WO2005064255A1 - Hitzeschutzkörper - Google Patents

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WO2005064255A1
WO2005064255A1 PCT/EP2004/012914 EP2004012914W WO2005064255A1 WO 2005064255 A1 WO2005064255 A1 WO 2005064255A1 EP 2004012914 W EP2004012914 W EP 2004012914W WO 2005064255 A1 WO2005064255 A1 WO 2005064255A1
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WO
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groove
heat protection
protection body
section
holding element
Prior art date
Application number
PCT/EP2004/012914
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English (en)
French (fr)
Inventor
Stephan Mulch
Jürgen Schmitz
Stefan Metze
Original Assignee
Saint-Gobain Industriekeramik Düsseldorf Gmbh
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Publication date
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Priority to JP2006545939A priority patent/JP4988356B2/ja
Priority to EP04797891A priority patent/EP1697691A1/de
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    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M5/00—Casings; Linings; Walls
    • F23M5/08—Cooling thereof; Tube walls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/10—Water tubes; Accessories therefor
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    • F22B37/108—Protection of water tube walls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/14—Supports for linings
    • F27D1/145—Assembling elements

Definitions

  • the invention relates to a heat protection body for a furnace inner wall with a front side, a rear side and edge sides connecting the front side to the rear side, and a protection system for a boiler tube wall with at least one holding element projecting from the boiler tube wall and at least one heat protection body held by the holding element.
  • the inner walls of furnaces are usually lined, in order to protect them from overheating which is damaging to the material.
  • the mostly plate-shaped heat protection bodies on their rear side facing the furnace wall have a recess in the form of a hole or groove into which a holding element attached to the furnace wall engages, as a result of which the heat protection bodies are anchored to the furnace wall.
  • a heat-conducting filler e.g. Mortar, coated, whereby the recess into which the holding element engages is completely filled with mortar.
  • this cavity can also be filled with concrete, for example.
  • US Pat. No. 5,243,801 describes a kache-shaped heat protection body for the refractory lining of a furnace, in particular for lining a heat exchanger, described.
  • the body has in its rear side facing the boiler tube wall a groove open to an edge side, the groove comprising two sections in its longitudinal direction, namely an edge-side section with a rectangular cross-section and a longitudinally adjoining one second section with a T-shaped cross section.
  • the advantage of this construction is that it allows the holding element to be inserted easily. First, the heat protection tile is placed on the T-shaped holding element, so that it engages in the edge-side groove section with a rectangular cross-section.
  • the heat protection tile is then displaced relative to the holding element up to the stop defined by the inner groove end, the holding element engaging in the T-shaped groove section and firmly fixing the tile to the boiler tube wall.
  • the back of the tile is coated with a thermally conductive mortar.
  • the volume enclosed by the groove is also completely filled with mortar in order to generate a thermal bridge that is as large as possible.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a heat protection body which is easy to install an inner wall of the furnace to be lined and which is constructed in such a way that inadvertent leakage of the filling material is effectively prevented.
  • the object is achieved with a heat protection body for a protection system for a furnace inner wall with a front side, a rear side and edge sides connecting the front side with the rear side,
  • the back of the heat protection body has at least one groove for receiving a holding element
  • - being the groove.
  • the groove has a cross section widening from the rear toward the front.
  • the heat protection body according to the invention has a groove with a cross section widening in the direction of the front.
  • This groove serves to receive a holding element connected to the boiler tube wall, which in turn should be shaped in such a way that it widens in the direction of its protruding end in accordance with the shape of the groove cross section, so that there is a play-free connection between the heat protection body and the boiler tube wall.
  • the groove has a first end end open to an edge side and a second end end lying inside the back side. For the purposes of the invention, this is to be understood to mean that the second end of the groove is arranged at any distance from one of the edge sides of the heat protection body, so that it can form a stop for the holding element to be used.
  • the heat protection body For the purpose of mounting the heat protection body, in contrast to the prior art described above, it is pushed over the open end of the groove on one edge side onto the free end of the holding element up to the stop defined by the other end of the groove, with the wall connected end of the holding element is guided along the opening surface of the groove.
