DE102020115860A1

DE102020115860A1 - Metallheißteildämmelement zur Verhinderung bzw. Verringerung des Entstehens umwelt- und/oder gesundheitsschädlicher Schwermetallverbindungen

Info

Publication number: DE102020115860A1
Application number: DE102020115860.2A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-06-16
Filing date: 2020-06-16
Publication date: 2021-12-16
Also published as: LU500133A1; LU500133B1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein textiles oder teilmetallisches Metallheißteildämmelement (hierein auch als „Dämmelement“ bezeichnet) zur Verhinderung bzw. Verringerung des Entstehens umwelt- und/oder gesundheitsschädlicher Schwermetallverbindungen, das in Form als Isoliermatratze, Isolierkissen/Pillow, Isoliermatte, Isoliermanschette, Isolierformteil, Isolierelement, Isolierhaube, Isolierdecke, Glasgewebeformmatte, Isolierkasette, Hardcoverelemente o.ä. ausgebildet ist und zur Wärmeisolierung von Metallheißteilen in einem Temperaturbereich von 20°C bis 750°C verwendet wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein textiles oder teilmetallisches Metallheißteildämmelement (hierin auch als „Dämmelement“ bezeichnet) zur Verhinderung bzw. Verringerung des Entstehens umwelt- und/oder gesundheitsschädlicher Schwermetallverbindungen, das in Form als Isoliermatratze, Isolierkissen/Pillow, Isoliermatte, Isoliermanschette, Isolierformteil, Isolierelement, Isolierhaube, Isolierdecke, Glasgewebeformmatte, Isolierkasette, Hardcoverelemente o.ä. ausgebildet ist und zur Wärmeisolierung von Metallheißteilen in einem Temperaturbereich von 20°C bis 750°C eingesetzt wird.
Stand der Technik
Prinzipiell sind verschiedene Arten von Dämmelementen bzw. Dämmsystemen bekannt, die für die Wärmedämmung und/oder Schalldämmung aber auch als Hitzeschutz von Verbrennungsmotoren (wie bspw. Motoren von Kraftfahrzeugen, Nutzfahrzeugen, Baumaschinen, Schienenfahrzeugen und Schiffsmotoren), Motorenheißteilen, Bestandteilen von Abgassystemen wie z.B. Dieselpartikelfiltern, Turboladern, Katalysatoren, Schalldämpfern, SCR-Systemen und deren verbundenen Bauteilen, sowie Gas- und Dampfturbinen, Generatoren, Blockheizkraftwerken und ähnlichen Aggregaten, sowie zu sämtlichen zuvor genannten Anlagen gehörenden Zu- und Ableitungen eingesetzt werden.
Diese bekannten Dämmelemente bzw. Dämmsysteme bestehen in der Regel aus einer Umhüllung aus textilen Flächengebilden unter Verwendung von E-Glas, ECR-Glas, Basalt oder anderen Hochtemperaturwerkstoffen, jeweils mit oder ohne Metalldrahtverstärkung, jeweils mit oder ohne unterschiedlichen Beschichtungen und/oder chemischen Imprägnierungen als auch zur Kaltseite hin mit Kaschierungen aus Kunststofffolien und/oder Metallfolien, die eine oder mehrere Lagen Dämmstoff umschließen, die gewöhnlich ebenfalls aus E-Glas, ECR-Glas, Basalt, Steinwolle oder anderen Hochtemperaturwerkstoffen bestehen, die so gewählt und gestaltet sind, dass sie den Betriebstemperaturen des zu isolierenden Objekts standhalten und auch noch über gute Wärme- und Schallisoliereigenschaften verfügen.
Folglich dienen die bekannten Dämmelemente bzw. Dämmsysteme der Wärmedämmung und/oder Schalldämmung und/oder als Hitzeschutz, dem Temperaturerhalt im System, dem Hitzeschutz in der Nähe befindlicher Bauteile vor Wärme bzw. Erhitzung oder Überhitzung, beziehungsweise um sonstigen Anwendungsanforderungen z.B. Schallschutz, Berührungsschutz, Brandschutz, Arbeitsschutz usw. gerecht zu werden.
Der Aufbau dieser Dämmelemente bzw. Dämmsysteme erfolgt in verschiedenen Ausführungen, wie z.B. in Kissenform, also bestehend aus einem Innengewebe (sog. Heißseite), einem oder mehreren innenliegenden Dämmstoffen und einem Außengewebe (sog. Kaltseite), oder aber auch in Matratzenform, also bestehend aus einem Innengewebe (sog. Heißseite), einer oder mehrerer Lagen Dämmstoff in Form von Dämmmatten, lose gefüllten Dämmmaterialien oder Kombinationen hieraus, einem Außengewebe (sog. Kaltseite) und einem sog. Gewebesteg (Seitenteil), der Innen- und Außengewebe verbindet und dem Dämmelement seine kasten- bzw. matratzenartige Form verleiht.
Weitere Darstellungsformen sind hierin genannt und werden an dieser Stelle nicht näher beschrieben.
In den letzten Jahren hat sich für Temperaturen im Bereich von 20°C bis 750°C die Verwendung von E-Glasgeweben, ECR-Glasgeweben, HR-Glasgeweben, Basaltgeweben, Calcium-Silikatgeweben, jeweils mit und ohne Drahtverstärkung, als Träger- und Umhüllungsgewebe bewährt. Ebenfalls bevorzugt werden in diesem Temperaturbereich Isoliermassen, Wärmeleitzement, Spritzisolierung, Feststoffisolierungen, Steinwollmatten, E-Glasmatten, ECR-Glasmatten, HR-Glasmatten, Basaltmatten, Mineralfasermatten eingesetzt.
Um eine temperaturbeständige Zweckmäßigkeit und Haltbarkeit zu erreichen, werden diese teilweise, insbesondere das heißseitige Gewebe, mit besonderen Beschichtungen und/oder Imprägnierungen versehen. Das äußere, also kaltseitige Gewebe, ist oft mit einer wasser- und/oder ölabweisenden Beschichtung und/oder Imprägnierung versehen und/oder mit einer Kunststofffolie und/oder Metallfolie kaschiert. Teilweise sind die Außenseiten mit einer metallischen Verstärkung versehen.
Als Dämmstoffe haben sich für Temperaturen im Bereich von 20°C bis 750°C E-Glasnadelmatten, ECR-Glasnadelmatten, HR-Glasfasermatten, sogenannte Superwool-Produkte, Steinwolle, Basalt, keramische Fasern oder ähnliche Dämmmaterialien bewährt.
Alle vorgenannten, zurzeit bevorzugt eingesetzten Isoliergewebe und alle vorgenannten Hochtemperaturdämmstoffe weisen einen nicht unerheblichen Massengehalt von in Summe mehr als 5 Gew.-% an Alkali- bzw. Erdalkalimetallen und/oder Verbindungen damit (insbesondere Oxide davon), insbesondere in Summe von jeweils mehr als 5 Gew.-% an Calcium, Magnesium und/oder deren Verbindungen (insbesondere Oxiden) auf.
Bei der Demontage oder dem Austausch von im Einsatz gewesenen Dämmelementen oder Dämmsystemen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, werden nun Stäube und/oder Ablagerungen aus gesundheits- und umweltschädlichen Schwermetallverbindungen, insbesondere Chromverbindungen, hier insbesondere Chrom(VI)-Verbindungen festgestellt.
Diese können als Rückstände sowohl auf den isolierten Bauteilen, auf der Oberfläche des Innengewebes dieser Dämmelemente oder Dämmsysteme, innerhalb der Dämmelemente oder Dämmsysteme, als auch auf der Oberfläche der verwendeten Isolierungen nachgewiesen werden.
Das Anheizen/Aufheizen von Metallheißteilen (z.B. Motoren/Turbinen), hohe Dauertemperaturen (400°C-750°C) und ggfs. das Einwirken von Feuchtigkeit, scheinen den Prozess der Bildung von Schwermetallverbindungen zu befördern. Die Dauertemperatur dieser Metallheißteile ist jedoch nicht so hoch, dass sich diese entstandenen Schwermetallverbindungen, insbesondere Chrom(VI)-Verbindungen, verflüchtigen/verbrennen. Hierzu sind Temperaturen von mehr als 1.000°C erforderlich.
Die Menge entstehender Schwermetallverbindungen kann nicht vorausgesagt/eingegrenzt werden, da jedes Metallheißteil unter anderen Bedingungen im Einsatz und somit anderen Einflüssen ausgesetzt ist.
Schwermetallverbindungen, insbesondere Chromverbindungen, hier besonders Chrom(VI)-Verbindungen gelten als höchst gesundheits- und umweltschädlich. Sie können unheilbare Erkrankungen hervorrufen, gelten als besonders besorgniserregend, krebserzeugend und erbgutverändernd und können je nach Konzentration und Kontakt zum Tode führen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die technische Aufgabe zugrunde, ein Dämmelement oder Dämmsystem für den Einsatz bei Temperaturen im Bereich von 20°C bis 750°C bereitzustellen, das bei bestimmungsgemäßer Verwendung die Entstehung von gesundheits- und umweltschädlichen Schwermetallverbindungen, insbesondere Chromverbindungen, ganz besonders bevorzugt Chrom(VI)-Verbindungen unterbindet, bzw. die Entstehung derart reduziert, dass von der entstehenden Konzentration dieser Verbindungen keinerlei bzw. durch geeignete zumutbare Schutzmaßnahmen abwendbare gesundheits- und umweltschädliche Risiken ausgehen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Metallheißteildämmelement (1) zur Verhinderung bzw. Verringerung des Entstehens umwelt- und/oder gesundheitsschädlicher Schwermetallverbindungen gemäß Anspruch 1 gelöst, das zumindest einlagig bzw. einschichtig ausgebildet ist und somit zumindest eine erste Außenlage (2) (hierin auch als untere Außenlage bezeichnet) umfasst,
wobei die erste Außenlage (2) bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Metallheißteildämmelements als direkte Kontaktlage für ein zu dämmendes Metallheißteil ausgebildet ist,
wobei das Metallheißteildämmelement (1) durch seine Dreidimensionalität (bei bestimmungsgemäßem Gebrauch) zumindest folgendes umfasst:

- eine untere Außenseite (3) (hierin auch als Heißseite bezeichnet), die (bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Metallheißteildämmelements) als direkte Kontaktfläche für ein zu dämmendes Metallheißteil ausgebildet ist, und
- eine obere Außenseite (4) (hierin auch als Kaltseite bezeichnet), die der Kontaktfläche für das Metallheißteil gegenüberliegend angeordnet ist,

