[go: up one dir, main page]

AT18000U1 - Stützgestell für eine deckelabschirmung - Google Patents

Stützgestell für eine deckelabschirmung Download PDF

Info

Publication number
AT18000U1
AT18000U1 ATGM50149/2022U AT501492022U AT18000U1 AT 18000 U1 AT18000 U1 AT 18000U1 AT 501492022 U AT501492022 U AT 501492022U AT 18000 U1 AT18000 U1 AT 18000U1
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
shield
support frame
lid
cover
holding elements
Prior art date
Application number
ATGM50149/2022U
Other languages
English (en)
Inventor
Schuster Peter
Zerl Sebastian
Wehrmeister Peter
valentini Bernhard
Priller Markus
Mayr-Schmölzer Bernhard
Mallaun Peter
Loidolt Peter
Leitz Karl-Heinz
Klocker Markus
Kleinpass Bernd
Handtrack Dirk
Original Assignee
Plansee Se
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Plansee Se filed Critical Plansee Se
Priority to ATGM50149/2022U priority Critical patent/AT18000U1/de
Priority to EP23715004.0A priority patent/EP4594693A1/de
Priority to PCT/AT2023/060071 priority patent/WO2024064980A1/de
Publication of AT18000U1 publication Critical patent/AT18000U1/de

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/02Crowns; Roofs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/0003Linings or walls
    • F27D1/0006Linings or walls formed from bricks or layers with a particular composition or specific characteristics
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/0003Linings or walls
    • F27D1/0033Linings or walls comprising heat shields, e.g. heat shields

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)

Abstract

Stützgestell zur Halterung einer Deckelabschirmung (2) für einen Hochtemperaturofen (100), wobei das Stützgestell (1) dazu ausgebildet ist, die Deckelabschirmung (2) mit einem Deckel (3) des Hochtemperaturofens zu verbinden und die Deckelabschirmung (2) von dem Deckel (3) mit einem Normalabstand (n) zu beabstanden, und das Stützgestell (1) wenigstens ein Halteelement (4) aufweist, welches gegenüber einer Normalabstandsrichtung (N) zwischen Deckelabschirmung (2) und Deckel (3) zumindest abschnittsweise zu einem Winkel (α) geneigt verläuft und zumindest abschnittsweise drehbar und / oder flexibel ausgebildet ist, derart dass eine laterale Ausdehnung der Deckelabschirmung (2) eine Vergrößerung des Winkels (α) und damit eine Verringerung des Normalabstands (n) bewirkt.

