im Einsatz die Längendehnungen der Platten von den Konsolen ausgehend addieren. Durch das Herausrücken der Konsolen mit der Tragefunktion aus dem Umriss der Platten an eine darunter befindliche Stelle werden zwar die Halter, die hier nur die Beihaltefunktion erbringen, von den Kräften der Tragefunktion entlastet. Aber auch hier ergibt sich eine punktförmige Belastung an den Haltern, indem die auftretenden Kräfte an der Platte direkt von der Platte in die Stellmutter des Halters übertragen werden. In der Folge beobachtet man auch hier das Ausbrechen und Herabfallen der Platten während des Einsatzes.
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Eine weitere ähnliche Verkleidung ist aus der
US 2006/0101740 A1 bekannt. Die eingesetzten Halter besitzen auch hier einen Anker, dessen eines Ende mit den Flossen der Flossenrohrwand verschweißt wird. Das andere Ende der Anker ragt in eine Nut auf der Rückseite der Platten ein und trägt auf einem Gewindeabschnitt eine Stellmutter mit zylindrischer Umfangsfläche. Die Gewindeverbindung zwischen Stellmutter und Anker kann auch durch eine Friktionsverbindung erzielt werden. Die Nuten auf der Rückseite der Platten sind jedoch nicht durchgehend gestaltet. Die Einführschlitze besitzen in gewisser Höhe angeordnete geschlossene Bereiche, mit deren Hilfe die Platten auf den Haltern aufgehängt werden. Diese geschlossenen Bereiche erfüllen damit die Tragefunktion. Auch hier erfolgt das Festkeilen der Platten nach dem Aufhängen durch Verwendung von Keilen zwischen der Rückwand der Platte und der Oberfläche der Flossenrohrwand, so dass das Hintergießen der Platten sich anschließt. Während die Tragefunktion von den geschlossenen Bereichen der Einführschlitze erfüllt wird, wird auch hier die Beihaltefunktion durch eine direkte punktförmige Auflage der Innenwandung des Verbreiterungsraums an den Stellmuttern erzielt. Auch hier besteht die schon beschriebene Ausbruchsgefahr der Platten auf der Plattenrückseite, so dass die Verkleidung nur eine begrenzte Lebensdauer besitzt.
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Bei den Verkleidungen des Stands der Technik ist die aufeinander abgestimmte geometrische Gestaltung der Stellmuttern an den Haltern relativ zu der Nut mit dem Einführschlitz und dem Verbreiterungsraum immer so gestaltet, dass sich eine Hinterschneidung ergibt. Diese Hinterschneidung ist wesentlich, um die Beihaltefunktion zu erfüllen. Allerdings führt die direkte punktförmige oder bestenfalls linienförmige Auflage zwischen dem Material der Platten und Bereichen jedes Halters zu einer ungünstigen Kraftübertragung während des Betriebs des Verbrennungsofens, in deren Folge die Platten ausreißen und abfallen, so dass eine solche Verkleidung nur eine begrenzte Lebensdauer besitzt. Die Beanspruchung der Aufhängung der Verkleidung hat ihre Ursache in Bewegungen der Flossenrohrwand einerseits und der Platten andererseits infolge thermischer Einflüsse. Die einzelnen auftretenden Spannungen werden punktförmig aufgenommen. Bei Überschreitung der Materialfestigkeit der Platten treten Einrisse, Spalten und Ausrisse an den Platten auf, die letztlich die Ursache für das Herabfallen der Platten sind.
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verkleidung der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, dass die punktförmige Kraftübertragung beseitigt oder zumindest in ihrer schädlichen Auswirkung so reduziert wird, dass die Verkleidung über eine im Vergleich zum Stand der Technik größere Einsatzdauer genutzt werden kann.
