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Aus Kachelelementen aufgebaute vibrationsfeste wärme-
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dämmende Auskleidung sowie Kachelelement hierfür Die Erfindung betrifft
eine aus Kachelelementen aufgebaute vibrationsfeste wärmedämmende Auskleidung für
Wände insbesondere von Heißgaskanälen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie
ein Kachelement hierfür nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
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Heißgaskanäle wie Abgasleitungen, aber auch andere, von heißen gasförmigen
Medien durchströmte Bauteile wie etwa Turbinenträgergehäuse benötigen häufig eine
Wärmedämmung. Diese wird in der einfachsten Form durch eine Ummantelung aus Matten
aus faserförmigem, anorganischem Wärmedämmaterial bewerkstelligt, welches ausreichend
temperaturbeständig ist.
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Um die tragende Wand des Heißgaskanals oder dgl. selbst
bereits
zu schützen, ist es bereits bekannt, Dämmaterial an einer Seite der tragenden Wand
anzubringen. Ist diese Anbringung jedoch so getroffen, daß das Dämmaterial unmittelbar
den heißen Gasen ausgesetzt ist, besteht einerseits die Gefahr, daß der Zutritt
der häufig Verunreinigungen mitführenden Gase zum Dämmaterial dessen Dämmwirkung
herabsetzt, und andererseits zu befürchten steht, daß umgekehrt das Dämmaterial
allmählich ausgeblasen oder ausgewaschen wird und seinerseits den Gasstrom in unerwünschter
Weise mit Fremdkörpern belastet. Um das an der jeweiligen Seite der tragenden Wand
angeordnete faserige Wärmedämmaterial vom Gasstrom zu trennen, ist es für eine Gasleitung
aus der DE-OS 26 30 247 bereits bekannt, die Innenseite der mattenförmigen Auskleidung
an der Innenseite eines Abgaskanals mit einer dünnen Schicht aus einem metallischen
oder metalloxidischen Werkstoff zu versehen, die durch Plasmaspritzen aufgebracht
ist. Abgesehen von der zu geringen mechanischen Widerstandsfähigkeit einer solchen
dünnen Schicht ist es dabei aber erforderlich, die Schicht am jeweiligen Montageort
umständlich aufzubringen, was eine zentrale Vorfertigung derartiger Dämmungen ausschließt,
und führt jegliche Beschädigung der dünnen Schicht an irgendeiner Stelle zur Notwendigkeit
umfangreicher Reparaturen mit hohem Aufwand am Einsatzort und entsprechend langen
Stillstandszeiten.
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Diese Nachteile versucht die aus der DE-OS 32 08 883 bekannte gattungsgemäße
wärmedämmende Auskleidung für Wände dadurch zu lösen, daß zur Bildung der Auskleidung
Kachelelemente verwendet werden. Die Kachelelemente dieser Auskleidung weisen Befestigungseinrichtungen
zur Halterung an der tragenden Wand auf, wobei die Kachelelemente im Falle der Auskleidung
der DE-OS 32 08 883 an der Innenseite der zu dämmenden Wand in enger Nachbarschaft
zueinander angeordnet sind. Zur Aufnahme von Wärmedehnungen
sind
Fugen zwischen benachbarten Kachelelementen vorgesehen, die zur Abdichtung mit Hilfe
von Lappen abgedeckt sind. Die Kachelelemente selber weisen eine allseitige kastenartige
Umhüllung aus Metallblech mit einer der tragenden Wand abgewandten Abdeckwand und
einer der tragenden Wand benachbarten Lagerwand auf und sind mit Wärmedämmaterial
auf der Basis von anorganischen Fasern gefüllt.
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Derartige Kacheln haben gegenüber einer einteiligen Auskleidung eine
Reihe grundsätzlicher Vorteile wie Möglichkeit einer Vorfertigung, gute De- und
Remontierbarkeit bei Beschädigungen oder für Inspektionszwecke und einfache Möglichkeit
eines Ausgleichs von Unregelmäßigkeiten in der Innenoberfläche der tragenden Wand.