  • the particular advantage of the shape of the groove cross section chosen according to the invention is that the surface of the groove which is open towards the rear of the heat protection body can be very narrow, practically slot-shaped, so that the heat-conducting filler material, preferably mortar or concrete, located in the groove has practically no possibility has to fall or flow out of the groove on the back.
  • the holding element in turn is completely protected from the furnace flue gas by the heat protection body.
  • the heat protection body is preferably plate-shaped. This design enables a defined, large front and back, which are connected to each other by narrow edges. This ensures effective heat protection of the furnace wall and a long service life of the heat protection body. With appropriate shaping of the front or back, for example in the case of rectangular or square heat protection bodies, extensive furnace walls can also be lined with a large area by a large number of heat protection bodies.
  • the cross section of the provided in the back of the heat protection body, towards the Front widening groove can be designed in different ways. On the one hand, it is possible for the groove cross-section to gradually expand from the rear towards the front. Here, the groove could have a T-shaped cross section, for example. It is also possible for the groove cross section to widen continuously from the rear toward the front, in which case a trapezoidal or dovetail cross section is preferred.
  • the groove cross section tapers inwards in the longitudinal direction of the groove from the edge side.
  • a 'high heat resistance and long service life of the heat protection body to ensure, is useful to manufacture it that of a ceramic material, preferably of silicon carbide.
  • At least one edge side has a step running essentially parallel to the front side.
  • the heat protection body is not only used for heat-resistant lining of an inner wall of the furnace, but also for heat dissipation in a heat exchanger, such as in the case of a boiler tube wall, the best possible heat transfer from the heat protection body to the rear wall should be aimed for.
  • the heat protection body should lie as close as possible to the wall or any gap between the heat protection body and the wall should be as narrow as possible. This can be achieved by adapting the back to the outer contour of the furnace wall.
  • the invention is furthermore based on the object of providing a protection system for a boiler tube wall which is simple to install and enables effective protection of the boiler tube wall while, at the same time, the greatest possible heat dissipation into the boiler tube wall.
  • This object is achieved according to the invention with a protection system for a boiler tube wall with at least one holding element projecting from the boiler tube wall and at least one heat protection body held by the holding element according to one of claims 1 to 8, wherein the Holding element has a free end corresponding to the cross section of the groove.
  • the holding element has a free end corresponding to the cross section of the groove. Specifically, this means that, for example, in the case of a groove designed as a T-groove, the holding element is designed accordingly as a T-anchor.
  • the holding element is preferably attached to tube fins which are arranged between the tubes of the boiler tube wall.
  • the longitudinal axis of the holding element is arranged perpendicular to the surface of the boiler tube wall, in particular the tube fin.
  • the advantages of the invention are achieved in protection systems which have only one heat protection body.
  • a boiler tube wall is protected by a wall of heat protection bodies arranged one above the other and next to one another.
  • the advantages according to the invention are achieved here in particular when all heat protection bodies of the protection system are fastened to the boiler tube wall according to the principle according to the invention.
  • the heat protection bodies can be placed directly on and next to one another without a substantial gap. But they can also be set with a gap.
  • the gap between the heat protection bodies and the gap between each heat protection body and the boiler tube wall are included To optimize the heat transfer and to improve the protection against flue gas, it is advisable to fill it with a filler, in particular mortar and expansion joint material.
  • FIG. 2 an enlarged detail from FIG. 1 along the line II from FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a heat protection body of the protection system from FIG. 1 in a perspective view of the rear of the body
  • FIG. 4 shows the rear of the heat protection body of the protection system from FIG. 1 in supervision
  • Fig. 5 is a side sectional view of the
  • FIG. 6 shows a side sectional view of the heat protection body of the protection system from FIG. 1 rotated by 90 ° along the line IV-IV from FIG. 3.
  • boiler tube wall 1 comprises a boiler tube wall 1, which has heat protection bodies 5 on the furnace side is lined, wherein the boiler tube wall 1 in the present case is only partially lined with heat protection bodies 5 for reasons of clarity.
  • the boiler tube wall 1 itself consists of parallel tubes 2 and the tubes in pairs connecting web fins 3.
  • the heat protection bodies 5 are each fastened to the boiler tube wall 1 via T-shaped holding elements 4 welded onto the tube fins 3, as will be explained in detail below.