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LÖSUNG
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Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Mit der Erfindung wird die Art der Aufhängung der Platten im Vergleich zum Stand der Technik verändert. Der Halter besitzt oder erhält an seinem in die Nut einragenden Teil des Ankers einen sich in Richtung der Nut erstreckenden Arm. Dieser Arm ist so ausgebildet und/oder positionierbar angebracht, dass er keinen direkten Kontakt zwischen seiner Oberfläche und der Innenwand der Nut aufweist. In dieser Relativlage wird während der Montage die Platte relativ zur Flossenrohrwand fixiert, so dass die punktförmige nachteilige Anlage im Stand der Technik zwischen der Platte und dem Halter wegfällt. Beim Ausgießen des Freiraums zwischen der Rückseite der Platte und der Oberfläche der Flossenrohrwand einschließlich der Nuten legt sich aushärtbare Gießmasse flächig zwischen die Oberfläche der Nut der Platte und der Oberfläche des Halters. Die ausgehärtete Gießmasse, in Form von Mörtel, Kleber oder Fließbeton wird also in die Kraftübertragung einbezogen, so dass aus der punktförmigen Kraftübertragung des Stands der Technik eine flächige Kraftübertragung resultiert. Damit wird die Belastung der Platten an dieser Stelle während ihres Einsatzes erheblich reduziert. In der Folge ergibt sich eine vergrößerte Lebens- bzw. Einsatzdauer der Verkleidung, insbesondere der Platten.
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Die Erfindung lässt sich in zweifacher Weise verwirklichen. Zum einen ist es möglich, die punktförmige Auflage des Stands der Technik gänzlich zu vermeiden und durch die neue Aufhängung zu ersetzen, wobei diese Aufhängung dann sowohl die Tragefunktion wie auch die Beihaltefunktion erbringt. Es ist aber auch möglich, insbesondere zur Erleichterung der Montage der Verkleidung zusätzlich zu der neuen Aufhängung noch eine punktförmige direkte Auflage zwischen Platte und Halter zu nutzen, um für die Zeit des Hintergießens die Beihaltefunktion zu erbringen. Durch die zusätzliche Anwendung der neuen Aufhängung in diesem Fall wird eine verbleibende punktförmige Auflagerung durch die flächige Kraftübertragung erheblich reduziert, so dass die schädlichen Auswirkungen der punktförmigen Auflagerung kaum noch in Erscheinung treten. In beiden Fällen erfolgt die wesentliche Kraftübertragung zwischen den Platten und den Haltern in flächiger Weise unter Einbeziehung der ausgehärteten Gießmasse, so dass die Kräfte über eine größere Fläche einwirken und übertragen werden. Hierzu gehört auch, dass der Arm des Halters eine nennenswerte Ausdehnung und Oberfläche in Richtung der Nut aufweist, ohne allerdings direkt oder nennenswert mit der Innenwandung des Verbreiterungsraums in Kontakt zu kommen.
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Mit der neuen Aufhängung der Platten an der Flossenrohrwand des Verbrennungsofens erfolgt gleichsam eine Einzelaufhängung jeder einzelnen Platte im Verband. Jede einzelne Platte wird in einem flächigen Teilbereich durch die ausgehärtete Gießmasse so fixiert, dass sich die übrigen Bereiche der Platte ausgehend von diesem Fixbereich nach den entsprechenden Richtungen ausdehnen bzw. kontrahieren können. Die Längenänderungen mehrerer Platten addieren sich nicht mehr wie bei der Anwendung von Konsolen im Stand der Technik, sondern jede Platte längt und verkürzt sich allein und relativ zu der Nachbarplatte, die in Zeilen- und Spaltenrichtung anschließt. Es versteht sich, dass die Spalte zwischen benachbarten Platten durch das Einlegen von elastisch verbleibenden thermisch beanspruchbaren Filzen, insbesondere Keramikfilzen, geschlossen werden, wie dies im Stand der Technik bekannt ist.
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Die neue Aufhängung der Verkleidung hat den weiteren Vorteil, dass ohne Hinterschneidung gearbeitet werden kann. Dies bedeutet, dass sich die Möglichkeit eröffnet, der Nut einen im Vergleich zum Stand der Technik anderen Querschnitt zu geben und diese Nut damit einfacher herstellbar zu gestalten. So kann beispielsweise auf den Verbreiterungsraum verzichtet werden und die Breite des Einführschlitzes auch bestimmend für die Breite des anschließenden Raums sein. Aber auch wenn die Nut mit einem im Vergleich zur Breite des Einführschlitzes breiteren Verbreiterungsraum ausgestattet wird, ergibt sich der Vorteil, dass ohne Hinterschneidung gearbeitet werden kann. Dies bedeutet, dass die Platten während der Montage nicht mehr von oben eingehängt werden müssen, sondern auch von vorn durch eine translatorische Bewegung in Horizontalrichtung aufgesetzt werden können.