2

Bevorzugt ist zumindest die erste Außenlage (2) bzw. untere Außenlage alkalimetall- und/oder erdalkalimetallarm ausgebildet, d.h., die untere Außenlage weist weniger als 5 Gew.-% eines Alkalimetalls, Erdalkalimetalls oder Verbindungen (insbesondere dessen Oxide) auf.
Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist zumindest die erste Außenlage (2) bzw. untere Außenlage (2) alkalimetall- und/oder erdalkalimetallfrei ausgebildet. Beispielsweise besteht die erste Außenlage (2) aus einer Folie oder einem textilen Flächengebilde, insbesondere einer Metallfolie, besonders bevorzugt einem Metallgewebe, insbesondere Edelstahlgewebe oder einer Edelstahlfolie oder Aluminiumfolie.
Vorteilhaft wird dadurch, dass zumindest die untere Außenlage (2) die calciumarm, vorzugsweise calciumfrei, besonders bevorzugt alkalimetall- und/oder erdalkalimetallarm, ganz besonders bevorzugt alkalimetall- und/oder erdalkalimetallfrei ausgebildet ist, bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Metallheißteils bzw. des Metallheißgerätes unter Betriebstemperaturen im Bereich von 20°C bis 750°C, insbesondere im Bereich von 200°C bis 750°C, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 400°C bis 750°C das Entstehen umwelt- und/oder gesundheitsschädlicher Schwermetallverbindungen (insbesondere Chromverbindungen, ganz besonders Chrom(VI)-Verbindungen), die aufgrund chemischer Reaktionen zwischen dem metallischen Material des Metallheißteils bzw. den Stahlverstärkungen in den Dämmelementen und dem herkömmlichen Dämmelement bzw. Dämmmaterial, insbesondere den darin enthaltenen Alkalimetallen, Erdalkalimetallen bzw. deren Verbindungen (insbesondere Oxiden) während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs des Metallheißgerätes entstehen, verhindert bzw. verringert (siehe 1).
Darüber hinaus wird durch die Verwendung des Metallheißteildämmelementes (1) mit dem erfindungsgemäßen Aufbau vorteilhaft die Korrosion des Metallheißteils - die insbesondere bei Anwesenheit von Feuchtigkeit bzw. Wasser (z.B. Regenwasser, Kondenswasser, Tauwasser- und Eisbildung) verstärkt auftritt - aufgrund der chemischen Reaktion zwischen dem metallischen Material des Metallheißteils und den herkömmlichen Dämmelementen, insbesondere mit den darin enthaltenen Alkali-, Erdalkalimetallen bzw. deren Verbindungen (insbesondere Oxiden), verringert oder sogar unterbunden. Unter Korrosion wird hierbei die chemische Reaktion eines Metallheißteils mit seiner Umgebung (bspw. mit dem Dämmmaterial) verstanden, die eine messbare Veränderung des Metallheißteils bzw. seiner strukturellen Beschaffenheit bewirkt und zu einer Beeinträchtigung der Funktion führen kann.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Alkalimetalle und/oder Erdalkalimetalle und Verbindungen damit, insbesondere Calcium und Verbindungen damit gegenüber Schwermetallen, wie Chrom, welches bspw. in Stählen eingesetzt wird, als Oxidationsmittel dient und somit die Bildung von stark toxischen Metallverbindungen, bspw. in Form von Metalldämpfen und Metallstäuben fördert. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben zudem herausgefunden, dass dieser Effekt verstärkt auftritt, wenn Metallheißteile, deren Materialien derartige Schwermetalle aufweisen, bei Temperaturen im Bereich von 20°C bis 750°C, insbesondere im Bereich von 200°C bis 750°C, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 400°C bis 750°C betrieben werden, insbesondere jeweils bis zu 700°C, 650°C, ganz besonders bevorzugt bis 600°C.
Unterschiedliche Untersuchungen scheinen die Vermutung zu bestätigen, dass die Bildung von gesundheits- und umweltschädlichen Schwermetallverbindungen, insbesondere Chrom-Verbindungen, insbesondere Chrom(VI)-Verbindungen, unmittelbar mit der Verwendung herkömmlicher alkalimetall- und erdalkalimetallhaltiger Dämmelemente und/oder Dämmsystemen und somit mit der Koexistenz von Alkali- bzw. Erdalkalimetallelementen und/oder deren Oxiden zusammenhängt.
Gemäß der Definition in der Technik und der Chemie fallen unter den Begriff „Schwermetall“ Metalle (nur Nichteisenmetalle) mit einer Dichte > 5 g/cm³. Viele Schwermetalle, insbesondere Blei, Cadmium, Chrom, Cobalt, Kupfer, Molybdän, Nickel, Quecksilber, Selen und Zink können für Tiere und den Menschen als Metall, Metallion oder in chemisch gebundenem Zustand stark toxisch wirken.
Die toxische Wirkung von Schwermetallen kann dabei stark vom Oxidationszustand bzw. von der chemischen Verbindung des Schwermetalls abhängig sein. Ein Beispiel dafür ist Chrom, welches in elementarer Form ungiftig, als Chrom(III) essentiell und als Chrom(VI) giftig und karzinogen ist.
Ein Beispiel für eine spezifische Umwandlung von „ungiftigen“ Schwermetallverbindungen in umwelt- und/oder gesundheitsschädliche Schwermetallverbindungen aufgrund der chemischen Reaktion zwischen dem metallischen Material des Metallheißteils und den herkömmlichen Dämmelementen, die Calciumoxid (CaO) enthalten, ist die Oxidation von Chrom(lll) in Chrom(VI) bei Anwesenheit von Sauerstoff (O₂) und Temperaturen im Bereich von 400°C bis 600°C: Cr^(III) ₂O₃ + 2CaO + 3/2 O₂ → 2CaCr^(VI)O₃
Zudem wurde herausgefunden, dass das Maximum der Chrom(III)-Oxidation zu Chrom(VI) bei der Anwesenheit von Calciumoxid als auch bei der Anwesenheit von Magnesiumoxid (MgO) und der Alkalimetallhydroxide Kaliumhydroxid (KOH) und Natriumhydroxid (NaOH), die aus den entsprechenden Oxiden bei der Anwesenheit von Wasser gebildet werden, und die damit einhergehende Auslaugung von gesundheits- und umweltschädlichen Chrom(VI)-Verbindungen aus Metallheißteilen - die mit Materialien ummantelt oder gedämmt sind, die diese Verbindungen aufweisen - im Bereich zwischen 150°C bis 800°C bei Verwendung herkömmlicher Dämmelemente zu erwarten ist (siehe 1).
Metallheißteil
Die Bezeichnung „Metallheißteil“ bezeichnet im Zusammenhang dieser Erfindung metallische Heißgeräte (z.B. Verbrennungsmotoren oder Dampf- bzw. Gas-Turbinen) und metallische Bauteile (z.B. Zu- und Ableitungssysteme von Heißgeräten), die während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs eine Betriebstemperatur im Bereich von 20°C bis 750°C erreichen, erzeugen oder damit betrieben werden.

Die Metallheißteile die mit dem erfindungsgemäßen Metallheißteildämmelement (1) gedämmt werden, bestehen aus Stahl bzw. Stahlguss, der insbesondere schwermetallhaltige Legierungskomponenten wie Chrom, Nickel, Molybdän, Titan bzw. Niob aufweist. Beispiele hierfür sind Chrom-Stahl (für Metallheißteile mit Betriebstemperaturen von 100 bis 300°C), bspw. für Heizungsanlagen, Turbinen; Chrom-Vanadium-Stahl (für Metallheißteile mit einer oberen Betriebstemperatur bis zu 220°C); Chrom-Nickel-Stahl (für Metallheißteile mit einer oberen Betriebstemperatur bis zu 550°C), bspw. für den Maschinen- und Apparatebau. Weitere Beispiele für warmfeste, schwermetallhaltige Stähle und Anwendungsbeispiele sind der nachstehenden Tabelle 1 zu entnehmen. Tabelle 1: Beispiele für warmfeste, schwermetallhaltige Stähle

Stahlsorte	Anwendungsbeispiel	obere Betriebstemperatur
WStE 26 bis 36	Formstücke, Armaturen	350-400°C
WStE 39 bis 51
15 MnNi 63	Formstücke, Schmiedestücke in	350°C
20 MnMoNi 55	Energieerzeugungsanlagen	400°C
19 Mn 5	Formstücke, Armaturen, Flansche im	500°C
15 Mo 3	Dampferzeuger- und Apparatebau	500°C
13 CrMo 44		500°C
10 CrMo 910		500°C
14 MoV 6 3		550°C
26 NiCrMoV 8 5	Niederdruck-Dampfturbinen
26 NiCr 11 5		300-350°C
26 NiCrMoV 14 5
26 CrMoNiV 49	Mitteldruck- und Hochdruck-Dampfturbinen	530-550°C
30 CrMoNiV 5 11
X 12 CrNiMo 12	Verdichter und Verdichterschaufeln	550°C
X 21 CrMoV 12 1	Formstücke, Dampf- und Gasturbinenläufer	580-600°C
X 19 CrMoVNb 11 1	Stäbe, Schaufeln, Ringe, Scheiben für Gasturbinen	580-600°C
X6CrNiTi18-10	Wärmeübertrager	800°C

Beispiele für Metallheißteile im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Verbrennungsmotoren (wie bspw. Motoren von Kraftfahrzeugen, Nutzfahrzeugen, Baumaschinen, Schienenfahrzeugen oder Schiffsmotoren), Motorenheißteile, Bestandteile von Abgassystemen wie z.B. Dieselpartikelfiltern, Turboladern, Katalysatoren, Schalldämpfern, SCR-Systemen und deren verbundene Bauteile, sowie Gas- und Dampfturbinen, Generatoren, Blockheizkraftwerke und ähnliche Aggregate, sowie zu sämtlichen zuvor genannten Anlagen gehörenden Zu- und Ableitungen.
Auch werden beispielsweise bei der geothermischen Stromerzeugung Turbinen als Metallheißteile eingesetzt, bei denen (Wasser-)Dampf als Arbeitsmittel mit etwa 180°C als untere Grenze eingesetzt wird. Dabei müssen die Turbinen geothermischer Dampfkraftwerke auf die entstehenden Temperaturen abgestimmt und entsprechend isoliert sein.
Dämmmaterialien
Bei der Auswahl des Materials für die Wärmedämmung von Metallheißteilen ist der Zweck der Dämmung zu beachten. Unter Wärmedämmung sind Dämmsysteme gegen die Wärmeabstrahlung bzw. den Wärmeverlust für Metallheißteile (z.B. Anlagen und Metallheißgeräte) als auch zur Verringerung der Oberflächentemperatur zu verstehen, die oberhalb der Umgebungstemperatur betrieben werden. In Abhängigkeit der Betriebstemperatur des zu dämmenden Metallheißteils kommen hierin unterschiedliche Materialien, die für das Dämmelement eingesetzt werden, für die Wärmedämmung zum Einsatz.
Grundsätzlich weiß der Fachmann, wonach er die geeigneten Materialien auswählen muss, wobei er auf Auswahlkriterien zurückgreifen kann, die bspw. Eigenschaften des Materials, wie Wärmeleitfähigkeit, Anwendungsgrenztemperatur, Wasserdampfdurchlässigkeit, hydrophobe Eigenschaften, Strömungswiderstand, Brandverhalten, mechanische Eigenschaften, Schwingungsverhalten, akustische Eigenschaften, Anteil organischer Bestandteile z.B. bei Luftzerlegungsanlagen, Schimmelfestigkeit in Feuchträumen, Korrosionsverhalten, z.B. geringer Gehalt an wasserlöslichen Chloridionen in Verbindung mit nicht rostenden austenitischen Stählen, Lagerfähigkeit, Transportierbarkeit, Verarbeitbarkeit, Alterungsbeständigkeit, Kosten des eingesetzten Materials und Entsorgung/Recycling umfassen. Der Fachmann greift hierzu auf bekannte Tabellenwerke zurück. Hierin wird beispielhaft auf die DIN 4140 verwiesen, die die Ausführung von Dämmungen an betriebstechnischen Anlagen in der Industrie und in der technischen Gebäudeausrüstung behandelt. Die Richtlinienreihe VDI 2055 ist eine Richtlinie zur Berechnung, Überprüfung der Eigenschaften von Dämmstoffen und der wärmetechnischen Eigenschaften von Dämmsystemen.
Dabei können die einzelnen Komponenten des Metallheißteildämmelements in Form von Gelegen, Gebinden, Geweben, Gestricken, Gewirken, Geflechten, Vliesen, Filzen, Pappen, Papieren, Nadelmatten, Nähgewirkmatten, Matten, Platten, verfestigten Fasern, ähnlichen Schichten, losen Fasern, Pulvern, Granulaten oder in Form als Isoliermasse oder Feststoffisolierung ausgebildet sein.
Erfindungsgemäß kommen als calciumarme, vorzugsweise alkalimetall- und/oder erdalkalimetallarme, besonders bevorzugt calciumfreie, ganz besonders bevorzugt alkalimetall- und/oder erdalkalimetallfreie Materialien insbesondere S-Glas, M-Glas, Q-Glas, D-Glas, Aluminoborosilicate, Aluminosilicate, Aluminafibre, Silica, Kohlenstoff und thermisch stabilisierte Zwischenprodukte auf dem Weg zur Carbonfaser, Cellulose, Textilfasern (Naturfasern, Kunstfasern), Metallfasern (bspw. Litzen, Drähte, Filamente), Metalle, Metalllegierungen, kunststoffbeschichtete Metalle, metallbeschichtete Kunststoffe, Kunststoffe oder Mischungen davon in Frage, die für die Wärmedämmung von Metallheißteilen bei Betriebstemperaturen im Bereich von 20°C bis 750°C, insbesondere im Bereich von 200°C bis 750°C, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 400°C bis 750°C geeignet sind.
Ein Material, das für das Dämmelement eingesetzt wird, insbesondere ein Dämmmaterial bzw. ein Dämmmaterialträger- bzw. ein Dämmelementumhüllungsmaterial ist im Sinne der vorliegenden Erfindung calciumarm, wenn dieses Calcium, Calciumionen und/oder Calciumverbindungen (insbesondere Calciumoxid) mit einem Massengehalt von weniger als 5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0 bis 4 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0 bis 3 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0 bis 2 Gew.-%, 0 bis 1,5 Gew.-%, 0 bis 1 Gew.-%, oder 1 bis 2 Gew.-% aufweist. Calciumfrei sind Materialien im Sinne der vorliegenden Erfindung, wenn diese Calcium, Calciumionen und/oder Calciumoxid lediglich als unvermeidbare Verunreinigungen von insgesamt nicht mehr als 0,50 Gew.-%, besonders bevorzugt von insgesamt nicht mehr als 0,25 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von insgesamt nicht mehr als 0,10 Gew.-% enthalten.
Ein alkalimetall- und/oder erdalkalimetallarmes Material, das für das Dämmelement eingesetzt wird, wie z.B. ein Dämmmaterial bzw. Dämmmaterialträger- bzw. Dämmelementumhüllungsmaterial zeichnet sich dadurch aus, dass diese Alkalimetalle, Erdalkalimetalle und deren Oxide mit einem Massengehalt von weniger als 5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0 bis 4 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0 bis 3 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0 bis 2 Gew.-%, 0 bis 1,5 Gew.-%,
0 bis 1 Gew.-%oder 1 bis 2 Gew.-% aufweisen. Alkalimetallfrei bzw. Erdalkalimetallfrei sind Materialien im Sinne der vorliegenden Erfindung, wenn diese Alkalimetalle und Erdalkalimetalle bzw. deren Verbindungen (insbesondere Oxide damit) lediglich als unvermeidbare Verunreinigungen von insgesamt nicht mehr als 0,50 Gew.-%, besonders bevorzugt von insgesamt nicht mehr als 0,25 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von insgesamt nicht mehr als 0,10 Gew.-% enthalten.
Besonders vorteilhafte derartige für das Dämmelement einsetzbare Materialien sind S-Glas, M-Glas, Q-Glas, D-Glas, Aluminoborosilicate (z.B. Variante 1: SiO₂ mit 94-97 Gew.-%, Al₂O₃ mit 3-6 Gew.-%, Andere < 1 Gew.-%; Variante 2: SiO₂ mit 54 Gew.-%, Al₂O₃ mit 46 Gew.-%; Variante 3: SiO₂ mit 54 Gew.-%, Al₂O₃ mit 43 Gew.-% und Cr₂O₃ mit 3 Gew.-%), Aluminosilicate, Aluminafibre und Silikat-Glas, da diese einerseits alkalimetallarm bzw. -frei sind und sich zudem teilweise durch eine gesteigerte Feuchtebeständigkeit und/oder Festigkeit auszeichnen.
Als S-Glas (S = Strength) wird ein Aluminiumsilikat-Glas bezeichnet, das sich für hohe mechanische Anforderungen bei hohen Temperaturen eignet.

