(19)
(11)EP 2 841 862 B1

(12)EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT

(45)Hinweis auf die Patenterteilung:
29.08.2018  Patentblatt  2018/35

(21)Anmeldenummer: 13719788.5

(22)Anmeldetag:  24.04.2013
(51)Int. Kl.: 
F27D 1/00  (2006.01)
F27D 1/14  (2006.01)
(86)Internationale Anmeldenummer:
PCT/EP2013/058468
(87)Internationale Veröffentlichungsnummer:
WO 2013/160339 (31.10.2013 Gazette  2013/44)

(54)

FEUERFESTE INNENSCHICHT FÜR INDUSTRIEOFEN

REFRACTORY INNER LAYER FOR INDUSTRIAL FURNACES

COUCHE INTÉRIEURE RÉFRACTAIRE POUR FOURS INDUSTRIELS


(84)Benannte Vertragsstaaten:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

(30)Priorität: 27.04.2012 DE 102012103748

(43)Veröffentlichungstag der Anmeldung:
04.03.2015  Patentblatt  2015/10

(73)Patentinhaber: Jünger + Gräter GmbH
68723 Schwetzingen (DE)

(72)Erfinder:
  • HORN, Markus
    68723 Oftersheim (DE)

(74)Vertreter: Thews, Gustav 
STT Sozietät Thews & Thews Patentanwälte Augustaanlage 32
68165 Mannheim
68165 Mannheim (DE)


(56)Entgegenhaltungen: : 
EP-A1- 1 124 094
DE-A1- 2 211 906
DE-B- 1 001 447
US-A- 1 806 113
BE-A- 527 969
DE-A1- 3 909 340
FR-A1- 2 705 443
US-A- 3 657 399
  
      
    Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen).


    Beschreibung


    [0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzauskleidung für eine Industrieofenwand einer adiabatischen Brennkammer, wie in Anspruch 1 definiert wurde, mit einer feuerfesten Innenschicht und einer zwischen der Innenschicht und der Industrieofenwand angeordneten Mittelschicht, wobei die Innenschicht gebildet ist aus mehreren nebeneinander angeordneten Wandelementen, die über mehrere Anker mit der Industrieofenwand mechanisch gekoppelt sind, wobei das Wandelement eine der Mittelschicht zugewandte, eine Flächennormale N aufweisende Rückseite A3 und die Mittelschicht eine der Innenschicht zugewandte Innenseite I4 aufweist. Zwischen der Industrieofenwand und der Mittelschicht kann wahlweise eine Isolationsschicht vorgesehen sein.

    [0002] Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Wandelement einer feuerfesten Innenschicht, wie in Anspruch 4 definiert wurde, für eine mit einer Mittelschicht und/oder wahlweise einer Isolationsschicht versehene Industrieofenwand, mit einer eine Flächennormale N aufweisenden und der Mittelschicht zuwendbaren Rückseite A3, mit einer Dicke der Höhe d sowie mit einer gegenüberliegend zur Rückseite A3 angeordneten Innenseite I3. Industrieöfen mit einer innenliegenden Isolationsschicht werden aufgrund der Isolierung auch als adiabatische Brennkammern bezeichnet.

    [0003] Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Wandteil, wie in Anspruch 8 definiert wurde, einer zwischen einer feuerfesten Innenschicht und einer Industrieofenwand und/oder wahlweise einer Isolationsschicht anbringbaren Mittelschicht mit einer der Innenschicht zuwendbaren, eine Flächennormale N aufweisenden Innenseite I4.

    [0004] Die Industrieofenwand ist aus Stahl und in einem aus Stahlstützen gebildeten Gehäuse gelagert. Die Erfindung bezieht sich auf ein Wandelement einer feuerfesten Innenschicht für eine mit einer Mittelschicht und einer Isolationsschicht versehene Industrieofenwand. Im Betrieb ist daher die thermische Ausdehnung der Innenschicht wesentlich größer als die der Industrieofenwand. Aufgrund der Mittelschicht und insbesondere der Isolationsschicht bleibt die Industrieofenwand also relativ kühl, sodass die erhöhte thermische Ausdehnung der Innenschicht nicht auch durch die Industrieofenwand geleistet wird. Mithin sind zwischen den Wandelementen Expansionsfugen notwendig, über die diese erhöhte thermische Ausdehnung innerhalb der Innenschicht ausgeglichen werden kann. Diese Expansionsfugen sind in verschiedenen Abständen vorgesehen und relativ groß.

    [0005] Aus der DE 103 05 272 A1 sind Fassadenelemente bekannt, die unter Anwendung einer Schwalbenschwanzverbindung befestigt werden.

    [0006] Aus der DE 695 10 922 T2 ist ein Verfahren zur Heißreparatur einer indirekt beheizten Koksofenwand bekannt, die das Auftragen einer Halteschicht auf ein Schutz-Mauerwerk vorsieht, wobei das Schutz-Mauerwerk Ausnehmungen mit Hinterschneidung aufweist, in denen die aufgetragene Masse der Halteschicht gehalten wird. Die Länge der zu reparierenden Zone beträgt dabei nur einige Meter. Diese beiden Schichten sind ohne Abstand unmittelbar aneinander gegossen. Eine Zwischenwand ist nicht vorgesehen.

    [0007] DE 1 001 447 A beschreibt ein Feuerschutztor ebenfalls bestehend aus einem zweischichtigen Aufbau, also feuerfeste Steine auf der Innenseite, welche über eine Gussmasse über eine schwalbenschwanzförmige Einbuchtung vergossen sind. Diese beiden Schichten sind demnach ebenso ohne Abstand unmittelbar aneinander gegossen und werden über eine ebenfalls in der Vergussmasse eingebettete Gleitplatte mit der Laufschiene gekoppelt.

    [0008] Auch US 3,657,399 A beschreibt eine Schutzauskleidung mit einer feuerfesten Innenschicht und einer Halteschicht aus Gussmasse, wobei nur die Halteschicht an der Ofenwand verankert ist.

    [0009] DE 2 211 906 A beschreibt den gemauerten Aufbau einer Feuerschutzwand bestehend aus mehreren Blöcken, die gemäß der Ausführungsform nach Figur 14 zumindest paarweise eine schwalbenschwanzförmige Ausprägung aufweisen. Die Blöcke werden zum Aufbau der Schwalbenschwanzverbindung in vertikaler Richtung ineinander gesteckt und bilden zwei Wandschichten, die ohne Abstand unmittelbar gegeneinander angelegt sind. Die Schwalbenschwanzverbindung bildet keinen Formschluss in vertikaler Richtung.

    [0010] Nach Figur 13 ist nur eine Wandschicht vorgesehen, die über separate Metallanker an der Ofenwand mit Abstand befestigt ist. Eine Mittelschicht ist nicht vorgesehen.

    [0011] Gleiches gilt für EP 1 124 094 A1. Es ist eine Schutzschicht vorgesehen, die über Metallanker mit Abstand zur Rohrwand befestigt ist, wobei der vorhandene Spalt mit Gussmasse gefüllt ist.

    [0012] Ein ähnlicher Aufbau ist aus der US 1,806,113 A bekannt. Es ist eine Schutzschicht vorgesehen, die über Maueranker mit Abstand zur Ofenwand befestigt sind.

    [0013] Ein ebenfalls mauerförmiger zweischichtiger Aufbau wird in der Druckschrift FR 2 705 443 A beschrieben. Beide Wandschichten sind über eine Schwalbenschwanzverbindung gekoppelt und ohne Abstand unmittelbar gegeneinander angelegt.

    [0014] Ähnliches gilt für BE 527 969 A. Jedoch handelt es sich um eine angewinkelte Zapfen-Nut-Verbindung.

    [0015] Aus der DE 20307026 U1 ist ebenfalls eine Wandauskleidung von Industrieöfen bekannt. Sie besteht aus rechteckigen Blöcken, die ebenfalls auf beiden Schmalseiten eine Nut aufweisen, in die mit einer Klammer ausgestatteten Anker eingreifen. Besagte Nuten werden ebenfalls mit einer feuerfesten und wärmedämmenden Isoliermasse ausgefüllt.

    [0016] Es ist bereits eine Auskleidung für adiabatische Brennkammern von Industrieöfen aus der EP 2 189 743 A1 bekannt. Die Auskleidung weist ergänzend zu zwei Isolierschichten eine Schutzschicht aus feuerfesten Blöcken auf, die über Stahlanker an einer Ofenwand aus Metall verankert sind. Hierfür ist in den Schmalseiten jedes Blockes eine umlaufende Nut eingeformt, wobei zumindest ein Stahlanker mit seiner Spitze in die Nut zwecks Verankerung derselben eingreift. Durch ein Hintergießen der Blöcke mit feuerfester Masse werden diese umlaufend formschlüssig verankert. Die feuerfeste Masse fließt hierzu über eine zwischen der Schutzschicht und der Isolierschicht bestehende Lücke in einen rückseitigen Spalt zwischen beiden Schmalseiten und damit in besagte Nut. An der Industrieofenwand sind in verschiedenen Höhen umlaufende Konsolen vorgesehen, über die die Gewichtskraft der Innen-, Mittel- bzw. Isolationsschicht der verschiedenen Teilfelder partiell abgefangen wird.