Description

Beschreibung
STÜTZGESTELL FÜR EINE DECKELABSCHIRMUNG
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Stützgestell einer Deckelabschirmung für einen Hochtemperaturofen mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
[0002] Unter Hochtemperaturofen ist im Zusammenhang mit dieser Anmeldung insbesondere ein metallischer Hochtemperaturofen gemeint.
Ein metallischer Hochtemperaturofen umfasst eine äußere Ofenwandung, die meist als Stahlmantel („Kessel“) ausgeführt ist. Der Stahlmantel ist in der Regel wassergekühlt. Ferner umfasst ist ein Prozess- oder Chargenraum, in welchen ein Chargiergut eingebracht werden kann. Im Prozessraum bestehen Heizvorrichtungen zur Erwärmung des Chargierguts.
Bei metallischen Hochtemperaturöfen erfolgt die thermische Isolierung eines Prozessraums gegenüber der äußeren Ofenwandung in der Regel über eine sogenannte Strahlungsabschirmung, welche von im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten und über Distanzierungsmittel voneinander beabstandet gehaltenen Strahlblechen aus Metall, insbesondere Refraktärmetall, insbesondere Wolfram, Molybdän oder deren Legierungen gebildet ist.
Ferner sind Isolierungen für Hochtemperaturöfen auf Basis von Graphit und Keramik sowie hybride Lösungen bekannt.
Ein Zusammenbau einer Abschirmung zusammen mit Heizleitern wird als Heizeinsatz (engl. hot zone) bezeichnet. Der Aufbau eines Heizeinsatzes eines Hochtemperaturofens ist entscheidend für die Temperaturverteilung, die Reinheit und den Energieverbrauch von Hochtemperaturprozessen.
[0003] Ein typischer Aufbau eines metallischen Hochtemperaturofens geht beispielsweise der EP0303420 (A1) und der WO 2020/120147 (A1) hervor.
[0004] Eine bei metallischen Hochtemperaturöfen übliche Bauweise besteht in einem im Wesentlichen zylindrischen Ofenmantel mit einer darin entlang des Umfangs ausgebildeten Strahlungsabschirmung als sogenannte Seitenabschirmung.
[0005] Die Stirnseiten werden über Deckel verschlossen. Diese Deckel weisen ebenfalls eine Strahlungsabschirmung auf. Diese Abschirmung wird als Deckelabschirmung bezeichnet oder, wenn der Deckel als Türe ausgeführt ist, auch als Türabschirmung bezeichnet. Ublicherweise ist das Stützgestell der Seitenabschirmung mit dem zylindrischen Teil der Kesselwand und das Stützgestell der Deckelabschirmung mit dem Kesseldeckel verbunden. Gleiches gilt sinngemäß auch für mehreckige, beispielsweise rechteckig ausgeführte Heizeinsätze.
[0006] In einem diskontinuierlich betriebenen Hochtemperaturofen muss der Chargenraum nach jedem Prozesszyklus be- und entladen werden. Daher besitzt der Heizeinsatz in der Regel einen oder zwei Deckel (Türen), die vor und nach jeder Ofenfahrt geöffnet und geschlossen werden. Bei einem horizontalen Ofen mit zylindrischem oder quaderförmigem Nutzraum ist dazu häufig eine Deckelabschirmung an einer schwenkbaren Türe des äußeren Stahlkessels befestigt. Zum Be- und Entladen wird die Türe mit dem Abschirmdeckel geöffnet, so dass der Anwender freien Zugang zum Chargenraum erhält. Durch das Schließen der Türe wird der Abschirmdeckel gegenüber der Seitenabschirmung so positioniert, dass der Chargenraum effektiv gegen Wärmeverluste abgeschirmt wird. Dabei wird angestrebt, dass ein möglichst kleiner Spalt zwischen Deckel- und Seitenabschirmung im Betrieb besteht, jedoch ohne dass ein direkter Kontakt, also eine Kollision der jeweiligen Abschirmungen zustande kommt, da dadurch Beschädigungen oder Verformungen an den Abschirmungen entstehen können.
[0007] Nach heute üblicher Bauweise wird die Deckelabschirmung über ein Stützgestell durch mehrere Stahlbolzen, die auf einer kreisförmigen Linie an der wassergekühlten Tür angeschweißt sind, über Gewinde an Befestigungsbolzen befestigt. Der korrekte Abstand zwischen Seitenabschirmung und Deckelabschirmung wird im kalten Zustand über die Gewindebolzen gleichmäßig über den Umfang auf ein festgelegtes Spaltmaß eingestellt. Dieses Maß ergibt sich aus der Annahme oder Berechnung der thermischen Dehnung der verschiedenen Komponenten des Heiz-
einsatzes bei Aufheizen des Ofens auf maximale Zieltemperatur. Der im Betrieb angestrebte verbleibende Spalt beträgt einige mm (4 bis 6mm), um eine Kollision der Komponenten weitestgehend zu verhindern.
[0008] Ein Stützgestell zur Aufhängung (Befestigung) der Deckelabschirmung am Deckel des
Kessels hat verschiedene Funktionen und Anforderungen zu erfüllen:
- Tragen des Gewichts der Abschirmung
- Positionierung der Abschirmung
- Einstellbarkeit des Spaltes zwischen Deckel- und Seitenabschirmung
- Widerstandsfähigkeit gegenüber Verformung bei hohen Temperaturen und zyklischer Temperaturbelastung
- Kostengünstige Ausführung.
[0009] Eine besondere Herausforderung sind die auftretenden thermischen Dehnungen während der thermischen Zyklen des Hochtemperaturofens. Die häufig in der Mitte des Kessels fixierte Seitenabschirmung dehnt sich bei Temperaturerhöhung in ihrer Länge aus und reduziert somit den Spalt zwischen Seiten- und Deckelabschirmung. Die am Kesseldeckel befestigte Deckelabschirmung dehnt sich in ähnlicher (aber viel geringerer) Weise aus und reduziert den Spalt weiter. Folglich wird der Spalt im kalten Zustand so eingestellt, dass er bei einer bestimmten ReferenzZieltemperatur die optimale Größe hat. Während des Aufheizens und Abkühlens und bei von der maximalen Zieltemperatur abweichenden Temperaturen ist der Spalt demzufolge größer oder kleiner als das Optimum.
[0010] Die Schwächen der heutigen Ausführungen sind folgende:
MANGEL 1:
[0011] Wie beschrieben verändert sich das Spaltmaß in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur. Ein zu großer Spalt führt zu zusätzlichen Energieverlusten und thermischer Belastung von Stützgestell-Komponenten. Ein großer Spalt bedingt neben dem Wärmeverlust noch weitere Nachteile. Bei Ofen unter Gasatmosphäre und bei Ofen mit Gasschnellkühlung stellt ein Spalt eine Gasleckage mit entsprechend negativer Auswirkung auf die Temperatur- und Atmosphärengleichmäßigkeit sowie die Abkühlleistung dar.
MANGEL 2:
[0012] Die heutigen Aufhängevorrichtungen und Stützgestell-Module sind massiv und steif in der Konstruktion ausgelegt.
Entsprechend groß sind die Schäden bei Kontakt mit empfindlichen und spröden Komponenten wie Molybdän-Abschirmblechen und -bolzen. Ein geschlossener Spalt (also eine Kontaktierung von Deckel- und Seitenabschirmung) muss daher unbedingt vermieden werden, um Beschädigungen an den Abschirmungen zu verhindern.
MANGEL 3:
[0013] Heutzutage wird das Stützgestell der Deckelabschirmung in der Regel durch Bolzen am Kesseldeckel befestigt, die starr und unlösbar mit dem Kesseldeckel verbunden, üblicherweise angeschweißt, sind.
Bei einem Temperaturanstieg dehnt sich die Deckelabschirmung in ihrer Fläche deutlich aus, während die Kesseltüre selbst aufgrund der Wasserkühlung kalt bleibt. Entsprechend entstehen Biegespannungen in den Aufhängebolzen, die zu Verformungen und im Laufe der Zeit bei spröden Werkstoffen zum Bruch der Bolzen führen können. Zudem wirken auf die Deckelabschirmung aufgrund der starren Fixierung über Bolzen große Kräfte bei Erwärmung und Abkühlung.
MANGEL 4:
[0014] Um unerwünschte Verformungen und dadurch mangelnde Funktionalität an der Deckelabschirmung aufgrund der in Mangel 3 beschriebenen Beanspruchung im Laufe der Betriebsdauer zu verhindern, wird das Stützgestell sehr steif und kostenaufwendig ausgeführt. Neben den
hohen Herstellkosten führt die materialintensive Konstruktion durch Aufheizen der entsprechend hohen Massen zu hohen Energiebedarfen und thermischer Trägheit.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die zuvor beschriebenen Mängel auszuräumen oder zumindest zu lindern.
[0015] Die Aufgabe wird gelöst durch ein Stützgestell zur Halterung einer Deckelabschirmung mit den Merkmalen von Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
[0016] Indem erfindungsgemäß das Stützgestell dazu ausgebildet ist, eine Deckelabschirmung mit einem Kesseldeckel eines Hochtemperaturofens verbinden und die Deckelabschirmung von dem Kesseldeckel mit einem Normalabstand zu beabstanden, und das Stützgestell wenigstens ein Halteelement aufweist, welches gegenüber einer Normalabstandsrichtung zwischen Deckelabschirmung und Kesseldeckel zumindest abschnittsweise in einem Winkel geneigt verläuft und zumindest abschnittsweise drehbar und / oder flexibel ausgebildet ist, derart, dass eine laterale Ausdehnung der Deckelabschirmung eine Vergrößerung des Winkels und damit eine Verringerung des Normalabstands bewirkt, wird erreicht, dass eine Anderung eines Spaltmaßes zwischen der Deckelabschirmung und einer sich ausdehnenden Seitenabschirmung zumindest teilweise kompensiert wird.
