AT344385B

AT344385B - Mehrschichten-verbundplatte

Info

Publication number: AT344385B
Application number: AT772576A
Authority: AT
Original assignee: Schieder Walter
Priority date: 1976-10-18
Filing date: 1976-10-18
Publication date: 1978-07-25
Also published as: ATA772576A

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrschichten-Verbundplatte mit einer wärmeisolierenden Kernschicht aus nebeneinander angeordneten Rohren.

Die Wärmeisolierung spielt in vielen Bereichen der Technik eine Rolle und hat vor allem in neuerer Zeit wegen der Energieverknappung und des stärker gewordenen Bewusstseins der Energieeinsparung an Bedeutung erheblich gewonnen. Eine besondere Bedeutung kommt der Wärmeisolierung bei grossen Austauschflächen und/oder grossen Temperaturdifferenzen an den Austauschflächen zu. Dies gilt sowohl für das Bauwesen, als auch für den technischen Anlagenbau, für die Energiegewinnung, wie auch für die Energienutzung. Eine gute Wärmeisolierung soll dabei sowohl den Wärmedurchgangswiderstand erhöhen, als auch Wärmestrahlung nach Möglichkeit in den Wärmeraum reflektieren.

Alle bisher bekannten mehrschichtigen Verbundplatten, die diesen Zweck erfüllen sollen, bestehen aus einer mehr oder minder aufwendigen Kombination von Werkstoffen unter Einschluss von Luft-Hohlräumen, die insbesondere die Wärmeleitung verschlechtern sollen. Es ist eine mehrschichtige Verbundplatte beschrieben, DE-PS Nr. 588537, deren wärme-und schallisolierende Kernschicht aus mehreren Reihen von Rohren besteht, wobei die Rohre benachbarter Reihen kreuzweise angeordnet und durch Spanndrähte miteinander verbunden sind. Die Rohre selbst bestehen aus Papierrollen, die mit einem erhärteten Mörtelmantel umgeben sind. Durch die hiemit gegebenen Lufträume wird eine gewisse Wärmeisolierung und in Verbindung mit dem gewählten Werkstoff (Papier) eine gewisse Schalldämmung erreicht.

Die Wärmedämmung ist jedoch nicht grösser als bei herkömmlichen, teilweise hohl ausgebildeten Verbundplatten. Ähnlich verhält es sich bei dem bekannten Vorschlag (DE-AS 2060904), wonach in einer Platte aus Hartschaum oder anderem lockeren Material Rohre aus Sperrholzplatten angeordnet sind.

Schliesslich ist eine Verbundplatte bekannt, (CH-PS Nr. 509483) deren Kernschicht gleichfalls aus Rohren besteht, die jedoch verschlossen und mit einem Druckmedium gefüllt sind. Damit soll in erster Linie die Tragfähigkeit der Kernschicht erhöht werden, wobei jedoch zwangsläufig auf Grund der grösseren Dichte der Füllung eine schlechtere Wärmedämmung in Kauf genommen werden muss.

Im technischen Behälterbau ist es ferner bekannt, mehrschichtige Behältermäntel zu verwenden, wobei die Zwischenräume gegebenenfalls evakuiert und mit einem Strahlungsschirm versehen sind. Solche Behälter lassen sich jedoch nur in sphärischer Form herstellen, da sie nur dann die auf Grund der Druckunterschiede auftretenden Kräfte aufnehmen können. Für grossflächige Verbundplatten ist dieses Verfahren wegen der mangelnden Druckfestigkeit zweier Wandscheiben mit evakuiertem Zwischenraum nicht anwendbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mehrschichten-Verbundplatte zu schaffen, deren Wärmeisolierwert beträchtlich über den Isolierwerten bekannter Verbundplatten liegt, ohne dass dadurch die Kosten sich nennenswert erhöhen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Kernschicht aus evakuierten Rohren gebildet ist.

Durch die Erfindung wird der bekanntermassen hohe thermische Isolierwert von Vakuum auch für Verbundplatten grösserer Abmessung nutzbar gemacht. Die hiezu eingesetzten Rohre lassen sich billig herstellen und serienmässig ohne grossen apparativen Aufwand evakuieren. Die Druckfestigkeit der Kernschicht entspricht der ausserordentlich grossen Druckfestigkeit des einzelnen Rohres. Eine solche Verbundplatte kann sowohl im Bauwesen, als auch im Grossbehälterbau, bei Containern, bei Wärmespeicherbehältern von Solar-Energiegewinnungsanlagen, bei Schwimmbädern od. dgl. eingesetzt werden. Da die erfindungsgemässe Verbundplatte ferner quer zur Achsrichtung der Rohre gekrümmt sein kann, können hiemit nicht nur ebene, sondern auch gekrümmte Flächen ausgestattet werden.