    [0017] Eine ähnliche Auskleidung für adiabatische Brennkammern ist aus der DE 39 09 340 A1 bekannt. Die Anker werden jedoch durch ein Loch in dem jeweiligen Block geführt.

    [0018] Aufgrund der Isolierschichten zwischen der Ofenwand und der Schutzschicht haben diese beiden Elemente im Betrieb sehr unterschiedliche Temperaturen, sodass es zu entsprechend unterschiedlichen Wärmeausdehnungen kommt. Diesen unterschiedlichen Wärmeausdehnungen wird begegnet durch Aufteilung der Schutzschicht in mehrere Teilfelder, die jeweils aus mehreren Blöcken zusammengesetzt sind. Die Teilfelder sind durch Expansionsfugen zueinander beabstandet, die mit flexiblem Dichtmittel wie vorzugsweise Keramikfasern gefüllt sind. Innerhalb eines Teilfeldes sind keine Dehnungsfugen vorgesehen, da die bestehenden Spalte zwischen den Blöcken eines Teilfeldes mit Mörtel oder Kitt verschlossen sind, der nach dem Erhitzen aushärtet.

    [0019] Zudem sind Wandauskleidungen für Brennkessel bekannt, die zum Schutz der an der Kesselwand befestigten Wärmetauscherrohre dienen. Da eine solche Wandauskleidung unmittelbar an der Kesselwand angeordnet ist, liegen für beide Elemente im Betrieb ähnliche Temperaturen, mithin eine ähnliche thermische Ausdehnung vor. Dehnungsfugen sind bei einer solchen Wandauskleidung demnach nicht notwendig.

    [0020] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine feuerfeste Innenschicht bzw. ein Wandelement sowie ein Wandteil für eine adiabatische Brennkammer derart auszubilden und anzuordnen, dass eine Aufteilung in Teilfelder und somit die Anordnung von Dehnungsfugen zwischen den Teilfeldern vermieden wird.

    [0021] Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass das Wandelement auf der Rückseite A3 mindestens einen Zapfen oder eine Ausnehmung aufweist und die Mittelschicht mindestens eine korrespondierende Ausnehmung oder einen korrespondierenden Zapfen aufweist, wobei der Zapfen in Richtung R der Flächennormalen N in die Ausnehmung gesteckt ist und zwischen dem Zapfen und der Ausnehmung ein rechtwinklig zur Flächennormalen N wirkender Formschluss F gebildet ist, wobei durch den als Zapfen oder als ein Abstandselement ausgebildeten Abstandshalter ein mit Vergussmasse gefüllter oder zumindest füllbarer Freiraum zwischen der Mittelschicht und der Innenschicht gebildet bzw. vorgesehen ist.

    [0022] Als Vergussmasse kommt bspw. Beton in Betracht. Die Vergussmasse füllt den Freiraum, mithin auch die Lücken zwischen den Zapfen und den Ausnehmungen aus, sodass eine sichere Lagerung des jeweiligen Wandelements an der Mittelschicht bzw. einem Wandteil derselben gewährleistet ist. Zudem ist ein erweiterter Schutz der Mittelschicht gewährleistet.

    [0023] Damit der Zapfen in Richtung R der Flächennormalen N in die Ausnehmung gesteckt werden kann, ist der Zapfen im Durchmesser kleiner als der Öffnungsquerschnitt der Ausnehmung. Somit wird ein seitlicher Versatz beim Einstecken vermieden. Alternativ könnte der Zapfen auch hakenförmig ausgebildet sein, sodass zum Einstecken eine seitliche Bewegung notwendig wäre. Damit einher ginge aber die Tatsache, dass zumindest bei Wandelementen am Rand, bei denen aufgrund der Bauraumverhältnisse kein seitlicher Versatz möglich ist, der Zapfen nicht in die Ausnehmung gesteckt werden könnte.

    [0024] Zudem wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass an der Rückseite A3 mindestens ein sich in Richtung R der Flächennormalen N erstreckender Zapfen als Teil des Wandelementes oder mindestens eine sich in Richtung R der Flächennormalen N erstreckende Ausnehmung vorgesehen ist, der/die in einen rechtwinklig zur Flächennormalen N wirkenden Formschluss F mit einer Ausnehmung oder einem Zapfen einer Mittelschicht bringbar ist, wobei der Zapfen als Abstandshalter dient und in einer Ausnehmung einer Mittelschicht in Richtung R der Flächennormalen N gegen eine Mittelschicht anlegbar ist oder dass ergänzend zum Zapfen mindestens ein Abstandselement in Form einer Erhebung auf der Rückseite A3 vorgesehen ist, das gegen eine Mittelschicht anlegbar ist. Gelöst wird die Aufgabe auch dadurch, dass die Innenseite I4 mindestens eine sich in Richtung R der Flächennormalen N erstreckende Ausnehmung oder mindestens einen sich in Richtung R der Flächennormalen N erstreckenden Zapfen aufweist, die/der in einen rechtwinklig zur Flächennormalen N wirkenden Formschluss F mit einer Ausnehmung oder einem Zapfen einer Innenschicht bringbar ist, wobei der Zapfen als Abstandshalter in Richtung R der Flächennormalen N dient und in einer Ausnehmung einer Innenschicht gegen eine Innenschicht anlegbar ist oder dass ergänzend zum Zapfen mindestens ein Abstandselement in Form einer Erhebung auf der Innenseite I4 vorgesehen ist, das gegen eine Innenschicht anlegbar ist.

    [0025] Grundsätzlich kann der Zapfen selbst als Abstandshalter dienen, der einen Abstand bzw. einen Freiraum zwischen dem Wandelement und der Mittelschicht bzw. zwischen dem Wandteil und der Innenschicht gewährleistet. Alternativ können ergänzend zum Zapfen verschiedene Abstandselemente vorgesehen werden, die besagten Abstand gewährleisten. Der Abstand zwischen der Innenschicht und der Zwischenschicht ist notwendig, um das Hintergießen mit Vergussmasse, wie bspw. Beton zu gewährleisten. Insbesondere ist es notwendig, dass die Vergussmasse in die besagte Ausnehmung eintritt, sodass der darin gelagerte Zapfen insbesondere in Richtung R der Flächennormalen bzw. in vertikaler Richtung durch die Vergussmasse fixiert ist.

    [0026] Durch die Ausbildung und Anwendung eines Zapfens bzw. einer Ausnehmung, die zumindest in eine vertikale Richtung einen Formschluss zwischen dem Wandelement und der Mittelschicht bilden kann, kann auf die Anwendung von Konsolen, die das Gewicht von jeweils mehreren Wandelementen aufnehmen, verzichtet werden. Die Lagerung bzw. Aufhängung des jeweiligen Wandelements wird über die Zapfen-Nut-Paarung jedes einzelnen Wandelements gewährleistet, sodass auch die zwischen den Wandelementen vorzusehende Fuge bzw. Teilspalt S2 zwischen allen Wandelementen etwa gleich groß ausgebildet werden kann. Zudem kann die jeweilige Fuge auf ein Minimum von wenigen Millimetern reduziert werden. Ergänzend hierzu ist es möglich, die Fuge zwischen den Wandelementen auf der Innenseite I3 mit Mörtel oder Kitt zu verschließen, sodass nach dem Aushärten eine insgesamt feste Oberfläche der Innenseite I3 gewährleistet ist und keine vereinzelt vorzusehenden großen Expansionsfugen notwendig sind. Die thermische Ausdehnung der Innenschicht wird somit gleichmäßig innerhalb der Innenschicht kompensiert.

    [0027] Während vorgenannter Formschluss über den Zapfen bzw. die Ausnehmung zur Aufnahme bzw. Ableitung der Gewichtskraft des jeweiligen Wandelementes dient, ist zur Gewährleistung der in horizontalter Richtung wirkenden Anlagekraft des jeweiligen Wandelements gegen die Mittelschicht ein vorbekannter Stahlanker bzw. Stahlbolzen vorgesehen. Mithin ist eine Funktionstrennung betreffend die Gewichtsaufnahme einerseits und die in horizontaler Richtung wirkende Anlagekraft andererseits gewährleistet. Der Stahlanker kann in vertikaler Richtung bzw. in Richtung der Wärmeausdehnung mit wesentlich mehr Spiel zum Wandelement versehen werden, da die Gewichtskraft des einzelnen Wandelements über die Zapfen-Nut-Paarung aufgenommen wird.