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Das Fixieren der Platten hinsichtlich der Beihaltefunktion vor dem Hintergießen kann so erfolgen, wie dies im Stand der Technik bekannt ist, insbesondere durch Verwendung punktförmiger Auflagerungen, die in horizontaler Richtung wirken, in Verbindung mit eingesetzten Keilen. Es ergeben sich aber auch andere Möglichkeiten, bei denen auf die punktförmige Auflagerung zwecks Erbringung der Beihaltefunktion verzichtet werden kann. So ist es beispielsweise möglich, die Beihaltefunktion durch bügelartige Montagehilfsmittel zu erbringen, die einerseits an den Ankern einer vergleichsweise höheren Montagezeile angreifen und die Vorderseite oder auch die Längsnut der eigentlichen Montagezeile der Platten hintergreifen. Es versteht sich, dass solche Hilfsmittel nach dem Ausgießen einer Plattenzeile entfernt werden.
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In Weiterbildung der Erfindung ergibt sich auch die Möglichkeit, zusätzlich mit Hinterschneidung zu arbeiten. Hierbei ist der Arm des Halters zumindest bereichsweise breiter als der Einführschlitz ausgebildet. Aber auch hier erfolgt die Kraftübertragung flächig, d. h. die ausgehärtete Gießmasse in dem Bereich um den Arm wird zur Kraftübertragung genutzt.
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Wenn der Halter mit dem Anker und dem Arm und die ausgehärtete Gießmasse in der Nut je eine Auflagerung mit Tragefunktion für jede Platte bilden, wird damit gleichsam die Einzelaufhängung jeder Platte in einem flächigen Bereich erreicht. Auftretende Längenunterschiede infolge thermischer Einwirkung werden von den Filzen, insbesondere Keramikfilzen, zwischen den benachbarten Rändern der Platten aufgenommen. Die Verwirklichung der Tragefunktion dieser Auflagerung schließt nicht aus, dass ein solches Auflager auch die Beihaltefunktion erbringt.
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Besonders sinnvoll ist es, wenn der Anker zwei symmetrisch abstehende Arme aufweist, die in Längsrichtung der Nut miteinander fluchtend angeordnet sind. Damit wird hinsichtlich der Beihaltefunktion eine symmetrische Belastung des Halters erzielt, d. h. der Anker ist frei von Biegekräften. Außerdem besteht durch die symmetrisch abstehenden Arme in einfacher Weise die Möglichkeit, die Oberfläche der Arme zu vergrößern, so dass die Kräfte über eine vergleichsweise größere Fläche übertragen werden.
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Der oder die Arme an dem Anker können über eine Schweiß-, Steck- oder eine Schraubverbindung gehalten sein. Dies ermöglicht die Anbringung des Arms bzw. der Arme an dem Anker vor oder nach dem Anschweißen an den Flossen der Flossenrohrwand. Bei Verwendung einer Steckverbindung besitzt der Anker beispielsweise eine Durchbrechung, in die ein Arm insbesondere in der Ausbildung als zweifacher oder Doppelarm eingesteckt werden kann. Die Anwendung einer Schraubverbindung an dieser Stelle erbringt die Einstellbarkeit der relativen Lage des Arms bzw. der Arme relativ zum Einführschlitz und zum Verbreiterungsraum der Nut.
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Tragefunktion und Beihaltefunktion können auch an einem einzigen Halter gleichzeitig verwirklicht werden. Hierzu ist es insbesondere möglich, dass der Anker zusätzlich zu dem Arm einen Gewindeabschnitt aufweist, auf dem sich eine Stellmutter befindet. Die wesentliche Funktion der Stellmutter ist die Erbringung der Beihaltefunktion während der Montage der Platten, insbesondere zum Zwecke des Hintergießens. Die Beihaltefunktion während des Betriebs des Verbrennungsofens wird dagegen im Wesentlichen in flächiger Weise über die ausgehärtete Gießmasse an dem Halter erreicht.
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In einer anderen Ausführungsform kann der Halter zwei mit der Flossenrohrwand im Abstand verbindbare Anker aufweisen, die an ihren der Flossenrohrwand abgekehrten Enden über einen durchgehenden Arm miteinander verbunden sind, so dass der Halter eine bügelartige Gestalt aufweist. Auch bei dieser Ausführungsform kann man mit und ohne Hinterschneidung arbeiten. Durch die Anwendung von zwei Ankern an einem Halter ergibt sich vorteilhaft die Möglichkeit, den Durchmesser der Anker vergleichsweise klein zu gestalten bzw. zu reduzieren.