  • Each heat protection body 5 is designed as a cuboid plate and comprises a front side 7, a rear side 8 opposite the front side 7 and the edge sides 11, 12, 13, 14 connecting the front side 7 to the rear side 8 and perpendicular to the latter. Likewise, further geometries are possible , for example regular hexagons, through which the wall can be lined like a honeycomb.
  • the heat protection body 5 consists, at least on its front side 7 facing the flue gases of the furnace, of a heat-resistant ceramic material, preferably silicon carbide. In its rear side 8, the heat protection body 5 has a groove 6 for receiving the holding element 4, the groove 6 comprising a first end-side end ⁇ a open to the edge side 14 and a second end-side end 6b lying inside the rear side 8.
  • the groove 6 has a cross section widening in the direction of the front side 7.
  • it is T-shaped, so that an optimal fit of the T-shaped holding element 4 in the groove 6 is ensured.
  • the groove can equally well have a cross section which widens continuously in the direction of the front, for example in the form of a trapezoid, in which case the holding element has a corresponding shape.
  • the rear side 8 of the heat protection body 5 is, as shown in FIG. 3, adapted to the shape of the boiler tube wall 1. It thus has semi-cylindrical regions 9 for the tubes 2 and an intermediate flat surface 10 which, when the heat protection body 5 is fastened, lies opposite the tube fin 3 arranged between the tubes 2.
  • the T-shaped holding element 4 is inserted into the groove 6 via the open end 6a thereof, and then the heat protection body 5 is displaced relative to the stationary holding element 4 until it is on the in Inside the rear end 7b end 6b of the groove 6 strikes.
  • the insertion of the holding element 4 into the groove 6 is also facilitated by the fact that the groove cross section tapers in the longitudinal direction of the groove 6 from the open end 6a in the direction of the inner end 6b. In the present case, this is realized in such a way that the groove inner surfaces 6c delimiting the longitudinal sides of the cross strut 4a (see FIG. 2) of the T-shaped holding element 4 run obliquely to one another (see FIG. 5).
  • the holding element 4 When inserted into the groove 6, the holding element 4 thus still has a relatively large amount of play on the open end face 6a of the groove 6, it gradually assuming a defined position in the groove 6 transversely to the course thereof when the heat protection body 5 is pushed on.
  • Heat protection bodies 5 filled with a filling material, in particular with mortar, concrete and / or expansion joint material. Likewise, the volume enclosed by the groove 6 in each heat protection body 5 is completely filled with the filling material, the mortar layer not being shown in FIGS. 1 and 2 for reasons of clarity.
  • the particular advantage of the heat protection body 5 according to the invention is that due to the very small, practically slot-shaped, opening area of the groove 6, the mortar located in the groove 6 has practically no possibility of falling out of the groove on the rear side, air pockets being formed, which in turn would form would lead to local overheating of the material. Also, by edge-side open end 6a of the groove 6, the 'filler can hardly emerge.

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Abstract

Hitzeschutzkörper (5) für ein Schutzsystem für eine Ofeninnenwand (1) mit einer Vorderseite (7), einer Rückseite (8) und die Vorderseite (7) mit der Rückseite (7) verbindenden Randseiten (11, 12, 13, 14) wobei der Hitzeschutzkörper (5) in seiner Rückseite (8) wenigstens eine Nut (6) zur Aufnahme eines Halteelementes (4) aufweistund wobei die Nut (6) ein erstes zu einer Randseite (14) offenes stirnseitiges Ende (6a) und ein zweites im Inneren der Rückseite (8) liegendes stirnseitiges Ende (6b) aufweist und wobei die Nut (6) einen sich von der Rückseite (8) in Richtung der Vorderseite (7) erweiternden Querschnitt aufweist.

Description

Hitzeschutzkörper
Die Erfindung betrifft einen Hitzeschutzkörper für eine Ofeninnenwand mit einer Vorderseite, einer Rückseite und die Vorderseite mit der Rückseite verbindenden Randseiten sowie ein Schutzsystem für eine Kesselrohrwand mit wenigstens einem von der Kesselrohrwand abstehenden Halteelement und wenigstens einem durch das Halteelement gehaltenen Hitzeschutzkörper.