    [0028] Die vorstehend genannte Richtung R der Flächennormalen N stellt auf eine ebene, parallel zur vertikal verlaufenden Innenseite der Mittelschicht verlaufende Innenseite des Wandelements ab. Die Richtung R verläuft somit horizontal. Sollte diese Form der Innenseite des Wandelements nicht gegeben sein, wie bspw. im Fall einer profilierten Innenseite, so ist auf eine horizontal verlaufende Richtung R abzustellen.

    [0029] Der Formschluss ist gebildet aus einer Zapfen-Loch-Paarung, die entweder aus einem wandelementseitigen Zapfen und einer mittelschichtseitigen Ausnehmung besteht und/oder in äquivalenter Umkehr aus einer in der Rückseite des Wandelements enthaltenen Ausnehmung und einem an der Innenseite der Mittelschicht hervorstehenden Zapfen. Der Zapfen und die Ausnehmung werden, wie bereits ausgeführt, in Richtung R der Flächennormalen N bzw. in horizontaler Richtung oder zumindest in eine anteilige Richtung hiervon ineinander gesteckt, sodass mit Bezug zum realisierenden Wandaufbau in vertikaler Richtung besagter Formschluss F zwischen dem Wandelement einerseits und der Mittelschicht andererseits gewährleistet ist. Die Innenseite des Wandelements begrenzt hierbei unmittelbar den Brennraum. Der Zapfen weist dabei eine Breite bzw. einen Durchmesser auf, der zwischen 20 % und 90 % oder 60 % der Breite des Wandelements entspricht.

    [0030] Vorteilhaft kann es hierzu auch sein, wenn mehrere die Innenseite I3 begrenzende Seitenflächen S3a - S3d der Länge l vorgesehen sind, wobei auf zumindest zwei aneinander angrenzenden Seitenflächen S3b, S3c eine Nut der Tiefe t vorgesehen ist, wobei die Nut, ausgehend von der Innenseite I3 eine Teilhöhe d1 besitzt, die mindestens 5 %, 10 %, 20 % oder 30 % der Höhe d groß ist.

    [0031] In Bezug auf die Schutzauskleidung kann es von Vorteil sein, wenn das jeweilige Wandelement eine Dicke der Höhe d und eine Seitenfläche S3c, S3d mit der Länge l aufweist und je zwei Seitenflächen S3e, S3d gegenüberliegend zueinander angeordnet sind und zwischen beiden Seitenflächen S3e, S3d ein Spalt S gebildet ist, wobei der Spalt S eine Breite aufweist, die über die Höhe d variiert, wobei ausgehend von einer Innenseite I3 des Wandelements ein erster Teilspalt S1 mit einer Breite b1 und mit einer Teilhöhe d1 sowie ein daran anschließender zweiter Teilspalt S2 mit einer Breite b2 und mit einer Teilhöhe d2 vorgesehen sind, wobei die Teilhöhe d1 mindestens 10 % oder 40 % bis 50 % der Höhe d ist und/oder die Teilhöhe d2 mindestens 10 % oder 50 % bis 60 % der Höhe d ist und/oder die Breite b2 zumindest im Bereich der Rückseite A3 maximal 5 mm bis 10 mm ist. Der erste Teilspalt S1 ist dabei gefüllt mit Mörtel oder Kitt, sodass auf der gesamten Innenseite der Wandauskleidung keine mit Fasermaterial zu füllende Expansionsfuge vorgesehen ist. Es ist eine insgesamt feste Oberfläche der Innenseite I3 gewährleistet.

    [0032] Hierzu kann es von Vorteil sein, wenn die Breite b1 über mindestens 10 % bis 80 % der Teilhöhe d1 variiert, wobei die Breite b1 nach innen hin, ausgehend von einer Innenseite I3 anwächst, sodass der Teilspalt S1 mit Bezug zur Richtung R der Flächennormalen N eine Hinterschneidung H3 bildet. Durch die Hinterscheidung ist ein langlebiger Sitz der ausgehärteten Mörtel- oder Kittmasse gewährleistet.

    [0033] Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn die Tiefe t über mindestens 10 % bis 80 % der Teilhöhe d1 variiert, wobei die Tiefe t zur Rückseite hin, ausgehend von einem Wert t1 auf einen Wert von mindestens 2 mm bis 10 mm anwächst, sodass eine Hinterschneidung H3 gebildet ist, wobei t1 mindestens 1 mm bis 5 mm ist.

    [0034] Die Hinterschneidung H3 innerhalb der Nut bzw. des Teilspaltes gewährleistet letztlich einen Keileffekt, sodass eine darin eingebrachte Füllmasse nach dem Aushärten darin festsitzt. Dies selbst dann, wenn eine Verminderung der innerhalb der Nut bestehenden Haltekraft bzw. Verbindungskraft zum Wandelement eintritt.

    [0035] Die zur Innenseite I3 anschließende Nut bzw. der erste Teilspalt S1 kann mit der möglichst abriebfesten Füllmasse ausgefüllt werden, sodass dieser eine Verschlussfuge bildet, die in gefülltem Zustand einen Schutz des dahinter liegenden, bspw. mit weniger abriebfester Masse verfüllten zweiten Teilspaltes S2, der als Dehnungsfuge dient, gewährleistet.

    [0036] Der zweite Teilspalt S2 bzw. die Dehnungsfuge kann relativ klein bzw. schmal ausgeführt werden, da sie über alle Wandelemente gleichmäßig groß bzw. klein ausgebildet ist, sodass die jeweilige Dehnfuge nur den Dehnungsausgleich von einem Wandelement ausgleichen muss. Die Dehnfuge wird mit weniger festem, mithin weniger abriebfestem Material ausgefüllt, sodass besagter Dehnungsausgleich gewährleistet ist. Für die Montage ist es zunächst am wichtigsten, dass die Dehnungsfuge zumindest zur Rückseite hin verschlossen bzw. gefüllt ist, sodass die zwischen Innen- und Außenschicht einzubringende Vergussmasse nicht in die Dehnungsfuge eintritt. Die Vergussmasse ist insbesondere nach Erreichen der Betriebstemperatur zu fest, um den notwendigen Dehnungsausgleich zu gewährleisten. Sodann dies gewährleistet und die Vergussmasse im Freiraum ausgehärtet ist, ist die Dehnungsfuge zumindest von der Rückseite her verschlossen bzw. versiegelt. Von der Innenseite wird diese durch die gefüllte Verschlussfuge bzw. das Füllmittel abgedeckt.

    [0037] Die Dehnungsfuge kann zwecks Montage zum Schutz vor der Vergussmasse bzw. der Füllmasse mit beliebigen Materialien verschlossen sein, die bei Betriebstemperatur einen ausreichenden Dehnungsausgleich gewährleisten. Das Material kann auch so gewählt werden, dass es verbrennt wie bspw. Pappe oder aber wie schon gesagt in der Fuge verbleibt wie bspw. Keramikfaser.

    [0038] Grundsätzlich kann es von Vorteil sein, wenn eine Durchgangsöffnung vorgesehen ist, in der ein Anker anbringbar ist, wobei eine Weite der Durchgangsöffnung über die Höhe d variiert, und ausgehend von einer Innenseite I3 des Wandelements eine erste Teilaussparung mit einer Weite w1 und mit einer Teilhöhe d3 sowie eine daran anschließende zweite Teilaussparung mit einer Weite w2 vorgesehen sind, wobei die Weite w1 zumindest teilweise größer ist als die Weite w2. Dies gewährleistet die Anwendung von Gewindebolzen, die über eine in der ersten Teilaussparung vorzusehende Mutter mit dem Wandelement verankert werden. Hierzu ist es weiter vorteilhaft, wenn die Weite w1 über mindestens 80 % der Teilhöhe d3 variiert, wobei die Weite w1 nach innen hin (ausgehend von einer Innenseite I3) anwächst, sodass die Teilaussparung mit Bezug zu einer Richtung R der Flächennormalen N eine Hinterschneidung H1 aufweist. Die Hinterschneidung H1 innerhalb der Nut gewährleistet letztlich ebenfalls einen Keileffekt einer dort zum Verschließen eingefüllten Füllmasse.

    [0039] Dabei kann es vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass eine Durchgangsöffnung vorgesehen ist, in der ein Anker anbringbar ist, wobei ein in der Durchgangsöffnung einsetzbarer keramischer Verschlussstopfen vorgesehen ist und der Verschlussstopfen mit Bezug zur Richtung R der Flächennormalen N formschlüssig mit dem Wandelement koppelbar ist. Die Anbringung eines formschlüssig eingreifenden, originär als Festkörper ausgebildeten Verschlusselements, welches vorzugsweise aus demselben Material gebildet ist wie das Wandelement selbst, gewährleistet einen festsitzenden und langlebigen Verschluss für die runde Durchgangsöffnung, in der sich der Metallanker bzw. die Haltemutter befindet. Somit wird der Aufwand an Instandhaltungsarbeiten betreffend die in der Regel in dieser Öffnung vorgesehene Füllmasse verringert. Zwecks Bildung des Formschlusses ist bspw. ein am Verschlussstopfen vorzusehendes Gewinde möglich, welches mit einem entsprechenden Innengewinde innerhalb des Wandelementes zusammenwirkt. Alternativ zu einem Gewinde wäre auch eine Verbindung in der Art eines Bajonett-Verschlusses möglich, die aus einem oder mehreren in radialer Richtung zur Mittelachse verlaufenden Verschlussstücken gebildet ist, die in eine entsprechende Nut innerhalb der Durchgangsöffnung eingreifen. Somit ist eine axiale Bewegung bzw. ein Herausfallen des Verschlussstopfens verhindert.