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Während der Arm oder die Arme des Halters in der Regel kreisrunden oder stangenförmigen Querschnitt aufweisen können, besteht auch die Möglichkeit, den Arm streifenförmig und mit rechteckigem Querschnitt auszubilden. Auf diese Weise lässt sich vorteilhaft die Tiefe des Verbreiterungsraums der Nut reduzieren und/oder die Arme so relativ in der Nut zu verankern, dass die bruchgefährdeten Stege beiderseits des Einführschlitzes vergleichsweise dicker gestaltet und damit verstärkt werden können.
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Bei allen Ausführungsformen kann der Arm zusätzlich Durchbrechungen für den Durchtritt von Gießmasse aufweisen. Auch weitere Maßnahmen zur Vergrößerung der Oberfläche der Arme, die mit der Gießmasse in Kontakt kommen, sind möglich.
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Die Erfindung manifestiert sich nicht nur in der neuen Ausbildung einer Verkleidung für eine Flossenrohrwand eines Verbrennungsofens, sondern zeigt sich auch in der neuen Ausbildung eines Halters sowie in einem Verfahren zum feuerfesten Verkleiden einer Flossenrohrwand eines Verbrennungsofens, insbesondere Müllverbrennungsofens. Hierbei werden zunächst die Anker der Halter insbesondere feldmäßig an der Flossenrohrwand befestigt, insbesondere verschweißt, so dass sich diese im vorgesehenen Raster der Platten in horizontaler Richtung abstehend befinden. Entweder sind die Arme an den Ankern der Halter bereits vor dem Befestigen der Anker angebracht oder sie werden nach dem Setzen der Anker mit diesen verbunden. Dabei werden die Arme in einer solchen Relation angebracht, dass sie in einer solchen vorgesehenen Relativlage zu den Platten angeordnet sind, bei der kein direkter Kontakt zu der Innenwandung der Nut, insbesondere zum Verbreiterungsraum, besteht. Die Arme sind also durch einen allseitig gebildeten Freiraum gleichsam freigestellt angeordnet. In diesem Zustand werden die Platten zeilenweise entweder von oben mit Hilfe der Längsschlitze auf eine Montageleiste oder eine bereits befestigte Zeile von Platten unter Zwischenschaltung der erwähnten Filze aufgesetzt und hinsichtlich der Beihaltefunktion für die Montage fixiert. Dies kann durch Anwendung separater oder kombinierter Halter mit Gewindeabsatz im Anker und Verwendung einer Stellmutter in bekannter Weise erfolgen. Aber auch die Verwendung anderer Montagehilfsmittel zum Festsetzen der Platten in Vorbereitung des Hintergießvorgangs ist denkbar. In der festgesetzten Stellung der Platten mit der allseitigen Freistellung der Arme schließt sich der Gießvorgang mit einer aushärtbaren Gießmasse an. Die Gießmasse kann aus einem Kleber, einem Mörtel oder einem Fließbeton oder dergleichen bestehen. Auch hier ist die Verwendung unterschiedlicher Massen möglich und sinnvoll. Auch keramische Gießmassen können sinnvoll eingesetzt werden. Die eingefüllte Gießmasse wird zur Aushärtung gebracht, wobei die Einzelauflager an jeder Platte entstehen, die die Tragefunktion und die Beihaltefunktion erbringen. Eingesetzte Montagehilfsmittel zur Fixierung der Platten während des Hintergießvorgangs können je nach Ausbildung an der verkleideten Rohrwand verbleiben oder abgenommen und bei einer weiteren Zeile von Platten wieder eingesetzt werden. Das Einbringen der Gießmasse erfolgt in allen Fällen so, dass nicht nur der Raum zwischen der Rückseite der Platte und der Oberfläche der Flossenrohrwand gefüllt wird, sondern auch die Nuten, insbesondere im Bereich der Arme der Halter, so dass die gewünschte flächige Kraftübertragung von den Platten auf die ausgehärtete Gießmasse und von der ausgehärteten Gießmasse auf den Halter und weiter auf die Flossenrohrwand eintritt.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
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Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass mindestens die dort genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs ”mindestens” bedarf. Wenn also beispielsweise von einer Nut die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass mindestens eine Nut vorhanden ist. Wenn z. B. zwei Arme genannt werden, ist dies so zu verstehen, dass mindestens zwei Arme vorhanden sind. Wenn hingegen die genaue Anzahl eines Merkmals angegeben werden soll, findet das Adjektiv ”genau” vor dem jeweiligen Merkmal Verwendung.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.