Mithilfe derartiger Hitzeschutzkörper werden üblicherweise die Innenwände von Öfen ausgekleidet,- um diese von materialschädigender Überhitzung zu schützen. Dabei weisen die meist plattenförmig ausgebildeten Hitzeschutzkörper an ihrer der Ofenwand zugewandten Rückseite eine Ausnehmung in Form einer Bohrung oder Nut auf, in die ein an der Ofenwand befestigtes Halteelement eingreift, wodurch die Hitzeschutzkörper an der Ofenwand verankert werden. Zur Herstellung einer vollflächig wärmeleitenden Verbindung zwischen den Hitzeschutzkörpern und der Ofenwand sind diese an ihrer Rückseite mit einem wärmeleitenden Füllmaterial, z.B. Mörtel, bestrichen, wobei auch die Ausnehmung, in die das Halteelement eingreift, vollständig mit Mörtel gefüllt ist. Alternativ kann dieser Hohlraum auch beispielsweise mit Beton vergossen werden.
In der US 5,243,801 ist ein kacheiförmiger Hitzeschutzkörper zur feuerfesten Auskleidung eines Ofens, insbesondere zur Verkleidung eines Wärmetauschers, beschrieben. Zum Zwecke der Aufnahme eines T-förmigen Halteelementes weist der Körper in seiner der Kesselrohrwand zugewandten Rückseite eine zu einer Randseite offene Nut- auf, wobei die Nut in ihrer Längsrichtung zwei Abschnitte umfasst, nämlich einen randseitigen Abschnitt mit rechteckigem Querschnitt sowie einen sich längs daran anschließenden zweiten Abschnitt mit T-förmigen Querschnitt. Vorteilhaft an dieser Konstruktion ist, dass sie ein einfaches Einsetzen des Halteelementes erlaubt. Dabei wird zunächst die Hitzeschutzkachel auf das T-förmige Halteelement aufgesetzt, so dass dieses in den randseitigen Nutabschnitt mit rechteckigem Querschnitt eingreift. Anschließend wird die Hitzeschutzkachel relativ zu dem Halteelement bis zu dem durch das innere Nutende definierten Anschlag verschoben, wobei das Haltelement in den T-förmigen Nutabschnitt eingreift und die Kachel fest an der Kesselrohrwand fixiert. Vor der Montage wird die Kachel an ihrer Rückseite mit einem wärmeleitenden Mörtel bestrichen. Dabei ist zusätzlich auch das von der Nut eingeschlossene Volumen zur Erzeugung einer möglichst großflächigen Wärmebrücke vollständig mit Mörtel gefüllt.
Dabei ergibt sich regelmäßig das Problem, dass der in der Nut befindliche Mörtel leicht aus dem nach oben offenen Nutabschnitt mit rechteckigem Querschnitt herausfallen kann, wodurch sich zwischen der Hitzeschutzkachel und der Kesselrohrwand Lufteinschlüsse bilden, die zu einer ungleichmäßigen Wärmeabfuhr und damit zu punktuellen Überhitzungen des keramischen Materials der Kachel führen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Hitzeschutzkörper anzugeben, der eine einfache Montage an einer auszukleidenden Ofeninnenwand erlaubt und der so konstruiert ist, dass ein unbeabsichtigtes Austreten des Füllmaterials wirksam verhindert wird.
Die Aufgabe wird mit einem Hitzeschutzkörper für ein Schutzsystem für eine Ofeninnenwand mit einer Vorderseite, einer Rückseite und die Vorderseite mit der Rückseite verbindenden Randseiten gelöst,
- wobei der Hitzeschutzkörper in seiner Rückseite wenigstens eine Nut zur Aufnahme eines Halteelementes aufweist,
- wobei die Nut. ein erstes zu einer Rahdseite offenes stirnseitiges Ende und ein zweites im Inneren der Rückseite liegendes stirnseitiges Ende aufweist und
- wobei die Nut einen sich von der Rückseite in Richtung der Vorderseite erweiternden Querschnitt ~ aufweist .