[0017] Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Stützgestells bewirkt eine Zwangsführung der Deckelabschirmung derart, dass diese bei Ausdehnung näher an den Kesseldeckel herangeführt wird. Damit kann beispielsweise ein Spaltmaß zwischen der Deckelabschirmung und einer in einem Zusammenbau daran angrenzenden Seitenabschirmung in einem kalten Zustand enger bemessen werden als bei einer herkömmlichen Anbindung einer Deckelabschirmung zum Kesseldeckel über starre Bolzen.
Durch die Erfindung ist es beispielsweise und bevorzugt möglich, das Spaltmaß zwischen der Deckelabschirmung und einer angrenzenden Seitenabschirmung über weite Temperaturbereiche konstant zu halten.
[0018] Die oben beschriebenen Mängel werden durch die Erfindung beseitigt. Der Spalt zwischen der Deckel- und Seitenabschirmung bleibt bei sich ändernden Temperaturen nahezu konstant. Dies wird dadurch erreicht, dass die Deckelabschirmung durch das erfindungsgemäße Stützgestell mit steigender Temperatur in Richtung des Kesseldeckels verschoben wird. Diese Verschiebung entspricht bevorzugt der thermischen Verschiebung der vorderen Kante der Seitenabschirmung, an der das Spaltmaß gegenüber der Deckelabschirmung besteht, in Richtung der Deckelabschirmung. Beim Abkühlvorgang bewegt sich entsprechend der Deckel in Richtung der Seitenabschirmung, während die vordere Kante der Seitenabschirmung sich in die gleiche Richtung bewegt und den Spalt konstant hält.
Neben der konstanten Spaltbreite beim Aufheizen und Abkühlen ist auch die Spaltgröße bei verschiedenen Haltetemperaturen immer gleich groß und optimal eingestellt. Ein solcherart ausgestatteter Hochtemperaturofen ist also nicht nur für eine einzige Betriebstemperatur optimal ausgelegt.
[0019] Die Beseitigung des Problems sich verändernder Spaltgrößen führt zur Verringerung von Energieverlusten, bestmöglicher Temperatur- und Atmosphärengleichmäßigkeit mit hoher Prozessstabilität bei unterschiedlichsten Betriebsbedingungen.
Die Befestigung der Deckelabschirmung am Kesseldeckel oder an der Kesseltüre erfolgt über flexible und / oder drehbar gelagerte Halteelemente, was die mechanischen Spannungen gegenüber steifen Bolzen erheblich verringert. Dadurch wird Verschleiß und Bruch der Halteelemente vermieden und eine dauerhaft gleiche Funktionalität gewährleistet. Dies wird durch definierte Längen- und Winkel-Ausführung- zwischen den Bauelementen erreicht, insbesondere durch die Schrägstellung der Aufhängungselemente gegenüber der Kesseltür und Türabschirmung.
[0020] Durch eine bevorzugt flexible Aufhängung der Deckelabschirmung über elastisch auslenkbare Halteelemente kann das Stützgestell weniger steif und aufwendig ausgeführt werden, ohne dass unerwünschte Verformungen auftreten. Die neue vereinfachte Ausführung kann kostengünstig hergestellt werden, und die Einsparung von Masse führt zu einer Reduktion des Energie-
bedarfs beim Aufheizen und erlaubt schnellere Temperaturwechsel.
[0021] Im Betrieb eines Hochtemperaturofens ergeben sich durch die Erfindung insbesondere folgende Vorteile gegenüber dem Stand der Technik:
* Steigerung der Energieeffizienz
* Vermeidung von Leck-Strömungen
* Vermeidung von Beschädigungen
* Leichtbau-Ausführung des Stützgestells
[0022] Die Erfindung kann sowohl bei Neukonstruktionen von Hochtemperaturöfen als auch beim Austausch eines Heizeinsatzes in einem bestehenden Hochtemperaturofen angewendet werden. Die Erfindung ist keineswegs auf voll-metallische Heizeinsätze beschränkt. Die Erfindung ist ebenso geeignet für graphitische Heizeinsätze oder für hybride Lösungen mit einer Kombination aus metallischen Abschirmungen und graphitischen und / oder keramischen Isolierungslagen. Bei einem Austausch einer bestehenden Deckelabschirmung gegen eine Lösung gemäß der Erfindung können die Geometrien der Halteelemente den vorgegebenen Bedingungen angepasst werden oder es werden zusätzliche Befestigungsadapter verwendet.
[0023] Die Halteelemente der Deckelabschirmung am Kesseldeckel bestehen üblicherweise aus Stahl. Sie können auch aus einem anderen temperaturbeständigen Werkstoff ausgeführt sein. Die Halteelemente müssen bei einer Ausführung als flexibel auslenkbare Halteelemente ausreichend elastisch auslenkbar sein, um die Verschiebungen ohne plastische Verformung aufnehmen zu können. Allerdings müssen die Halteelemente derart dimensioniert werden, dass das Eigengewicht der Türabschirmung sicher und positionsgenau getragen werden kann. Der Fachmann kann diesen Erfordernissen in der Auslegung durch geeignete Wahl von Werkstoff, Abmessungen, Materialstärken und Anzahl von Halteelemente begegnen.
[0024] Weitere Vorteile der Erfindung bestehen in:
STEIGERUNG DER ENERGIEEFFIZIENZ
[0025] Durch die erfindungsgemäße Ausführung können Spalte in Abschirmungen knapper dimensioniert werden, was zu einer Steigerung der Energieeffizienz führt. Die Effizienzsteigerung resultiert aus einer verbesserten Abschirmwirkung durch geringere Strahlungsverluste durch Spalte. Diese Effizienzsteigerung senkt die Kosten im laufenden Betrieb durch Energieeinsparungen. Zusätzlich kann gegebenenfalls mit einer Senkung der Anschaffungskosten gerechnet werden, da aufgrund des geringeren Leistungsbedarfes die Stromversorgung kleiner dimensioniert werden kann.
VERMEIDUNG VON LECK-STRÖMUNGEN
[0026] Die Gasführung im Heizeinsatz wird durch die knapper dimensionierten Spalte kontrollierter, und Leck-Strömungen durch Spalte werden vermindert. Durch die verringerten Verluste wird das Kühlgas besser an die Charge herangeführt, was zu einer Effizienzsteigerung bei der Abkühlung führt.
VERMEIDUNG VON BESCHÄDIGUNGEN
[0027] Für den Fehlerfall, dass der Spalt zwischen Tür- und Seitenabschirmung zu gering eingestellt ist oder der Heizeinsatz bei zu hoher Temperatur betrieben wird, kann es zu einer Kollision zwischen Tür- und Seitenabschirmung kommen. Selbst hier bietet die Erfindung einen Vorteil gegenüber einer konventionellen Ausführung, da das erfindungsgemäße Stützgestell nachgiebiger gestaltet ist und somit auch bei einer unerwünschten Kollision eine Beschädigung geringgehalten werden kann.
Durch die Geometrie und Flexibilität des erfindungsgemäßen Stützgestells werden zudem problematische Biegespannungen in den
Aufhängungselementen vermieden, die bisher häufig zu plastischen Verformungen bis hin zu Materialbrüchen geführt haben.
LEICHTBAU-AUSFÜHRUNG DES STÜTZGESTELLS
[0028] In der konventionellen Lösung führt die Dehnung der Türabschirmung (insbesondere des Stützgestells) zu hohen Biegespannungen in den Bolzen sowie zu entsprechend hohen Spannungen in der Türabschirmung. Um Beschädigungen und unerwünschte Verformungen in der Türabschirmung zu verhindern, wird das Stützgestell herkömmlich sehr steif und massiv ausgeführt. Durch die erfindungsgemäße Aufhängung mittels zumindest abschnittsweise drehbarer und / oder flexibler Halteelemente kann das Stützgestell wesentlich weniger aufwendig und leichter ausgeführt werden. Daraus ergeben sich Kostenvorteile bei der Herstellung, ein dauerhaft verformungsfreier Betrieb und Vorteile im Ofenprozess, da weniger Masse aufzuheizen und abzukühlen ist. In einem Konstruktionsvergleich der Anmelderin hat sich durch den Verzicht auf tangentiale Versteifungen und teure Schweißverbindungen eine Kosteneinsparung von etwa 20% gegenüber der konventionellen Konstruktion ergeben.
[0029] Typische Abmessungen von Ofentypen, für die die Erfindung besonders nutzbringend eingesetzt werden kann, betragen 30 cm bis 3 m Durchmesser für die Deckelabschirmung. Eine Länge des Ofens beträgt typischerweise zwischen 30 cm und 5 m. Die Erfindung kann auch in rechteckigen Ofen Anwendung finden.
[0030] Freilich ist die Erfindung auch für kleinere Öfen, beispielsweise Laboröfen, nutzbar. Die Ersparnisse sind entsprechend geringer.