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1 zeigt einen Horizontalschnitt durch eine Flossenrohrwand mit Draufsicht auf eine Platte und der Relativlage des Halters.
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2 zeigt einen Schnitt gemäß der Linie II-II in 1.
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3 zeigt eine weitere Ausführungsform entsprechend dem Schnitt III-III in 1.
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4 zeigt eine Schnittdarstellung ähnlich 1, jedoch bei einer weiteren Ausführungsform, bei der die Beihaltefunktion und die Tragefunktion an einem Halter gleichzeitig verwirklicht sind.
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5 zeigt eine Schnittdarstellung gemäß der Linie V-V in 4.
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6 zeigt eine weitere Ausführungsform.
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7 zeigt einen Schnitt gemäß der Linie VII-VII in 6.
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8 zeigt eine weitere Ausführungsform mit Hinterschneidung zwischen Arm und Platte.
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9 zeigt einen Schnitt gemäß der Linie IX-IX in 8.
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10 zeigt eine Draufsicht auf die Ausführungsform der 8 und 9.
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11 zeigt eine Draufsicht auf einen abgewandelten Halter in einer Relativlage passend zu der Darstellung der 10.
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FIGURENBESCHREIBUNG
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1 zeigt die für das Verständnis der vorliegenden Erfindung wesentlichen Elemente. Es ist ein Horizontalschnitt durch eine Flossenrohrwand 1 dargestellt, die aus einer Vielzahl nebeneinander vertikal ausgerichteter Rohre 2 mit Flossen 3 besteht, wobei die einander zugekehrten Flossen 3 zweier benachbarter Rohre jeweils druckdicht miteinander verschweißt sind. Es versteht sich, dass die Flossenrohrwand 1 eine Vielzahl von Rohren 2 aufweist, die entsprechend den Brennraum eines Verbrennungsofens begrenzen.
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Dem Innenraum des Verbrennungsofens zugekehrt sind an der Flossenrohrwand 1 eine Vielzahl von Platten 4 angeordnet, die zeilenweise nebeneinander und spaltenweise übereinander vorgesehen sind. Es ist hier nur die Draufsicht auf die obere Seitenfläche einer einzigen Platte 4 dargestellt. Jede Platte 4 weist eine dem Verbrennungsraum zugekehrte Vorderseite 5 und eine der Flossenrohrwand 1 zugekehrte Rückseite 6 auf.
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Ausgehend von der Rückseite 6 jeder Platte 4 erstreckt sich eine Nut 7 in das Innere jeder Platte 4. Es versteht sich, dass bei entsprechender Plattenbreite auch mehrere solche Nuten vorgesehen sein können, obwohl hier nur eine Nut 7 dargestellt ist. Die Nut 7 läuft mit konstantem Querschnitt über die Höhe der Platte 4 durch. Die Nut 7 setzt sich aus einem der Höhe der Platte 4 durchgehenden Einführschlitz 8 und einem sich in Richtung auf das Innere der Platte 4 anschließenden Verbreiterungsraum 9 zusammen. Auch der Verbreiterungsraum 9 geht über die Höhe der Platte 4 durch. Der Einführschlitz 8 und der sich anschließende Verbreiterungsraum 9 besitzen Oberflächen, die zusammen eine Innenwand 10 der Nut 7 bilden. Wie bereits aus 1 zu erkennen ist, besitzt der Verbreiterungsraum 9 eine größere Breite als der Einführschlitz 8.
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Zum Aufhängen der Platten 4 an der Flossenrohrwand 1 dienen Halter 11. Dabei ist jeder Platte 4 mindestens ein Halter 11 zugeordnet. Dies ist als bevorzugte Ausführungsform zu verstehen. Andererseits ist aber auch die Möglichkeit geschaffen, mehrere Halter 11 einer einzelnen Platte 4 zuzuordnen, und zwar entweder an einer Aufhängungsstelle oder an mehreren Aufhängungsstellen jeder Platte 4.