    [0040] Vorteilhaft kann es ferner sein, wenn der Zapfen und/oder die Ausnehmung mit Bezug zur Richtung R der Flächennormalen N eine Hinterschneidung H2 aufweist. Die Ausbildung einer Hinterschneidung des Zapfens bzw. der Ausnehmung gewährleistet ausreichende Spalte zum Ausfüllen bzw. Hintergießen mit Vergussmasse. Durch die Vergussmasse wird nicht nur der in vertikaler Richtung verlaufende Formschluss F, sondern vor allem auch ein in Richtung R der Flächennormalen N wirkender Formschluss zwischen dem Zapfen und der Ausnehmung gewährleistet. Auch im Falle des Lösens eines Ankers oder des fortgeschrittenen Verschleißes desselben bleibt das Wandelement in Richtung R der Flächennormalen N formschlüssig mit der Mittelschicht über die Zapfen-Loch-Paarung verbunden. Es sind mit Bezug zur Richtung R der Flächennormalen N auch andere Formen des Formschlusses, wie beispielsweise mehrere Hinterscheidungen am Zapfen und/oder in der Ausnehmung in Form eines Wellenprofils anwendbar, sodass durch die Vergussmasse der Formschluss zwischen dem Zapfen und/oder der Ausnehmung in Richtung R der Flächennormalen N erreicht wird.

    [0041] Außerdem kann es vorteilhaft sein, wenn ein, zwei, drei oder vier Zapfen oder drei oder vier Abstandselemente vorgesehen sind. Die Anzahl der Zapfen bzw. der Abstandselemente kann dabei entsprechend gewählt werden. Mindestens drei Anlageelemente, also Zapfen bzw. Abstandselemente sind vorteilhaft, um eine ausreichende, mithin bestimmte Lagerung zu gewährleisten. Die Anwendung von vier Zapfen bzw. Ausnehmungen gewährleistet hierbei eine vereinfachte Montage, obwohl die Lagerung selbst überbestimmt ist.

    [0042] Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn der Zapfen oder das Abstandselement mit Bezug zur Richtung R der Flächennormalen N
    1. a) eine konvexe Grundform G3, G4 aufweist oder
    2. b) eine Grundform G3, G4 mit Flächenanteilen F3, F4 besitzt, wobei die Flächenanteile F3, F4 gegenüber einer Horizontalen H angestellt sind. Durch die Ausbildung einer konvexen Grundform bzw. die Anstellung der jeweiligen Flächenanteile F3, F4 relativ zur Horizontalen H wird verhindert, dass sich beim Einfüllen der Vergussmasse Lunker unterhalb des jeweiligen Elements oder Zapfens bilden, da die beim Vergießen entweichende Luft nach oben abgleiten kann und nicht eingeschlossen bleibt.


    [0043] Grundsätzlich sind auch Zapfen oder das Abstandselement anwendbar, die mit Bezug zur Richtung R der Flächennormalen N eine konkave Grundform aufweisen oder die eine Grundform mit Flächenanteilen besitzen, die gegenüber einer Horizontalen H nicht angestellt sind. Kleinere Lunker unterhalb des jeweiligen Elements oder Zapfens sind nicht nachteilig.

    [0044] Der erste Teilspalt S1 der Schutzauskleidung ist dabei vorzugsweise gefüllt mit aushärtbarer Masse wie Mörtel oder Kitt, sodass auf der gesamten Innenseite I3 der Wandauskleidung keine mit Dehnungsausgleichsmasse wie Fasermaterial zu füllende Expansionsfuge notwendig ist. Die gesamte Innenseite I3 weist eine feste Oberfläche auf.

    [0045] Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigen:
    Figur 1
    eine Schnittdarstellung einer Schutzauskleidung;
    Figur 2a
    eine Schnittdarstellung A-A nach Figur 2b;
    Figur 2b
    eine Ansicht des Wandelements von hinten auf die Rückseite;
    Figur 3a
    eine Ansicht verschiedener Wandelemente;
    Figur 3b
    eine Schnittansicht B-B aus Figur 3a;
    Figur 4a
    eine Schnittdarstellung C-C einer Mittelschicht nach Figur 4b;
    Figur 4b
    eine Ansicht der Mittelschicht von vorne;
    Figur 5a
    Prinzipskizze eines Aufbaus einer Innenschicht;
    Figur 5b
    Schnittdarstellung D-D aus Figur 5a.


    [0046] Nach Ausführungsbeispiel Fig. 1 ist eine Industrieofenwand 2 ausgekleidet mit einer Schutzauskleidung 1 sowie einer zwischen der Schutzauskleidung 1 und der Industrieofenwand 2 angeordneten Isolierschicht 6. Die Schutzauskleidung 1 wiederum ist gebildet aus einer einen Brennraum 12 begrenzenden Innenschicht 3 sowie einer zwischen der Isolierschicht 6 und der Innenschicht 3 angeordneten Mittelschicht 4. An der Industrieofenwand 2 sind Metallanker 5, 5' in Form von Schraubenbolzen angeordnet, über die die Innenschicht 3 zumindest in eine Richtung rechtwinklig zur Industrieofenwand 2 bzw. in Richtung R einer Flächennormalen N der Innenschicht 3 gehalten wird.

    [0047] Bezüglich der Architektur der Innenschicht 3 und der Mittelschicht 4 sind in Fig. 1 zwei Ausführungsformen dargestellt, getrennt durch die etwa mittig gestrichelte Linie.

    [0048] Die Innenschicht 3 ist gebildet aus verschiedenen Wandelementen 3a, 3b, die übereinander angeordnet sind, wobei jedes Wandelement 3a, 3b über einen Anker 5, 5' befestigt ist. Gemäß Ausführungsform Fig. 1 oben weist das Wandelement 3a einen zentrischen Zapfen 3.1 auf, der in eine entsprechende Ausnehmung 4.1 der Mittelschicht 4 eingreift. Darüber hinaus weist das Wandelement 3a mehrere Abstandselemente 3.7, 3.8 auf, die gegen eine Rückseite A4 der Mittelschicht 4 anliegen.

    [0049] Gemäß Ausführungsform Fig. 1 unten weist die Mittelschicht 4 einen Zapfen 4.1 auf, der in eine entsprechende Ausnehmung 3.1 des Wandelements 3b eingreift. Entsprechend hierzu weist die Mittelschicht 4 mehrere Abstandselemente 4.7, 4.8 auf, die gegen eine Rückseite A3 der Innenschicht 3 anliegen.

    [0050] Eine so gebildete Zapfen-Loch-Paarung 34 bzw. Loch-Zapfen-Paarung 43 gewährleistet einen in vertikaler Richtung wirkenden Formschluss F, mithin eine Lagerung bzw. Aufhängung des jeweiligen Wandelements 3a, 3b, insbesondere in vertikaler Richtung bzw. in eine Richtung rechtwinklig zur Flächennormalen N, sodass zwischen den Wandelementen 3a, 3b ein relativ kleiner Spalt S gebildet ist. Der Spalt S weist über eine Teilhöhe d2 einen Teilspalt S2 auf, dessen Breite b2 wesentlich kleiner ausgebildet ist als übliche Dehnungsfugen. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Teilspalt S2 eine Breite von etwa 5 mm auf.

    [0051] Nähere Details zum Aufbau des Wandelements 3a bzw. zur Mittelschicht 4 sind in den nachfolgenden Figuren dargestellt und erläutert.

    [0052] Nach den Fig. 2a, 2b ist das Wandelement 3a dargestellt. Mit Schnittdarstellung A-A nach Fig. 2a weist das Wandelement 3a auf seiner Rückseite A3 den zentrisch angeordneten Zapfen 3.1 auf, durch den eine Durchgangsöffnung 8 mit einer variierenden Weite w verläuft. Die Durchgangsöffnung 8 dient zur Aufnahme des Ankers 5. Hierzu weist die Durchgangsöffnung 8 eine erste Teilaussparung 8.1 mit einer sich über die Teilhöhe d3 nach innen vergrößernden Weite w1 auf und eine daran anschließende Teilaussparung 8.2 mit einer etwas kleineren Weite w2. Durch die Unterschiede betreffend die Weite w1 und die Weite w2, insbesondere im Übergangsbereich zwischen der Teilaussparung 8.1, 8.2, wird eine Schulter 8.3 ausgebildet, gegen die der Anker 5 zwecks Befestigung anliegt. Die Teilaussparung 8.2 ist zwecks Aufnahme des Ankers 5 im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet, während die Teilaussparung 8.1 aufgrund der sich nach innen hin erweiternden Weite w1 eine Hinterschneidung H1 bildet. Die Teilaussparung 8.1 wird nach Fig. 1 zumindest teilweise mit Füllmasse 10 verschlossen, die nach dem Aushärten aufgrund der Hinterschneidung H1 in der Teilaussparung 8.1 verbleibt und nicht zur Innenseite I3 hin herausfallen kann.