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Die Vibrationsfestigkeit soll bei der aus der DE-OS 32 08 883 bekannten
Auskleidung dadurch erreicht werden, daß die Kachelelemente verhältnismäßig geringe
Abmessungen aufweisen und daher die bei der Fertigung erreichbare gleichmäßige Stopfung
auch beim Auftreten von Vibrationen nicht beeinträchtigt werden soll. Im Rahmen
der Erfindung durchgeführte Untersuchungen haben jedoch erwiesen, daß es beim Auftreten
von Vibrationen und vor allem bei heftigeren Erschütterungen zumindest sehr häufig
zu Absetzbewegungen des Wärmedämmaterials in den Kachelelementen kommt, was die
Wärmedämmwirkung erheblich beeinträchtigt, da die gleichmäßige Stopfung nicht aufrechterhalten
werden kann, was beim Betrieb zur Bildung von unterschiedlichen Dichteverhältnissen
innerhalb der Kachelelemente führt.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine aus Kachelelementen
aufgebaute vibrationsfeste und wärmedämmende Auskleidung nach dem Oberbegriff des
Anspruchs
1 zu schaffen, die auch bei starken Erschütterungen und
im Betrieb auftretenden Vibrationen eine Verhinderung von Absetzbewegungen des Wärmedämmaterials
in den Kachelelementen und eine daraus resultierende Beeinträchtigung der Wärmedämmwirkung
möglich macht.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruchs 1.
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Durch die Verwendung von Wärmedämmaterial, das wenigstens zum Teil
in Form miteinander versteppter Lagen aus Glasfilament- und/oder Keramikfilamentgewebe
vorliegt, wird erreicht, daß das in der Umhüllung aus Metallblech gehaltene Wärmedämmaterial
gegen Erschütterungen absolut unempfindlich ist, so daß auch innerhalb der Umhüllung
keine die Wärmedämmwirkung möglicherweise beeinträchtigenden Absetzbewegungen des
Wärmedämmaterials auftreten können und dabei dennoch maximale Wärmedämmwirkung erreicht
wird.
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Ferner bleiben natürlich sämtliche Vorteile erhalten, die auch die
gattungsgemäße Auskleidung aufweist. Hierzu gehören vor allem die Erreichung einer
hohen Wärmedämmwirkung durch die Verwendung von anorganischen Fasern, wobei Wechselwirkungen
zwischen dem faserigen Wärmedämmmaterial und der heißen Gasströmung durch die allseitige
Umhüllung aus Metallblech ausgeschlossen sind. Somit gelingt es mit der Erfindung,
die hohe Wärmedämmwirkung von faserigem Wärmedämmaterial für eine Dämmung beispielsweise
eines Heizkanals nutzbar zu machen. Hierbei ist es möglich, die Kachelelemente sowohl
an der Innenseite der tragenden Wand des Heißgaskanales als auch an der Außenseite
der tragenden Wand anzubringen. Bei Anordnung der Kachelelemente für eine Innendämmung
wird hierbei einerseits verhindert, daß die Gasströmung durch Fasermaterial
verunreinigt
wird, und andererseits, daß das Fasermaterial durch die Gasströmung angegriffen
wird. Die Kachelelemente können dabei vollständig vorgefertigt und schnell montiert
werden. Eine De- und Remontierbarkeit von Kachelelementen zur Auswechselung oder
auch nur zu Inspektionszwecken od.
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dgl. ist jederzeit schnell und einfach möglich. Auch starke Erschütterungen
vermögen nicht die mechanische Integrität der Umhüllung aus Metallblech zu beeinträchtigen
und können daher die Auskleidung nicht beschädigen.
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Die Unteransprüche habe vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
zum Inhalt.
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Durch die Maßnahme des Anspruchs 4 wird erreicht, daß das Metallblech
der Umhüllung selbst bei starker Wärmeeinwirkung mit geringer Wandstärke eingesetzt
werden kann, so daß Wärmebrücken an den Stirnwänden der kastenartigen Umhüllung
zwischen der Abdeckwand und der Lagerwand minimiert werden.