Der erfindungsgemäße Hitzeschutzkörper weist eine Nut mit sich in Richtung der Vorderseite erweiterndem Querschnitt auf. Diese Nut dient der Aufnahme eines mit der Kesselrohrwand verbundenen Halteelementes, welches seinerseits derart geformt sein sollte, dass es sich der Form des Nutenquerschitts entsprechend in Richtung seines vorstehenden Endes erweitert, so dass eine spielfreie Verbindung zwischen dem Hitzeschutzkörper und der Kesselrohrwand entsteht. Die Nut weist ein erstes zu einer Randseite offenes stirnseitiges Ende und ein zweites im Inneren der Rückseite liegendes stirnseitiges Ende auf. Im Sinne der Erfindung ist hierunter zu " verstehen, dass das zweite Ende der Nut zu einem der Randseiten des Hitzeschutzkörpers beliebig beabstandet angeordnet ist, so dass es einen Anschlag für das einzusetzende Halteelement bilden kann. Zum Zwecke der Montage des Hitzeschutzkörpers wird dieser im Gegensatz zum vorstehend beschriebenen Stand der Technik über die an der einen Randseite offene Stirnseite der Nut auf das freie Ende des Halteelementes bis an den durch das andere Ende der Nut definierten Anschlag aufgeschoben, wobei das mit der Wand verbundene Ende des Halteelementes entlang der Öffnungsfläche der Nut geführt wird.
Der besondere Vorteil der erfindungsgerαäß gewählten Form des Nutquerschnitts besteht darin, dass die zur Rückseite des Hitzeschutzkörpers offene Fläche der Nut sehr schmal, praktisch schlitzförmig, ausgebildet sein kann, so dass das in der Nut befindliche wärmeleitende Füllmaterial, vorzugsweise Mörtel oder Beton, praktisch keine Möglichkeit hat, rückseitig aus der Nut herauszufallen bzw. -zufließen. Das Halteelement seinerseits ist durch den Hitzeschutzkörper vollständig vom Rauchgas des Ofens geschützt.
Vorzugsweise ist der Hitzeschutzkörper plattenförmig ausgebildet. Diese Formgebung ermöglicht eine definierte, großflächige Vorder- und Rückseite, die durch schmal ausgebildete Randseiten miteinander verbunden sind. Dies gewährleistet einen effektiven Hitzeschutz der Ofenwand und eine lange Lebensdauer der Hitzeschutzkörper. Bei entsprechender Formgebung der Vorder- bzw. Rückseite, beispielsweise bei rechteckig oder quadratisch ausgebildeten Hitzeschutzkörpern, lassen auch ausgedehnte Ofenwände großflächig durch eine Vielzahl von Hitzeschutzkörpern auskleiden.
Der Querschnitt der in der Rückseite des Hitzeschutzkörpers vorgesehenen, sich in Richtung der Vorderseite erweiternden Nut kann auf verschiedene Weise ausgeführt sein. So ist es einerseits möglich, dass sich der Nutquerschnitt von der Rückseite in Richtung der Vorderseite stufenweise erweitert. Hierbei könnte die Nut beispielsweise einen T-förmigen Querschnitt aufweisen. Ebenso ist es möglich, dass der Nutquerschnitt sich von der Rückseite in Richtung der Vorderseite stetig erweitert, wobei in diesem Falle ein trapez- oder schwalbenschwanzförmiger Querschnitt bevorzugt wird.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Nutquerschnitt sich in Längsrichtung der Nut von der Randseite nach innen verjüngt. Dies hat insbesondere produktionstechnische Vorteile, da in diesem Falle ein während der Produktion des Hitzeschutzkörpers in das Ausgangsmaterial eingebrachter Kern leichter aus dem fertig hergestellten Hitzeschutzkörper wieder entfernt werden kann. Ferner erleichtert diese Formgebung auch das Einführen des Halteelementes in die Nut, da dieses an der offenen Stirnseite der Nut noch relativ viel Spiel hat und im Verlauf des Aufschiebens des Hitzeschutzkörpers auf das Halteelement allmählich seine definierte Position. in der Nut annimmt .
Um eine' große Hitzebeständigkeit und lange Lebensdauer des Hitzeschutzkörpers zu gewährleisten, ist es zweckmäßig, diesen aus einem keramischen Material, vorzugsweise aus Siliciumcarbid, zu fertigen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist wenigstens eine Randseite eine im wesentlichen parallel zur Vorderseite verlaufende Stufe auf. Beim Einbau der Hitzeschutzkörper an der Ofenwand können somit aneinanderstoßende Randseiten benachbarter Hitzeschutzkörper über ihre gestuften Seiten ineinandergreifen, wozu diese Randseiten entsprechend entgegengesetzt zueinander abgestuft sein müssen. Dadurch wird einerseits eine präzise Platzierung der Hitzeschutzkörper an der Ofenwand erleichtert. Zudem wird somit ein direkter Durchtritt von Rauchgasen des Ofens zur abgeschirmten Ofenwand wirksam verhindert.