    [0053] Gemäß Fig. 2b ist das jeweilige Wandelement 3a rechteckförmig bzw. quadratisch und weist vier Seitenflächen S3a-S3d mit jeweils einer Länge I auf. Im Bereich der jeweiligen Seitenfläche S3a-S3d ist nach Fig. 2a eine Nut 7.1, 7.2 vorgesehen. Während das Wandelement 3a eine Dicke der Höhe d aufweist, erstreckt sich die jeweilige Nut 7.1, 7.2 über eine Teilhöhe d1. Die Nut 7.1, 7.2 weist hierbei eine variierende Tiefe t auf, die ausgehend von einem Wert t1 von ungefähr 5 mm auf einen Wert von etwa 10 mm anwächst. Somit ist eine Hinterschneidung H3 gebildet, aufgrund derer eine darin angeordnete Füllmasse 10' gemäß Fig. 1 nicht zur Innenseite I3 hin herausfallen kann.

    [0054] Mittels der Füllmasse 10' wie Mörtel oder Kitt wird der so gebildete Teilspalt S1 gemäß Fig. 1 bzw. Fig. 3b verschlossen, sodass die Innenseite I3 ohne Expansionsfugen, mithin expansionsfugenfrei ausgebildet ist. Über die gesamte Innenseite I3 der Schutzauskleidung 1 ist nach dem Aushärten des Mörtels bzw. Kitts eine feste Oberfläche ausgebildet.

    [0055] Auf der Rückseite A3 des Wandelements 3a sind gemäß Fig. 2a ergänzend zu dem zentrisch angeordneten Zapfen 3.1 vier Abstandselemente 3.5-3.8 vorgesehen, die gleichmäßig verteilt um den Zapfen 3.1 herum platziert sind. Während der Zapfen 3.1 eine runde bzw. kegelstumpfförmige Form aufweist, weisen die vier Abstandselemente 3.5-3.8 eine etwa quaderförmige Grundform auf und sind gegenüber einer Horizontalen H im Winkel von 45° angestellt. Flache Flächenanteile F3 des jeweiligen Abstandselements 3.5-3.8 sind somit ebenfalls relativ zur Horizontalen H angestellt. Gleiches gilt für den kegelstumpfförmigen Zapfen 3.1, der eine konvexe Grundform G3 aufweist. Somit sind allenfalls punktförmige Flächenanteile vorhanden, die horizontal ausgerichtet sind.

    [0056] Nach den Fig. 3a, 3b sind verschiedene Ausführungsformen für das Wandelement 3a, 3b, 3c einerseits sowie das Wandteil 4a bzw. die Mittelschicht 4 andererseits dargestellt. Das Wandteil 4a bzw. die Mittelschicht 4 sind in Fig. 3a nicht dargestellt.

    [0057] Während das Wandelement 3a der Ausführungsform nach Fig. 2a entspricht, weist das Wandelement 3b [wie gemäß Fig. 1, obere Hälfte] vier zapfenförmige Abstandselemente 3.1-3.4 auf, die stirnseitig gegen die Mittelschicht 4 bzw. die Ausnehmungen 4.2, 4.3 anlegbar sind und gleichzeitig als Abstandselement dienen. Mittig ist lediglich die Durchgangsöffnung 8' für den Anker 5 vorgesehen Das Wandelement 3c wiederum weist [wie gemäß Fig. 1, untere Hälfte] eine zentrische Ausnehmung 3.1' auf, über die das Wandelement 3c auf einen Zapfen 4.1 der Mittelschicht 4 angeordnet werden kann. Gemäß Fig. 3a - 3c weist die Mittelschicht 4 eine entsprechende Architektur wie nachgehend beschrieben auf.

    [0058] Zwecks Aufhängung eines Wandelements 3a weist die Mittelschicht 4 eine Ausnehmung 4.1 für den Zapfen 3.1 auf. Auch die Ausnehmung 4.1 weist eine entsprechende Hinterschneidung H2 auf. Zwecks Aufnahme bzw. Aufhängung eines Wandelements 3b weist die Mittelschicht 4 Ausnehmungen 4.2, 4.3 auf, die zur Aufnahme der genannten Zapfen 3.1-3.4 dienen. Zur Aufhängung des Wandelements 3c weist dieses eine zentrische Ausnehmung 3.1' auf, die auf einen Zapfen 4.1 der Mittelschicht 4 aufsetzbar ist. Darüber hinaus weist die Mittelschicht 4 mehrere Abstandselemente 4.7, 4.8 auf, gegen die das Wandelement 3c in Richtung R der Flächennormalen N anlegbar ist. Die Abstandselemente 4.7, 4.8 können entsprechend nach der Architektur der Abstandselemente 3.5-3.8 des Wandelements 3a ausgebildet sein.

    [0059] Zwischen den beiden Wandelementen 3a, 3b bzw. 3a, 3c ist aufgrund der beschriebenen Nuten 7.1, 7.2, 7.4, 7.5 ein Spalt S mit der Hinterschneidung H3 gebildet. Über die Teilhöhe d1 des so gebildeten Spalts S weist dieser, wie zwischen den Wandelementen 3a, 3c dargestellt, einen Teilspalt S1 mit einer variierenden Breite b1 auf. Die Breite b1 wird ausgehend von der Innenseite I3 nach innen hin größer, sodass die Hinterschneidung H3 gebildet ist. Zwischen den Wandelementen 3a, 3b selbst ist darüber hinaus ein zweiter Teilspalt S2 mit einer Breite b2 gebildet. Dieser Teilspalt S2 entspricht dem absoluten Abstandsmaß zwischen zwei Wandelementen 3a, 3b. Hierbei ist ein Maß v2 zwischen der Seitenfläche S3f und der Teilaussparung 8.2 um mindestens die Breite b2 kleiner als ein Maß v1 zwischen dem Anker 5 und einer Seitenfläche S3a des benachbarten Wandelements 3a, sodass selbst beim radialen Aufliegen des Wandelements 3b auf dem Anker 5 ein Mindestmaß der Breite b2 des Teilspalts S2 gewährleistet ist.

    [0060] Das Wandelement 3c weist im Bereich bzw. vor der Durchgangsöffnung 8" einen Verschlussstopfen 9 auf, der aus dem gleichen Material wie das Wandelement 3c gebildet ist. Der Verschlussstopfen 9 ist über einen in Richtung einer Mittelachse 9.3 wirkenden Formschluss innerhalb des Wandelements 3c befestigt. Hier dargestellt sind zwei Ausführungsvarianten eines solchen Formschlusses. Gemäß oberer Bildhälfte, mit Bezug auf die Mittelachse 9.3 ist der Formschluss gebildet aus einem Außengewinde 9.1 des Verschlussstopfens 9 und einem entsprechenden Innengewinde 3.9a des Wandelements 3c. Gemäß unterem Teil weist der Verschlussstopfen 9 ein in radialer Richtung zur Mittelachse 9.3 verlaufendes Bajonett-Verschlussstück 9.2 auf, welches in eine entsprechende Bajonett-Verschlussnut 3.9b des Wandelements 3c eingreift. Ein Herausdrehen des Verschlussstopfens 9 wird durch die vorliegenden Reibungskräfte einerseits sowie das ergänzende Einbringen von Haftmasse andererseits gewährleistet. Durch die jeweiligen Nuten 7.1-7.6 sind die Spalte S zwischen den Wandelementen 3a-3c gebildet.

    [0061] Nach den Fig. 4a, 4b wird die Mittelschicht 4 ausführlicher dargestellt. Ausgehend von der Schnittdarstellung Fig. 4a, entsprechend rechter Bildhälfte Fig. 3b ist nach Fig. 4b die Ansicht der Innenseite I4 dargestellt. In der oberen Ausführungsvariante weist die Mittelschicht 4 bzw. das Wandteil 4a die vier Ausnehmungen 4.1-4.4 auf. Gemäß mittlerer Ausführungsvariante weist die Mittelschicht 4 bzw. das Wandteil 4a die Ausnehmung 4.1 mit entsprechender Hinterschneidung H2 auf, während in der Ausführungsform des unteren Bildteils die Mittelschicht 4 bzw. das Wandteil 4a in Analogie zu der Architektur des Wandelements 3a nach Fig. 2a, 2b einen zentrisch angeordneten Zapfen 4.1 sowie vier über den Umfang verteilt angeordnete Abstandselemente 4.5-4.8 aufweist. Der Zapfen 4.1 ist ebenfalls kegelstumpfförmig ausgebildet mit einer konvexen Grundform G4. Die flachen Flächenteile F4 der Abstandselemente 4.5, 4.8 sind ebenfalls gegenüber der Horizontalen H angestellt.

