DE3705613A1 - Thermische isolation - Google Patents
Thermische isolationInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
- F27D1/0003—Linings or walls
- F27D1/0006—Linings or walls formed from bricks or layers with a particular composition or specific characteristics
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L59/00—Thermal insulation in general
- F16L59/06—Arrangements using an air layer or vacuum
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- F27D1/0009—Comprising ceramic fibre elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
- F27D1/04—Casings; Linings; Walls; Roofs characterised by the form, e.g. shape of the bricks or blocks used
- F27D1/06—Composite bricks or blocks, e.g. panels, modules
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Description
Die Erfindung betrifft eine thermische Isolation nach dem
Oberbegriff des ersten Patentanspruches.
Die Anwendung einer solchen Isolation erfolgt in
Wärmebehandlungsöfen, welche für den kombinierten Betrieb
unter Vakuum und unter Druck bestimmt sind. Derartige
Anlagen sind zum Beispiel zum Herstellen von Sinterkörpern
vorgesehen. Dabei erfolgt zunächst der Sinterprozeß unter
Vakuum und anschließend ein heiß-isostatisches Nachverdichten
unter hohem Druck. Anlagen zur Durchführung solcher Verfahren
sind zum Beispiel in der DE DS 30 14 691 und in der US
DS 43 98 702 beschrieben.
Bei Wärmebehandlungsöfen, welche für Verfahren in so
unterschiedlichen Druckbereichen ausgelegt werden, ergeben
sich Aufgabenstellungen, welche bei Öfen, die nur unter
Vakuum oder nur in einem bestimmten Druckbereich arbeiten,
nicht auftreten.
Da das heiß-isostatische Nachverdichten, bei
dem ein Gas als Druckmittel verwendet wird, unter hohem Druck
(zum Beispiel 100 bar) und hoher Temperatur (zum Beispiel
2000°C) stattfindet, muß besonderer Wert auf die
Wärmeisolation zwischen dem heißen Nutzraum und der kalten
Kesselwand gelegt werden. Diese Isolation spielt im
Hinblick auf die Temperaturkonstanz, den Energieverbrauch
und die Betriebssicherheit eine wesentliche Rolle.
Der Wärmeübergang vom Nutzraum auf die Kesselwand erfolgt
grundsätzlich durch Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung.
Im Vakuumbetrieb erfolgt Wärmeübergang allein durch
Strahlung und Wärmeleitung von festen Bauteilen. Bei Betrieb
unter Gas kommt die Wärmeleitung des Gases und mit steigendem
Druck noch ein entsprechender Wärmetransport durch Konvektion
hinzu.
Die Isolation zwischen Nutzraum und Kesselwand muß also
gasdicht sein und Konvektionen, insbesondere auch solche
innerhalb der Isolation, müssen vermieden werden. Da die
Prozesse in den hier beschriebenen Wärmebehandlungsanlagen
unter sehr unterschiedlichen Drücken stattfinden, muß
andererseits die Isolation so beschaffen sein, daß sie gut
evakuierbar ist und ein Druckausgleich schnell und problemlos
stattfinden kann.
In der DE DS 30 43 939 wird ein Ofen zum isostatischen
Heißpressen beschrieben, bei dem ähnliche Probleme auftreten.
Insbesondere wird hier eine Konstruktion angegeben, mit deren
Hilfe die Konvektion innerhalb der Isolation eingeschränkt
werden soll. Dazu werden Filzschichten mit Schnüren aus
Graphit gegen ein Stützrohr gepreßt. Durch das Zusammen
pressen der Filzschichten soll eine Dämpfung der Konvektion,
besonders in vertikaler Richtung, erreicht werden.
Diese Konstruktion löst jedoch die oben angeführten Probleme
nur unvollständig und ist mit Nachteilen behaftet. Da die
Isolation so ausgeführt ist, daß sie möglichst gasdicht ist
und keine Maßnahmen getroffen wurden, um einen Druckausgleich
in radialer Richtung zu verbessern, ergeben sich
Schwierigkeiten bei Druckänderungen. Insbesondere ist für den
Vakuumbetrieb eine schnelle und gleichmäßige Evakuierung und
für den Hochdruckbetrieb eine ebensolche Druckerhöhung
innerhalb der Isolation zur Sicherung eines schnellen und
reibungslosen Prozeßablaufes notwendig. Ein weiterer Nachteil
dieser Konstruktion ist, daß die Schnüre, mit denen die
Filzschichten gegen das Stützrohr gepreßt werden, sich in das
Isolationsmaterial eindrücken und so Beschädigungen
verursachen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Isolation für
einen Wärmebehandlungsofen der eingangs genannten Art zu
entwickeln, welche einerseits Konvektionen, insbesondere in
vertikaler Richtung, weitgehend unterbindet und andererseits
leicht evakuierbar ist bzw. Druckänderungen im Ofen schnell
aufnimmt.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruches 1 gelöst. Die Ansprüche 2 und 3 beschreiben
weitere Ausführungsformen der Erfindung.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß
zwischen Nutzraum und Kesselwand eine optimale Isolation
geschaffen wird, innerhalb derer eine Konvektion in
senkrechter Richtung weitgehend unterbunden ist. Die
Isolation ist außerdem gut evakuierbar, und ein
Druckausgleich kann schnell und problemlos stattfinden.