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Durch die Maßnahme des Anspruches 5 wird eine Angleichung der tatsächlichen
Wärmedehnung zwischen der im Betrieb wärmeren Abdeckwand und der kälteren Lagerwand
angestrebt, so daß bei Wärmedehnung in die die Abdeckwand mit der Lagerwand verbindenden
Stirnwände keine oder möglichst geringe Verformungskräfte eingeleitet werden.
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Durch die gemäß Anspruch 6 vorgesehene Druckausgleichsöffnung wird
für den Fall von Druckänderungen im umschlossenen Raum, wie sie beispielsweise durch
Druckpulsationen in einem Abgaskanal auftreten, ein Druckausgleich zwischen der
Innenseite und der Außenseite der Umhüllung erreicht. Dadurch werden auch bei Verwendung
von sehr dünnem, folienartigem Metallblech störende oder schädliche Verformungen
der Umhüllung unter innerem Überdruck oder Unterdruck ausgeschlossen.
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Zur Erzielung eines möglichst verzögerungsfreien Druckausgleiches
ist die Druckausgleichsöffnung gemäß Anspruch 8 in der Abdeckwand der Umhüllung
angeordnet, die unmittelbar von der Gasströmung beaufschlagt wird, jedoch durch
ein Schutzgehäuse mit in Strömungsrichtung hinterer Zutrittsöffnung überdeckt, um
Wechselwirkungen zwischen der Gas strömung und dem Wärmedämmaterial im Inneren der
Umhüllung durch die Druckausgleichsöffnung hindurch auch in diesem lokal begrenzten
Bereich zu vermeiden.
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Durch die Maßnahme des Anspruchs 8 wird erreicht, daß die Befestigungseinrichtungen
zwischen den einzelnen Kacheln und der tragenden Wand bei Wärmeausdehnung keinen
zusätzlichen Spannungen ausgesetzt sind und umgekehrt die freie Ausdehnung des Umfangsbereichs
jedes Kachelelementes nicht behindern können.
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Die Abdichtung der Fugen zwischen benachbarten Kachelelementen, mit
der ein Zutritt des heißen Gases durch die Fugen hindurch zur tragenden Wand und
auf die Rückseite der Kachelelemente unterbunden wird, erfolgt durch eine stufenartige
Schulter in jeder Stirnwand der Umhüllung zwischen der zugehörigen Abdeckwand und
der Lagerwand. Damit liegen die Stufen der Stirnwände mit ihren im wesentlichen
wandparallelen Flankenwänden aneinander an und bilden zumindest eine Labyrinthdichtung,
wenn zwischen den Flankenwänden Spalte auftreten. Bei Wärmedehnungen der Kachelelemente
tritt somit lediglich eine relative Schiebebewegung zwischen den Flankenwänden von
Schultern benachbarter Kachelelemente auf, so daß die Wärmedehnung nicht behindert
wird.
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Ein Kachelelement gemäß den Ansprüchen 10 bis 12 ist ein selbständig
handelbares und erfindungsfunktionell individualisiertes Bauteil einer erfindungsgemäßen
Auskleidung.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Aus-
führungsform
anhand der Zeichnung.
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Es zeigt Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines aufgeschnittenen
Kachelelementes der erfindungsgemässen Auskleidung, Fig. 2 in einer Fig. 1 entsprechenden
Darstellung eine einzelne Lage des versteppten Wärmedämmaterials, Fig. 3 in vergrößerter
Darstellung einen Teilschnitt gemäß Linie II 1-111 in Fig. 1, jedoch in montierter
Stellung des Kachelelements und Fig. 4 eine Draufsicht auf die Abdeckwand des Kachelelementes
im Bereich der Druckausgleichsöffnung gemäß Pfeil IV in Fig. 3.