    [0062] Grundsätzlich ist es, wie im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5a, 5b dargestellt, auch möglich, nur zwei angrenzende Seitenflächen S3b, S3c bzw. S3f, S3g bzw. S3k, S31 mit der Nut 7.1, 7.2 zu versehen, während die beiden anderen angrenzenden Seitenflächen S3a, S3d, S3e, S3h bzw. S3i, S3m nutfrei ausgebildet sind, sodass gemäß Schnittdarstellung Fig. 5b der Spalt S eine einseitig verlaufende Hinterschneidung H3 bildet, die ebenfalls ein Herausfallen von Füllmasse 10 verhindert.

    [0063] Nach dem Aufbau einer solchen Schutzauskleidung 1 wird gemäß Fig. 1 zwischen die Innenschicht 3 und die Mittelschicht 4 bzw. in einen zwischen beiden Schichten bestehenden Freiraum 11.1 Vergussmasse 11 eingefüllt, die auch die entsprechende Ausnehmung 3.1, 4.1 um den jeweiligen Zapfen 3.1, 4.1 herum ausfüllt, sodass die so gebildete Zapfen-Loch-Paarung 34 bzw. Loch-Zapfen-Paarung 43 sowohl in Richtung R der Flächennormalen N als auch in einer Richtung rechtwinklig hierzu, mithin sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung einen Formschluss bildet. Damit ist das jeweilige Wandelement 3a im Falle des Versagens eines Ankers 5 vor dem Ablösen von der Mittelschicht 4 gesichert. Insbesondere ist hierdurch besagte Aufhängung gewährleistet, mithin die Aufnahme der Gewichtskraft über den in vertikaler Richtung wirkenden Formschluss F.

    Bezugszeichenliste



    [0064] 
    1
    Schutzauskleidung
    2
    Industrieofenwand
    3
    feuerfeste Innenschicht, Innenschicht
    3a
    Wandelement
    3b
    Wandelement
    3c
    Wandelement
    3.1
    Zapfen, Ausnehmung
    3.1'
    Zapfen, Ausnehmung
    3.2
    Zapfen, Ausnehmung
    3.3
    Zapfen, Ausnehmung
    3.4
    Zapfen, Ausnehmung
    3.5
    Abstandselement
    3.6
    Abstandselement
    3.7
    Abstandselement
    3.8
    Abstandselement
    3.9a
    Innengewinde
    3.9b
    Bajonett-Verschluss-Nut
    34
    Zapfen-Loch-Paarung
    4
    Mittelschicht
    4a
    Wandteil
    4.1
    Zapfen, Ausnehmung
    4.2
    Zapfen, Ausnehmung
    4.3
    Zapfen, Ausnehmung
    4.4
    Zapfen, Ausnehmung
    4.5
    Abstandselement
    4.6
    Abstandselement
    4.7
    Abstandselement
    4.8
    Abstandselement
    4.9
    Loch
    43
    Loch-Zapfen-Paarung
    5
    Anker, Metallanker
    5'
    Anker, Metallanker
    6
    Isolierschicht
    7.1
    Nut
    7.2
    Nut
    7.3
    Nut
    7.4
    Nut
    7.5
    Nut
    7.6
    Nut
    8
    Durchgangsöffnung
    8'
    Durchgangsöffnung
    8"
    Durchgangsöffnung
    8.1
    Teilaussparung
    8.2
    Teilaussparung
    8.3
    Schulter
    9
    Verschlussstopfen
    9.1
    Außengewinde
    9.2
    Bajonett-Verschlussstück
    9.3
    Mittelachse
    10
    Füllmasse
    10'
    Füllmasse
    11
    Vergussmasse
    11.1
    Freiraum
    12
    Brennraum
    A3
    Rückseite
    A4
    Rückseite
    b1
    Breite
    b2
    Breite
    d
    Höhe
    d1
    Teilhöhe
    d2
    Teilhöhe
    d3
    Teilhöhe
    F
    Formschluss
    F3
    Flächenanteil
    F4
    Flächenanteil
    G3
    konvexe Grundform
    G4
    konvexe Grundform
    l
    Länge
    H
    Horizontale
    H1
    Hinterschneidung
    H2
    Hinterschneidung
    H3
    Hinterschneidung
    I3
    Innenseite
    I4
    Innenseite
    N
    Flächennormale
    R
    Richtung von N
    S
    Spalt
    S1
    Teilspalt
    S2
    Teilspalt
    S3a
    Seitenfläche
    S3b
    Seitenfläche
    S3c
    Seitenfläche
    S3d
    Seitenfläche
    S3e
    Seitenfläche
    S3f
    Seitenfläche
    S3g
    Seitenfläche
    S3h
    Seitenfläche
    S3i
    Seitenfläche
    S3k
    Seitenfläche
    S3l
    Seitenfläche
    S3m
    Seitenfläche
    t
    Tiefe
    t1
    Tiefe
    v1
    Maß
    v2
    Maß
    w
    Weite, Durchmesser
    w1
    Weite, Durchmesser
    w2
    Weite, Durchmesser



    Ansprüche

    1. Schutzauskleidung (1) für eine Industrieofenwand (2) einer adiabatischen Brennkammer mit einer feuerfesten Innenschicht (3) und einer zwischen der Innenschicht (3) und der Industrieofenwand (2) angeordneten Mittelschicht (4), wobei die Innenschicht (3) gebildet ist aus mehreren nebeneinander angeordneten Wandelementen (3a, 3b, 3c), die über mehrere Anker (5) mit der Industrieofenwand (2) mechanisch gekoppelt sind, wobei das Wandelement (3a, 3b, 3c) eine der Mittelschicht (4) zugewandte, eine Flächennormale N aufweisende Rückseite A3 und die Mittelschicht (4) eine der Innenschicht (3) zugewandte Innenseite I4 aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Wandelement (3a, 3b, 3c) auf der Rückseite A3 mindestens einen Zapfen (3.1) oder eine Ausnehmung (3.1) aufweist und die Mittelschicht (4) mindestens eine korrespondierende Ausnehmung (4.1) oder einen korrespondierenden Zapfen (4.1) aufweist, wobei der Zapfen (3.1, 4.1) in Richtung R der Flächennormalen N in die Ausnehmung (4.1, 3.1) gesteckt ist und zwischen dem Zapfen (3.1, 4.1) und der Ausnehmung (4.1, 3.1) ein rechtwinklig zur Flächennormalen N wirkender Formschluss F gebildet ist und dass durch den als Zapfen (3.1, 4.1) oder ein Abstandselement (3.5, 4.5) ausgebildeten Abstandshalter ein mit Vergussmasse (11) gefüllter oder zumindest füllbarer Freiraum (11.1) zwischen der Mittelschicht (4) und der Innenschicht (3) gebildet ist.
     
    2. Schutzauskleidung (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das jeweilige Wandelement (3a, 3b, 3c) eine Dicke der Höhe d und eine Seitenfläche S3c, S3d aufweist und je zwei Seitenflächen S3e, S3d gegenüberliegend zueinander angeordnet sind, wobei zwischen beiden Seitenflächen S3e, S3d ein Spalt S gebildet ist und der Spalt S eine Breite aufweist, die über die Höhe d variiert, wobei ausgehend von einer Innenseite I3 des Wandelements (3a, 3b) ein erster Teilspalt S1 mit einer Breite b1 und mit einer Teilhöhe d1 sowie ein daran anschließender zweiter Teilspalt S2 mit einer Breite b2 und mit einer Teilhöhe d2 vorgesehen sind, wobei die Teilhöhe d1 mindestens 10 % der Höhe d ist und/oder die Teilhöhe d2 mindestens 10 % der Höhe d ist und/oder die Breite b2 zumindest im Bereich der Rückseite A3 maximal 10 mm ist.
     
    3. Schutzauskleidung (1) nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Breite b1 über mindestens 10 % der Teilhöhe d1 variiert, wobei die Breite b1 nach innen hin anwächst, sodass der Teilspalt S1 mit Bezug zur Richtung der Flächennormalen N eine Hinterschneidung H3 bildet.
     