[0031] Im Folgenden werden bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung näher beschrieben: Bevorzugt beträgt der Winkel zwischen der Normalabstandsrichtung und dem zumindest abschnittsweise geneigten Verlauf des Haltelements zwischen 5° und 85°. Weiter bevorzugt liegt der Winkel in einem Bereich zwischen 10° und 80°. Noch weiter bevorzugt liegt der Winkel in einem Bereich zwischen 15° und 75°. Insbesondere liegt der Winkel in einem Bereich zwischen 40° und 50°. Der Winkel ist zwischen Haltelement und Normalabstandsrichtung definiert, wobei Null Grad einer Ausrichtung parallel zur Normalabstandsrichtung entsprechen.
[0032] Wenn ein Haltelement nicht als gerade Strebe ausgeführt ist, sondern beispielsweise eine zumindest abschnittsweise gekrümmte Form aufweist, kann zur Bestimmung einer durchschnittlichen Neigung eines Haltelements jener Winkel angesetzt werden, welcher zwischen einer gedachten geraden Verbindung der Befestigungspunkte an Deckelabschirmung und Kesseldeckel und der Normalabstandsrichtung eingenommen wird.
[0033] Bei mehreren Haltelementen ist es nicht zwingend erforderlich, dass alle den gleichen Winkel zur Normalabstandsrichtung einnehmen. Im Sinne einer modularen Bauweise unter Verwendung von Gleichteilen ist es jedoch vorzuziehen, dass alle Haltelemente den gleichen Winkel zur Normalabstandsrichtung einnehmen.
Eine zu steile Anstellung der Haltelemente (entsprechend einem kleinen Winkel) führt eventuell zu einer unerwünscht hohen axialen Steifigkeit.
Bei einer zu flachen Anstellung der Haltelemente (entsprechend einem großen Winkel) kann es eventuell zu einer Uberkompensation kommen, was einer unerwünschten Spaltvergrößerung entspricht. Der Winkel muss auf die Länge der Seitenabschirmung abgestimmt werden.
[0034] Bevorzugt ist vorgesehen, dass wenigstens zwei Haltelemente mit zumindest abschnittsweise geneigtem Verlauf ausgebildet sind. In der Regel sind es deutlich mehr, beispielsweise vier bis zehn Haltelemente, je nach Größe der Deckelabschirmung. Vorteilhafterweise sind die Halteelemente gleichmäßig entlang eines Umfangs der Deckelabschirmung beabstandet.
[0035] Bevorzugt ist vorgesehen, dass Haltelemente, die bezüglich einer normal zur Deckelabschirmung verlaufenden zentralen Achse gegenüberliegend angeordnet sind, einen bezüglich der Normalabstandsrichtung entgegengesetzt geneigten Verlauf aufweisen.
Mit „entgegengesetztem“ Verlauf der Haltelemente ist gemeint und bezweckt, dass die von der Ausdehnung der Deckelabschirmung in den Haltelementen induzierten (Zug-) Kräfte, im speziellen die radiale Komponente dieser Kräfte, sich gegenseitig aufheben. Dadurch wird eine laterale Verschiebung der Deckelabschirmung oder eine Verkippung derselben verhindert.
Die axiale Komponente der induzierten Kräfte in den Haltelementen führt zu dem beschriebenen
Effekt, dass durch Ausdehnung der Deckelabschirmung diese näher in Richtung Kesseldeckel wandert.
Mit „gegenüberliegend“ ist nicht zwingend gemeint, dass die Haltelemente spiegelsymmetrisch bezüglich einer zentralen Achse liegen.
Anzustreben ist vielmehr, dass sich die radialen (also die senkrecht zur Normalabstandsrichtung weisenden) Komponenten der Kräfte in den Haltelementen gegenseitig aufheben. Die Deckelabschirmung vollzieht dann bei Ausdehnung eine translatorische Bewegung in Richtung Kesseldeckel.
Es kann vorgesehen sein, dass die Befestigungspunkte eines Haltelementes an Deckelabschirmung und Kesseldeckel nicht in derselben, die zentralen Achse enthaltenden Ebene liegen. Diese Konfiguration kann man sich so vorstellen, dass Deckelabschirmung und Kesseldeckel um die zentrale Achse zueinander verdreht sind. Die Deckelabschirmung vollzieht dann bei Ausdehnung eine translatorische Bewegung in Richtung Kesseldeckel und zusätzlich eine Rotation um die zentrale Achse.
[0036] Bevorzugt liegen die um eine zentrale Achse angeordneten Befestigungspunkte der Haltelemente auf der Seite der Deckelabschirmung radial weiter außen und verlaufen in Richtung Kesseldeckel nach radial weiter innen.
[0037] Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Halteelement oder eine Mehrzahl von Halteelementen gegenüber der Deckelabschirmung und / oder dem Kesseldeckel über ein Gelenk drehbar gelagert ist. Das Halteelement kann beispielsweise als Strebe ausgeführt sein, welche über einfache Scharniere, etwa über Stifte, mit der Deckelabschirmung und / oder dem Kesseldeckel verbunden und drehbar gelagert ist. Das Gelenk erlaubt die Veränderung der Neigung der Halteelemente bei Ausdehnung der Deckelabschirmung.
[0038] Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass ein oder mehrere Halteelemente elastisch auslenkbar ausgebildet sind. Bei dieser Ausführung wird die Veränderung der Neigung der Halteelemente bei Ausdehnung der Deckelabschirmung durch elastische Auslenkung der Halteelemente ermöglicht.
[0039] Es kann vorgesehen sein, dass das Stützgestell ein entlang einer Bewegungsrichtung bewegliches Führungselement aufweist. Insbesondere entspricht die Bewegungsrichtung des Führungselement der Normalabstandsrichtung.
Uber ein solcherart ausgebildetes Führungselement kann gegebenenfalls eine verbesserte Führung der Bewegung der Deckelabschirmung in Richtung Deckel erzielt werden. Das Führungselement kann beispielsweise als Teleskopführung verschieblicher Zylinder ausgebildet sein. Ebenfalls vorstellbar sind zueinander verschiebliche, ineinander greifende Profile, die eine Art Teleskopschiene bilden.
[0040] Schutz wird auch begehrt für eine Anordnung umfassend eine Deckelabschirmung für einen Hochtemperaturofen mit einem erfindungsgemäßen Stützgestell sowie für einen Hochtemperaturofen mit einem erfindungsgemäßen Stützgestell.
[0041] Die Erfindung richtet sich insbesondere an Anwendungen mit Prozesstemperaturen von über 900°C. Da Strahlungsverluste exponentiell mit der Temperatur steigen, sind die Vorteile der Erfindung insbesondere bei hohen Temperaturen spürbar.
[0042] Die Erfindung ist insbesondere für metallische Abschirmungen vorgesehen. Metallische Abschirmungen bestehen aus einer im Wesentlichen parallelen Anordnung von beabstandeten Strahlblechen. Diese sind bevorzugt aus Refraktärmetall, insbesondere Wolfram oder Molybdän sowie Legierungen davon gebildet.
Hochtemperaturöfen dieser Bauweise werden insbesondere für Wärmebehandlungen über 900°C eingesetzt. Insbesondere ist die Erfindung für Hochtemperaturöfen vorgesehen, die für eine Zieltemperatur von > 1.200 °C, insbesondere von > 1.500 °C, bis zu Zieltemperaturen im Bereich von 2.500 °C ausgelegt sind. Solche Hochtemperaturöfen werden beispielsweise zum Sintern von Refraktärmetallen, insbesondere von Molybdän- oder Wolfram-Basiswerkstoffen, zur Züchtung von Saphir-Einkristallen für die LED-Herstellung, zum Löten, zur Wärmebehandlung
von Turbinenbauteilen etc., eingesetzt. Indem die Isolierung in Form metallischer Abschirmungen ausgebildet ist, können besonders reine Prozessbedingungen realisiert werden. Je nach Ausführung ist ein Betrieb unter Schutzgasatmosphäre oder Vakuum möglich.
[0043] Weitere Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren.
[0044] Von den Figuren zeigen: [0045] Fig. 1a und 1b: schematisch einen Hochtemperaturofen nach dem Stand der Technik
[0046] Fig. 2: eine Anordnung mit einem erfindungsgemäßen Stützgestell
[0047] Fig. 3: ein Fründungsgemäßes Stützgestell in einem ersten Ausführungsbeispie
[0048] Fig. 4: ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung
[0049] Fig. 5: ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung
[0050] Fig. 6: ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung
[0051] Fig. 7: ein Beispiel einer Seitenabschirmung
[0052] Figuren 1a und 1b zeigen zur grundsätzlichen Orientierung schematisch einen Hochtemperaturofen 100 nach dem Stand der Technik, wobei Figur 1a einen schematischen Längsschnitt und Figur 1b einen schematischen Querschnitt zeigt.
Dargestellt ist in diesem Beispiel eine zylindrische Ofenform in liegender (horizontaler) Bauweise. Der Hochtemperaturofen 100 umfasst einen Ofenmantel 120, auch Kessel genannt, der in der Regel als Stahlmantel ausgeführt ist und üblicherweise wassergekühlt ist. An den Stirnseiten ist der Hochtemperaturofen 100 von Deckeln 3 verschließbar.
Der Hochtemperaturofen 100 umfasst einen Prozessraum 140, der von einer Seitenabschirmung 110 gegenüber dem Ofenmantel 120 isoliert ist. An den Deckeln 3 isolieren Deckelabschirmungen 2 den Prozessraum 140.
Zur Veranschaulichung ist der Deckel 3 der rechten Stirnseite in dieser Darstellung vom Hochtemperaturofen 100 beabstandet eingezeichnet. Der Deckel 3 kann beispielsweise als schwenkbare Tür ausgeführt sein.