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In der folgenden Beschreibung werden die Merkmale und Vorteile der
Erfindung anhand einer wärmedämmenden Auskleidung beschrieben, deren Kachelelemente
im Beispielsfalle an der Innenseite der tragenden Wand angeordnet sind. Es ist jedoch
ebenso möglich, die erfindungsgemäßen Kachelelemente an der Außenseite der tragenden
Wand anzuordnen, wie dies beispielsweise bei zwei ineinander angeordneten Heißgaskanälen
erforderlich sein kann, die beide Gas führen, so daß auch die Außenseite der tragenden
Wand des inneren Heißgaskanals zu dämmen ist. Selbstverständlich ist natürlich auch
eine Kombination einer Innen- und Außendämmung unter Beibehaltung der der Erfindung
eigenen Vorteile möglich.
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In der in Fig. 1 angedeuteten Weise ist eine erfindungsgemässe Auskleidung
aus einer Mehrzahl Seite an Seite angeordneter Kachelelemente 1 aufgebaut, von denen
in Fig. 1 eines aufgeschnitten mit ausgezogenen Linien veranschaulicht ist, während
hierzu in der Auskleidung benachbarte Kachelelemente la in ihrer Relativstellung
strichpunktiert angedeutet sind.
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Fig. 1 zeigt eine Rückansicht der Auskleidung bei nicht dargestellter
tragender Wand 2, wie sie aus Fig. 3 er-
sichtlich ist und die
bei der Darstellung gemäß Fig. 1 die sichtbare Rückseite der Auskleidung abdecken
würde.
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Jedes Kachelelement 1 weist eine der tragenden Wand 2 abgewandte und
einer inneren Gasströmung zugewandte Abdeckwand 3 sowie eine dieser gegenüberliegende
Lagerwand 4 auf. Die Kachelelemente 1 mit den Abdeckwänden 3 und 4 können je nach
Einsatzfall quadratisch oder rechteckförmig ausgebildet sein und weisen typischerweise
Kantenlängen von einigen Dezimetern auf. Der Abstand zwischen der Abdeckwand 3 und
der hierzu parallelen Lagerwand 4 von typischerweise einigen Zentimetern ist umfangsseitig
durch Stirnwände 5 überbrückt, welche zusammen mit der Abdeckwand 3 und der Lagerwand
4 eine kastenartige geschlossene Umhüllung 6 jedes Kachelelementes 1 bilden.
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Die Befestigung jedes Kachelelementes 1 an der tragenden Wand 2 erfolgt
mittels einer insbesondere aus Fig. 3 ersichtlichen Befestigungseinrichtung 7, die
kachelseitige Haltemittel 8 und wandseitige Haltemittel 9 aufweist. Im Beispielsfalle
bestehen die kachelseitigen Haltemittel 8 in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise
aus einer Anschweißmutter 10, die in einem Käfig 11 drehfest gehalten ist, welcher
an einer Armierungsplatte 12 befestigt ist. Die Armierungsplatte 12 ist ihrerseits
an der Innenseite der Lagerwand 4 befestigt und steift diese im Bereich der kachelseitigen
Haltemittel 8 aus. Als wandseitige Haltemittel 9 dient für jedes Kachelelement 1
eine Kopfschraube 13, deren Kopf 14 an der Außenseite der tragenden Wand 2 über
eine Dichtungsscheibe 15 beispielsweise aus Kupfer abgestützt ist und deren Gewindeschaft
16 in die Anscheißmutter 10 einschraubbar ist.
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Wie wiederum aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind die kachelseitigen Haltemittel
9 auf einen Mittelbereich der Flächenausdehnung der Lagerwand 4 beschränkt, wobei
im
Beispielsfalle lediglich eine Anschweißmutter 10 pro Kachelelement 1 vorgesehen
ist. Durch die im Betrieb auftretende Temperaturerhöhung kann sich die Lagerwand
4 dadurch nach allen Richtungen von den kachelseitigen Lagermitteln 8 aus ausdehnen,
so daß die Befestigungseinrichtung 7 insgesamt von Zusatzkräften durch Wärmedehnung
Freigehalten ist und die Wärmedehnung im Bereich der Außenränder der Lagerwand 4
bzw.
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des Kachelelementes 1 durch die Befestigungseinrichtung 7 absolut
unbehindert ist.