M-Glas (M = Modulus) ist ein berryliumhaltiges Glas, dass aufgrund seiner erhöhten Steifigkeit (E-Modul) bei höchsten mechanischen Anforderungen zum Einsatz kommt.
Q-Glas (Q = Quarz) bezeichnet Fasern/Filamente aus Quarzglas (SiO₂), die üblicherweise bei sehr hohen Temperaturen von bis zu 1.450°C (bspw. als Brandschutz) eingesetzt werden.
D-Glas (D = Dielectric) ist ein Borosilikatglas.

Als Silikat-Glas werden Fasern/Filamente mit einem Massengehalt an SiO₂ von mehr als 94% bezeichnet. Die verbleibenden Massenanteile entfallen auf Al₂O₃ und ca. 1,5% auf andere Bestandteile. Silikat-Glas wird vorzugsweise durch das chemische Auslaugen (Leaching) erhalten, wobei (Erd-)Alkalimetallbestandteile entfernt werden.
Sonst üblicherweise für die Wärmedämmung von Heißteilen bei Betriebstemperaturen im Bereich von 20°C bis 750°C eingesetzte Materialien, wie beispielsweise künstliche Mineralfaser, insbesondere aus E-Glas, ECR-Glas, C-Glas, Basalt, Calcium-Silikatfasern, CMS-Fasern (Calcium-Magnesium-Silikat), Steinwolle, Schlackenwolle, keramische Fasern weisen einen Massegehalt an Oxiden von Natrium, Kalium, Calcium, Magnesium und Barium in Summe von über 5 Gew.-% auf und sind somit nicht als calciumarme, vorzugsweise alkalimetall- und/oder erdalkalimetallarme, besonders bevorzugt calciumfreie, ganz besonders bevorzugt alkalimetall- und/oder erdalkalimetallfreie Materialien geeignet.
Damit scheiden als Materialien für das Dämmelement herkömmliches ECR-Glas
(> 15 Gew.-% CaO), E-Glas (> 15 Gew.-% CaO) und/oder C-Glas (> 10 Gew.-% CaO), insbesondere für Komponenten des erfindungsgemäßen Metallheißteildämmelementes aus, die in direktem Kontakt mit dem zu dämmenden Metallheißteil stehen. Die vorgenannten Materialien (z.B. als Lage, Schicht oder Füllmaterial) scheiden auch dann für das Metallheißteildämmelement aus, wenn diese direkten oder indirekten Kontakt (bspw. Auslaugung durch Feuchtigkeit) zum Metallheißteil bzw. sonstigen schwermetallhaltigen Komponenten des Metallheißteildämmelementes haben.

Typische Zusammensetzungen von Gläsern sind in der nachstehenden Tabelle 2 aufgelistet: Tabelle 2: Typische Zusammensetzungen von Gläsern

Oxid	E-Glas [%]	ECR-Glas [%]	C-Glas [%]	A-Glas [%]	AR-Glas [%]	S-Glas [%]	D-Glas [%]
SiO₂	52 - 56	54 - 62	64 - 68	63 - 72	55-75	64 - 66	74,0
Al₂O₃	12-16	9-15	3-5	0-6	0-5	24 - 25
B₂O₃	5-10	-	0-6	0-8	3-12	-	22,5
CaO	16-25	17-25	11-15	6-10	1 - 10	0-0,2
MgO	0-5	0-4	2-4	0-4	-	9,5 - 10
BaO	-	-	0-1	-	-	-
Li₂O	-	-	-	-	0-0,15
Na₂O + K₂O	0-2	2-5	7-10	14-16	11-21	0-0,2	3,5
TiO₂	0-1,5	-	-	-	-	-
Fe₂O₃	0-0,8	0-0,8	-	-	-	0-0,1
F₂	0-1	-	-	-	-	-

