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Die Erfindung bezieht sich auf ein Halteelement für eine feuerfeste Innenschicht für eine Industrieofenwand eines Industrieofens, wobei das Halteelement aufweist eine Länge s, ein erstes Ende, an dem es an der Industrieofenwand befestigt werden kann, wobei es im Bereich des ersten Endes eine erste Stirnseite aufweist, die zu der Industrieofenwand ausrichtbar ist, und ein zweites Ende, wobei im Bereich des zweiten Endes eine zweite Stirnseite vorgesehen ist, die mit Bezug zu einer Längsachse a gegenüberliegend zur ersten Stirnseite angeordnet ist, sowie eine Aufnahme für ein daran festsetzbares Ankerteil.
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Es ist bereits eine Feuerfestabkleidung für Industrieöfen aus der
EP 1 577 625 B1 bekannt, die mehrere neben- und übereinander angeordnete Platten aufweist, die durch Metallanker, die an der zu verkleidenden Wand angeschweißt sind, befestigt sind. Der Stahlanker wird hierzu in eine Ausnehmung der jeweiligen Platte eingesetzt.
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Aus der
DE 198 16 059 C1 ist ebenfalls ein Stahlanker bekannt, der zum Halten der Platten der Feuerfestabkleidung an der zu verkleidenden Ofenwand angeschweißt ist. Der Stahlanker ist zweiteilig ausgebildet und weist ein an der Ofenwand angeschweißtes Halteteil und ein daran lösbar befestigtes Ankerteil auf, wobei das Ankerteil in eine Ausnehmung der jeweiligen Platte eingesetzt ist.
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Aus
DE 2 015 905 A ist ein wärmebeständiges Leichtbauelement, das über eine Verankerung
11 befestigt wird, bekannt. Das Leichtbauelement besteht aus einer plattenförmigen Außenschicht, in die offene Hülsen mit Innengewinde eingegossen sind. In diesen Hülsen ein geschraubt sind Rohrhülsen vorgesehen, die eine Wärmedämmschicht durchdringen. Endseitig ist eine Bestiftung vorgesehen, die einen zunderbeständigen Bolzen aufweisen, der wiederum in die Rohrhülse eingeschraubt ist; letzteres zum Befestigen der Wärmedämmschicht sowie der Plattendämmschicht. Die Bestiftung besteht aus einem Keramikkörper, der in die aus Beton gebildeten Innenschicht integriert ist.
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Nach
DE 10 2006 062 325 A1 ist ein Einlasskanal für Außenluft bekannt, welcher von außen durch eine nicht näher bezeichnete Dämmschicht durch den Steg der Rohrwand zwecks Zufuhr von Frischluft in den Bereich zwischen der Rohrwand und der Innenschicht geführt ist. Die für die Innenschicht notwendigen Anker sind an dem Steg der Rohrwand befestigt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Anker für eine feuerfeste Innenschicht einer Industrieofenwand derart auszubilden und anzuordnen, dass ein vorteilhafter Aufbau in Bezug auf die Standzeiten gewährleistet ist.
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Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass das Halteelement mindestens einen Längskanal L1, L2, L3, L4 aufweist, der an der ersten Stirnseite beginnt, wobei der Längskanal L1 an einer Außenseite des Halteelementes mündet. Hierdurch wird erreicht, dass im Bereich des Halteelements bzw. des Ankers Gasproben über den bzw. die Längskanäle L1 bis L4 entnommen werden können, deren Analyse auf die Lebensdauer des Ankers geschlossen werden kann. Darüber hinaus kann der jeweilige Längskanal bzw. die Längskanäle L1, L2, L3, L4 dazu genutzt werden, Sonden einzuführen, die im Bereich der Mündung des jeweiligen Längskanals L1, L2, L3, L4 eine Messung verschiedener Parameter wie beispielsweise Temperatur, Wärmestrom, dynamischer bzw. relativer oder absoluter Druck, Sperrgasgeschwindigkeit zulassen oder mittels der chemische Analysen der vorhandenen Atmosphäre möglich sind. Zudem ließe sich eine endoskopische Untersuchung an der jeweiligen Stelle mittels eines Lichtleiterendoskops durchführen. Ergänzend dazu wäre es möglich, einen Prüfstab bzw. eine Korrosionssonde durch den jeweiligen Längskanal L1, L2, L3, L4 bis in den Bereich der Mündung zu führen, um anhand dessen über die Zeit die Veränderung sowohl rein optischer als auch chemischer Natur zu beobachten.