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Zur umfangsseitigen Abdichtung zwischen benachbarten Kachelelementen
1 und 1a ist in jeder Stirnwand 5 eine stufenartige Schulter 17 mit einer zur tragenden
Wand 2 und damit zur Lagerwand 4 und zur Abdeckwand 3 parallelen Flankenwand 18
vorgesehen. Bei jeweils benachbarten Kachelelementen 1 und 1a ist die Flankenwand
18 alternierend der tragenden Wand 2 ab bzw. zugewandt, so daß die Flankenwande
18 benachbarter Kachelelemente 1 und 1a in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise übergreifen
können. Die Breite der Flankenwand 18 ist dabei mit beispielsweise 15 mm größer
gewählt als die im Überdeckungshereich benachbarter Flankenwände auftretende relative
Wärmedehnung von beispielsweise maximal 10 mm, so daß in dem mit Fig. 1 veranschaulichten
kalten Zustand zwischen benachbarten Stirnwänden 5 benachbarter Kachelelemente 1
und 1a ein Spalt mit einer Breite von beispielsweise 10 mm vorliegen kann, während
dennoch die Flankenwände 18 eine Überdeckung von 5 mm besitzen. Bei Erwärmung der
Auskleidung werden die im kalten Zustand relativ breiten, bei 19 angedeuteten Fugen
zwischen benachbarten Stirnwänden 5 benachbarter Kachelelemente 1 und 1a unter Erhöhung
der gegenseitigen Überdeckungsbreite der Flankenwände 18 weiter geschlossen, im
Beispielsfalle fast vollständig geschlossen, wenn die Relativbewegung der Stirnwände
5 bei Erreichen der Betriebstemperatur etwa 10 mm betragen möge.
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Die Umhüllung 6 jedes Kachelelementes 1 besteht aus Metallblech mit
einer Dicke zwischen etwa 0,1 und 3 mm, wobei die im Beispielsfalle gewählte Blechdicke
von 0,3 mm aus Gründen der Ubersichtlichkeit übertrieben dargestellt ist. Der Aufbau
der Umhüllung 6 erfolgt zweckmäßig in nicht näher dargestellter Weise aus Einzelteilen,
die bei dünner Wandstärke durch Widerstandsschweißung und bei stärkerer Wandstärke
durch Schmelzschweißung miteinander verbunden sind. Insbesondere im Bereich der
Abdeckwand 3 ist die Umhüllung 6 dabei aus einer hochwarmfesten Legierung, beispielsweise
Chrom-Nickel-Stahl, wie er unter der Bezeichnung Inconel im Handel ist, aufgebaut,
während das Blech im Bereich der Lagerwand 4 aus einer anderen Legierung bestehen
kann. Zweckmäßig sind die Legierungen der Bleche oder, bei extrem geringer Wandstärke,
der Folien zum Aufbau der Umhüllung 6 so gewählt, daß das Blechmaterial im Bereich
der Lagerwand 4 einen anderen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt als das Blechmaterial
im Bereich der Abdeckwand 3, der geringer gewählt wird. Im Idealfall wird hierdurch
erreicht, daß die heißere Abdeckwand 3 im Betrieb dieselbe Wärmeausdehnung erfährt
wie die kaltere Abdeckwand 4, so daß Scherspannungen im Bereich der Stirnwände 5
durch unterschiedliche Ausdehnungen an der heißeren und kälteren Seite jedes Kachelelementes
1 oder 1a minimiert sind.
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Wie ohne weiteres ersichtlich ist, gewährleistet die Befestigungseinrichtung
7 eine satte, erschütterungsfeste Halterung der Lagerwand 4 an der tragenden Wand
2, und ist die Umhüllung 6 des Kachelelementes 1 oder 1a ebenfalls unempfindlich
gegen Erschütterungen wie auch Betriebsverformungen der tragenden Wand 2, so daß
die Kachelelemente 1 und la auch unter ungünstigsten Bedingungen absolut sicher
an der tragenden Wand 2 gehalten sind. Darüber hinaus ist die kastenartige mhüllung
6 aus Edelstahl resistent und inert gegenüber
jeglicher Gasströmung
und tritt mit dieser nicht in WechseLwirkung, so daß weder eine Verschmutzung der
Gasströmung noch eine Beschädigung der Umhüllung 6 auftreten kann.