Um der Entstehung bzw. Freisetzung von gesundheits- und umweltschädlichen Schwermetallverbindungen, insbesondere Chrom-Verbindungen, weiter bevorzugt Chrom(VI)-Verbindungen bei hohen Betriebstemperatur zu verhindern bzw. zu reduzieren, weisen die Materialien, die für das Dämmelement eingesetzt werden, Natrium als Alkalimetall und/oder Natriumverbindungen (insbesondere Natriumoxid bzw. Natriumhydroxid) mit einem Massengehalt von weniger als 5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0 bis 4 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0 bis 3 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0 bis 2 Gew.-%, 0 bis 1,5 Gew.-%, 0 bis 1 Gew.-%, oder 1 bis 2 Gew.-% auf.
Aus 1 geht hervor, dass es besonders bevorzugt ist, dass die hierin definierten Materialien, die für das Dämmelement eingesetzt werden, Kalium als Alkalimetall und/oder Kaliumverbindungen (insbesondere Kaliumoxid bzw. Kaliumhydroxid) mit einem Massengehalt von weniger als 5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0 bis 4 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0 bis 3 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0 bis 2 Gew.-%, 0 bis 1,5 Gew.-%, 0 bis 1 Gew.-%, oder 1 bis 2 Gew.-% aufweisen.
Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weisen die Materialien, die für das Dämmelement eingesetzt werden, Magnesium als Erdalkalimetall, Magnesiumionen und/oder Magnesiumverbindungen (insbesondere Magnesiumoxid) mit einem Massengehalt von weniger als 5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0 bis 4 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0 bis 3 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0 bis 2 Gew.-%, 0 bis 1,5 Gew.-%, 0 bis 1 Gew.-%, oder 1 bis 2 Gew.-% auf, wodurch die Entstehung bzw. Freisetzung von gesundheits- und umweltschädlichen Schwermetallverbindungen, insbesondere Chrom-Verbindungen, weiter bevorzugt Chrom(VI)-Verbindungen bei hohen Betriebstemperatur verhindert bzw. reduziert ist.
Allerdings können die vorgenannten Materialien, die Calcium, insbesondere Alkalimetalle, Erdalkalimetalle und deren Verbindungen mit einem Massengehalt von mehr als 5 Gew.-% aufweisen dann eingesetzt werden, wenn diese mit funktionellen Imprägnierungen und/oder Beschichtungen und/oder Kaschierungen versehen sind, die einer direkten chemischen Reaktion entgegenwirken, sodass die Entstehung von gesundheits- und umweltschädlichen Schwermetallverbindungen, bspw. Chrom-Verbindungen, insbesondere Chrom(VI)-Verbindungen verhindert bzw. derart reduziert wird, dass von der entstehenden Konzentration dieser Verbindungen keinerlei bzw. durch geeignete zumutbare Schutzmaßnahmen abwendbare gesundheits- und umweltschädliche Risiken ausgehen.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Materialien, die Calcium, insbesondere Alkalimetalle, Erdalkalimetalle und deren Verbindungen mit einem Massengehalt von mehr als 5 Gew.-% aufweisen, in einem chemischen Prozess so vorbehandelt sind, dass sie kein Calcium, insbesondere keine Alkalimetalle, Erdalkalimetalle und deren Verbindungen mit einem Massengehalt von mehr als 5 Gew.-% mehr aufweisen. Hierin sind beispielsweise spezielle Leaching-Verfahren und ähnliches zu nennen.
Gleichwohl können die vorgenannten Materialien, die Calcium, insbesondere Alkalimetalle, Erdalkalimetalle und deren Verbindungen mit einem Massengehalt von mehr als 5 Gew.-% aufweisen, bspw. auch als wärmedämmende Füllmaterialien in Form als lose Fasern, Pulver, Granulate, Isoliermasse oder in jeder anderen hierin beschriebenen technisch sinnvollen Darstellungsform in einer ersten Innenlage (7) und/oder in zumindest einer zweite Innenlage (8) zum Einsatz kommen, da in diesem Fall kein direkter Kontakt zwischen der metallischen Oberfläche des zu dämmenden Metallheißteils und diesen Materialien gegeben ist und/oder wenn indirekter Kontakt (bspw. Auslaugung durch Feuchtigkeit) zum Metallheißteil bzw. sonstigen schwermetallhaltigen Komponenten des Metallheißteildämmelementes auszuschließen ist.
Besonders bevorzugt sind Fasern/Filamente bestehend aus den Materialien S-Glas, M-Glas, Q-Glas, D-Glas, Aluminoborosilikate, Aluminosilikate, Aluminafiber, Silica-Fasern, Kohlefasern, Cellulosefasern, Textilfasern (insbesondere Naturfasern, Kunstfasern), textilmetallische Fasern, die aus Metall (bspw. Aluminium), Metalllegierungen (bspw. Stahlwolle), kunststoffbeschichtetem Metall, metallbeschichtetem Kunststoff oder einem vollständig mit Metall ummantelten Kern bestehen, und Kunststoffasern, wie Para-Aramid-, Meta-Aramid-,PBI-,PBO-, Polyimid- Polypropylen-, Polyamid- oder Polyesterfasern, die für die Wärmedämmung von Metallheißteilen bei Betriebstemperaturen im Bereich von 20°C bis 750°C, insbesondere im Bereich von 200°C bis 750°C, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 400°C bis 750°C geeignet sind. Als alkalimetallarmes bzw. erdalkalimetallarmes Material eignet sich auch Aluminium-Silikat-Wolle oder polykristalline Wolle. Darüber hinaus eignen sich als Material insbesondere zur Dämmung im Niedrigtemperaturbereich von 20°C bis 150°C Polyurethan-/Polyisocyanurat-Hartschaum (PUR/PIR), Polystyrol-Partikelschaum (EPS) und Extruderschaum (XPS) sowie flexibler Elastomerschaum (FEF).
Als Naturfasern, für Textilien bzw. textile Flächengebilde eignen sich insbesondere Fasern pflanzlichen Ursprungs, Fasern tierischen Ursprungs oder Chemiefasern aus natürlichen Polymeren. Als Fasern pflanzlichen Ursprungs kommen insbesondere Samenfasern, wie Baumwolle und Kapok u.a., Blattfasern wie Hanf, Jute, Ramie, Flachs (Leinen) u.a., Hartfasern, wie Sisal u.a. zum Einsatz. Als Fasern tierischen Ursprungs haben sich insbesondere feine Tierhaare, wie Schafwolle, Alpakawolle Kaschmirwolle, Angorawolle, Kamelhaar u.a.; grobe Tierhaare, wie Rosshaar, Rinderhaar, Schweineborsten u.a. und Seiden wie Maulbeerseide, Tussahseide u.a. erwiesen. Chemiefasern aus natürlichen Polymeren sind insbesondere aus regenerierter Cellulose, wie Viskose, Zellwolle, Modal, Lyocell, Cupro; aus Cellulose-Estern wie Acetat, Triacetat; Proteinfasern, wie Caseinfasern; Alginat; Chitin und biobasierte Polyamide.
Des Weiteren eignen sich als Kunstfasern für Textilien bzw. textile Flächengebilde Chemiefasern aus synthetischen Polymeren, wie bspw. Polyester (PES, PET, PTT, PBT); Polyamide (PA); Polyimid (PI); Polyamidimid (PAI); Aramide (AR) bspw. Meta-Aramid, Para-Aramid; Polyacryle (PAN); Modacryl (MAC); Polytetrafluorethylen (PTFE); Polyethylene (PE, UHMW-PE, HM-PE; HP-PE); Polypropylen (PP); Polychloride (CLF; PVC); Elastane (EL, EA/ELAS, PUE); Polybenzoxazol (PBO); Polybenzimidazol (PBI); Polyharnstoff; Melamine (MEL); Polyphenylensulfid (PPS); Trivinyl; Elastolefin (EOL); Elastomultiester (ELE); Polyvinylalkohol (PVA;PVAL); Vinylal (PVAL); Polycarbonat (PC); Polystyrol (PST, PS))
Es versteht sich, dass die hierin definierten Materialien, die für das Dämmelement eingesetzt werden können, auch innerhalb einer Lage bzw. Schicht oder als wärmedämmendes Füllmaterial auch kombiniert, bspw. lose oder als Hybridmaterialien, eingesetzt werden können.
Das Material, das für das Dämmelement eingesetzt werden kann, kann auch oberflächenmodifiziert sein, z.B. kann es eine organische Schlichte oder eine andere Modifizierung, wie Polydimethylsiloxan (PDMS), Hexamethyldisilazan oder Alkylsilane enthalten.
Ein bevorzugter Faserdurchmesser liegt vorzugsweise im Bereich von 3 µm bis 30 µm, besonders bevorzugt bei 6 µm bis 17 µm, ganz besonders bevorzugt zwischen 6 µm und 9 µm.
Die eingesetzten Fasern sind entweder Längenbegrenzt (sog. Stapelfasern oder Schnittfasern) bzw. endlos (Filamente).
Darüber hinaus können den Materialien, die für das Dämmelement eingesetzt werden können, IR-Trübungsmittel bspw. in Form als Pulver hinzugesetzt sein. In Frage kommen hierfür z.B. C, SiC, Ilmenit, Zirkonsilikat, Eisenoxid, TiO₂, ZrO₂, Manganoxid und Eisentitanat.
Als wärmedämmende Füllmaterialien eignen sich auch Granulate und Pulver, wie z.B. pyrogene Kieselsäure, Aerogele, Silikonharze (z.B. Polymethylsiloxane oder Polyalkylphenylsiloxane und deren Copolymerisate mit Alkyd- , Acryl- oder Polyesterharzen oder Polyethern) , Polyfluorcarbonverbindungen, Acrylharze, oligomere Siloxane, Organosilane , Kieselsäureester oder Silikate mit hydrophobierenden Zusätzen, Siliconate, Stearate, Paraffine, Fettsäuren, Fettsäureester, Wachsester, Ceresine, Bitumen, Alkydharze, Acrylat-Copolymere (z.B. auch Organosilicium- Acrylat-Copolymere) , Styrol-Copolymere (z.B. Butadien-Styrol- Copolymere oder carboxylierte Butadien-Styrol-Copolymere) , Polyvinylacetat, Polyvinylpropionat , Polystyrolacrylate , Vinylchlorid-Copolymere , Vinylacetat-Copolymere , Vinylterpolymere, Polyolefine, Ethylen-Copolymere , Propylen-Copolymere, thermoplastische Polymere und Polymerblends (z.B. aus Polyethylen oder Polypropylen und Ethylen/Vinylacetat- oder Ethylen/Acrylat-Copolymeren, gegebenenfalls Silan-vernetzt zur Erhöhung der Erweichungstemperatur) und Kohlenstoff. Die Materialien, die für das Dämmelement eingesetzt werden, können einzeln oder in Kombination eingesetzt werden.
Metallheißteildämmelement
Unter der Bezeichnung „Metallheißteildämmelement“ ist im Sinne der Erfindung eine Wärmedämmung für Metallheißteile (wie hierin definiert) zu verstehen, die gegen die Wärmeabstrahlung als Hitzeschutz (bspw. ggü. in der Nähe befindlicher Bauteile) bzw. den Wärmeverlust zum Temperaturerhalt im System bei Metallheißteilen eingesetzt werden, die oberhalb der Umgebungstemperatur, vorzugsweise bei Temperaturen im Bereich von 20°C bis 750°C, insbesondere im Bereich von 200°C bis 750°C, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 400°C bis 750°C betrieben werden.
Die Dicke des erfindungsgemäßen Metallheißteildämmelements liegt im Bereich von 6 µm (z.B. Folien) bis 150 cm, 0,5 mm bis 100 cm, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 90 cm, 1 bis 80 cm, 1 bis 70 cm, 1 bis 60 cm, 1 bis 50 cm, 1 bis 40 cm, besonders bevorzugt von 10 bis 300 mm, 10 - 250 mm, 10 bis 200 mm, 10 bis 150 mm, ganz besonders bevorzugt von jeweils 10 bis 140 mm, bis 130 mm, bis 120 mm, bis 110 mm, bis 100 mm, bis 90 mm, bis 80 mm, bis 70 mm, bis 60 mm, bis 50 mm, bis 40 mm, bis 30 mm, bis 20 mm.
Das erfindungsgemäße Metallheißteildämmelement ist zumindest einlagig bzw. einschichtig ausgebildet, sodass es zumindest eine sog. Außenlage (2) umfasst, die als Kontaktfläche für ein Metallheißteil ausgebildet ist.
Das erfindungsgemäße Dämmelement kann auch mehrlagig, vorzugsweise aus zwei, drei, vier, fünf oder mehr Lagen oder mehrschichtig ausgebildet sein. Eine mehrlagige Dämmung ist eine Dämmung aus mehreren Lagen des gleichen Materials (auch Materialmischungen), während eine Mehrschichtdämmung eine Dämmung aus mehreren Schichten, wobei mindestens zwei Schichten aus unterschiedlichen Materialien (auch Materialmischungen) bestehen, darstellt.
Die Auswahl, ob das erfindungsgemäße Metallheißteildämmelement einlagig/einschichtig oder mehrlagig/mehrschichtig ausgebildet ist, die Auswahl der verwendeten Materialien und die Bestimmung der Dicke des Metallheißteildämmelementes richten sich nach der zu erreichenden Energieeffizienz der wärmezudämmenden Metallheißteile.
Basis für die Ermittlung von Dämmschichtdicken bilden, beispielsweise nach der Richtlinie VDI 2055 Blatt 1, betriebstechnische und wirtschaftliche Anforderungen sowie gesetzliche Auflagen und Verordnungen des Umweltschutzes, z.B. die Energieeinsparverordnung (EnEV).
Betriebstechnische Anforderungen sind z.B.: die Einhaltung einer vorgegebenen Obergrenze für Wärmestromdichte oder Gesamtwärmeverlust, Einhaltung einer vorgegebenen Oberflächentemperatur zum Schutz vor Verbrennungen und zur Verminderung der Entzündungsgefahr sowie zur Vermeidung von Tauwasser- und Eisbildung, die Begrenzung der Temperaturänderung eines Mediums innerhalb einer vorgegebenen Zeit für ein ruhendes Medium, z.B. Temperaturabfall in einem Behälter, oder innerhalb einer vorgegebenen Strecke für ein strömendes Medium, z.B. Temperaturabfall in einer Leitung. Unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten sollen Kapitalaufwand und Wärmeverlustkosten für die zu ermittelnde Dämmschichtdicke ein Minimum ergeben, es ist zwischen Kapitalaufwand für die Erhöhung der Energieeffizienz und den durch Wärmeverlust verursachten Kosten zu optimieren.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Metallheißteildämmelement (1) zumindest eine zweite Außenlage (5) (hierin auch als obere Außenlage bezeichnet), die (bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Metallheißteildämmelements) der ersten Außenlage (2) gegenüberliegend angeordnet ist, wobei die zweite Außenlage (5) Calcium und Calciumverbindungen (insbesondere Calciumoxid) mit einem Massengehalt von weniger als 5 Gew.-% aufweist.
Bevorzugt ist auch die zweite Außenlage (5) bzw. obere Außenlage alkalimetall- und/oder erdalkalimetallarm ausgebildet, d.h., die obere Außenlage weist weniger als 5 Gew.-% eines Alkalimetalls, Erdalkalimetalls oder dessen Verbindungen (insbesondere dessen Oxide) auf.
Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die zweite Außenlage (5) bzw. obere Außenlage (5) alkalimetall- und/oder erdalkalimetallfrei ausgebildet.
Die einzelnen Lagen bzw. Schichten des Dämmelements können dabei durch geeignete Fügetechniken miteinander verbunden sein. Beispielsweise können die Lagen bzw. Schichten miteinander vernäht, verschweißt, versteppt, verklebt, vernadelt, geklammert, gebunden oder über andere Verbindungsmöglichkeiten verbunden sein. Gegebenenfalls kann auch auf eine Fügetechnik der einzelnen Lagen miteinander z.B. durch geeignetes zusammenlegen bzw. -falten verzichtet werden oder es wird eine Kombination der oben genannte Verbindungstechniken verwendet.
Die Lagen bzw. Schichten des erfindungsgemäßen Dämmelements können auch mit einer ein- oder mehrlagigen bzw. ein- oder mehrschichtigen Seitenwand (6) bzw. einem entsprechenden Seitenteil verbunden sein und dem Metallheißteildämmelement damit eine kasten- bzw. matratzenartige Form verleihen. Die Seitenwand kann bspw. als separates Seitenteil, welches mit der unteren Außenlage (2) und der oberen Außenlage (5) durch geeignete hierin beschriebene Fügetechniken verbunden ist, oder durch sogenannte Abnäher der unteren Außenlage (2) oder der oberen Außenlage (5) gebildet werden. Auch andere Darstellungsformen sind denkbar und werden hierin nicht näher beschrieben. Durch die Seitenwand (6) wird zusammen mit der ersten Außenlage (2) und der zweiten Außenlage (5) eine sogenannte Ummantelung des Metallheißteildämmelements bereitgestellt, die einen Freiraum aufspannt, welcher durch zumindest eine erste Innenlage ausgefüllt werden kann. Die erste Innenlage und weitere Innenlagen des Metallheißteildämmelements können in jeder hierin beschriebenen, technisch sinnvollen Darstellungsform ausgebildet sein. Die erste Innenlage und weitere Innenlagen des Metallheißteildämmelements können bspw. lose verfüllt oder in Form von Matten, Platten, Papieren, Pappen, Filz, Vlies oder als Gebinde ausgebildet sein.
Als Materialien, die für die Seitenwand bzw. die erste und jede weitere Innenlage eingesetzt werden können, eignen sich die hierin definierten Materialien. Wie oben beschrieben, kann die eine oder die weiteren Innenlagen je nach Bedarf und Einsatzgebiet ausgewählt werden.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist die ein- oder mehrlagige bzw. ein- oder mehrschichtige Seitenwand (6) calciumarm, ganz besonders bevorzugt alkalimetall- und/oder erdalkalimetallarm, vorzugsweise alkalimetall- und/oder erdalkalimetallfrei ausgebildet.
Wie oben bereits beschrieben, kann die Anwesenheit von Feuchtigkeit bzw. Wasser (z.B. Regenwasser, Kondenswasser-, Tauwasser- und Eisbildung) dazu führen, dass ein verstärktes Auslaugen gesundheits- und umweltschädlicher Schwermetallverbindungen bzw. Vorläuferverbindungen davon beobachtet wird. Aus dieser Überlegung erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn die gesamte Ummantelung des erfindungsgemäßen Dämmelements aus Materialien besteht, die Alkalimetalle, Erdalkalimetalle und deren Oxide mit einem Massengehalt von weniger als 5 Gew.-% aufweisen, d.h. alkalimetall- und/oder erdalkalimetallarm, ganz besonders vorteilhaft alkalimetall- und/oder erdalkalimetallfrei ausgebildet ist, damit dadurch alle möglichen (nach außen gerichteten) Kontaktflächen bzw. -stellen des Metallheißteildämmelements, die mit der Metalloberfläche des Metallheißteils in Kontakt treten können, während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs des Metallheißteils nicht zur Bildung toxischer (Schwer-)Metalldämpfe und (Schwer-)Metallstäube beitragen.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung besteht die Außenlage des Metallheißteildämmelements aus einem Metallgewebe, insbesondere Edelstahlgewebe oder einer Folie, insbesondere einer Metallfolie, besonders bevorzugt Edelstahlfolie. Zumindest ist das Metallheißteildämmelement vorzugsweise mit einer derartigen Folie umhüllt. Bei der Verwendung von Folien handelt es sich bei dem Metallheißteildämmelement insofern um ein nach außen zum Metallheißteil hin „geschlossenes System“, sodass ein direkter Kontakt zwischen dem Metallheißteil und den Materialien, die für das Dämmelement eingesetzt werden, verhindert ist. Dies erlaubt es vorteilhaft, dass eine mögliche Füllung des Metallheißteildämmelements bzw. andere Lagen und/oder Schichten in der ersten bzw. zweiten Innenlage bedenkenlos aus alkalimetall- und/oder erdalkalimetallarmen Dämmmaterialien gefertigt sein können. Bevorzugt ist die Heißseite ein Edelstahlgewebe, also leicht durchlässig, was den Wärmeeintritt „Heiß auf Dämmstoff“ positiv beeinflusst, damit eine effektive Wärmedämmung gewährleistet ist. Um die direkte Wärmeübertragung Heiß/Kalt zu verhindern, ist es von Vorteil, wenn die Kaltseite und Seitenwand eine nicht vollmetallische Schicht sind.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Metallheißteildämmelement (1) eine Ummantelung auf, wobei die Ummantelung folgende Komponenten umfasst, die als Abgrenzung des Dämmelements zur Umgebung vorgesehen sind:

- eine erste Außenlage (2), die als direkte Kontaktfläche für das Metallheißteil ausgebildet ist,
- eine zweite Außenlage (5), die der ersten Außenlage (2) gegenüberliegend angeordnet ist, und
- optional zumindest eine Seitenwand (6), die die erste Außenlage (2) und die zweite Außenlage (5) verbindet und damit dem Metallheißteildämmelement eine kasten- bzw. matratzenartige Form verleiht,

Es versteht sich, dass die einzelnen Komponenten der Ummantelung, nämlich die untere Außenlage (2), die obere Außenlage (5) und ein oder mehreren Seitenwände (6), je nach dem Einsatzgebiet jeweils unabhängig voneinander ein- oder mehrlagig bzw. ein- oder mehrschichtig ausgebildet sein können. Die einzelnen Lagen bzw. Schichten können dabei ebenfalls durch geeignete vorgenannte Fügetechniken miteinander verbunden sein.
Um Zerstörungen des Metallheißteildämmelements durch Vibration und/oder Relativbewegungen der Dämmelemente zueinander bzw. zwischen Dämmelementen und dem zu isolierenden Metallheißteil zu verringern bzw. bestenfalls zu verhindern, sind vorzugsweise einzelne Komponenten des Metallheißteildämmelements, d.h. zumindest eine Außenlage (2, 5) oder zumindest eine Seitenwand (6) ganz oder teilweise, besonders bevorzugt die gesamte Ummantelung des Dämmelements, ganz besonders bevorzugt das gesamte Metallheißteildämmelement in Form von Gelegen, Gebinden, Geweben, Gestricken, Gewirken, Geflechten, Vliesen, Filzen, Pappen, Papieren, Nadelmatten, Nähgewirkmatten, Matten, Platten, verfestigten Fasern oder ähnlichen Schichten ausgebildet.
Zudem kann das Metallheißteildämmelement ganz oder teilweise mit einem gewebten, gestrickten, gewirkten, oder auf andere Weise hergestellten metallischen Flächengebilde verstärkt sein, welches die Vibrationen des zu isolierenden Heißteils absorbiert.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die gesamte Ummantelung des Metallheißteildämmelements, d.h. die erste Außenlage (2), die zweite Außenlage (5) und die zumindest eine Seitenwand (6) als wärmedämmendes textiles Flächengebilde, Kunststofffolie, Metallfolie, kunststoffbeschichtetes Metall, metallbeschichteter Kunststoff, oder Mischungen davon ausgebildet.
Ein textiles Flächengebilde ist dabei ein Gelege, Gebinde, Gewebe, Gestrick, Gewirk, Geflecht, Vlies, Filz, Pappe, Papier, Nadelmatte, Nähgewirkmatte, Matte, Platte, verfestigte Fasern oder ähnliche Schichten.
Als Materialien für die Ummantelung des Metallheißteildämmelements kommen auch Folien, insbesondere Metallfolien, besonders bevorzugt Edelstahlfolien (perforiert oder unperforiert), oder metallische Gewebe in Betracht.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass die Ummantelung des Metallheißteildämmelements ganz oder teilweise in Form einer Metallfolie oder eines Metallbleches ausgebildet ist.
Dieser Aufbau ist einerseits von Vorteil, wenn als Innenlage (7) bzw. als wärmedämmendes Füllmaterial z.B. aus Kostengründen Materialien verwendet werden, die nicht alkalimetall- bzw. erdalkalimetallarm oder alkalimetall- bzw. erdalkalimetallfrei sind, sodass diese vor einem direkten Kontakt mit dem Metallheißteil abgeschirmt werden.
Gleichwohl ist dieser Aufbau besonders bevorzugt, wenn die zu dämmenden Metallheißteile einem erhöhten Einwirken von äußerer Feuchtigkeit (z.B. Regenwasser, Tauwasser- und/oder Eisbildung) oder äußeren mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind.
Darüber hinaus erlaubt es dieser Aufbau, dass das Metallheißteildämmelement mit dem Metallheißteil (wie hierin definiert) verbunden werden kann, z.B. durch Schweißen, Verpressen, Verschrauben, Verkleben, oder andere Verbindungsmöglichkeiten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Metallheißteildämmelement von einem metallischen Mantel (9) in Form einer Metallfolie oder eines Metallbleches (diese sind von vornherein alkali- und erdalkalimetallfrei) ganz oder teilweise umhüllt sein. Dabei kann auch hierbei vorgesehen sein, dass der metallische Mantel (9) mit dem Metallheißteil (wie hierin definiert) verbunden wird, z.B. durch Schweißen, Verpressen, Verschrauben, Verkleben, oder andere Verbindungsmöglichkeiten.
Der metallische Mantel (9) in Form einer Metallfolie oder eines Metallbleches kann dabei in Halb- oder Vollschalenform ausgeführt sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Metallheißteildämmelement (1) zumindest eine erste Innenlage (7), wobei die zumindest eine erste Innenlage (7) in Form als Lage (d.h. ein- oder mehrlagig bzw. ein- oder mehrschichtig), als wärmedämmendes Füllmaterial oder in jeder hierin beschriebenen technisch sinnvollen Form (d.h. bspw. in Form von losen Fasern, Pulvern, Granulaten oder Isoliermasse wie hierin definiert) ausgebildet ist.
Ist die Innenlage (7) in Form als Lage ausgebildet, so kann diese als textiles Flächengebilde, Kunststofffolie, Metallfolie (wie z.B. Edelstahlfolie), kunststoffbeschichtetes Metall, metallbeschichteter Kunststoff, oder Mischungen davon ausgestaltet sein.
In einem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Metallheißteildämmelement um ein drei- oder mehrlagiges Dämmelement oder Dämmsystem, in Form einer ein- oder mehrlagigen unteren Außenlage (2), einer ein- oder mehrlagigen oberen Außenlage (5), sowie einer ein- oder mehrlagigen Innenlage (7). Das Vorhandensein von Seitenwänden (6) ist bei diesem Aufbau nicht erforderlich.
Jede Komponente des erfindungsgemäßen Dämmelementes kann ggf. mit funktionellen Ausrüstungen, Beschichtungen, Imprägnierungen und/oder Kaschierungen (insbesondere mit Metallfolien) versehen sein und kann Metallfasern, -litzen, -drähte oder -filamente enthalten und/oder aus diesen hergestellt sein.
Um das Metallheißteildämmelement (z.B. bei der Installation) leicht an die Form des Heißgerätes anzupassen, ist dieses als textiles oder teilmetallisches Metallheißteildämmelement ausgebildet, vorzugsweise ist das Metallheißteildämmelement so aufgebaut, dass seine Form der Kontur des Heißgerätes in einer um die Dicke des gesamten Metallheißteildämmelementes aufgepolsterten Form entspricht (Offset).
Darüber hinaus hat sich die Verwendung von textilen bzw. teilmetallischen Metallheißteildämmelementen als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn diese von Haus aus alkalimetall- und/oder erdalkalimetallarm sind. Besonders bevorzugt sind die textilen bzw. teilmetallischen Metallheißteildämmelemente von vornherein alkalimetall- und/oder erdalkalimetallfrei.
In einer bevorzugten Ausführungsform bestehen sämtliche Komponenten, d.h. die Dämmelementummantelung, umfassend Außenlagen (2, 5) und ggf. Seitenwände (6) sowie die Innenlagen (7, 8) bzw. die Dämmelementfüllung des Metallheißteildämmelements aus Materialien, die Alkalimetalle, Erdalkalimetalle und deren Verbindungen (insbesondere Oxide damit) mit einem Massengehalt von weniger als 5 Gew.-% aufweisen. D.h. sämtliche Komponenten bestehen zumindest aus alkalimetall- und/oder erdalkalimetallarmen Materialien, bestenfalls aus alkalimetall und/oder erdalkalimetallfreien. Dieser Aufbau erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn für die Ummantelung des Metallheißteildämmelements durchlässige Materialien, wie bspw. Gelege, Gebinde, Gewebe, Gestricke, Gewirke, Geflechte, Vliese, Filze, verfestigte Fasern oder ähnliche verwendet werden und/oder die zu dämmenden Metallheißteile einem erhöhten Einwirken von äußerer Feuchtigkeit (z.B. Regenwasser, Tauwasser- und Eisbildung) ausgesetzt sind und somit ein Auslaugen von herkömmlichen hierin beschriebenen Materialien zu erwarten ist.
Zudem ist dieser Aufbau von Vorteil, wenn das Metallheißteildämmelement zur Wärmedämmung von Metallheißteilen eingesetzt wird, die Wärme in einem derartigen Maße abstrahlen, dass selbst die Außentemperatur der „Kaltseite“ einzelner Dämmelemente eines Dämmsystems ggf. noch in einem Temperaturfenster liegt wo möglicherweise selbst auf der Oberfläche der Kaltseite noch Chrom(VI) entstehen kann. Dies kommt häufig bei mehrlagigen Dammsystemen bspw. bei Turbinenisolierungen vor.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung besteht die Ummantelung des Metallheißteildämmelements aus einer Folie, insbesondere einer Metallfolie, besonders bevorzugt Edelstahlfolie. Zumindest ist das Metallheißteildämmelement vorzugsweise mit einer derartigen Folie umhüllt. In beiden Fällen handelt es sich bei dem Metallheißteildämmelement insofern um ein nach außen hin „abgeschlossenes System“, sodass z.B. das Eindringen von Feuchtigkeit in das Metallheißteildämmelement und ein Vordringen zur metallischen Oberfläche des Metallheißteildämmelements und ein damit einhergehendes Auslaugen von (Erd-)Alkalimetallen und deren Verbindungen aus den Materialien verhindert ist. Dies erlaubt es vorteilhaft, dass eine mögliche Füllung des Metallheißteildämmelements bzw. andere Lagen und/oder Schichten in der ersten bzw. zweiten Innenlage bedenkenlos aus alkalimetall- und/oder erdalkalimetallarmen Materialien, wie hierin definiert, gefertigt sein können.
Somit wird die direkte Freisetzung von umwelt- und/oder gesundheitsschädlichen Schwermetallverbindungen in die Umwelt unterbunden, da kein direkter Kontakt zwischen der metallischen Oberfläche des Metallheißteildämmelements und einer calciumhaltigen, insbesondere (erd-)alkalimetallhaltigen Schicht gegeben ist. Schwermetallverbindungen können sich unter diesen Umständen allenfalls nur innerhalb des Metallheißteildämmelementes, bspw. an einer innenliegenden Kontaktfläche der untern/oberen Außenlage zur ersten und/oder zweiten Innenlage (Dämmmaterial) bilden, wobei die Freisetzung von Schwermetallverbindungen in die Umwelt durch die Art und Weise, wie die Ummantelung ausgestaltet ist, nämlich als „geschlossenes System“ (bspw. als Folie oder Metallfolie), unterbunden wird, wobei die Ummantelung als eine Barriere wirkt. Allerdings kann es vorkommen, dass ein Metallheißteildämmelement mit diesem Aufbau als Sondermüll entsorgt werden muss.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die untere Außenlage (2), die als direkte Kontaktlage für ein zu dämmendes Metallheißteil ausgebildet ist, bzw. die untere Außenseite (3) bzw. das Metallheißteil selbst, eine genoppte oder im Wesentlichen quer oder schräg zur Längsachse gewellte bzw. geriefte Oberfläche (Oberfläche mit Erhebungen) aufweist. Noppen können dabei bspw. sowohl in Form von Pyramiden, Pyramidenstümpfen, Kegelstümpfen, Endloskeilen und/oder Halbkugeln eingesetzt werden.
Dabei ist festgestellt worden, dass eine entsprechende Ausgestaltung der Oberfläche der unteren Außenlage (2) bzw. des Metallheißteils selbst, als Abstandshalter zwischen der Oberfläche des zu dämmenden Metallheißteils (bspw. aus Stahl gebildet) und dem Metallheißteildämmelement, insbesondere Komponenten dieses Dämmelements, die nicht aus calciumarmen bzw. (erd-)alkalimetallarmen Materialien bestehen, fungieren kann.
Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die untere Außenlage (2) selbst als eine Schicht bestehend aus Noppen, wie vorstehend definiert, ausgebildet (siehe 13).
In beiden Fällen liegt der Abstand zwischen den Noppen bzw. Erhebungen der Oberfläche im Bereich von 100 µm bis 2 cm und die Höhe der zueinander beabstandeten Erhebungen im Bereich von 100 µm bis 2 cm.
Die Noppen bzw. Erhebungen der Oberfläche können eine Beschichtung aus Aluminiumoxyd, das wiederum mit Edelmetallen, insbesondere Platin, Rhodium, Palladium oder Nanopartikeln beschichtet sein kann, aufweisen.
Einzelne Komponenten bzw. alle Komponenten des Metallheißteildämmelements können auch durch Verbindungselemente (10a) miteinander verbunden und dadurch zueinander fixiert sein.
So kann vorgesehen sein, dass das Metallheißteildämmelement Längs- bzw. Quernähte, Steppnähte oder Versteppungen enthält, um dadurch vorteilhaft die Formgebung bzw. Formbeständigkeit (kein verrutschen/verschieben der Komponenten (Lagen/Schichten) zueinander) und somit eine passgenaue Montage zu gewährleisten.
Alternative Verbindungselemente (10a), um die einzelnen Komponenten bzw. alle Komponenten des Metallheißteildämmelements miteinander zu verbinden, sind z.B. Klammern, Haken, Schnüre, Riemen, Drähte oder ähnliche geeignete Verbindungselemente.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Aufbau des Metallheißteildämmelements bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Metallheißteildämmelements von heiß nach kalt:

- ein Edelstahldrahtgewebe, oder eine Metallfolie (perforiert, nicht perforiert) und/oder einem Gewebe, welches (erd-)alkalimetallfrei oder -arm ist (Heißseite),
- einer Innenlage (7) bzw. einem wärmedämmenden Füllmaterial, die/das (erd-)alkalimetallfrei oder -arm ist, und
- einem Edelstahldrahtgewebe (vorzugsweise öl- und wasserabweisend beschichtet), oder einer Metallfolie (perforiert oder nicht perforiert) und/oder einem Gewebe (vorzugsweise öl- und wasserabweisend beschichtet), welches (erd-)alkalimetallfrei oder -arm ist (Kaltseite).