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Die verschiedenen Wärmeströme lassen sich selbstverständlich nur bei Einsatz von zwei Temperatursensoren in zwei verschiedenen Längskanälen L1, L2, L3, L4 bzw. deren Mündungen erfassen. Die Auswahl hierzu ist beliebig. Entsprechendes gilt für die Ermittlung der dynamischen und statischen Druckanteile, mithin für die Ermittlung der Sperrgasgeschwindigkeit. Diese Drücke lassen sich über die entsprechenden Längskanäle L3, L4 mit den Querkanälen Q2, Q3 messen, die im Bereich des Sperrluftspaltes münden.
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Durch die Ermittlung der Temperaturwerte innerhalb des Ankers ist die Erfassung einer Wärmestromschwankung besser möglich als bei Anwendung einer bisher üblichen Stegrohrmessung, bei der die Temperatursonde an der Ofenaußenwand an charakteristischen Positionen angeordnet ist.
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Vorgenannte Messungen können aufgrund der Langlebigkeit des Systems wertvolle Erkenntnisse zum Zustand der Platten und vor allem des Verankerungssystems führen. Für den laufenden Betrieb sind die Daten wie Temperatur und Wärmeströme ebenfalls wertvolle Indikatoren zur Einstellung bzw. Veränderung der Verbrennungsparameter.
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Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn das Halteelement eine Länge s aufweist, wobei
- a) der Längskanal L1 an der zweiten Stirnseite mündet oder
- b) der Längskanal L2 in einer Zone Z1, Z2, Z3 an einer Seitenfläche, einer oberen Stirnfläche oder an einer unteren Stirnfläche des Halteelementes mündet, wobei sich die Zone Z1, Z2, Z3 maximal erstreckt
– bis zu einem Abstand a1 vor die Aufnahme, mit a1 ≤ 50 mm oder a1 ≤ 0,5 s oder
– bis zu einem Abstand a2 zu der ersten Stirnseite, mit a1 ≤ 50 mm oder a1 ≤ 0,5 s oder
– von der zweiten Stirnseite bis vor die Aufnahme. Je nachdem, in welcher Zone bzw. an welcher Stelle die Messung bzw. die Messsonde platziert werden soll, ist eine Mündung innerhalb einer Seitenfläche oder auch innerhalb einer Stirnfläche des Halteelements für die vorstehend genannten Messungen vorteilhaft.
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Vorteilhaft kann es hierzu auch sein, wenn der Längskanal L2 einen Querkanal Q1 bis Q3 aufweist, der als Sackloch oder als Durchgangsloch ausgebildet ist und an mindestens einer Außenseite des Halteelementes mündet. Betreffend die Herstellung des erfindungsgemäßen Längskanals L1 bis L4 ist die Anwendung eines Querkanals Q1 bis Q3, der als einfache Bohrung ausgebildet werden kann, auf einfache Weise möglich. Damit der ursprünglich in der Richtung der Längsachse verlaufende Längskanal L1 bis L4 zur Außenseite hin mündet, muss letztlich eine Biegung oder ein Knick vorgesehen werden. Diese Alternativen zur Anwendung eines Querkanals sind denkbar, jedoch wie gesagt wesentlich aufwendiger.
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Vorteilhaft kann es auch sein, wenn die Industrieofenwand mindestens eine Ausnehmung A1 bis A4 aufweist, die auf einer Außenseite mündet, wobei die Ausnehmung A1 bis A4 an den Längskanal L1 bis L4 anschließt. Durch die korrespondierenden Ausnehmungen innerhalb der Industrieofenwand ist es auf einfache Weise möglich, von außen besagte Sonden in den bzw. in die jeweiligen Längskanäle L1 bis L4 bzw. Querkanäle Q1 bis Q3 einzuführen bzw. anzuschließen und/oder zu handhaben.
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Gelöst wird die Aufgabe auch durch ein System nach Anspruch 5.
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Von besonderer Bedeutung kann für die vorliegende Erfindung sein, wenn die feuerfeste Innenschichtplatte eine Kammer zur Aufnahme des Ankerteils aufweist, wobei zumindest ein Längskanal L1 zumindest teilweise innerhalb der Kammer mündet. Dadurch, dass zumindest der Längskanal L1 innerhalb der Ausnehmung für das Ankerteil bzw. das Steckblech mündet, lassen sich auch dort die Umgebungsbedingungen wie vorstehend beschrieben prüfen und daraus entsprechende Kenntnisse ableiten.