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Jeder Halter 11 weist zunächst einen Anker 12 auf. Der Anker 12 ist stiftförmig ausgebildet. Sein der Flossenrohrwand 1 zugekehrtes Ende ist mit den Flossen 3 verschweißt. Ansonsten erstreckt sich der Anker 12 horizontal ausgerichtet (1) bis in den Bereich einer Platte 4, wobei er den Einführschlitz 8 berührungslos durchsetzt und in dem Verbreiterungsraum 9 endet. An den Anker 12 schließt sich ein Arm 13 an, der ebenfalls stiftförmig ausgebildet ist und in der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform einen kreisrunden Querschnitt aufweist. Damit besitzt der Arm 13 eine entsprechende Oberfläche 14. Jeder Arm 13 erstreckt sich – im Gegensatz zu der Erstreckung jedes Ankers 12 – im Wesentlichen in vertikaler Richtung, also entsprechend der Höhe der Flossenrohrwand 1 in der Nut 7. Durch die Abstimmung der Länge des Ankers 12 und der Querschnittsausbildung des Arms 13 sowie in Relation durch eine Schweißung 15 des Ankers 12 an der Flossenrohrwand 1 kommt jeder Arm 13 in eine solche Relativlage zu der Nut 7, in der seine Oberfläche 14 allseits von einem Freiraum 16 im Bereich des Verbreiterungsraums 9 umgeben ist. Der Arm 13 jedes Halters 11 ist so positioniert, dass er ohne direkten Kontakt zu der Innenwand 10 der Nut 7 zu liegen kommt. Auch der Anker 12 jedes Halters 11 besitzt eine geringere Breite als der Einführschlitz 8 der Nut 7, so dass auch hier kein direkter Kontakt zwischen einem Anker 12 und der Platte 4 besteht.
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Beim Aufbau der Verkleidung für eine Flossenrohrwand 1 eines Verbrennungsofens werden Platten 4 zeilenweise nebeneinander angeordnet. Hierzu werden zunächst die Halter 11 mit ihren Ankern 12 an den Schweißungen 15 mit den Flossen 3 der Flossenrohrwand 1 verschweißt. Durch die Anordnung der Anker 12 bzw. Halter 11 wird damit gleichsam die Aufhängestelle jeder Platte 4 an der Flossenrohrwand 1 festgelegt. Es ist insbesondere beabsichtigt, den Anker 12 eines Halters 11 in der Mitte relativ zu einer rechteckigen Platte 4 festzulegen, damit die Platte 4 in der Mitte aufgehängt und gehalten ist und sich während des Betriebs des Verbrennungsofens nach allen Seiten dehnen kann. Es versteht sich, dass die Platten 4 auf ihren vier Randbereichen relativ zu benachbarten Platten durch Filze, insbesondere Keramikfilze, getrennt werden, wie dies an sich bekannt ist. Die Platten 4 werden zeilenweise nun relativ zu der Flossenrohrwand so festgesetzt, wie dies aus 1 erkennbar ist. Dabei werden die Platten 4 einer Zeile auf einem ersten (nicht dargestellten) Montagehilfsmittel aufgelagert und durch ein zweites Montagemittel (nicht dargestellt) in der Relativlage gehalten, wie dies 1 zeigt. Zwischen der Rückseite 6 der Platte 4 und der der Rückseite 6 zugekehrten Oberfläche der Flossenrohrwand 1 befindet sich ein Abstand 17, der nach der Fixierung einer Zeile von Platten 4 mit einer Gießmasse 18 ausgegossen wird. Bei einer solchen Gießmasse 18 kann es sich um einen Fließbeton, einen Kleber oder einen Mörtel handeln. Die Gießmasse 18 wird auch in den Freiraum 16 eingegossen, wobei sie nicht nur den Anker 12 jedes Halters 11, sondern auch die Oberfläche 14 des Arms 13 so einschließt, dass ein direkter Kontakt der Oberfläche des Halters 11 zu Oberflächen an der Nut 7 jeder Platte nicht eintritt. Nach dem Aushärten der Gießmasse 18 können die Montagehilfsmittel abgenommen werden. Jede Platte 4 ist an ihrem zugehörigen Halter 11 so aufgehängt und fixiert, dass sowohl die Tragefunktion wie auch die Beihaltefunktion von dem Halter 11 erbracht werden. Es sei insbesondere darauf hingewiesen, dass die Gießmasse 18 im Bereich des Freiraums 16 gleichsam einen Knebel mit Hinterschneidung bildet, mit dessen Hilfe die Platte 4 getragen und gehalten ist. Jegliche Kräfte, die durch das Gewicht der Platte und sonstige Einflüsse, insbesondere Dehnungen und Schrumpfungen, beim Betrieb des Ofens auf die Platten 4 einwirken, werden über die Gießmasse 18 von jeder Platte auf jeden Halter 11 weitergeleitet und übertragen. Eine punktförmige Übertragung der Kräfte ist damit ausgeschlossen und durch eine flächige Übertragung ersetzt. Hierauf ist es zurückzuführen, dass die Verkleidung der Flossenrohrwand 1 mit den Platten 4 eine im Vergleich zum Stand der Technik vergrößerte Lebens- bzw. Einsatzdauer aufweist.