    4. Wandelement (3a) für eine feuerfeste Innenschicht (3) einer Schutzauskleidung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche mit einer feuerfesten Innenschicht (3) für eine mit einer Mittelschicht (4) versehene Industrieofenwand (2), mit einer eine Flächennormale N aufweisenden und der Mittelschicht (4) zuwendbaren Rückseite A3, mit einer Dicke der Höhe d sowie mit einer gegenüberliegend zur Rückseite A3 angeordneten Innenseite I3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Rückseite A3 mindestens ein sich in Richtung R der Flächennormalen N erstreckender Zapfen (3.1) als Teil des Wandelementes (3a) oder mindestens eine sich in Richtung R der Flächennormalen N erstreckende Ausnehmung (3.1) vorgesehen ist, der/die in einen rechtwinklig zur Flächennormalen N wirkenden Formschluss F mit einer Ausnehmung (4.1) oder einem Zapfen (4.1) einer Mittelschicht (4) bringbar ist, wobei der Zapfen (3.1) als Abstandshalter dient und in einer Ausnehmung (4.1) einer Mittelschicht (4) in Richtung R der Flächennormalen N gegen eine Mittelschicht (4) anlegbar ist oder
    dass ergänzend zum Zapfen (3.1) mindestens ein Abstandselement (3.5) in Form einer Erhebung auf der Rückseite A3 vorgesehen ist, das gegen eine Mittelschicht (4) anlegbar ist.
     
    5. Wandelement (3a) nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass mehrere die Innenseite I3 begrenzende Seitenflächen S3a - S3d vorgesehen sind, wobei auf zumindest zwei Seitenflächen S3b, S3c eine Nut (7.1, 7.2) der Tiefe t vorgesehen ist, wobei die Nut (7.1, 7.2) ausgehend von der Innenseite I3 eine Teilhöhe d1 besitzt, die mindestens 10 % der Höhe d groß ist.
     
    6. Wandelement (3a) nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Tiefe t über mindestens 80 % der Teilhöhe d1 variiert, wobei die Tiefe t zur Rückseite A3 hin, ausgehend von einem Wert t1 auf einen Wert von mindestens 2 mm bis 10 mm anwächst, sodass eine Hinterschneidung H3 gebildet ist, wobei t1 mindestens 1 mm ist.
     
    7. Wandelement (3a) nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Durchgangsöffnung (8) vorgesehen ist, in der ein Anker (5) anbringbar ist, wobei ein in der Durchgangsöffnung (8) einsetzbarer keramischer Verschlussstopfen (9) vorgesehen ist und der Verschlussstopfen (9) mit Bezug zur Richtung R der Flächennormalen N formschlüssig mit dem Wandelement (3a) koppelbar ist.
     
    8. Wandteil (4a) für eine Mittelschicht (4) einer Schutzauskleidung (1) nach einem der Patentansprüche 1 bis 3 mit einer der Innenschicht (3) zuwendbaren, eine Flächennormale N aufweisenden Innenseite I4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Innenseite I4 mindestens eine sich in Richtung R der Flächennormalen N erstreckende Ausnehmung (4.1) oder mindestens einen sich in Richtung R der Flächennormalen N erstreckenden Zapfen (4.1) als Teil des Wandteils (4a) aufweist, die/der in einen rechtwinklig zur Flächennormalen N wirkenden Formschluss F mit einer Ausnehmung (3.1) oder einem Zapfen (3.1) einer Innenschicht (3) bringbar ist, wobei der Zapfen (4.1) als Abstandshalter in Richtung R der Flächennormalen N dient und in einer Ausnehmung (3.1) einer Innenschicht (3) gegen eine Innenschicht (3) anlegbar ist oder
    dass ergänzend zum Zapfen (4.1) mindestens ein Abstandselement (4.5) in Form einer Erhebung auf der Innenseite I4 vorgesehen ist, das gegen eine Innenschicht (3) anlegbar ist.
     
    9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Zapfen (3.1, 4.1) und/oder die Ausnehmung (3.1, 4.1) mit Bezug zur Richtung R der Flächennormalen N eine Hinterschneidung H2 aufweist.
     
    10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein, zwei, drei oder vier Zapfen (3.1 - 3.4, 4.1 - 4.4) vorgesehen sind oder dass drei oder vier Abstandselemente (3.5 - 3.8, 4.5 - 4.8) vorgesehen sind.
     
    11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Zapfen (3.1, 4.1) oder das Abstandselement (3.5, 4.5) mit Bezug zur Richtung R der Flächennormalen N

    a) eine konvexe Grundform G3, G4 aufweist oder

    b) eine Grundform G3, G4 mit Flächenanteilen F3, F4 aufweist, wobei die Flächenanteile F3, F4 gegenüber einer Horizontalen H angestellt sind.


     


    Claims

    1. A protective lining (1) for an industrial furnace wall (2) of an adiabatic combustion chamber having a refractory inner layer (3) and a middle layer (4) arranged between the inner layer (3) and the industrial furnace wall (2), wherein the inner layer (3) is formed from multiple wall elements (3a, 3b, 3c) which are arranged next to one another and which are mechanically coupled by means of multiple anchors (5) to the industrial furnace wall (2), wherein the wall element (3a, 3b, 3c) has a rear side A3 facing the middle layer (4) and has a surface normal N, and the middle layer (4) has an inner side I4 facing the inner layer (3),
    characterized in that
    the wall element (3a, 3b, 3c) has at least one tenon (3.1) or recess (3.1) on the rear side A3 and the middle layer (4) has at least one corresponding recess (4.1) or one corresponding tenon (4.1), wherein the tenon (3.1, 4,1) is inserted in said recess (4.1, 3.1) in direction R of the surface normal N and an interlocking engagement F, acting at right angles to the surface normal N, is formed between the tenon (3.1, 4.1) and the recess (4.1, 3.1), and a free space (11.1) which is or which can at least be filled with grouting compound (11) is formed between the middle layer (4) and the inner layer (3) by the spacer which is configured as a tenon (3.1, 4.1) or a spacer element (3.5, 4.5).
     
    2. The protective lining (1) according to Claim 1,
    characterized in that
    the respective wall element (3a, 3b, 3c) has a thickness of the height d and a side face S3c, S3d and two side faces S3e, S3d are each arranged opposite one another, wherein a gap S is formed between both side faces S3e, S3d and the gap S has a width which varies over the height d, wherein starting from an inner side I3 of the wall element (3a, 3b) a first partial gap S1 having a width b1 and having a partial height d1 as well as, joined thereto, a second partial gap S2 having a width b2 and having a partial height d2 are provided, wherein the partial height d1 is at least 10% of the height d and/or the partial height d2 is at least 10% of the height d and/or the width b2 is a maximum of 10 mm at least in the region of the rear side A3.
     
    3. The protective lining (1) according to Claim 2,
    characterized in that
    the width b1 varies over at least 10% of the partial height d1, wherein the width b1 increases inwardly, such that the partial gap S1 forms an undercut H3 with respect to the direction of the surface normal N.
     
    4. A wall element (3a) for a refractory inner layer (3) of a protective lining (1) according to any one of the preceding claims, having a refractory inner layer (3) for an industrial furnace wall (2) provided with a middle layer (4), with a rear side A3 which has a surface normal N and which can be made to face the middle layer (4), having a thickness of the height d as well as having an inner side I3 which is arranged opposite the rear side A3, characterized in that there is provided on the rear side A3 at least one tenon (3.1) extending in the direction R of the surface normal N as part of the wall element (3a) or at least one recess (3.1) extending in the direction R of the surface normal N, which tenon/recess can be brought into an interlocking engagement F, acting at right angles to the surface normal N, with a recess (4.1) or a tenon (4.1) of a middle layer (4), wherein the tenon (3.1) serves as a spacer and can come to rest in a recess (4.1) of a middle layer (4) in the direction R of the surface normal N against a middle layer (4) or,
    in addition to the tenon (3.1), at least one spacer element (3.5) is provided in the form of an elevation on the rear side A3, which spacer element can come to rest against a middle layer (4).
     
    5. The wall element (3a) according to Claim 4,
    characterized in that
    multiple side faces S3a - S3d delimiting the inner side I3 are provided, wherein on at least two side faces S3b, S3c, a groove (7.1, 7.2) of depth t is provided, wherein the groove (7.1, 7.2), starting from the inner side 13, has a partial height d1 which is at least 10% of the height d.
     
    6. The wall element (3a) according to Claim 5,
    characterized in that
    the depth t varies over at least 80% of the partial height d1, wherein the depth t increases towards the rear side A3, starting from a value t1 to a value of at least 2 mm to 10 mm, such that an undercut H3 is formed, wherein t1 is at least 1 mm.
     
    7. The wall element (3a) according to any one of Claims 4 to 6,
    characterized in that
    a through-opening (8) is provided in which an anchor (5) can be mounted, wherein a ceramic seal plug (9) which can be inserted in the through-opening (8) is provided, and the seal plug (9) can be positively coupled to the wall element (3a) with respect to the direction R of the surface normal N.
     
    8. A wall part (4a) for a middle layer (4) of a protective lining (1) according to any one of Claims 1 to 3, having an inner side I4 which has a surface normal N and which can be made to face the inner layer (3), characterized in that the inner side 14 has at least one recess (4.1) extending in the direction R of the surface normal N or at least one tenon (4.1) extending in the direction R of the surface normal N as part of the wall part (4a), which tenon/recess can be brought into an interlocking engagement F, acting at right angles to the surface normal N, with a recess (3.1) or a tenon (3.1) of an inner layer (3), wherein the tenon (4.1) serves as a spacer in the direction R of the surface normal N and can come to rest in a recess (3.1) of an inner layer (3) against an inner layer (3) or,
    in addition to the tenon (4.1), at least one spacer element (4.5) is provided in the form of an elevation on the inner side 14, which spacer element can come to rest against an inner layer (3).
     