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Zur Erzielung einer möglichst guten Wärmedämmwirkung ist die Umhillung
6 mit Wärmedämmaterial 20 angefüllt.
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Im Beispielsfalle sind zwei getrennte Dämmiagen 20a und 20b in gegenseitiger
Anlage vorgesehen, die absolut gleich ausgebildet sein können und jeweils den Abstand
zwischen der stufenartigen Schulter 17 und der Lagerwand 4 bzw. der Abdeckwand 3
ausfüllen, wobei im Beispielsfalle die Schulter 17 jede Stirnwand 5 etwa auf halber
Höhe unterteilt. Die Schultern 17 sind dabei auf gegenüberliegenden Seiten der Umhüllung
6 gegensinnig, also einmal in der Nachbarschaft der Lagerwand 4 und gegenüberliegend
in der Nachbarschaft der Abdeckwand 3 vorspringend angeordnet, um bei sämtlichen
Fugen 19 der Auskleidung eine entsprechende Überdeckung der Flankenwände 18 zu ermöglichen,
so daß die Dämmlagen 20a und 20b mit gleichen Abmessungen, jedoch etwa um die Breite
jeder Flankenwand 18 gegeneinander versetzt angeordnet sein können.
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Wie auch aus Fig. 2 ersichtlich ist, weist jede Dämmlage 20a oder
20b im Beispielsfalle äußere Lagen 21 und 22 aus Glas- oder Keramikfilamentgewebe,
je nach der erforderlichen Wärmebeständigkeit, auf, die durch Steppnähte 23 gegeneinander
festgelegt sind. Im Beispielsfalle ist zwischen den Lagen 21 und 22 eine Zwischenlage
24 aus anorganischen Fasern in Wolle- oder Filzform eingesteppt, um die Dämmdicke
zu erhöhen.
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Bei örtlich zu erwartenden Temperaturen von weniger als etwa 5000C
kann für die Lage 21 oder 22 der Dämmlage 20a oder 20b ein handelsübliches Glasfilamentgewebe
verwendet werden, welches im Beispielsfalle aus texturiertem Glasgarn .niet folgender
chemischer Zusammensetzung aufgebaut sein mag:
53 bis 55% Si °2
14 bis 15,5% Al 203 16,5 bis 17,5% Ca 0 4,0 bis 5,5% Mg 0 6,5 bis 8,5% BS 03 0,2
bis 0,6% F Fin solches Glasfilamentgewebe kann je nach Bedarf ausgerste werden.
Die Dicke des in Leinwandbindung hergestellten Glasfilamentgewebes kann bei einer
Fadonzahi von 4 x 3,5 pro cm etwa 2 mm bei einem Flachengewcht von 1000 g/m2 betragen.
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Bei höheren Temperaturen kann für die Lage 21 oder 22 der Dämmlage
20a oder 20b ein handelsübliches Keramikfilamentgewebe eingesetzt werden, welches
beispielsweise aus 80 A Keramikfasern mit folgender chemischer Zusammensetzung bestehen
kann: 47,0 % A1,0 23 52,5 % Si °2 0,5 % Fe203 und Na20 Beim Verspinnen werden 15
bis 20% organische Trägerfaser eingearbeitet. m die Reißfestigkeit des Filamentgewebes
zu erhöhen, ist jeder einzelne Faden mit einer Glas-, Stahl- oder Edelstahlseele
(beispielsweise Inconel) versehen. Der Faserdurchmesser des verwendeten Materials
beträgt im Beispielsfalle 8 vm. Ein solches Keramikfilamentgewebe kann ebenfalls
in Leinwandbindung oder in 2/2-Köperbindung zur Verfügung gestellt werden, wobei
insbesondere bei Verwendung einer hochwarmfesten Edelstahlseele Betriebstemperaturen
bis etwa 1100°C, bei Verwendung von 100% Keramikfaser sogar bis knapp 13000C erzielt
werden können. Im Flächengewicht entspricht das Keramikfilamentgewebe etwa dem weiter
oben erläuterten Glasfilamentgewebe, bei etwa gleicher oder geringfügig größerer
Dicke.