Dadurch werden auch örtliche Druck- und Temperaturdifferenzen
vermieden, welche Spannungen innerhalb des
Isolationsmaterials hervorrufen und so zu Beschädigungen
führen können.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt, welche im folgenden erläutert werden:
Es zeigen:
Fig. 1a bis 1c Ausführungsformen der Zwischenschichten
Fig. 2 Wabenstruktur aus Zwischenschichten der Ausführungsform aus
Fig. 1a mit Verbindungslöchern in horizontaler Richtung
Fig. 3 Wabenstruktur aus Zwischenschichten der Ausführungsform aus
Fig. 1a mit Verbindungslöchern in schräger Richtung
In den Fig. 1a bis 1c sind beispielsweise drei verschiedene
Ausführungsformen der Zwischenschichten dargestellt.
Aneinandergefügt ergeben diese Zwischenschichten eine
Wabenstruktur, bestehend aus Zellen 8, wie sie ausgehend von
Fig. 1a in Fig. 2 und 3 dargestellt sind.
In Fig. 2 befindet sich innerhalb der Kesselwand 1 der
Rezipient 2 mit dem Nutzraum 3. Der Rezipient ist von einer
Heizung 4 umgeben. Zwischen der Heizung 4 und der Kesselwand
1 ist die erfindungsgemäße Isolation 5 angeordnet. Sie wird
in dem hier dargestellten Beispiel durch die Zwischenschichten
7, wie sie einzeln in Fig. 1a dargestellt sind, und durch ein
thermisch isolierendes Material 6 gebildet. Als Material wird
für die Zwischenschichten vorzugsweise Graphit- oder
Metallfolie und für das thermisch isolierende Material
Graphit- oder Keramikfaser verwendet. Aneinandergefügt
ergeben die einzelnen Zwischenschichten aus Fig. 1a hier eine
Wabenstruktur, bestehend aus hexagonalen Zellen 8. Dadurch
wird eine Konvektion in vertikaler Richtung unterbunden. Die
Räume, welche von den Zwischenschichten gebildet werden, sind
mit dem thermisch isolierenden Material 6 ausgefüllt.
Zwischen den einzelnen Zellen sind Öffnungen 9 in den
Zwischenschichten in horizontaler Richtung angebracht.
Dadurch wird eine schnelle Übertragung von Druckänderungen
innerhalb der Isolation erreicht.
In Fig. 3 sind die Öffnungen 9 zwischen den Zellen 8 schräg
zur horizontalen Richtung angebracht. Dies erleichtert das
Aneinanderfügen der Zwischenschichten, da hier nicht, wie
bei der Ausführung in Fig. 2, die Öffnungen zweier
benachbarter Zwischenschichten genau zur Deckung gebracht
werden müssen.
Claims (3)
1. Thermische Isolation, bestehend aus thermisch
isolierendem Material mit gasundurchlässigen
Zwischenschichten, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zwischenschichten (7) so aufgebaut sind, daß sie
aneinandergereiht eine Wabenstruktur ergeben, wobei
die einzelnen Zellen (8) der Wabenstruktur durch
Öffnungen (9) so verbunden sind, daß kurze
Evakuierungswege entstehen und eine Konvektion in
senkrechter Richtung verhindert wird.
2. Thermische Isolation nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Öffnungen zwischen den Zellen
in horizontaler Richtung angeordnet sind.
3. Thermische Isolation nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Öffnungen zwischen den Zellen
schräg zur horizontalen Richtung angeordnet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873705613 DE3705613A1 (de) | 1987-02-21 | 1987-02-21 | Thermische isolation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873705613 DE3705613A1 (de) | 1987-02-21 | 1987-02-21 | Thermische isolation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3705613A1 true DE3705613A1 (de) | 1988-09-01 |
Family
ID=6321494
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873705613 Withdrawn DE3705613A1 (de) | 1987-02-21 | 1987-02-21 | Thermische isolation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3705613A1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2748544A1 (fr) * | 1996-05-09 | 1997-11-14 | Testard Yves Olivier | Isolations thermiques et acoustiques structurales d'impedance thermique, a encombrement egal, d'un ordre de grandeur superieur a celle des meilleures isolations gazeuses non convectives |
DE19834379C2 (de) * | 1998-07-30 | 2001-03-08 | Dieter Braun | Wandelement |
DE10204352C1 (de) * | 2002-02-01 | 2003-06-12 | Dieter Braun | Wärmedämmwand mit Vakuumelementen |
DE10119037C2 (de) * | 2001-04-18 | 2003-06-26 | Dieter Braun | Gekrümmtes Isolierelement |
EP2799800A1 (de) * | 2013-05-01 | 2014-11-05 | Gregor Tsiaprakas | Verfahren und Vorrichtungen zur Dämmung von Drehrohröfen in der Industrie |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3365897A (en) * | 1966-06-17 | 1968-01-30 | Nasa Usa | Cryogenic thermal insulation |
DE1934965B2 (de) * | 1969-07-10 | 1972-08-17 | Balzers Hochvakuum GmbH, 6000 Frank fürt | Aus mehreren lagen einer metallfolie aufgebauter strahlungsschutzmantel fuer einen vakuumofen |
DE2540140C2 (de) * | 1975-09-09 | 1982-02-25 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe | Wärmedämmvorrichtung |
-
1987
- 1987-02-21 DE DE19873705613 patent/DE3705613A1/de not_active Withdrawn
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