Der Hochtemperaturofen 100 ist insbesondere als metallischer Ofen ausgeführt. Die Abschirmungen 2, 110 sind üblicherweise als Pakete von zueinander beabstandeten Blechen ausgebildet. Insbesondere sind die Abschirmungen aus Refraktärmetallen gebildet, insbesondere aus Molybdän oder Wolfram bzw. Legierungen davon.
Wie in Figur 1b dargestellt, ist die Seitenabschirmung 110 als Kreiszylinder um den Prozessraum 140 gebildet, die Seitenabschirmung kann jedoch auch aus einem Polygonzug aus mehreren miteinander verbundenen Abschirmmodulen bestehen. Im gezeigten Beispiel wird ein annähernd kreisförmiger Querschnitt realisiert. Es könnte alternativ beispielsweise auch ein rechteckiger Querschnitt durch senkrecht zueinander stehende Abschirmmodule gebildet werden.
Die in Figur 1a gezeigten Abschirmungen 2, 110 sind über mit dem Deckel 3 bzw. dem Ofenmantel 120 verschweißte Bolzen 130 abgehängt. In dieser konventionellen Ausführung wird die Deckelabschirmung 2 fest mit Bolzen 130 verschraubt, diese Bolzen 130 sind wiederum fest mit dem Deckel 3 (hier als Kesseltür ausgebildet) verschweißt. Gleichermaßen ist die Seitenabschirmung 110 über Bolzen 130 mit dem Ofenmantel 120 verbunden.
Die thermische Dehnung der Abschirmungen 2, 110 ist durch die starre Befestigung zumindest abschnittsweise gesperrt und verursacht hohe Biegespannungen in den Bolzen 130.
[0053] Bei einer Erwärmung des Prozessraums 140 verlängert sich die Seitenabschirmung 110 (durch Blockpfeil d1 dargestellt) in Folge der thermischen Ausdehnung. Die Deckelabschirmung 2 dehnt sich vorwiegend in der über Blockpfeil d2 illustrierten lateralen Richtung aus.
Zusätzlich zu den Wärmedehnungen entlang der Abschirmungen 2, 110 in Richtung der jeweiligen Ebenen erfolgt - in geringerem Maße - eine thermische Dehnung der die Abschirmungen 2,
110 tragenden Bolzen 130.
Insbesondere durch die thermische Ausdehnung der Seitenabschirmung 110 entlang der Richtung von Blockpfeil d1 und (in geringerem Maße) die thermische Ausdehnung der die Deckelabschirmung 2 tragenden Bolzen erfolgt eine Veränderung eines Spaltmaßes - s - zwischen der Deckelabschirmung 2 und der Seitenabschirmung 110.
Das Spaltmaß - s - wird in einem kalten Zustand so eingestellt, dass es bei einer bestimmten maximalen Zieltemperatur die optimale Größe hat. Während des Aufheizens und Abkühlens und bei von der maximalen Zieltemperatur abweichenden Temperaturen ist das Spaltmaß - s - demzufolge größer oder kleiner als das Optimum. Damit sind die eingangs diskutierten Nachteile verbunden.
[0054] Figur 2 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Stützgestell 1 zur Halterung einer Deckelabschirmung 2, hier in einem Zusammenbau mit einer ausschnittsweise gezeigten Seitenabschirmung 110 eines Hochtemperaturofens 100.
Das Stützgestell 1 verbindet die Deckelabschirmung 2 mit dem Deckel 3 und beabstandet diese von der Seitenabschirmung 110 zu einem Spaltmaß - s -. Das Stützgestell 1 weist wenigstens ein Halteelement 4 auf, welches sich zwischen dem Deckel 3 und der Deckelabschirmung 2 erstreckt. Zwischen der Seitenabschirmung 110 und der Deckelabschirmung 2 besteht ein Normalabstand -n- entlang einer Normalabstandsrichtung N. Beim erfindungsgemäßen Stützgestell 1 weist das Halteelement 4 einen gegenüber der Normalabstandsrichtung N zu einem Winkel a abgewinkelten Verlauf auf, wobei der Winkel a ungleich Null ist.
Bevorzugt liegt der Winkel a in einem Bereich zwischen 5° und 85°.
Weiter bevorzugt liegt der Winkel a in einem Bereich zwischen 10° und 80°. Noch weiter bevorzugt liegt der Winkel a in einem Bereich zwischen 15° und 75°. Insbesondere liegt der Winkel a in einem Bereich zwischen 40° und 50°.
[0055] Tritt nun durch Erwärmung eine thermische Ausdehnung der Seitenabschirmung 110 entlang der durch Blockpfeil d1 dargestellten Richtung auf, so würde bei einer konventionellen Ausführung einer Aufhängung der Deckelabschirmung 2 über eine starre Bolzenverbindung entlang des Normalabstands N sich das Spaltmaß - s - wie schon zu Figur 1a beschrieben verringern. Indem aber erfindungsgemäß das Stützgestell 1 ein Halteelement 4 mit einem gegenüber der Normalabstandsrichtung N abgewinkelten Verlauf aufweist und das Halteelement 4 zumindest abschnittsweise drehbar und / oder flexibel ausgebildet, kann die auftretende laterale Wärmedehnung der Deckelabschirmung 2 (entlang Blockpfeil d2) vorteilhaft zur Kompensation der Veränderung des Spaltmaßes - s - genutzt werden.
[0056] Zum leichteren Verständnis der auftretenden Verschiebungen können als Fixpunkte hinsichtlich der hilfsweise eingezeichneten x-Achse die Fixpunkte F bezüglich Deckel 3 und der Bolzen 130 für die Seitenabschirmung 110 angenommen werden. Die Wärmedehnung der Deckelabschirmung 2 bewirkt durch das erfindungsgemäß augebildtete Stützgestell 1 eine Verschiebung v1 der Deckelabschirmung 2 in (negativer) x-Richtung. Das Maß der Verschiebung v1 der Deckelabschirmung 2 ergibt sich dabei aus der lateralen Verschiebung v2 der Deckelabschirmung 2 sowie den Abmessungen der Halteelemente 4 und dem Winkel a gemäß Winkelfunktion. Die Veränderung des Spaltmaßes - s - ergibt sich aus der Verschiebung v1 der Deckelabschirmung 2 in (negativer) x-Richtung und dem Maß der Dehnung der Seitenabschirmung 110 entlang der Ausdehnungsrichtung - d1 - der Seitenabschirmung 110.
Die geometrischen Verhältnisse werden so gewählt, dass das Spaltmaß - s - für alle Betriebstemperaturen möglichst gleich und in der idealen Größenordnung von wenigen mm bleibt, insbesondere bei sehr hohen Ofentemperaturen, um die Strahlungsverluste klein zu halten.
[0057] Die Wirkungsweise wird anhand Figur 3 näher erläutert.
[0058] In Figur 3 wird die Kinematik des erfindungsgemäßen Stützgestells 1 nach einem ersten Ausführungsbeispiel illustriert.
Das Stützgestell 1 trägt über Halteelemente 4 eine Deckelabschirmung 2 für einen Hochtemperaturofen (Hochtemperaturofen nicht dargestellt) und verbindet die Deckelabschirmung 2 mit einem Deckel 3. In der Ansicht nach Figur 3 sind zwei Halteelemente 4 gezeigt. Je nach Bauweise
und -größe können auch mehrere Halteelemente 4 vorgesehen sein. Beispielsweise können bei einem kreisförmigen Deckel 3 wenigsten drei Halteelemente 4 ausgebildet sein. Dargestellt sind zwei Positionen des Stützgestells 1: - mit durchgezogenen Linien die Lage bei einer Temperatur T1 - mit strichlierten Linien die Lage bei einer Temperatur T2, mit Temperatur T2 größer als Temperatur T1.
[0059] Beispielsweise ist die Temperatur T1 die Raumtemperatur und die Temperatur T2 eine Betriebstemperatur eines Hochtemperaturofens.
[0060] Bei der Temperatur T1 ist die Deckelabschirmung 2 vom Deckel 3 mit einem ersten Normalabstand n1 beabstandet. Gegenüber einer Normalabstandsrichtung - N - zwischen Deckelabschirmung 2 und Deckel 3 nimmt ein Halteelement 4 einen ersten Winkel a; ein. In anderen Worten verläuft das Halteelement 4 nicht wie bei den aus dem Stand der Technik bekannten Bolzen normal (senkrecht) zu Deckelabschirmung 2 und Deckel 3, sondern weist zumindest abschnittsweise einen geneigten Verlauf auf. Die Normalabstandsrichtung - N - ist in diesem Beispiel eine Normale auf Deckelabschirmung 2 und Deckel 3.
Bei einer von einem ebenen Verlauf abweichenden Form von Deckelabschirmung 2 und / oder Deckel 3 kann als Normalabstandsrichtung N die Richtung einer lokalen kürzesten Verbindung angesetzt werden.
[0061] Im vorliegenden Beispiel sind zwei Halteelemente 4 dargestellt, die bezüglich einer zentralen Achse - S - gegenüberliegend angeordnet sind. Vorliegend und vorteilhaft sind die zwei Halteelemente 4 symmetrisch zur zentralen Achse - S angeordnet.
Die gegenüberliegenden Halteelemente 4 nehmen zur Normalabstandsrichtung - N - jeweils einen ersten Winkel a; ein, der in diesem Ausführungsbeispiel den gleichen Betrag aufweist, die Neigung der Halteelemente 4 ist jedoch entgegengesetzt.
Bei einem Anstieg der Temperatur von der Temperatur T1 auf die Temperatur T2 bewirkt die laterale thermische Ausdehnung der Deckelabschirmung 2 (entlang Blockpfeil d2) eine VergröBerung der Auslenkung der in dieser Darstellung zwei Halteelemente 4. Bei der Temperatur T2 nehmen die Halteelemente 4 zur Normalabstandsrichtung - N - jeweils einen zweiten Winkel a» ein, wobei der Betrag des zweiten Winkels a,» größer ist als der Betrag des ersten Winkels a. Mit lateraler Ausdehnung der Deckelabschirmung 2 ist die Ausdehnung quer zu einer Ebenennormalen der Deckelabschirmung 2 gemeint.