Die wärmeisolierenden Eigenschaften von evakuierten Räumen sind bekannt, im Bauwesen jedoch bisher nicht oder nicht vollständig genutzt worden. Die Ursache liegt darin, dass ebenflächige Hohlräume ein nur geringes Vakuum gestatten, da die grossflächigen Begrenzungswände keine ausreichende Druckfestigkeit aufweisen und nur schlecht abzudichten sind. Hingegen können bei der erfindungsgemässen Ausbildung auf Grund der bekanntermassen guten Druckfestigkeit von Rohren, die sich auch leicht dichten lassen, diese Probleme nicht auftreten.

Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung besteht die Kernschicht aus zwei oder mehr zur Aussenseite der Verbundplatte parallel angeordneten Reihen von evakuierten Rohren, wobei die Rohre benachbarter Reihen einander anliegen und gegeneinander versetzt sind.

Mit dieser Ausführung wird der weitere Vorteil erreicht, dass die von den Rohren zwischen den beiden oder mehreren äusseren Schichten der Verbundplatte gebildeten Wärmebrücken verlängert werden.

Stattdessen kann dieser Effekt auch dadurch erreicht werden, dass die Rohre entlang der in Richtung der Verbundplatte liegenden Mantelflächen so verformt sind, dass sie formschlüssig ineinander eingreifen.

Damit wird einerseits der Luft-Hohlraum zwischen den Rohren verringert, anderseits die Berührungsfläche der Rohre untereinander vergrössert.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Rohre innenseitig mit einem Strahlungsschirm versehen. Dadurch wird der ohnehin grosse Wärmedurchgangswiderstand noch durch einen entsprechenden Strahlungswiderstand ergänzt.

In bevorzugter Ausführung der Erfindung bestehen die Rohre aus Glas und sind innenseitig unter Bildung des Strahlungsschirms verspiegelt. Solche verspiegelten und evakuierten Glasrohre lassen sich heute bei sehr geringen Kosten herstellen. Sie sind gegen Korrosion unanfällig und können in beliebige Werkstoffe eingebettet werden. So kann beispielsweise die Mehrschichten-Verbundplatte aus Schwer-oder Leichtbeton, aus einem aufgeschäumten Kunststoff od. dgl. bestehen.

Statt der vorgenannten Ausführungsform können die Rohre auch aus Stahl hergestellt sein und der Strahlungsschirm aus wenigstens einer reflektierenden Schicht und wenigstens einer isolierenden Kunststoffschicht bestehen. Eine solche kombinierte Beschichtung ist bei metallischen Behältern als sogenannte Superisolierung bekannt, wobei zumeist mehrere Schichten wechselseitig aufeinandergelegt sind.

Besteht die Kernschicht aus zwei oder mehr Reihen von Rohren, so kann zwischen diesen Reihen zusätzlich eine reflektierende und/oder eine schalldämmende Folie eingelegt sein. Auch das Einlegen einer solchen Folie bereitet fertigungstechnisch keinerlei Schwierigkeiten.

Sofern mehrere Verbundplatten miteinander verbunden werden sollen, so empfiehlt es sich, eine Verbundplatte mit zwei oder mehr Reihen von evakuierten Rohren zu verwenden. In diesem Fall ist ferner vorgesehen, dass jede Verbundplatte an ihren einer weiteren Verbundplatte benachbarten Stirnflächen je einen Falz aufweist und dass zwei oder mehr Rohre der einen Reihe in der Falzleiste angeordnet sind.

Durch einen solchen Falz können benachbarte Verbundplatten bündig miteinander gestossen werden.

Dadurch, dass sich die Reihen der Glasrohre im Plattenstoss praktisch überlappen, wird auch in der Verbindung der Platten eine gute Wärmedämmung erhalten.

Nachstehend ist die Erfindung an Hand einiger in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen beschrieben. Hiebei zeigen Fig.1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer MehrschichtenVerbundplatte, Fig. 2 eine zweite Ausführungsform im Schnitt, Fig. 3 eine dritte Ausführungsform im Schnitt, Fig. 4 eine andere Ausführungsform eines einzelnen Rohres im Schnitt, Fig. 5 eine weitere Ausführungsform eines einzelnen Rohres im Schnitt und Fig. 6 eine Ausführungsform für die Verbindung zweier Platten.
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1Verbundplatte --1-- angeordnet, was jedoch nicht zwingend erforderlich ist.

Die Kernschicht --3-- besteht bei dem in Fig. l dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer Reihe nebeneinanderliegender zylindrischer Rohre --4--, deren Innenraum --5-- evakuiert ist. Ferner ist die Innenseite der Rohre --4-- mit einem Strahlungsschirm --6-- versehen. Bestehen die Rohre, wie dies bevorzugt vorgesehen ist, aus Glas, so wird der Strahlungsschirm--6--von einer innenseitigen Verspiegelung gebildet. Sind die Rohre hingegen aus Stahl hergestellt, so kann ein geeigneter Strahlungsschirm aus wechselweise aufeinanderliegenden Schichten einer reflektierenden Folie und einer bolierenden Kunststoffolie bestehen.

Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 2 ist die Kernschicht --3-- von zwei benachbarten Reihen --7, 8--evakuierter Rohre-9, 10-- gebildet. Auch diese Rohre sind innenseitig mit einem Strahlungsschirm versehen. Die Rohre --9, 10-- benachbarter Reihen sind gegeneinander versetzt, so dass der Wärmeleitweg von der Innen-zur Aussenschicht der Verbundplatte-l-entsprechend vergrössert wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 sind wieder zwei Reihen --7, 8-- von evakuierten Rohren als Kernschicht erkennbar. Die Rohre --11 bzw. 12-- dieser beiden Schichten weisen jedoch in diesem Fall keinen Strahlungsschirm auf. Stattdessen ist zwischen den beiden äusseren Schichten --13, 14-- der

Verbundplatte einerseits und den beiden Reihen --7, 8-- der Rohre --11, 12-- anderseits je ein Strahlungsschirm-15, 16-z. B. in Form einer reflektierenden Folie --17-- eingelegt, wobei diese zugleich oder statt der reflektierenden Eigenschaften auch schalldämmende Eigenschaften aufweisen kann.

In Fig. 4 ist ein Rohr-18-- mit elliptischem Querschnitt angeordnet, das wieder einen Strahlungsschirm --19-- aufweist. Solche elliptischen Rohre lassen sich heute serienmässig billig herstellen und weisen gegenüber zylindrischen Rohren einen grösseren Wärmeleitweg auf. In Fig. 5 schliesslich ist eine Ausführungsform eines evakuierten Rohres-20-- mit Strahlungsschirm-21-- gezeigt, das an gegenüberliegenden Mantelflächen, die etwa in Richtung der Verbundplatte liegen, so verformt ist, dass bei Anordnung der Rohre nebeneinander diese ineinander eingreifen.

So weist das Rohr --20-- an einem Teil --22-- seiner Mantelfläche eine elliptische oder eiförmige Form auf, während die etwa gegenüberliegende Mantelfläche --23-- derart eingebuchtet ist, dass der Teil --22-- der Mantelfläche eines benachbarten Rohres sich in diese Einbuchtung -- 23-- einlegt.

In Fig. 6 sind zwei benachbarte Verbundplatten --1-- gezeigt, die an einem Falz --24-- gestossen sind. In jeder Leiste --25-- des Falzes --24-- der beiden Verbundplatten sind einige Rohre --25-- der beiden benachbarten Rohrreihen --7, 8-- angeordnet, so dass auch im Bereich der Verbindung eine optimale Wärmeisolierung gegeben ist.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Mehrschichten-Verbundplatte mit einer wärmeisolierenden Kernschicht aus nebeneinander angeordneten Rohren, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernschicht (3) aus evakuierten Rohren (4) gebildet ist.

Claims

2. Verbundplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernschicht (2) aus zwei oder mehr zur Aussenseite der Verbundplatte (1) parallel angeordneten Reihen (7,8) von evakuierten Rohren (9,10) besteht, wobei die Rohre benachbarter Reihen einander anliegen und gegeneinander versetzt sind.

3. Verbundplatte nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Rohre (20) entlang der in Richtung der Verbundplatte (1) liegenden Mantelfläche (22,23) so verformt sind, dass sie formschlüssig ineinandergreifen.

4. Verbundplatte nach den Ansprüchen 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Rohre (4,9, 10,18, 20) innenseitig mit einem Strahlungsschirm versehen sind.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Rohre (4,9, 10,18, 20) aus Glas bestehen und innenseitig unter Bildung des Strahlungsschirms (6,19, 21) verspiegelt sind.

6. Verbundplatte nach den Ansprüchen 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Rohre (4,9, 10,18, 20) aus Stahl bestehen und der Strahlungsschirm (6,19, 21) aus wenigstens einer reflektierenden Schicht und wenigstens einer isolierenden Kunststoffschicht besteht.

7. Verbundplatte nach den Ansprüchen 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei zwei oder mehr Reihen (7,8) von Rohren (9,10, 11,12) zwischen diesen Reihen eine reflektierende und/oder eine schalldämmende Folie (17) eingelegt ist.

8. Verbundplatte nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen den Rohren (11,12) benachbarter Reihen (7,8) einerseits und den anschliessenden Schichten (13,14) der Verbundplatte anderseits eine wärmereflektierende und/oder schalldämmende Folie eingelegt ist.

9. Verbundplatte nach Anspruch 2 oder 7,8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie (1) an ihren einer weiteren Verbundplatte benachbarten Stirnflächen je einen Falz (24) aufweist und dass zwei oder mehr Rohre (25) der einen Reihe (7 oder 8) in der Falzleiste (26) angeordnet sind. EMI3.1