Dient der Hitzeschutzkörper nicht nur einer hitzebeständigen Auskleidung einer Ofeninnenwand, sondern darüber hinaus auch der Wärmeabfuhr in einen Wärmetauscher, wie beispielsweise im Falle eines Kesselrohrwand, so ist ein möglichst optimaler Wärmeübergang vom Hitzeschutzkörper in die rückseitige Wand anzustreben. Dazu sollte der Hitzeschutzkörper an der Wand möglichst dicht anliegen bzw. ein ggf. vorhandener Spalt zwischen dem Hitzeschutzkörper und der Wand möglichst schmal ausgeführt sein. Dies kann dadurch erreicht werden ,dass die Rückseite an die Außenkontur der Ofenwand angepasst ist.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Schutzsystem für eine Kesselrohrwand vorzusehen, welches einfach zu installieren ist und einen wirksamen Schutz der- Kesselrohrwand bei gleichzeitig größtmöglicher Wärmeabfuhr in die Kesselrohrwand ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Schutzsystem für eine Kesselrohrwand mit wenigstens einem von der Kesselrohrwand abstehenden Halteelement und wenigstens einem durch das Halteelement gehaltenen Hitzeschutzkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8 gelöst, wobei das Halteelement ein zum Querschnitt der Nut korrespondierendes freies Ende aufweist.
Wie bereits vorstehend erwähnt, ist insbesondere dann ein effektiver Wärmeübergang vom Ofeninneren in die Kesselrohrwand möglich, wenn der Hitzeschutzkörper möglichst spalt- und spielfrei an der Kesselrohrwand anliegt. Dabei kommt es entscheidend auf die Abstimmung der Geometrien des Nutquerschnittes und des Halteelementes an. Erfindungsgemäß weist das Halteelement ein zum Querschnitt der Nut korrespondierendes freies Ende auf. Dies bedeutet konkret, dass beispielsweise im Falle einer als T-Nut ausgebildeten Nut das Halteelement entsprechend als T-Anker ausgebildet.
Das Halteelement ist bevorzugt an Rohrflossen angebracht, die zwischen den Rohren der Kesselrohrwand angeordnet sind. Insbesondere ist die Längsachse des Halteelements senkrecht zur Oberfläche der Kesselrohrwand, insbesondere der Rohrflosse, angeordnet.
Die Vorteile der Erfindung werden bei Schutzsystemen erreicht, die nur einen Hitzeschutzkörper aufweisen. In der Regel wird eine Kesselrohrwand jedoch durch eine Wand von übereinander und nebeneinander angeordneten Hitzeschutzkörpern geschützt. Hier werden die erfindungsgemäßen Vorteile besonders dann erzielt, wenn alle Hitzeschutzkörper des Schutzsystems nach dem erfindungsgemäßen Prinzip an der Kesselrohrwand befestigt werden. Die Hitzeschutzkörper können direkt, ohne wesentlichen Spalt auf- und nebeneinander gesetzt sein. Sie können aber auch mit Spalt gesetzt sein. Der Spalt zwischen den Hitzeschutzkörpern und der Spalt zwischen jedem Hitzeschutzkörper und der Kesselrohrwand sind dabei zur Optimierung des Wärmeübergangs und zur Verbesserung des Schutzes vor Rauchgas sinnvollerweise mit einem Füllmaterial, insbesondere Mörtel und Dehnfugenmaterial, gefüllt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1: ein Schutzsystem für eine Kesselrohrwand, bei dem Kesselrohrwand teilweise mit Hitzeschutzkörpern ausgekleidet ist in perspektivischer Ansicht,
Fig. 2: ein vergrößerter Ausschnitt aus Fig. 1 entsprechend der Linie II aus Fig. 1,
Fig. 3 einen Hitzeschutzkörper des Schutzsystems aus Fig. 1 in persepktivischer Ansicht der Rückseite des Körpers,
Fig. 4 die Rückseite des Hitzeschutzkörpers des Schutzsystems aus Fig. 1 in Aufsicht,
Fig. 5 eine seitliche Schnittansicht des
Hitzeschutzkörpers des Schutzsystems aus Fig. 1 entlang der Linie V-V aus Fig. 3,
Fig. 6 eine um 90° gedrehte seitliche Schnittansicht des Hitzeschutzkörpers des Schutzsystems aus Fig. 1 entlang der Linie IV-IV aus Fig. 3.