Indem die Halteelemente 4 zumindest abschnittsweise drehbar und / oder flexibel ausgebildet sind, lassen die Halteelemente 4 eine laterale Ausdehnung der Deckelabschirmung 2 zu und führen diese - anders als starre Bolzen - in eine zweite Position, strichliert dargestellt als Deckelabschirmung 2°.
Bei der Temperatur T2 ist die Deckelabschirmung 2‘ vom Deckel 3 über einen zweiten Normalabstand n2 beabstandet, wobei der zweite Normalabstand n2 kleiner ist als der erste Normalabstand n;.
[0062] Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Halteelemente 4 über abschirmungsseitige Gelenke 5 und deckelseitige Gelenke 6 beweglich mit der Abschirmung 2 beziehungsweise dem Deckel 3 verbunden.
Das erfindungsgemäße Stützgestell 1 bewirkt, dass bei einer Erwärmung und der damit verbundenen thermischen Ausdehnung der Deckelabschirmung 2 diese näher an den Deckel 3 rückt. Eine Veränderung eines Spaltmaßes gegenüber einer sich in Richtung der Deckelabschirmung 2 ausdehnenden Seitenabschirmung (hier nicht gezeigt) kann dadurch zumindest teilweise ausglichen werden.
In anderen Worten erklärt, ist das Stützgestell 1 umfassend wenigstens ein gegenüber der Normalabstandsrichtung N geneigtes Halteelement 4 so beschaffen, dass die durch die thermische Ausdehnung der Deckelabschirmung 2 induzierten Kräfte eine vergrößerte Auslenkung des wenigstens einen Halteelements 4 bewirken. Da - in diesem Ausführungsbeispiel - eine freie Bewegung des Halteelements 4 von einem gegenüberliegenden Halteelement 4 mit entgegengesetzter Neigung gesperrt wird, verringert sich der Normalabstand, ohne dass die Deckelabschirmung 2 gegenüber der zentralen Achse - S - verschoben wird. Die Deckelabschirmung 2 vollzieht bei
Temperaturanstieg also bevorzugt eine Parallelverschiebung in Richtung Deckel 3.
[0063] Im bevorzugten Fall ist das Stützgestell 1 so ausgestaltet, dass das Spaltmaß über einen Temperaturbereich zwischen Raumtemperatur und Betriebstemperatur eines Hochtemperaturofens konstant bleibt.
Dazu kann der Fachmann mithilfe numerischer Simulation der thermischen Dehnungen und Versuche die Halteelemente 4 auslegen.
[0064] Es versteht sich, dass auch die Halteelemente 4 einer thermischen Ausdehnung unterworfen sind. Diese ist jedoch klein im Vergleich zu der lateralen Ausdehnung der Deckelabschirmung 2 und macht den Effekt der erfindungsgemäßen Anordnung keineswegs zunichte.
[0065] Bei stehender Bauweise eines Hochtemperaturofens, das heißt liegender Anordnung der Deckelabschirmung 2 sind die Halteelemente 4 in gleicher Weise von der Schwerkraft belastet. Es bietet sich eine Auslegung der Halteelemente 4 an, bei der Halteelemente 4 gegenüber der zentralen Achse - S - gleichmäßig entlang eines Umfangs angeordnet sind.
[0066] Bei einer liegenden (horizontalen) Bauweise eines Hochtemperaturofens kann es vorteilhaft sein, die Halteelemente 4 gegenüber der zentralen Achse - S - so anzuordnen, dass der Einfluss der Schwerkraft nicht zu einem Absenken der Deckelabschirmung 2 gegenüber der zentralen Achse - S - führt. Die Absenkung der Deckelabschirmung 2 kann auch durch eine geschickte Dimensionierung der Halteelemente 4 vermieden werden.
[0067] Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Stützgestells 1. Die für Figur 3 eingeführten Bezugszeichen werden nicht abermals beschrieben. Die Darstellung bedient sich der Erläuterungen zu den verschiedenen Positionen der Halteelemente 4 in Abhängigkeit von der Temperatur aus Figur 3.
[0068] Dabei ist die Ausführung der Halteelemente 4 gegenüber Figur 3 unverändert belassen. Darüber hinaus jedoch ist ein Führungselement 7 vorgesehen, welches in Richtung der zentralen Achse - S - axial verschieblich und quer dazu starr ausgebildet ist. Die zentrale Achse - S - ist hier und bevorzugt parallel zur Normalabstandsrichtung N. Das Führungselement 7 kann beispielsweise teleskopartig von einer Anordnung eines Hohlzylinders mit einem darin verschieblich gelagerten Zylinder gebildet sein. Im vorliegenden Beispiel ist etwa auf der Seite des Deckels 3 ein Zylinder ausgebildet, der sich in einen auf der Seite der Deckelabschirmung 2 fixierten Hohlzylinder erstreckt.
[0069] In diesem Ausführungsbeispiel sperrt das Führungselement 7 ein Ausweichen der Deckelabschirmung 2 gegenüber der zentralen Achse - S -.
Auf diese Weise wäre zur Erreichung der erfindungsgemäßen Wirkung des Stützgestells 1 nur ein geneigtes Halteelement 4 erforderlich. In der Praxis sind allein wegen einer erwünschten gleichmäßigen Krafteinleitung mehrere Halteelemente 4 entlang eines Umfangs der Deckelabschirmung 2 vorzuziehen.
[0070] Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Zum grundsätzlichen Prinzip und den Bezugszeichen wird auf Figur 3 verwiesen.
Hier wird die Auslenkung der Halteelemente 4 bei einer Ausdehnung der Deckelabschirmung 2 realisiert, indem die Halteelemente 4 flexibel ausgebildet sind. Die Funktion der Drehpunkte wird dabei durch Abkantungen in den Halteelementen 4 übernommen, die dadurch eine Federwirkung aufweisen. Die Halteelemente 4 können beispielsweise als abgekantete Blechstreifen ausgebildet sein, die beispielsweise mit der Deckelabschirmung 2 und mit dem Deckel 3 über eine Niet-, Schraub- oder Schweißverbindung fixiert sind.
[0071] Es versteht sich, dass die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Varianten untereinander frei kombinierbar sind.
So können an einem Stützgestell 1 etwa flexible Halteelemente 4 mit gelenkig gelagerten Halteelementen 4 kombiniert werden. Auch ist es vorstellbar, flexible Halteelemente 4 zusätzlich mit Gelenken 6 auszustatten. Ferner können zusätzlich ein oder mehrere Führungselemente 7 vorgesehen werden.
[0072] Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Gezeigt ist eine perspektivische Ansicht eines Stützgestells 1 mit einer Deckelabschirmung 2 und einer daran angrenzenden Seitenabschirmung 110. Die Darstellung entspricht einer Anordnung für einen zylindrischen Ofentyp in hier liegender Bauweise.
Es sind acht Halteelemente 4 zu gleichen Abständen entlang eines Umfangs der Deckelabschirmung 2 angeordnet. Bezüglich der zentralen Achse - S - verlaufen gegenüberliegende Halteelemente 4 entgegengesetzt.
[0073] Die Halteelemente 4 verlaufen abgewinkelt von der Deckelabschirmung 2 in Richtung Deckel (nicht gezeigt) bezüglich der zentralen Achse - S - nach innen.
Bei einer nicht-geradzahligen Anzahl von Halteelementen 4 liegen die Halteelemente 4 naturgemäß nicht spiegelsymmetrisch bezüglich der zentralen Achse - S - gegenüber. Wie bereits erläutert, weisen gegenüberliegende Halteelemente 4 einen entgegengesetzten Verlauf auf. Im vorliegenden Beispiel führen die Halteelemente 4 von weiter außen an der Deckelabschirmung 2 nach weiter innen in Richtung Deckel (nicht gezeigt).
Die der Deckelabschirmung 2 abgewandten Enden der Halteelemente 4 sind zur Fixierung an einen Deckel (nicht gezeigt) ausgebildet. Die Halteelemente 4 sind vorliegend flexibel als abgekantete Blechstreifen ausgebildet. Zur Aussteifung und Kraftübertragung ist ein Stützrahmen 8 mit (hier acht) radial verlaufenden Streben 9 vorgesehen. Die Halteelemente 4 greifen radial außen an den Streben 9 des Stützrahmens an.
Zusätzlich vorteilhaft an der Ausführung der Halteelemente 4 als flexible Blechstreifen ist es, dass diese ähnlich Blattfedern auslenkbar sind, quer zur vorgesehenen Bewegungsrichtung jedoch steif sind. Somit ist eine steife Halterung der Deckelabschirmung 2 gewährleistet.
Das Konstruktionsprinzip des Stützgestells 1 umfassend einen Stützrahmen 8 bietet sich generell für die Realisierung der Erfindung an.
In einem Zusammenbau würde die Deckelabschirmung 2 mit einem Deckel und die Seitenabschirmung 110 mit einem Ofenmantel verbunden sein.
Bei einer Ausdehnung der Seitenabschirmung 110 bei einer Temperaturerhöhung bleibt das Spaltmaß - s - zwischen Seitenabschirmung 110 und Deckelabschirmung 2 dank des erfindungsgemäßen Stützgestells 1 konstant.
Die Ausgestaltungen des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind mit den zuvor diskutierten Varianten kombinierbar und keineswegs auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt.
[0074] Figur 7 zeigt ein Beispiel einer aus einzelnen Abschirmmodulen aufgebauten Seitenabschirmung 110. Die Seitenabschirmung 110 ist über Bolzen 130 mit einem Ofenmantel 120 (nur angedeutet) verbunden.