    9. The device according to any one of Claims 4 to 8,
    characterized in that
    the tenon (3.1, 4.1) and/or the recess (3.1, 4.1) has an undercut H2 with respect to the direction R of the surface normal N.
     
    10. The device according to any one of Claims 4 to 9,
    characterized in that
    one, two, three or four tenons (3.1 - 3.4, 4.1 -4.4) are provided, or that three or four spacer elements (3.5 - 3.8, 4.5 - 4.8) are provided.
     
    11. The device according to any one of Claims 4 to 10,
    characterized in that
    the tenon (3.1, 4.1) or the spacer element (3.5, 4.5) has, with respect to the direction R of the surface normal N,

    a) a convex basic form G3, G4 or

    b) a basic form G3, G4 with surface portions F3, F4, wherein the surface portions F3, F4 are positioned with respect to a horizontal H.


     


    Revendications

    1. Revêtement de protection (1) pour une paroi de four industriel (2) d'une chambre de combustion adiabatique avec une couche intérieure (3) réfractaire, et une couche centrale (4) disposée entre la couche intérieure (3) et la paroi de four industriel (2), la couche intérieure (3) étant formée de plusieurs éléments de paroi disposés les uns à côté des autres (3a, 3b, 3c), lesquels sont couplés de façon mécanique par plusieurs éléments d'ancrage (5) avec la paroi de four industriel (2), l'élément de paroi (3a, 3b, 3c) présentant un côté arrière A3 tourné vers la couche centrale (4), présentant une normale à la surface N, et la couche centrale (4) présentant un côté intérieur I4 tourné vers la couche intérieure (3),
    caractérisé en ce que
    l'élément de paroi (3a, 3b, 3c) présente au moins un tenon (3.1) ou un évidement (3.1) sur le côté arrière A3 et la couche centrale (4) présente au moins un évidement (4.1) correspondant ou un tenon (4.1) correspondant, le tenon (3.1, 4.1) étant enfiché dans l'évidement (4.1, 3.1) dans la direction R de la normale à la surface N et entre le tenon (3.1, 4.1) et l'évidement (4.1, 3.1), une liaison par complémentarité de forme F agissant perpendiculairement à la normale à la surface N étant formée et en ce qu'un espace libre (11.1) rempli ou au moins remplissable par de la masse de scellement (11) est formé entre la couche centrale (4) et la couche intérieure (3) par l'espaceur formé comme tenon (3.1, 4.1) ou par un élément d'espacement (3.5, 4.5).
     
    2. Revêtement de protection (1) selon la revendication 1,
    caractérisé en ce que
    l'élément de paroi (3a, 3b, 3c) respectif présente une épaisseur de la hauteur d et une surface latérale S3c, S3d, et respectivement deux surfaces latérales S3e, S3d étant disposées de façon opposée l'une à l'autre, un écartement S étant formé entre les deux surfaces latérales S3e, S3d et l'écartement S présentant une largeur variant sur la hauteur d, un premier écartement partiel S1 avec une largeur b1 et avec une hauteur partielle d1, ainsi qu'un deuxième écartement partiel S2 avec une largeur b2 et avec une hauteur partielle d2, lui étant adjacent, étant prévus, à partir d'un côté intérieur I3 de l'élément de paroi (3a, 3b), la hauteur partielle d1 s'élevant à au moins 10 % de la hauteur d et/ou la hauteur partielle d2 s'élevant à au moins 10 % de la hauteur d et/ou la largeur b2 s'élevant au maximum à 10 mm au moins dans la zone du côté arrière A3.
     
    3. Revêtement de protection (1) selon la revendication 2,
    caractérisé en ce que
    la largeur b1 varie sur au moins 10 % de la hauteur partielle d1, la largeur b1 augmentant vers l'intérieur, de telle sorte que l'écartement partiel S1 forme une contre-dépouille H3 relativement à la direction de la normale à la surface N.
     
    4. Élément de paroi (3a) pour une couche intérieure (3) réfractaire d'un revêtement de protection (1) selon l'une des revendications précédentes avec une couche intérieure (3) réfractaire pour une paroi de four industriel (2) munie d'une couche centrale (4), avec un côté arrière A3 présentant une normale à la surface N et pouvant être tourné vers la couche centrale (4), avec une épaisseur de la hauteur d ainsi qu'avec un côté intérieur I3 disposé de façon opposé au côté arrière A3,
    caractérisé en ce qu'
    au moins un tenon (3.1) s'étendant dans la direction R de la normale à la surface N comme partie de l'élément de paroi (3a) ou au moins un évidement (3.1) s'étendant dans la direction R de la normale à la surface N sont prévus sur le côté arrière A3, lesquels peuvent être mis en liaison par complémentarité de forme F agissant perpendiculairement à la normale à la surface N avec un évidement (4.1) ou un tenon (4.1) d'une couche centrale (4), le tenon (3.1) servant d'espaceur et pouvant être posé contre une couche centrale (4) dans un évidement (4.1) d'une couche centrale (4) dans la direction R de la normale à la surface N ou
    en ce que, de façon complémentaire au tenon (3.1), au moins un élément d'espacement (3.5) est prévu sous la forme d'une saillie sur le côté arrière A3, lequel élément peut être posé contre une couche centrale (4).
     
    5. Élément de paroi (3a) selon la revendication 4,
    caractérisé en ce que
    plusieurs surfaces latérales S3a-S3d limitant le côté intérieur I3 sont prévues, une rainure (7.1, 72.) de profondeur t étant prévue sur au moins deux surfaces latérales S3b, S3c, la rainure (7.1, 7.2) possédant une hauteur partielle d1 à partir du côté intérieur I3, laquelle s'élève à au moins 10 % de la hauteur d.
     
    6. Élément de paroi (3a) selon la revendication 5,
    caractérisé en ce que
    la profondeur t varie sur au moins 80 % de la hauteur partielle d1, la profondeur t augmentant vers le côté arrière A3, à partir d'une valeur t1 jusqu'à valeur d'au moins 2 mm à 10 mm, de telle sorte qu'une contre-dépouille H3 est formée, t1 s'élevant à au moins 1 mm.
     
    7. Élément de paroi (3a) selon l'une des revendications 4 à 6,
    caractérisé en ce qu'
    une ouverture de passage (8) est prévue, dans laquelle un élément d'ancrage (5) peut être monté, un bouchon de fermeture (9) céramique insérable dans l'ouverture de passage (8) étant prévu et le bouchon de fermeture (9) pouvant être couplé par liaison par complémentarité de forme avec l'élément de paroi (3a), relativement à la direction R de la normale à la surface N.
     
    8. Élément de paroi (4a) pour une couche centrale (4) d'un revêtement de protection (1) selon l'une des revendications 1 à 3 avec un côté intérieur I4 pouvant être tourné vers la couche intérieure (3), présentant une normale à la surface N,
    caractérisé en ce que
    le côté intérieur I4 présente au moins un évidement (4.1) s'étendant dans la direction R de la normale à la surface N ou au moins un tenon (4.1) s'étendant dans la direction R de la normale à la surface N comme partie de l'élément de paroi (4a), lesquels peuvent être mis en liaison par complémentarité de forme F agissant perpendiculairement à la normale à la surface N avec un évidement (3.1) ou un tenon (3.1) d'une couche intérieure (3), le tenon (4.1) servant d'espaceur dans la direction R de la normale à la surface N et pouvant être posé contre une couche intérieure (3) dans un évidement (3.1) d'une couche intérieure (3) ou
    en ce que, de façon complémentaire au tenon (4.1), au moins un élément d'espacement (4.5) est prévu sous la forme d'une saillie sur le côté intérieur I4, lequel élément peut être posé contre une couche intérieure (3).
     
    9. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 8,
    caractérisé en ce que
    le tenon (3.1, 4.1) et/ou l'évidement (3.1, 4.1) présentent une contre-dépouille H2 relativement à la direction R de la normale à la surface N.
     
    10. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 9,
    caractérisé en ce qu'
    un, deux, trois ou quatre tenons (3.1-3.4, 4.1-4.4) sont prévus ou en ce que trois ou quatre éléments d'espacement (3.5-3.8, 4.5-4.8) sont prévus.
     
    11. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 10,
    caractérisé en ce que,
    relativement à la direction R de la normale à la surface N, le tenon (3.1, 4.1) et/ou l'élément d'espacement (3.5, 4.5)

    a) présentent une forme de base G3, G4 convexe ou

    b) présentent une forme de base G3, G4 avec des parts de surface F3, F4, les parts de surface F3, F4 étant disposées avec un angle par rapport à une horizontale H.


     




    Zeichnung


















    IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE



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