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2 zeigt in Verbindung mit 1 eine Ausführungsform, bei der zwei Halter 11, jeweils bestehend aus einem Anker 12 und einem Arm 13 vergleichsweise nahe beieinander im Bereich der Anker 12 über die Schweißungen 15 mit den Flossen 3 der Flossenrohrwand 1 verbunden sind. Die Anordnung ist dabei so getroffen, dass sich der eine Arm 13 des einen Halters 11 vertikal nach unten erstreckt, während der Arm 13 des anderen Halters 11 symmetrisch sich nach oben erstreckt. Es versteht sich, dass auch nur einer dieser beiden Halter 11 zur Aufhängung einer Platte 4 eingesetzt werden kann. Andererseits bietet sich auch die Möglichkeit, die beiden Halter 11 gemäß 2 zu einem einteiligen Halter zu vereinen, indem ein einziger Halter 11 aus einem Drahtabschnitt so gebogen wird, dass die beiden Anker 12 im Bereich einer einzigen Schweißung 15 direkt ineinander übergehen. Bei all diesen Ausführungsmöglichkeiten kommt es darauf an, den Halter 11 so zu gestalten und hinsichtlich seiner Arme 13 so zu positionieren, dass ein direkter Kontakt der Oberfläche 14 zu der Innenwand 10 vermieden wird, damit der allseitige Freiraum 16 mit einer aushärtbaren Gießmasse 18 ausgefüllt werden kann.
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Die in 3 dargestellte Ausführungsform des Halters 11 zeigt einen Anker 12, der gleichsam zwei symmetrisch angeordnete und von ihm rechtwinklig abstehende Arme 13 besitzt, die aus einem durchgehenden Metallstück bestehen. Der Arm 13 bzw. die Arme 13 sind über eine Schweißung 19 mit dem Ende des Ankers 12 verbunden, der auch hier allseits frei in den Freiraum 16 der Nut 7 einragt. Statt der Schweißung 19 kann auch eine Steck- oder Schraubverbindung Anwendung finden, wie es anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele noch besser verständlich wird. Auch der Halter 11 der Ausführungsform gemäß 3 erbringt in Verbindung mit der hier nicht dargestellten Gießmasse 18 sowohl die Tragefunktion wie auch die Beihaltefunktion.
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Das in den 4 und 5 verdeutlichte Ausführungsbeispiel zeigt zunächst auf, dass die Form der Nut 7 variabel gestaltet werden kann. Der Halter 11 ist hier so ausgebildet, dass er sowohl die Beihaltefunktion während der Montage wie auch die Beihalte- und Tragefunktion beim Betrieb des Verbrennungsofens erbringen kann. Insoweit ist der Anker 12 des Halters 11 als Gewindebolzen ausgebildet oder jedenfalls an seinem der Flossenrohrwand 1 abgekehrten Ende mit einem Gewindeabschnitt 20 versehen. Nach dem Setzen der Anker 12 mit Hilfe der Schweißung 15 an der Flossenrohrwand 1 wird auf den Gewindeabschnitt 20 des Ankers 12. zunächst eine Stellmutter 21 aufgeschraubt. Das Aufschrauben der Stellmutter 21 geschieht in der Weise, dass Ungleichmäßigkeiten der Flossenrohrwand 1 ausgeglichen werden, etwa dergestalt, dass die Vorderseite 5 aller Platten flächig und fluchtend zueinander positioniert werden. Anschließend wird der Arm 13 jedes Halters 11 mit dem freien Ende des Ankers 12 verbunden, beispielsweise durch die Schweißung 19.