Claims (9)

Ansprüche
1. Stützgestell zur Halterung einer Deckelabschirmung (2) für einen Hochtemperaturofen (100), wobei das Stützgestell (1) dazu ausgebildet ist, die Deckelabschirmung (2) mit einem Deckel (3) des Hochtemperaturofens zu verbinden und die Deckelabschirmung (2) von dem Deckel (3) mit einem Normalabstand (n) zu beabstanden, und das Stützgestell (1) wenigstens ein Halteelement (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Halteelement (4) gegenüber einer Normalabstandsrichtung (N) zwischen Deckelabschirmung (2) und Deckel (3) zumindest abschnittsweise in einem Winkel (a) geneigt verläuft und zumindest abschnittsweise drehbar und / oder flexibel ausgebildet ist, derart dass eine laterale Ausdehnung der Deckelabschirmung (2) eine Vergrößerung des Winkels (a) und damit eine Verringerung des Normalabstands (n) bewirkt.
2. Stützgestell (1) nach Anspruch 1, wobei der Winkel (a) zwischen der Normalabstandsrichtung (N) und dem zumindest abschnittsweise geneigten Verlauf des Haltelements (4) zwischen 5° und 85° beträgt.
3. Stützgestell (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei wenigstens zwei Haltelemente (4) mit zumindest abschnittsweise geneigtem Verlauf ausgebildet sind.
4. Stützgestell (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 3, wobei Haltelemente (4), die bezüglich einer normal zur Deckelabschirmung (2) verlaufenden zentralen Achse (S) gegenüberliegend angeordnet sind, einen bezüglich der Normalabstandsrichtung (N) entgegengesetzt geneigten Verlauf aufweisen.
5. Stützgestell (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 4, wobei wenigstens ein Halteelement (4) gegenüber der Deckelabschirmung (2) und / oder dem Deckel (3) über ein Gelenk (5, 6) drehbar gelagert ist.
6. Stützgestell (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 5, wobei wenigstens ein Halteelement (4) elastisch auslenkbar ausgebildet ist.
7. Stützgestell (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 6, wobei das Stützgestell (1) ein entlang der Normalabstandsrichtung (N) axial bewegliches Führungselement (7) aufweist.
8. Anordnung umfassend einen Deckel (3) für einen Hochtemperaturofen (100) mit einem Stützgestell (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
9. Hochtemperaturofen (100) mit einem Stützgestell (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
ATGM50149/2022U 2022-09-27 2022-09-27 Stützgestell für eine deckelabschirmung AT18000U1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATGM50149/2022U AT18000U1 (de) 2022-09-27 2022-09-27 Stützgestell für eine deckelabschirmung
EP23715004.0A EP4594693A1 (de) 2022-09-27 2023-03-14 Stützgestell für eine strahlungsabschirmung
PCT/AT2023/060071 WO2024064980A1 (de) 2022-09-27 2023-03-14 Stützgestell für eine strahlungsabschirmung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATGM50149/2022U AT18000U1 (de) 2022-09-27 2022-09-27 Stützgestell für eine deckelabschirmung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
AT18000U1 true AT18000U1 (de) 2023-10-15