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Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung kann es von Vorteil sein, wenn die feuerfeste Innenschichtplatte eine Aussparung zur Aufnahme des Halteteils aufweist, wobei zumindest ein Längskanal L2, L3 bzw. ein Querkanal Q1, Q2 zumindest teilweise innerhalb der Aussparung mündet. Über den Längskanal L2 bzw. den Querkanal Q1 lassen sich auch hier die Umgebungsbedingungen, die sich möglicherweise von jenen innerhalb der Kammer unterscheiden, untersuchen.
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Vorteilhaft kann es ferner sein, wenn ein Sperrluftspalt zwischen der Industrieofenwand und der feuerfesten Innenschichtplatte angeordnet ist und zumindest ein Längskanal L3, L4 bzw. ein Querkanal Q2, Q3 zumindest teilweise im Bereich des Sperrluftspalts mündet. Wie schon gesagt lassen sich durch Anwendung von zwei verschiedenen Längskanälen L3, L4 bzw. Querkanälen Q2, Q3 sowohl dynamische als auch der statisch Druckanteile messen, woraus die Geschwindigkeit der Sperrluftströmung abgeleitet werden kann. Darüber hinaus ist die Erfassung weiterer Daten wie vorstehend genannt, also Temperatur, Gaszusammensetzung, etc., innerhalb der Sperrluftschicht an der gewünschten Stelle möglich.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigen:
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1 eine Prinzipskizze eines Ankers mit Ankerplatte;
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2 eine Prinzipskizze nach 1, montiert an einer Ofenwand;
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3 eine Prinzipskizze nach 2 als Horizontalschnitt.
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Ein in 1 dargestelltes Halteelement 1 ist im Wesentlichen plattenförmig ausgestaltet und weist eine Länge s und ein erstes Ende 1.1 mit einer ersten Stirnseite 1a auf, über welche es nach 2 und 3 an eine Industrieofenwand 4 angeschweißt ist. Im Bereich eines gegenüberliegenden Seitenendes 1.2 ist eine schlitzförmige Aufnahme 1.3 für ein als Steckblech ausgebildetes Ankerteil 2 vorgesehen. Das Ankerteil 2 weist einen korrespondierenden Schlitz 2.3 auf, über den das Halteelement 1 und das Ankerteil 2 zusammengesteckt werden, wie nach 2 bzw. 3 zu sehen ist.
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Das Halteelement 1 weist vier Längskanäle L1 bis L4 auf, die jeweils im Bereich der ersten Stirnseite 1a beginnen. Der erste Längskanal L1 erstreckt sich in Bezug auf eine Längsachse a des Halteelementes 1 bis in eine gegenüberliegende Stirnseite 1b und ist mithin als Durchgangsbohrung ausgebildet. Der zweite Längskanal L2 erstreckt sich bis in einen Bereich vor der Aufnahme 1.3 und mündet in einer Zone Z1, die sich mit Bezug auf die Längsachse a ausgehend von der Aufnahme 1.3 bis zu einem Abstand a1 von etwa 25 mm bzw. 25% der Länge s erstreckt. Der dritte und der vierte Längskanal L3, L4 erstrecken sich lediglich bis in den Fußabschnitt des Halteelementes 1 bzw. bis in eine Zone Z2. Die Zone Z2 erstreckt sich in Bezug auf die Längsachse a ausgehend von der ersten Stirnseite 1a bis zu einem Abstand a2 von maximal 30 mm bzw. 30% der Länge s.
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Alternativ oder ergänzend könnte (gestrichelt dargestellt) an dem ersten Längskanal L1 ein Querkanal Q4 vorgesehen sein, der in einer Zone Z3 zwischen der zweiten Stirnseite (1b) und der Aufnahme (1.3) mündet.
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Nach dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der jeweilige Längskanal L1 bis L4 parallel zur Längsachse a des Halteelementes 1, so dass im Bereich des Endes der Längskanäle L2 bis L4 ein den Längskanal ergänzender Querkanal Q1 bis Q3 vorgesehen ist, so dass der jeweilige Längskanal L2 bis L4 an einer Außenseite 1.4, 1.5 des Halteelementes 1 mündet. Während die Querkanäle Q1 bis Q3 innerhalb einer Seitenfläche 1.4, 1.4' gemäß 3 platziert sind, ist der Querkanal Q3 innerhalb der Stirnfläche 1.5 angeordnet, so dass der Längskanal L4 an besagter Stirnfläche 1.5 mündet.