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Für die Zwischenlage 24 ist im Beispielsfalle ein Filz aus Keramikfasern
eingesetzt, der aus vergleichsweise langen keramischen Fasern besteht, deren Qualitätsabstufen
und Qualitätsmischungen den jeweils henötigten Spezifikationswerten angepaßt werden
kann. Dabei werden hochwertige Aluminiumoxidfasern entweder alleine eingesetzt,
oder mit Aluminiumsilikatfasern gemischt, so daß der A1203-Gehalt der Sorten zwischen
50 und 95% variieren kann.
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Die Fasern des Keramikfilzes werden bei der Herstellung unter Zusatz
organischer Bindemittel leicht miteinander verfilzt und gleichzeitig verdichtet.
Bei einer Herstellung im Naßverfahren mittels Ansaugen durch Unterdruck ist gewährleistet,
daß sich die langen Fasern gleichmäßig aufeinanderschichten und verdichten. Die
so hergestellte Platte bleibt jedoch flexibel und ist auf etwa 50% ihrer Herstellungsdicke
zusammendrückbar. Die organischen Bindemittel verdampfen bereits bei ca. 2000C,
wodurch sich die vorverdichtete Faserpackung von der UTrsprungsdicke aus gemessen
noch um etwa 30% ausdehnen kann.
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Nach dem Ausbrand des Binders hat der Keramikfilz aufgrund seiner
langen Fasern noch einen sehr guten Zusammenhalt. Das organische Bindemittel entwickelt
beim Ausbrand nur wenig Rauch und Geruch, und auch dies nur kurzfristig beim erstmaligen
Uberschreiten der Ausbrandtemperatur. Mit einem derartigen Keramikfilz ist eine
Temperaturbeständigkeit je nach Fasermischung bis etwa 16000C erzielbar.
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Das Garn für die Steppnähte 23 kann ebenfalls entsprechend der erforderlichen
Temperaturbeständigkeit gewählt werden, wobei bis etwa 4000C Glasgarn genügt. Bei
einer erforderlichen Temperaturbeständigkeit zwischen etwa 4000C und 8000C kann
Quarzgarn (SiO2-Garn) eingesetzt werden, welches bei Bedarf eine Edelstahl seele
beispielsweise aus Inconel enthalten kann. Oberhalb einer erforderlichen Temperaturfestigkeit
von etwa 8000C kommt Edelstahldraht
in hochwarmfester Legierung
wie Inconel in Fraye, der eine Temperaturbeständigkeit bis über 12000C gewährleistet.
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Die aus den erläuterten Lagen 21, 22 und 24 mit Steppnähten 23 vorgefertigten
Dämmlagen 20a und 20b können vor dem Einbringen in die Umhüllung 6 erwärmt werden,
um organische Bestandteile auszubrennen, wonach die Dämmlagen 20a und 20b in die
Umhüllung 6 eingebracht und di»-se durch Schweißung geschlossen wird. Durch den
Aufbau aus äußeren, miteinander versteppten Gewebelagen 21 und 22 liegt auch das
Wärmedämmaterial 20 in formbeständigen Dämmlagen 20a und 20b vor, so daß auch bei
starken Erschütterungen und Vibrationen keine Absetzerscheinungen od. dgl. zu befürchten
sind. Damit ist auch Im Hinblick auf das Dämmaterial 20 absolute Erschütterungsfestigkeit
selbst unter ungünstigsten Bedingungen erzielt.