Family

ID=88291812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ATGM50149/2022U AT18000U1 (de) 2022-09-27 2022-09-27 Stützgestell für eine deckelabschirmung

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4594693A1 (de)
AT (1) AT18000U1 (de)
WO (1) WO2024064980A1 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0048503A2 (de) * 1978-04-27 1982-03-31 Encomech Engineering Services Limited Hitzeschild für band- oder knüppelförmiges Material
US20030217999A1 (en) * 2002-05-22 2003-11-27 Jones William R. Furnace cart and load transfer system for high temperature vacuum furnaces and process therefor

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4343168A (en) * 1977-05-04 1982-08-10 Laws William R Heat shield arrangements for a rolling mill
US4771166A (en) 1987-08-05 1988-09-13 Grier-Mcguire, Inc. Electric furnace heater mounting
AT16588U1 (de) 2018-12-10 2020-02-15 Plansee Se Abschirmung für einen Hochtemperaturofen

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0048503A2 (de) * 1978-04-27 1982-03-31 Encomech Engineering Services Limited Hitzeschild für band- oder knüppelförmiges Material
US20030217999A1 (en) * 2002-05-22 2003-11-27 Jones William R. Furnace cart and load transfer system for high temperature vacuum furnaces and process therefor

Also Published As

Publication number Publication date
EP4594693A1 (de) 2025-08-06
WO2024064980A1 (de) 2024-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3894771B1 (de) Abschirmung für einen hochtemperaturofen
EP1152641A2 (de) Mikrowellenofen zum Aufheizen von Brenngut
EP1391521A1 (de) Kühlplatte für metallurgische Öfen
DE69516064T2 (de) Träger für das Heizelement eines elektrischen Ofens
EP3171117B1 (de) Regenerativer wärmeübertrager mit verbessertem dichtrahmen
AT18000U1 (de) Stützgestell für eine deckelabschirmung
EP2935152A1 (de) Thermisches abschirmsystem
DE102010017530A1 (de) Lagerung von Transportrollen
EP0421411A2 (de) Drehofen
DE2840282A1 (de) Lager fuer die rotationsrollen der transportebene von brennoefen
EP2240117B1 (de) Brenntisch für einen ofen
EP3464216B1 (de) Hochtemperatur-isoliersystem
EP1557611B1 (de) Strömungsbarriere, Verkleidung und Brennkammer
EP2864705B1 (de) Brennkammerkühlung
EP4341628A1 (de) Anordnung zur befestigung eines heizelements
EP3851743B1 (de) Vorrichtung zum abstützen von mindestens zwei strahlheizrohren in einem ofenraum sowie industrieofen
WO2019179942A1 (de) Heizeinheit für horizontalofen
EP2856498B1 (de) Suszeptor
DE69906630T2 (de) Wassergekühlter Arm
WO2019038179A1 (de) Industrieofen mit tragekonstruktion
DE202007019294U1 (de) Gekühlter Behälter zum Positionieren von Düsen in Lichtbogenöfen
EP0321642B1 (de) Koksofentür mit Metallschild
DE102018104702A1 (de) Gargerät mit einem Garraum
EP2131130B1 (de) Ofenschieber; Ofenanlage mit Ofenschieber
WO2024192450A1 (de) Gasdurchlassmodul für einen hochtemperaturofen