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In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Längskanal L4 alternativ am unteren Ende des Halteelementes 1 platziert, so dass dieser über den Querkanal Q3 an einer unteren Stirnfläche 1.5' mündet. Ergänzend kann dort auch ein weiterer Kanal münden. Dies kann für die Ermittlung des dynamischen bzw. statischen Druckanteils von Vorteil sein.
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Nach 2 ist das Halteelement 1 an der Industrieofenwand 4 befestigt bzw. angeschweißt. Die Industrieofenwand 4 weist entsprechende Ausnehmungen A1 bis A4 auf, die mit dem jeweiligen Längskanal L1 bis L4 korrespondieren, so dass von außen über die Industrieofenwand 4 die verschiedenen Längskanäle L1 bis L4 mit verschiedenen Sonden für Temperatur, Druck, chemische Zusammensetzungen und/oder Endoskopie genutzt werden können. Nach 2 ist das Ankerteil bzw. Steckblech 2 über den Schlitz 2.3 auf das Halteelement 1 bzw. dessen Aufnahme 1.3 aufgesteckt. Das Ankerteil 2 weist gemäß 3 eine abgewinkelte Grundform auf, so dass dieses in eine entsprechend geformte Kammer 5.1 einer feuerfesten Innenschichtplatte 5 einsetzbar ist. In der Skizze nach 3 sind der Anker und auch die Innenschichtplatte 5 montiert. Über den Längskanal L1 ist die Kammer 5.1, in der sich das Ankerteil 2 befindet, für besagte Messungen bzw. Sonden zugänglich. Über den Längskanal 2 bzw. den daran anschließenden Querkanal Q1 ist der Bereich unmittelbar vor besagtem Ankerteil 2 innerhalb der Aussparung 5.2 für das Halteteil 1 erfassbar.
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Der Längskanal L3 bzw. der daran anschließende Querkanal Q2 ist in 3, bei der es sich um eine Schnittdarstellung A-A aus 2 handelt, im Schnitt zu sehen. Der Längskanal L3 erstreckt sich innerhalb der Ausnehmung A3 der Industrieofenwand 4 bis in den Fußbereich des Halteelementes 1, wo der Längskanal L3 mit dem Querkanal Q2 mündet. Diese Mündung liegt innerhalb eines Sperrluftspaltes 6, der zwischen der Innenschichtplatte 5 und der Industrieofenwand 4 vorgesehen ist. Dieser Bereich wird während des Betriebes mit Sperrluft versorgt, die im Ergebnis einen korrosiven Angriff des Halteelements 1 bzw. des Ankerteils 2 verhindern soll. Über den Längskanal L3 bzw. den Querkanal Q2 lässt sich neben der chemischen Zusammensetzung dieser Sperrluft auch ein Druck messen. Wie vorgehend zu 1 bereits ausgeführt wurde, gibt es noch den Längskanal L4, der in der Schnittdarstellung nach 3 nicht zu sehen ist. Dieser erstreckt sich wie bereits zu 1 ausgeführt bis in eine Stirnfläche 1.5 nach oben, so dass über den Längskanal L4 bzw. über den Querkanal Q3 auch ein Druck erfasst ist. Aus dem dynamischen Druckanteil kann die Gasgeschwindigkeit ermittelt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Halteelement
- 1.1
- erstes Ende
- 1.2
- zweites Ende
- 1.3
- Aufnahme, Schlitz
- 1.4
- Außenseite, Seitenfläche
- 1.4'
- Außenseite, Seitenfläche
- 1.5
- Außenseite, Stirnfläche
- 1.5'
- Außenseite, Stirnfläche
- 1a
- Außenseite, erste Stirnseite
- 1b
- Außenseite, zweite Stirnseite
- 2
- Ankerteil, Steckblech
- 2.3
- Aufnahme, Schlitz
- 4
- Industrieofenwand
- 4.1
- Außenseite von 4
- 5
- Innenschichtplatte, Innenschicht
- 5.1
- Kammer
- 5.2
- Aussparung
- 6
- Sperrluftspalt, Sperrluft
- A1
- Ausnehmung
- A2
- Ausnehmung
- A3
- Ausnehmung
- A4
- Ausnehmung
- a
- Längsachse
- a1
- Abstand
- a2
- Abstand
- L1
- Längskanal
- L2
- Längskanal
- L3
- Längskanal
- L3'
- Längskanal
- L4
- Längskanal
- Q1
- Querkanal
- Q2
- Querkanal
- Q2'
- Querkanal
- Q3
- Querkanal
- Q4
- Querkanal
- s
- Länge
- Z1
- Zone
- Z2
- Zone