Das Schutzsystem der Fig. 1 umfasst eine Kesselrohrwand 1, welche ofenseitig mit Hitzeschutzkörpern 5 ausgekleidet ist, wobei die Kesselrohrwand 1 im vorliegenden Fall aus Gründen der Übersichtlichkeit nur teilweise mit Hitzeschutzkörpern 5 ausgekleidet ist. Die Kesselrohrwand 1 selbst besteht aus parallelen Rohren 2 und die Rohre paarweise stegartig verbindenden Rohrflossen 3. Die Hitzeschutzkörper 5 sind jeweils über auf die Rohrflossen 3 aufgeschweißte T-förmige Halteelemente 4 an der Kesselrohrwand 1 befestigt, wie unten im Detail noch erläutert wird.
Jeder Hitzeschutzkörper 5 ist als quaderförmige Platte ausgebildet und umfasst eine Vorderseite 7, eine der Vorderseite 7 gegenüber liegende Rückseite 8 sowie die Vorderseite 7 mit der Rückseite 8 verbindende, senkrecht zu diesen stehende Randseiten 11, 12, 13, 14. Ebenso sind weitere Geometrien möglich, so z.B. regelmäßige Sechsecke, durch welche die Wand wabenartig ausgekleidet werden kann. Der Hitzeschutzkörper 5 besteht zumindest an seiner den Rauchgasen des Ofens zugewandten Vorderseite 7 aus einem hitzebeständigen keramischen Material, vorzugsweise Siliciumcarbid. In seiner Rückseite 8 weist der Hitzeschutzkörper 5 eine Nut 6 zur Aufnahme des Halteelementes 4 auf, wobei die Nut 6 ein erstes zu der Randseite 14 offenes stirnseitiges Ende βa und ein zweites im Inneren der Rückseite 8 liegendes stirnseitiges Ende 6b umfasst. Weiterhin weist die Nut 6 einen sich in Richtung der Vorderseite 7 erweiternden Querschnitt auf. Vorliegend ist sie T-förmig ausgebildet, so dass ein optimaler Sitz des T-förmigen Halteelements 4 in der Nut 6 gewährleistet ist. Ebensogut kann die Nut auch einen sich in Richtung der Vorderseite stetig erweiternden Querschnitt, beispielsweise in Form eines Trapez, aufweisen, wobei in diesem Fall das Halteelement eine entsprechende Form aufweist. Die Rückseite 8 des Hitzeschutzkörpers 5 ist, wie in Fig. 3 dargestellt, an die Form der Kesselrohrwand 1 angepasst. Sie weist somit für die Rohre 2 halbzylinderförmige Bereiche 9 sowie eine dazwischen liegende ebene Fläche 10 auf, die im befestigten Zustand des Hitzeschutzkörpers 5 der zwischen den Rohren 2 angeordneten Rohrflosse 3 gegenüberliegt.
Zum Zwecke der Montage des Hitzeschutzkörpers 5 an der Kesselrohrwand 1 wird das T-förmige Halteelement 4 über das offene Ende 6a der Nut 6 in diese eingeführt und im Anschluss daran der Hitzeschutzkörper 5 soweit relativ zu dem ortsfesten Halteelement 4 verschoben, bis dieses an dem im Inneren der Rückseite 7 liegenden stirnseitige Ende 6b der Nut 6 anschlägt. Das Einführen des Halteelementes 4 in die Nut 6 wird auch dadurch erleichtert, dass der Nutquerschnitt sich in Längsrichtung der Nut 6 von dem offenen Ende 6a in Richtung des inneren Endes 6b verjüngt. Vorliegend ist dies derart realisiert, dass die die Längsseiten der Querstrebe 4a (s. Fig. 2) des T-förmigen Halteelementes 4 begrenzenden Nutinnenflächen 6c schräg zueinander verlaufen (s. Fig. 5) . Beim Einführen in die Nut 6 hat das Halteelement 4 somit an der offenen Stirnseite 6a der Nut 6 noch relativ viel Spiel, wobei es im Verlauf des Aufschiebens des Hitzeschutzkörpers 5 allmählich eine definierte Position in der Nut 6 quer zu deren Verlauf annimmt .