Das erfindungsgemäße Metallheißteildämmelement kann in Form als Isoliermatratze, Isolierkissen/Pillow, Isoliermatte, Isoliermanschette, Isolierformteil, Isolierelement, Isolierhaube, Isolierdecke, Glasgewebeformmatte, Isolierkasette, Hardcoverelemente o.ä. ausgebildet sein.
Dämmelemente sind oft viele Jahre im Einsatz. Dabei stehen die Dämmelemente Tag für Tag unter Dauerlast. Temperaturwechsel, ggf. Feuchtigkeit, Vibrationen und Leckagen, all das hat ein Dämmelement auszuhalten.
Die vorliegende Erfindung umfasst daher auch ein Metallheißteildämmelementsystem, das zumindest zwei ggf. unter- bzw. miteinander verbundene Metallheißteildämmelemente, wie hierin definiert, umfasst. Auch kann vorgesehen sein Metallheißteildämmelemente, wie hierin definiert (d.h. die erste Außenlage (2) besteht aus Materialien, die Alkalimetalle bzw. Erdallkalimetalle und deren Verbindungen, zumindest jedoch Calcium und Calciumverbindungen (insbesondere Calciumoxid) mit einem Massengehalt von weniger als 5 Gew.-% aufweisen) und herkömmlichen Dämmelementen zu einem Gesamtsystem zu kombinieren. Dadurch kann vorteilhaft ein Gesamtsystem ausgebildet werden, um einerseits die Montagefreundlichkeit des Gesamtsystems zu gewährleisten und um einen Wärmedurchgang an den Stoßstellen der einzelnen Metallheißteildämmelemente, speziell der unteren (zum Metallheißteil hin angeordneten) Metallheißteildämmelemente durch Versatz zu minimieren. Zugleich wird hierdurch eine bessere Formanpassung an das zu isolierende Metallheißteil ermöglicht. Die Größe der Metallheißteildämmelemente ist hierbei so zu wählen, dass eine schnelle Montage und Demontage möglich ist. Bei Wartungs- und Reparaturarbeiten können somit vorteilhaft kleine Einheiten ggf. repariert oder ausgetauscht werden.
Die einzelnen Metallheißteildämmelemente können dabei durch Verbindungselemente (10b), wie z.B. Klammern, Haken, Federn, Schnallen, Laschen, Ösen, Schellen, Ringschrauben, Kappenschlösser, Schlaufen, Gurte, Bänder, Schnüre, Kordeln, Riemen, Zurrösen, Klettverbindungen, Überlappungen, Drähte oder ähnliche Verbindungselemente, die geeignet sind zwei oder mehrere Dämmelemente bzw. Dämmsysteme unter- und/oder miteinander zu verbinden, verbunden sein, um ein Metallheißteildämmelementsystem zu bilden. Gleichzeitig wird dadurch der Wärmedurchgang in Fugen, Spalten, Stößen etc. minimiert bzw. bestenfalls verhindert.
Alternativ bzw. ergänzend dazu können die einzelnen Metallheißteildämmelemente des Metallheißteildämmelementsystems unter- und/oder miteinander vernäht, verschweißt, geklammert, versteppt, verklebt, vernadelt, gebunden oder auf andere Weise verbunden sein.
Ein besonderer Vorteil bei der Bereitstellung des Metallheißteildämmelementsystems, bei dem zumindest zwei Metallheißteildämmelemente unter- bzw. miteinander verbundenen sind, liegt insbesondere darin, dass dadurch ein gegenüber äußeren Umwelteinflüssen abgeschlossenes Dämmsystem entsteht, wodurch das Eindringen von Feuchtigkeit verhindert wird bzw. zumindest minimiert ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Metallheißteildämmelementsystem, zumindest das Metallheißteildämmelement, wie hierin definiert, als auch das wärmezudämmende Metallheißteil, wobei zumindest ein Metallheißteildämmelement des Metallheißteildämmelementsystems über eine Kontaktseite zumindest teilweise mit dem Metallheißteil kontaktiert ist. Das Metallheißteil ist hierbei bevorzugt ein Verbrennungsmotor (wie bspw. ein Motor von Kraftfahrzeugen, Nutzfahrzeugen, Baumaschinen, Schienenfahrzeugen oder Schiffsmotoren), ein Motorenheißteil, ein Bestandteil von Abgassystemen wie z.B. Dieselpartikelfiltern, Turboladern, Katalysatoren, Schalldämpfern, SCR-Systemen und deren verbundene Bauteile, sowie eine Gas- und Dampfturbine, ein Generator, ein Blockheizkraftwerk und ähnliche Aggregate, sowie zu sämtlichen zuvor genannten Anlagen gehörende Zu- und Ableitungen.
Zudem umfasst die vorliegende Erfindung eine Metallheißteildämmelementkassette, wobei ein Metallheißteildämmelement (1), wie hierin definiert, oder ein Metallheißteildämmelementsystem, wie hierin definiert, in eine vorgefertigte Kassettenform (13) gelegt oder in dieser befestigt sind, sodass diese ein in Richtung des zu dämmenden Metallheißteil geschlossenes Dämmsystem bildet und anschließend als Ganzes auf bzw. an dem zu isolierenden Metallheißteil angebracht werden kann.
Dabei können zwei oder mehrere dieser Kassetten mit geeigneten Verbindungsmethoden bzw. Fügetechniken miteinander verbunden werden.
Die vorliegende Erfindung schafft außerdem ein Verfahren zum Wärmedämmen von Metallheißteilen unter der gleichzeitigen Reduktion der Bildung umwelt- und/oder gesundheitsschädlicher Schwermetallverbindungen während des Betriebs von Metallheißteilen, wobei ein Metallheißteil (12) mit dem Metallheißteildämmelement nach einem der vorgenannten Ansprüche ummantelt wird.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung des hierin definierten Metallheißteildämmelements (1), des hierin definierten Metallheißteildämmelementsystems bzw. der hierin definierten Metallheißteildämmelementkassette als Wärmedämmung, Schalldämmung und/oder Hitzeschutz von Metallheißteilen (12), insbesondere Verbrennungsmotoren (wie bspw. Motoren von Kraftfahrzeugen, Nutzfahrzeugen, Baumaschinen, Schienenfahrzeugen und Schiffsmotoren), Motorenheißteilen, Bestandteilen von Abgassystemen wie bspw. Dieselpartikelfiltern, Turboladern, Katalysatoren, Schalldämpfern, SCR-Systemen und deren verbundenen Bauteilen, sowie Gas- und Dampfturbinen, Generatoren, Blockheizkraftwerken und ähnliche Aggregaten, sowie zu sämtlichen zuvor genannten Anlagen gehörenden Zu- und Ableitungen in einem Temperaturbereich von 20°C bis 750°C, insbesondere im Bereich von 70°C bis 750°C, besonders bevorzugt im Bereich von 200°C bis 750°C, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 400°C bis 750°C, insbesondere jeweils bis zu 700°C, 650°C, ganz besonders bevorzugt bis 600°C.
Hierzu kann es vorgesehen sein, das erfindungsgemäße Metallheißteildämmelement in einer metallischen Engverschalung zu verwenden.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung wird das Metallheißteildämmelement spezifisch zur Dämmung von Metallheißteilen verwendet bzw. bildet mit diesen ein hierin definiertes Metallheißteildämmelementsystem, die in einem Temperaturbereich von 80 bis 120°C betrieben werden. Hierzu zählen insbesondere Motoren (z.B. Ottomotoren, Dieselmotoren), sowie sämtliche hierzu gehörenden Zu- und Ableitungen. Diese Metallheißteile sind im alltäglichen Betrieb zumeist unterschiedlichen Witterungsverhältnissen ausgesetzt, bei denen Feuchtigkeit bzw. Wasser (z.B. Regenwasser, Tauwasser- und Eisbildung) einwirkt. Unter diesen Bedingungen bilden sich bei Kontakt mit alkalimetall- und erdalkalimetallhaltigen Materialien verstärkt umwelt- und/oder gesundheitsschädliche Schwermetallverbindungen (siehe 1).
Es ist daher besonders sinnvoll, Abgaskatalysatoren und Abgaskanäle, wie bspw. Auspuffe für Abgase von Otto- oder Dieselmotoren, die aus Stählen hergestellt sind, die Schwermetallzusätze enthalten, mit dem erfindungsgemäßen Metallheißteildämmelement zu dämmen. So erreichen Abgase bei Ottomotoren Temperaturen im Bereich von ca. 800°C (Leerlauf) bis ca. 900°C (Volllast). Demgegenüber werden mit Dieselmotoren Abgastemperaturen im Bereich von ca. 250°C (Leerlauf) bis ca. 650°C, bevorzugt bis ca. 500°C (Volllast) erreicht. Abgaskatalysatoren von Kraftfahrzeugen werden bei Betriebstemperaturen im Bereich von 400°C bis 900°C betrieben.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung wird das Metallheißteildämmelement spezifisch zur Dämmung von Turbinen und deren Komponenten eingesetzt. Diese sind aus Stahl gefertigt, wobei die Wandtemperatur einer Turbine während des Betriebs im Bereich von 400°C bis 800°C liegt. Unter diesen Bedingungen bilden sich bei Kontakt mit alkalimetall- und erdalkalimetallhaltigen Materialien verstärkt umwelt- und/oder gesundheitsschädliche Schwermetallverbindungen (siehe 1).
In einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltung wird das Metallheißteildämmelement spezifisch zur Dämmung von Wärmekraftmaschinen, wie z.B. für Organic-Rankine-Cycle-(ORC)-Systeme im Temperaturbereich von 110°C bis 550°C oder in Dampfprozessen bei Temperaturen von mehr als 150°C eingesetzt, um einen unerwünschten Wärmeverlust zu verhindern.
Ausführungsbeispiele
Anhand folgender Figuren und Ausführungsbeispiele wird die vorliegende Erfindung näher erläutert, ohne die Erfindung auf diese zu beschränken.
Dabei zeigt

1: Entstehung von Chrom(VI) als Funktion der Erwärmungstemperatur bei der Anwesenheit von NaOH, KOH, CaO oder MgO bzw. bei Abwesenheit von Alkalimetall-/Erdalkalimetallverbindungen und der ausschließlichen Anwesenheit von O₂.
2: den schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Dämmelements (1) in Kissenform, mit einer unteren Außenlage (2), einer oberen Außenlage (5) und einer ersten Innenlage (7).
3: den schematischen Aufbau der unteren bzw. oberen dreidimensionalen Außenlage (2, 5) mit der unteren Außenseite (Heißseite) (3) und der oberen Außenseite (Kaltseite) (4).
4: den schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Dämmelements (1) in Matratzenform mit der Seitenwand (6) und einer ersten Innenlage (7).
5: den schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Dämmelements (1) in Matratzenform mit mehrlagiger Füllung. Mit einer ersten Innenlage (7) und einer zumindest zweiten bzw. weiteren Innenlage (8).
6: den schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Dämmelements (1) welches partiell zusätzlich mit einem Drahtmantel (9), als vibrationsschützende Schicht an mindestens einer der Außenlagen und/oder dem Steg bestenfalls das gesamte Dämmelement oder Dämmsystem versehen ist.
7: den schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Dämmelements (1) in Kissenform, das an der unteren Außenlage (2) Befestigungselemente (11) zur Anbringung an ein Metallheißteil (12) aufweist.
8: 8(A), 8(B) und 8(C) den schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Dämmelements (1) in Matratzenform, welches zusätzlich mit geeigneten Verbindungselementen (10b) auf mindestens einer der Außenlagen und/oder der Seitenwand versehen ist bzw. fixiert ist und/oder bei dem einzelne bzw. alle Lagen mit geeigneten Verbindungselementen (10a) (bspw. Quernähte) verbunden sind. Des Weiteren ist die Überlappungslasche (15) bzw. eine Teilkassette (13) schematisch dargestellt.
9: den schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Dämmelementes (1), welches in eine vorgefertigte Kassettenform (13) gelegt oder in dieser befestigt ist und anschließend auf dem zu isolierenden Metallheißteil angebracht wird und somit ein teil- bzw. vollgeschlossenes Dämmsystem bildet.
10: den schematischen Aufbau eines Metallheißteildämmelementsystems, bei dem mehrere Lagen der Dämmelemente (1), in Kissen-, und/oder Matratzenform (vgl. 2, 4, 5) ein Gesamtsystem bilden, wobei die untere Lage Metallheißteildämmelemente (1) erfindungsgemäß ausgebildet ist. Weitere Lagen sind besonders vorteilhaft ebenfalls aus erfindungsgemäßen Metallheißteildämmelementen (1) aufgebaut, können aber ggf. auch aus herkömmlichen Dämmelementen bestehen.
11: eine Schnittdarstellung eines Metallheißteildämmelements (1), dass zur Wärmedämmung um ein Metallheißteil (12) (bspw. Turbolader) angeordnet ist.
12: den schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Dämmelements (1), welches zusätzlich mit einem metallischen Mantel (9) ganz oder teilweise umhüllt ist. Hier ist die Darstellungsform einer Halbschale skizziert.
13: die Oberfläche einer unteren Außenlage (2), die mit Erhebungen/Abstandshaltern in Form von Noppen ausgebildet ist: in Form von Halbkugeln (13A), Endloskeilen und Pyramiden (13B) als auch Pyramidenstümpfen und/oder Kegelstümpfen (13C).