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Im Falle einer Auskleidung von beispielsweise Abgaskanälen von Brennkraftmaschinen
mit Druckpulsationen oder in sonstigen Anwendungsfällen, bei denen die Kachelelemente
1 Druckunterschieden ausgesetzt sind, besitzt die Umhüllung 6 insbesondere dann,
wenn besonders dünnes Blech verwendet wird, geringe Formstabilität gegen Über-oder
Unterdruck. Um in solchen Fällen Formänderungen der Kachelelemente 1 durch Druckunterschiede
auszuschließen, ist in der insbesondere aus den Fig. 3 und 4 ersichtlichen Weise
eine Druckausgleichsöffnung 25 vorgesehen, die einen Durchmesser von im Beispielsfalle
6 bis 8 mm haben möge und durch die hindurch der Druck im Inneren der Umhüllung
6 dauernd an den Außendruck der vorbeiströmenden Gase angepaßt werden kann. Ein
besonders verzögerungsfreier Druckausgleich ergibt sich bei Anordnung der Druckausgleichsöffnung
25 in der Abdeckwand 3 der Umhüllung 6, beispielsweise ebenfalls in einem Mittelbereich
der Befestigungseinrichtung 9 gegenüberliegend.
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m ein Eindringen von Fremdkörpern aus der Abgasströmung, deren Strömungsrichtung
in Fig. 3 und 4 durch einen
PteiL 26 veranschaulicht ist, zu vermeiden,
ist die Dr;lckausgleichsöffnung 25 durch ein Schutzgehäuse 27 abqedeckt, welches
einstückig aus einer gebogenen Blechasche gefertigt sein kann, die mit ihren Umfangsrändern
28 lintenüörmig dicht auf der Außenfläche der Abdeckwand 3 anqeschweißt ist und
mit einem Gehäusekörper 29 die Druckausgleichsöffnung 25 in der Abdeckwand 3 in
einem Abstand von wenigen Millimetern übergreift und so abdeckt.
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An der in Strömungsrichtung gemäß Pfeil 26 hinteren Seite des Schutzgehäuses
27 ist der Umfangsrand 28 in seiner dichten Anlage an der Außenfläche der Abdeckwand
3 unterbrochen und in ausreichender Breite etwa bis zur Höhe des Gehäusekörpers
29 aufgewölbt, so daß sich dort eine in Strömungsrichtung gemäß Pfeil 26 hintere
Zutrittsöffnung 30 des Schutzgehäuses 27 ergibt, durch die hindurch ein Druckausgleich
zur Druckausgleichsöffnung 25 hin stattfinden kann.
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An der Innenseite der Abdeckwand 3 im Bereich der DruckausgleichsöFfnung
25 ist eine Rußableitlasche 31 angeordnet, welche die Druckausgleichsöffnung 25
vergleichsweise großflächig umgibt und nur in Eckbereichen bei 32 durch lokale Punktschweißung
mit der Innenseite der Abdeckwand 3 verbunden ist, so daß die Umfangsränder mit
der Innenseite der Abdeckwand 3 einen Spalt bilden können.
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Die Rußableitlasohe verhindert, daß feine Rußanteile in einem Abgasstrom
oder sonstige Schwebstoffe in der Gasströmung, die unter ungünstigen Verhältnissen
durch die Zutrittsöffnung 30 in den Innenraum des Schutzgehäuses 27 noch hineinwirbeln
könnten, tatsächlich mit dem Wärmedämmaterial 20 in Berührung gelangen.
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Die im Vorangehenden beschriebenen Kachelelemente sind plattenförmig
mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt ausgebildet. Jedoch ist es auch
möglich, die Kachelelemente mit einer konvexen oder konkarven Ausbildung auzuführen,
wie dies beispielsweise für Kanäle mit
entsprechenden Formgebungen,
also beispielsweise bei rurden Kanälen, erforderlich ist. Hierbei bleiben selbstseständlich
alle zuvor beschriebenen Merkmale und Vorteile der Kachelelemente erhalten.
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Ferner ist es möglich, die Lagerwand der Umhüllung des Kachelelementes,
die auf der Seite des heißen strömenden Mediums liegt, mit Aussteifungen in Form
von Sicken oder dergleichen zu versehen, um eine zusätzliche Aussteifung der betreffenden
Wand zu erreichen. Für weitere Einzelheiten betreffend derartige Aussteifungen wird
auf die Anmeldung der Mitanmelderin G + H MONTAGE GmbH vom gleichen Tage mit dem
Titel "Wärmedämmende Verkleidung für eine Wand insbesondere von Gasleitungen" ausdrücklich
Sezug genommen.