Zur Optimierung des Wärmeübergangs in die Kesselrohrwand und zur Verbesserung des Schutzes der Kesselrohrwand 1 vor Rauchgasen sind die engen Spalte zwischen den einzelnen Hitzeschutzkörpern 5 und der Kesselrohrwand 1 sowie die Spalte zwischen den einzelnen
Hitzeschutzkörpern 5 mit einem Füllmaterial, insbesondere mit Mörtel, Beton und/oder Dehnfugenmaterial, gefüllt. Ebenso ist das von der Nut 6 eingeschlossene Volumen in jedem Hitzeschutzkörper 5 vollständig mit dem Füllmaterial gefüllt, wobei die Mörtelschicht in den Fig. 1 und 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist. Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Hitzeschutzkörper 5 besteht hierbei darin, dass aufgrund der sehr kleinen, praktisch schlitzförmigen, Öffnungsfläche der Nut 6 der in der Nut 6 befindliche Mörtel praktisch keine Möglichkeit hat, rückseitig aus der Nut herauszufallen, wobei sich Lufteinschlüsse bilden würden, die ihrerseits zu einer lokalen Überhitzung des Materials führen würden. Auch durch das randseitige offene Ende 6a der Nut 6 kann das ' Füllmaterial nur schwer austreten.

Claims

PA T E N T AN S P R Ü C H E
1. Hitzeschutzkörper (5) für ein Schutzsystem für eine Ofeninnenwand (1) mit einer Vorderseite (7), einer Rückseite (8) und die Vorderseite (7) mit der Rückseite (7) verbindenden Randseiten (11, 12, 13, 14)
- wobei der Hitzeschutzkörper (5) in seiner Rückseite (8) wenigstens eine Nut (6) zur Aufnahme eines Halteelementes (4) aufweist,
- wobei die Nut (6) ein erstes zu einer Randseite (14) offenes stirnseitiges Ende (6a) und ein zweites im Inneren der Rückseite (8) liegendes stirnseitiges Ende (6b) aufweist und
- wobei die Nut (6) einen sich von der Rückseite (8) in Richtung der Vorderseite (7) erweiternden Querschnitt aufweist.
2. Hitzeschutzkörper nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e , d a s s der Hitzeschutzkörper (5) plattenförmig ausgebildet ist .
3. Hitzeschutzkörper nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e , d a s s der Nutquerschnitt sich von der Rückseite (8) in Richtung der Vorderseite (7) stufenweise erweitert. - 2 -
4. Hitzeschutzkörper nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n z e i c h n e t, d a s s die Nut (6) einen T-förmigen Querschnitt aufweist.
5. -Hitzeschutzkörper nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Nutquerschnitt sich von der Rückseite (8) in Richtung der Vorderseite (7) stetig erweitert.
6. Hitzeschutzkörper nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Nut (6) einen trapezförmigen Querschnitt aufweist.
7. Hitzeschutzkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Nutquerschnitt sich in. Längsrichtung der Nut (6) von der Randseite (14) nach innen verjüngt.
8. Hitzeschutzkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Hitzeschutzkörper (5) aus einem keramischen Material, vorzugsweise Siliciumcarbid, gefertigt ist.
9. Hitzeschutzkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s wenigstens eine Randseite (11, 12, 13, 14) eine im wesentlichen parallel zur Vorderseite (8) verlaufende Stufe aufweist.
10. Hitzeschutzkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Rückseite (7) an die Außenkontur der Ofenwand (1) - 3 - angepasst ist .
11. Schutzsystem für eine Kesselrohrwand (1) mit wenigstens einem von der Kesselrohrwand (1) abstehenden Halteelement (4) und wenigstens einem durch das Halteelement (4) gehaltenen Hitzeschutzkörper (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Halteelement (4) ein zum Querschnitt der Nut (6) • korrespondierendes freies Ende (4a) aufweist.
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