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Bei der Montage der Verkleidung werden die Platten 4 zeilenweise von oben in die durchgehende Nut 7 eingehängt, wobei durch Anwendung von Keilen im Bereich des Abstands 17 eine direkte Anlage der Oberfläche der Stellmutter 21 an dem hinterschnittenen Übergang zwischen Einführschlitz 8 und Verbreiterungsraum 9 eintritt. Damit wird die Beihaltefunktion zwischen Flossenrohrwand 1 und Platten 4 während der Montage sichergestellt. Es erfolgt auch hier dann das Ausgießen des Freiraums 16 mit der Gießmasse 18, wie dies in 1 dargestellt und in 4 jedoch nicht gezeigt ist. Dabei wird auch hier der Freiraum 16 um den Arm 13 so befüllt, dass ein direkter Kontakt zu der Innenwand 10 der Nut 7 jedenfalls im Bereich des Arms 13 nicht eintritt. Durch das Einfüllen und Aushärten der Gießmasse 18 wird die Tragefunktion und die Beihaltefunktion für den Betrieb des Verbrennungsofens sichergestellt, wobei durch die auch hier verwirklichte flächige Anlage die punktförmige oder kleinflächige Anlage zu der Stellmutter 21 ergänzt und diese damit erheblich entlastet wird.
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Die in den 6 und 7 dargestellte Ausführungsform zeigt einen bügelförmig ausgebildeten Halter 11, dessen beide Anker 12 über einen durchgehenden Arm 13 miteinander in Verbindung stehen. Die Nut 7 ist, wie insbesondere aus 6 hervorgeht, trapezförmig ausgebildet, wobei der Einführschlitz 8 in den Verbreiterungsraum 9 übergeht. Es versteht sich, dass bei allen Ausführungsformen die Querschnitte der Nut 7, des Ankers 12 und auch der Querschnitt des Arms 13 variiert werden können. Kreisrunde, rechteckige oder quadratische Querschnitte sind ohne Weiteres möglich.
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Die 8 bis 10 zeigen eine weitere Ausführungsmöglichkeit des Halters 11 für die Platte 4. Auch hier weist der Halter 11 einen Anker 12 mit Gewindeabschnitt 20 auf. Der Arm 13 ist hier streifenförmig oder blattförmig, also mit rechteckigem Querschnitt (8) ausgebildet. Er besitzt in der Mitte eine durchgehende Gewindebohrung, mit deren Hilfe er auf den Gewindeabschnitt 20 des Ankers 12 so aufgeschraubt ist, dass die Oberfläche 14 des Arms 13 frei im Freiraum 16 positioniert wird. Allerdings ist hier die Breite des Arms 13 (8) breiter gewählt als die Breite des Einführschlitzes 8, so dass im Gegensatz zu den anderen dargestellten Ausführungsbeispielen hier auch eine Hinterschneidung zwischen dem Material des Halters 11, insbesondere Stahl, und dem keramischen Material der Platte 4 im Bereich der Nut 7 eintritt. Allerdings ist die Relativpositionierung auch hier so eingehalten, dass die gesamte Oberfläche 14 des Arms 13 keinen Kontakt zu der Innenwandung 10 der Nut 7 bekommt, sondern die Flächen auch hier durch die (nicht dargestellte) Gießmasse 18 voneinander getrennt sind. 10 verdeutlicht roch einmal die im Vergleich zur Breite des Einführschlitzes 8 größere Breite des Arms 13 des Halters 11.
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11 zeigt schließlich eine Draufsicht auf einen Halter 11 mit seinen Armen 13. Auch ein solcher gemeinsamer Arm 13 ist auf einen Gewindeabschnitt 20 am Anker 12 so aufgeschraubt, dass Fortsätze 22 an den streifenförmigen Armen 13 relativ zur Breite des Einführschlitzes 8 eine Hinterschneidung bilden, wie dies anhand der 8 und 10 bereits erläutert wurde. Durch die Fortsätze 22 wird die Oberfläche 14 jedes Arms 13 vorteilhaft vergrößert. Zusätzlich oder anstelle der Fortsätze 22 kann der Arm 13 Durchbrechungen 23 aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Flossenrohrwand
- 2
- Rohr
- 3
- Flosse
- 4
- Platte
- 5
- Vorderseite
- 6
- Rückseite
- 7
- Nut
- 8
- Einführschlitz
- 9
- Verbreiterungsraum
- 10
- Innenwand
- 11
- Halter
- 12
- Anker
- 13
- Arm
- 14
- Oberfläche
- 15
- Schweißung
- 16
- Freiraum
- 17
- Abstand
- 18
- Gießmasse
- 19
- Schweißung
- 20
- Gewindeabschnitt
- 21
- Stellmutter
- 22
- Fortsatz
- 23
- Durchbrechung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1867924 B1 [0005]
- EP 1032790 B1 [0006]
- US 2006/0101740 A1 [0007]