Das insgesamt mit (1) bezeichnete Dämmelement in Kissenform von 2 weist eine untere Außenlage (2), auch als Heißseite bezeichnet, eine obere Außenlage (5), auch als Kaltseite bezeichnet, und zumindest eine erste Innenlage (7), auch als Dämmmaterial bezeichnet, auf.
Für die hierin aufgeführten Anwendungstemperaturen des Metallheißteils bzw. Metallheißteildämmelements hat sich insbesondere folgender Aufbau in Kissenform bewährt:
Ausführung 1 - alles arm oder frei

Optional:	Drahtgestrick, komplett oder teilweise mit der eigentlichen unteren Außenlage verbunden, ggf. auch teilweise oder komplett im Stegbereich, zur Verhinderung bzw. Verringerung von vibrationsbedingtem, mechanischem Abrieb.
Untere Außenlage:	(erd-)alkalimetallarmes oder -freies Gewebe, Gebinde, Hybridtextilie, mit oder ohne Drahtverstärkung, mit oder ohne Imprägnierung bzw. mit oder ohne Beschichtung, auch mikroporöse Metallfolie, bevorzugt Edelstahlsiebgewebe bzw. Silikatgewebe, auch als Misch hieraus
Innenlage (Dämmung):	(erd-)alkalimetallarmer oder -freier Dämmstoff, als lose Fasern, Vlies, Matte, Filz, Gebinde, Papier oder Pappe, ein- oder mehrlagig, bzw. ein- oder mehrschichtig bevorzugt Silikatfasermatte oder anderen (erd-)alkalimetallarmen oder -freien Dämmstoffen
Obere Außenlage:	(erd-)alkalimetallarmes oder -freies Gewebe, Gebinde, Hybridtextilie, mit oder ohne Drahtverstärkung, mit oder ohne Imprägnierung bzw. mit oder ohne Beschichtung, auch mikroporöse Metallfolie, bevorzugt Edelstahlsiebgewebe bzw. Silikatgewebe, auch als Misch hieraus, besonders bevorzugt ausgerüstet mit einer öl- und wasserabweisenden Beschichtung/Kaschierung/Laminierung/Folierung, die (erd-)alkalimetallarm oder -frei ist und über öl- bzw. wasserabweisende Eigenschaften verfügt.

Ausführung 2 - Heißseite arm oder frei/Füllung Kombi/Kaltseite arm oder frei
Je nach Anwendungstemperatur und Einsatzbedingungen des Metallheißteils bzw. des Metallheißteildämmelementes kann unter Sicherstellung der Verhinderung bzw. Verminderung der Entstehung schwermetallhaltiger gesundheits- und/oder umweltgefährdender Verbindungen bspw. folgender Aufbau gewählt werden:

Optional: Drahtgestrick, komplett oder teilweise mit der eigentlichen unteren Außenlage verbunden, ggf. auch teilweise oder komplett im Stegbereich, zur Verhinderung bzw. Verringerung von vibrationsbedingtem, mechanischem Abrieb.
Untere Außenlage: (erd-)alkalimetallarmes oder -freies Gewebe, Gebinde, Hybridtextilie, mit oder ohne Drahtverstärkung, mit oder ohne Imprägnierung bzw. mit oder ohne Beschichtung, auch mikroporöse Metallfolie, bevorzugt Edelstahlsiebgewebe bzw. Silikatgewebe, auch als Misch hieraus
Innenlage (Dämmung): heißseitig (der unteren Außenlage zugewandt) (erd-)alkalimetallarmer oder -freier Dämmstoff, bspw. als lose Fasern, Vlies, Matte, Filz, Gebinde, Papier oder Pappe, ein- oder mehrlagig bzw. ein- oder mehrschichtig, bevorzugt Silikatfasermatte, kombiniert mit einer oder mehreren Lagen bzw. ein- oder mehreren Schichten von Dämmstoffen in jeder hierin beschriebenen technisch sinnvollen Darstellungsform, die nicht (erd-)alkalimetallarm oder -frei sind, der oberen Außenlage zugewandt.
Obere Außenlage: (erd-)alkalimetallarmes oder -freies Gewebe, Gebinde, Hybridtextilie, mit oder ohne Drahtverstärkung, mit oder ohne Imprägnierung bzw. mit oder ohne Beschichtung, auch mikroporöse Metallfolie, bevorzugt Edelstahlsiebgewebe bzw. Silikatgewebe, auch als Misch hieraus, besonders bevorzugt ausgerüstet mit einer öl- und wasserabweisenden Beschichtung/Kaschierung/Laminierung/Folierung, die bestenfalls (erd-)alkalimetallarm oder -frei ist und über öl- bzw. wasserabweisende Eigenschaften verfügt.

Ausführung 3 - Heißseite arm oder frei/Füllung Kombi/Kaltseite nicht arm oder frei

Als weiterer Aufbau, je nach Anwendungstemperatur und Einsatzbedingungen des Metallheißteils bzw. des Metallheißteildämmelementes kann unter Sicherstellung der Verhinderung bzw. Verminderung der Entstehung schwermetallhaltiger gesundheits- und/oder umweltgefährdender Verbindungen bspw. folgender Aufbau gewählt werden:

Optional:	Drahtgestrick, komplett oder teilweise mit der eigentlichen unteren Außenlage verbunden, ggf. auch teilweise oder komplett im Stegbereich, zur Verhinderung bzw. Verringerung von vibrationsbedingtem, mechanischem Abrieb.
Untere Außenlage:	(erd-)alkalimetallarmes oder -freies Gewebe, Gebinde, Hybridtextilie, mit oder ohne Drahtverstärkung, mit oder ohne Imprägnierung bzw. mit oder ohne Beschichtung, auch mikroporöse Metallfolie, bevorzugt Edelstahlsiebgewebe bzw. Silikatgewebe, auch als Misch hieraus
Innenlage (Dämmung):	heißseitig (der unteren Außenlage zugewandt) (erd-)alkalimetallarmer oder -freier Dämmstoff, bspw. als lose Fasern, Vlies, Matte, Filz, Gebinde, Papier oder Pappe, ein- oder mehrlagig bzw. ein- oder mehrschichtig, bevorzugt Silikatfasermatte, kombiniert mit einer oder mehreren Lagen bzw. ein- oder mehreren Schichten von Dämmstoffen in jeder hierin beschriebenen technisch sinnvollen Darstellungsform, die nicht (erd-)alkalimetallarm oder -frei sind, der oberen Außenlage zugewandt.
Obere Außenlage:	ein nicht (erd-)alkalimetallarmes oder -freies Gewebe, Gebinde, Hybridtextilie, mit oder ohne Drahtverstärkung mit oder ohne Imprägnierung bzw. mit oder ohne Beschichtung, auch mikroporöse Metallfolie, bevorzugt Edelstahlsiebgewebe bzw. Silikatgewebe, auch als Misch hieraus, besonders bevorzugt ausgerüstet mit einer öl- und wasserabweisenden Beschichtung/Kaschierung/Laminierung/Folierung, die bestenfalls (erd-)alkalimetallarm oder -frei ist und über öl- bzw. wasserabweisende Eigenschaften verfügt.

Ausführung 4 - Heißseite arm oder frei/Füllung nicht arm oder frei/Kaltseite nicht arm oder frei
Als weiterer Aufbau, je nach Anwendungstemperatur und Einsatzbedingungen des Metallheißteils bzw. des Metallheißteildämmelementes kann unter Sicherstellung der Verhinderung bzw. Verminderung der Entstehung schwermetallhaltiger gesundheits- und/oder umweltgefährdender Verbindungen bspw. folgender Aufbau gewählt werden:

Optional: Drahtgestrick, komplett oder teilweise mit der eigentlichen unteren Außenlage verbunden, ggf. auch teilweise oder komplett im Stegbereich, zur Verhinderung bzw. Verringerung von vibrationsbedingtem, mechanischem Abrieb.
Untere Außenlage: (erd-)alkalimetallarmes oder -freies Gewebe, Gebinde, Hybridtextilie, mit oder ohne Drahtverstärkung, mit oder ohne Imprägnierung bzw. mit oder ohne Beschichtung, auch mikroporöse Metallfolie, bevorzugt Edelstahlsiebgewebe bzw. Silikatgewebe, auch als Misch hieraus
Innenlage (Dämmung): eine oder mehrere Lagen bzw. ein- oder mehrere Schichten von Dämmstoffen in jeder hierin beschriebenen technisch sinnvollen Darstellungsform, die nicht (erd-)alkalimetallarm oder -frei sind
Obere Außenlage: ein nicht (erd-)alkalimetallarmes oder -freies Gewebe, Gebinde, Hybridtextilie, mit oder ohne Drahtverstärkung mit oder ohne Imprägnierung bzw. mit oder ohne Beschichtung, auch mikroporöse Metallfolie, bevorzugt Edelstahlsiebgewebe bzw. Silikatgewebe, auch als Misch hieraus, besonders bevorzugt ausgerüstet mit einer öl- und wasserabweisenden Beschichtung/Kaschierung/Laminierung/Folierung, die bestenfalls (erd-)alkalimetallarm oder -frei ist und über öl- bzw. wasserabweisende Eigenschaften verfügt.

Ausführung 5 - Heißseite arm oder frei/Füllung nicht arm oder frei/Kaltseite arm oder frei
Als weiterer Aufbau, je nach Anwendungstemperatur und Einsatzbedingungen des Metallheißteils bzw. des Metallheißteildämmelementes kann unter Sicherstellung der Verhinderung bzw. Verminderung der Entstehung schwermetallhaltiger gesundheits- und/oder umweltgefährdender Verbindungen bspw. folgender Aufbau gewählt werden:

Optional: Drahtgestrick, komplett oder teilweise mit der eigentlichen unteren Außenlage verbunden, ggf. auch teilweise oder komplett im Stegbereich, zur Verhinderung bzw. Verringerung von vibrationsbedingtem, mechanischem Abrieb.
Untere Außenlage: (erd-)alkalimetallarmes oder -freies Gewebe, Gebinde, Hybridtextilie, mit oder ohne Drahtverstärkung, mit oder ohne Imprägnierung bzw. mit oder ohne Beschichtung, auch mikroporöse Metallfolie, bevorzugt Edelstahlsiebgewebe bzw. Silikatgewebe, auch als Misch hieraus
Innenlage (Dämmung): eine oder mehrere Lagen bzw. ein- oder mehrere Schichten von Dämmstoffen in jeder hierin beschriebenen technisch sinnvollen Darstellungsform, die nicht (erd-)alkalimetallarm oder -frei sind
Obere Außenlage: ein (erd-)alkalimetallarmes oder -freies Gewebe, Gebinde, Hybridtextilie, mit oder ohne Drahtverstärkung mit oder ohne Imprägnierung bzw. mit oder ohne Beschichtung, auch mikroporöse Metallfolie, bevorzugt Edelstahlsiebgewebe bzw. Silikatgewebe, auch als Misch hieraus, besonders bevorzugt ausgerüstet mit einer öl- und wasserabweisenden Beschichtung/Kaschierung/Laminierung/Folierung, die bestenfalls (erd-)alkalimetallarm oder -frei ist und über öl- bzw. wasserabweisende Eigenschaften verfügt.

Weitere Aufbauten, je nach Anwendungstemperatur und Einsatzbedingungen des Metallheißteils bzw. des Metallheißteildämmelementes sind unter Sicherstellung der Verhinderung bzw. Verminderung der Entstehung schwermetallhaltiger gesundheits- und/oder umweltgefährdender Verbindungen möglich und werden an dieser Stelle nicht näher beschrieben.
In 4 und 5 ist eine weitere Ausführungsform des Metallheißteildämmelements (1) in Matratzenform dargestellt. Das Metallheißteildämmelement umfasst eine untere Außenlage (2), eine obere Außenlage (5), vier Stege bzw. Seitenteile (6), die zusammen einen Freiraum aufspannen und dadurch dem Metallheißteildämmelement eine kasten- bzw. matratzenartige Form verleihen. Der Freiraum wird dabei zumindest durch eine erste Innenlage (7) gefüllt.
Für die hierin aufgeführten Anwendungstemperaturen des Metallheißteils bzw. Metallheißteildämmelements hat sich insbesondere ein Aufbau in Matratzenform bewährt, der wie die vorgenannte Kissenform, jedoch mit einem Steg, der oberen Außenlage entsprechend, bevorzugt der unteren Außenlage entsprechend aufgebaut ist. Besteht die untere Außenlage (Heißseite) aus einem metallischen Siebgewebe oder einer metallischen Folie, kann auf das optionale Drahtgestrick verzichtet werden. Die oben beschriebenen Aufbauten der Kissenform gelten entsprechend (nur durch Steg ergänzt) auch für die Matratzenform.
Beschreibung des Aufbaus eines beispielhaften erfindungsgemäßen Dämmelementes bzw. Dämmsystems:
Das Metallheißteildämmelement oder Metallheißteildämmelementsystem hat bspw. eine ein- oder mehrlagige bzw. ein- oder mehrschichtige obere Außenlage (5), eine ein- oder mehrlagige bzw. ein- oder mehrschichtige Innenlage (7; 8), eine ein- oder mehrlagige bzw. ein- oder mehrschichtige untere Außenlage (2), die durch einen, der Dämmdicke entsprechenden Steg bzw. Seitenwand (6) verbunden sind. Sowohl die obere Außenlage (5), die Innenlage (7; 8), die untere Außenlage (2), sowie der Steg (6) sind aus Komponenten wie hierin definiert beschrieben ausgeführt.
Optional weist das Metallheißteildämmelement oder Metallheißteildämmelementsystem auf einer, mehreren bzw. allen äußeren Lagen (2; 5; 6) - der sog. Ummantelung - eine zusätzliche teilweise oder komplette Schutzlage (9) (z.B. in Form eines Metalldrahtgewebes, -gestrickes, einer Metallfolie oder einer anderen Darstellungsform eines als Schutzlage geeigneten Materials) auf, um das Dämmelement gegen sonstige äußere Einflüsse, insbesondere Vibration, Abrasion, elektrostatische Aufladung, Eindringen von Flüssigkeiten oder ähnlichen Einflüssen zusätzlich zu schützen. Diese optionale Lage kann ggf. eine oder mehrere Lagen 2, 5 bzw. 6 ersetzen.
Optional kann das Dämmelement oder Dämmsystem, wie in 8 dargestellt Längs bzw. Quernähte (10a) enthalten bzw. mit Pins, Haken, Krampen, Steppnähten, oder sonstigen geeigneten Verbindungsmöglichkeiten versehen sein, um ein Verschieben der einzelnen Lagen zueinander zu verringern bzw. zu verhindern, und um die Formgebung bzw. Formbeständigkeit und somit eine passgenaue Montage zu gewährleisten.
Auch kann vorgesehen sein, dass das Dämmelement oder Dämmsystem, wie in 8 dargestellt, Verbindungselemente (10b) wie z.B. Klammern, Haken, Federn, Schnallen, Laschen, Ösen, Schellen, Ringschrauben, Kappenschlösser, Schlaufen, Gurte, Bänder, Schnüre, Riemen, Zurrösen, Klettverbindungen, Überlappungen, Drähte oder ähnliche Verbindungselemente enthalten, um zwei oder mehrere Dämmelemente unter- und/oder miteinander zu verbinden, um ein Dämmsystem zu bilden, um dadurch möglichst den Wärmedurchgang in Fugen, Spalten, Stößen etc. zu minimieren bzw. bestenfalls zu verhindern.
Optional kann das Dämmelement wie in 7 dargestellt, Befestigungselemente (11) aufweisen, die es ermöglichen dieses direkt auf dem Metallheißteil zu fixieren und somit eine Verschiebung einzelner Dämmelemente eines Dämmsystems auf dem Metallheißteil zu verhindern.
10 zeigt, dass das Dämmsystem aus zwei- oder mehreren Lagen Metallheißteildämmelemente, die ein Gesamtsystem bilden aufgebaut ist, wobei zumindest die untere Lage (dem Metallheißteil zugewandte Lage) aus erfindungsgemäßen Metallheißteildämmelementen besteht. Hierdurch wird die Montagefreundlichkeit des Gesamtsystems gewährleistet und Wärmedurchgang an den Stoßstellen speziell der unteren Dämmelementelage durch Versatz der darüber liegenden Lage minimiert. Zugleich wird hierdurch eine bessere Formanpassung an das zu isolierende Metallheißteil ermöglicht. Die Größe der Dämmelemente ist so zu wählen, dass eine schnelle Montage und Demontage möglich ist. Bei Wartungs- und Reparaturarbeiten können somit kleine Einheiten ggf. repariert oder ausgetauscht werden. Die einzelnen Lagen können wie oben beschrieben unter- und/oder miteinander verbunden werden.
Bezugszeichenliste

1: Metallheißteildämmelement
2: untere Außenlage
3: untere Außenseite (Heißseite)
4: obere Außenseite (Kaltseite)
5: obere Außenlage
6: Seitenwand (Steg)
7: erste Innenlage (Dämmmaterial)
8: zweite oder weitere Innenlage
9: metallischer Mantel
10a: Verbindungselemente als Mittel zur Verhinderung von Lagenverschiebungen innerhalb eines Metallheißteildämmelementes
10b: Verbindungselemente als Mittel zur Verbindung von Metallheißteildämmelementen zueinander
11: Befestigungselement
12: Metallheißteil
13: Kassette (Teil- oder Vollkassette)
14: Abstandshalter
15: Überlappungslasche

Claims

Metallheißteildämmelement (1), das zumindest einlagig bzw. einschichtig ausgebildet ist und somit zumindest eine erste Außenlage (2) umfasst, wobei die erste Außenlage (2) als direkte Kontaktlage für ein zu dämmendes Metallheißteil ausgebildet ist, wobei das Metallheißteildämmelement (1) zumindest folgendes umfasst: - eine untere Außenseite (3), die als Kontaktfläche für ein zu dämmendes Metallheißteil ausgebildet ist, und - eine obere Außenseite (4), die der Kontaktfläche für das Metallheißteil gegenüberliegend angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Außenlage (2) Calcium und Calciumverbindungen mit einem Massengehalt von weniger als 5 Gew.-%, insbesondere Alkalimetalle bzw. Erdallkalimetalle und deren Verbindungen mit einem Massengehalt von weniger als 5 Gew.-% aufweist.
Metallheißteildämmelement nach Anspruch 1, wobei das Metallheißteildämmelement (1) zumindest eine zweite Außenlage (5) umfasst, die der ersten Außenlage (2) gegenüberliegend angeordnet ist, wobei die zweite Außenlage (5) Calcium und Calciumverbindungen mit einem Massengehalt von weniger als 5 Gew.-%, insbesondere Alkalimetalle bzw. Erdallkalimetalle und deren Verbindungen mit einem Massengehalt von weniger als 5 Gew.-% aufweist.
Metallheißteildämmelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Metallheißteildämmelement (1) eine Ummantelung aufweist, wobei die Ummantelung folgende Komponenten umfasst: - eine erste Außenlage (2), die als Kontaktfläche für das Metallheißteil ausgebildet ist, - eine zweite Außenlage (5), die der ersten Außenlage (2) gegenüberliegend angeordnet ist, und - optional zumindest eine Seitenwand (6), die die erste Außenlage (2) und die zweite Außenlage (5) verbindet, wobei die Ummantelung des Metallheißteildämmelements aus Materialien besteht, die Calcium und Calciumverbindungen mit einem Massengehalt von weniger als 5 Gew.-%, insbesondere Alkalimetalle bzw. Erdallkalimetalle und deren Verbindungen mit einem Massengehalt von weniger als 5 Gew.-% aufweist.
Metallheißteildämmelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Metallheißteildämmelement (1) zumindest eine erste Innenlage (7) umfasst, wobei die zumindest eine erste Innenlage (7) in Form als Lage oder wärmedämmendes Füllmaterial ausgebildet ist.
Metallheißteildämmelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Außenlage (2), die zweite Außenlage (5) und die zumindest eine Seitenwand (6) als textiles Flächengebilde, Kunststofffolie, Metallfolie, kunststoffbeschichtetes Metall, metallbeschichteter Kunststoff, oder Mischungen davon ausgebildet ist.
Metallheißteildämmelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei sämtliche Komponenten des Metallheißteildämmelements aus Materialien bestehen, die Alkalimetalle, Erdalkalimetalle und deren Verbindungen mit einem Massengehalt von weniger als 5 Gew.-% aufweisen.
Metallheißteildämmelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Materialien, die Alkalimetalle, Erdalkalimetalle und deren Verbindungen mit einem Massengehalt von weniger als 5 Gew.-% aufweisen, aus der Gruppe bestehend aus S-Glas, M-Glas, Q-Glas, D-Glas, Aluminoborosilicate, Aluminosilicate, Aluminafibre, Silica, Kohlenstoff und thermisch stabilisierte Zwischenprodukte auf dem Weg zur Carbonfaser, Cellulose, Textilfasern (Naturfasern, Kunstfasern), Metallfasern (bspw. Litzen, Drähte, Filamente), Metallen, Metalllegierungen, kunststoffbeschichtete Metalle, metallbeschichtete Kunststoffe, Kunststoffe oder Mischungen davon ausgewählt sind.
Metallheißteildämmelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die einzelnen Komponenten des Metallheißteildämmelements in Form von Gelegen, Gebinden, Geweben, Gestricken, Gewirken, Geflechten, Vliesen, Filzen, Pappen, Papieren, Nadelmatten, Nähgewirkmatten, Matten, Platten, verfestigten Fasern, ähnlichen Schichten, losen Fasern, Granulaten oder Pulvern ausgebildet sind oder aus Folien bestehen.
Metallheißteildämmelement nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei die Ummantelung des Metallheißteildämmelements ganz oder teilweise in Form einer Metallfolie oder eines Metallbleches ausgebildet ist.
Metallheißteildämmelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Metallheißteildämmelement von einem metallischen Mantel (9), wobei der metallische Mantel (9) in Form einer Metallfolie oder eines Metallbleches in Halb- oder Vollschalenform ausgeführt ist, ummantelt ist.
Metallheißteildämmelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei einzelne Komponenten des Metallheißteildämmelements durch Verbindungselemente (10a) miteinander verbunden und dadurch zueinander fixiert sind.
Metallheißteildämmelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Dämmmaterialien, die Alkalimetalle, Erdalkalimetalle und deren Verbindungen mit einem Massengehalt von mehr als 5 Gew.-% aufweisen, imprägniert und/oder beschichtet und/oder kaschiert sind.
Metallheißteildämmelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei mindestens eine Außenseite (2, 5 oder 6) zumindest teilweise mit einem metallischen Schutz gegen direkte mechanische Belastung, z.B. durch Vibration, versehen ist, bspw. in Form eines Drahtgestricks, eines Drahtgewebes oder einer metallischen Folie.
Metallheißteildämmelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei auf mindestens einer Außenseite Verbindungselemente (10b, 11) angebracht sind, die eine Verbindung mindestens zweier Metallheißteildämmelemente zueinander ermöglichen bzw. das Anbringen mindestens eines Metallheißteildämmelements auf dem Metallheißteil ermöglicht.
Metallheißteildämmelement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei auf der unteren, dem Metallheißteil zugewandten Seite Befestigungselemente (11) angebracht sind.
Metallheißteildämmelementsystem, umfassend zumindest zwei Metallheißteildämmelemente nach einem der vorgenannten Ansprüche, die ggf. unter- bzw. miteinander verbunden sind.
Metallheißteildämmelementkassette, wobei ein Metallheißteildämmelement (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 bzw. ein Metallheißteildämmelementsystem gemäß Anspruch 16 in eine vorgefertigte Kassettenform (13), bzw. metallische Engverschalung gelegt oder in dieser befestigt ist oder mit einem metallischen Mantel in Halb- oder Vollschalenform (9) versehen wird, sodass diese ein geschlossenes Dämmsystem bildet.
Verfahren zur Wärmedämmung von Metallheißteilen (12), dadurch gekennzeichnet, dass ein Metallheißteil (12) mit einem Metallheißteildämmelement bzw. mit einem Metallheißteildämmelementsystem nach einem der vorgenannten Ansprüche ummantelt wird.
Verwendung eines Metallheißteildämmelements (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, eines Metallheißteildämmelementsystems gemäß Anspruch 16 oder einer Metallheißteildämmelementkassette gemäß Anspruch 17 als Wärmedämmung, Schalldämmung und/oder Hitzeschutz von Metallheißteilen in einem Temperaturbereich von 20°C bis 750°C.
Verwendung eines Metallheißteildämmelements (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, in einer metallischen Engverschalung.