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Die
Erfindung betrifft eine Schutzstruktur.
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Aus
der
US 7,281,688 B1 ist
ein thermisches Schutzsystem für Weltraumflugkörper
bekannt, welches eine äußere Lage umfasst, die
an eine äußere Haltestruktur gekoppelt ist. Diese äußere
Lage umfasst eine Vorderseite und eine Rückseite, welche über
einen Verbindungsbereich verbunden sind. Die Rückseite
wiederum ist an die äußere Haltestruktur gekoppelt.
Die Vorderseite, die Rückseite und der Verbindungsbereich
definieren einen inneren Hohlraum, in welchem ein ablatives Material
aufgenommen ist. Die äußere Lage ist porös
ausgebildet.
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Aus
der
US 7,275,720 B2 ist
ein weiteres thermisches Schutzsystem mit einer porösen
Lage bekannt, wobei durch die poröse Lage ein Strom an Kühlungsfluid
strömen kann, welcher aktiv in die poröse Lage
eingekoppelt wird.
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Aus
der
US 7,055,781 B2 ist
eine Vorrichtung zur Oberflächenkühlung bekannt,
welche eine poröse Lage umfasst, die mit einer äußeren
strukturellen Wand verbunden ist und eine Keramikschaumisolierlage
umfasst. In der äußeren strukturellen Wand sind Öffnungen
angeordnet, über die ein Strom an Kühlfluid der
porösen Lage bereitstellbar ist.
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Aus
der
US 2,908,455 ist
ein Fahrzeug bekannt, welches ein Paar an beabstandeten Lagen eines
strukturellen Materials aufweist, wobei eine äußere
Lage porös ist und einem Luftstrom ausgesetzt ist, ein
absorbierendes Füllmaterial zwischen den Lagen angeordnet
ist, Mittel zum Leiten von Wärme durch das Füllmaterial
vorgesehen sind, Mittel zum Verteilen eines Kühlmediums
in dem Füllmaterial vorhanden sind, und das Kühlmedium
hohe Wärmemengen während des Verdampfens aufnehmen kann.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutzstruktur bereitzustellen,
welche selbstaktivierend ist und hohe Schutzeigenschaften aufweist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass die Schutzstruktur einen ersten Materialbereich mit einer in
den Außenraum weisenden Oberfläche und einer inneren
Grenzfläche umfasst, wobei zwischen der äußeren
Oberfläche und der inneren Grenzfläche Kanäle
zur Fluidführung verlaufen, und einen zweiten Materialbereich
umfasst, welcher mindestens in Teilbereichen mit der inneren Grenzfläche
des ersten Materialbereichs thermisch verbunden ist und welcher
porös ausgebildet ist, wobei in Poren ein Reaktionsmedium
und/oder Kühlmedium eingelagert ist und Kanäle
zu der inneren Grenzfläche des ersten Materialbereichs
zur Fluidführung verlaufen.
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Durch
die erfindungsgemäße Lösung wird eine
aktive Schutzstruktur bereitgestellt, welche im ”Notfall” ein
Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium bereitstellt, wobei
diese Bereitstellung durch eine insbesondere thermische und/oder
chemische Selbstaktivierung (ohne externe Ansteuerung) möglich
ist. Die Schutzstruktur selber ist dabei passiv ausgebildet; das
Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium ist in die Schutzstruktur
selber eingelagert.
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Die
Schutzstruktur erhält im Einsatzfall ihre Kontur, d. h.
sie ist geometriestabil. Dadurch werden beispielsweise die aerodynamischen
Eigenschaften eines Flugkörpers (wenn beispielsweise die
Schutzstruktur als Thermalschutzsystem beim Eintritt in die Atmosphäre
ausgebildet ist) nicht negativ durch übermäßigen
Materialabtrag beeinflusst.
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Durch
die thermische Verbindung zwischen dem ersten Materialbereich und
dem zweiten Materialbereich ist für eine Wärmeleitung
gesorgt. Es lässt sich dadurch ausreichend Wärme
in den zweiten Materialbereich transportieren, so dass der Wärmetransport
nicht mehr rein strahlungsbedingt ist. Dadurch kann beispielsweise
ein Kühlmedium schneller einen oder mehrere Phasenwechsel
vollziehen. Dadurch lässt sich beispielsweise bei einer
Transpirationskühlung und/oder Effusionskühlung
eine erhöhte Effizienz erreichen.
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Um
beispielsweise für einen Phasenwechsel eines Kühlmediums
für eine Transpirationskühlung und/oder Effusionskühlung
zu sorgen, sind bei der erfindungsgemäßen Lösung
niedrigere Temperaturen an dem ersten Materialbereich erforderlich.
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In
dem zweiten Materialbereich können grundsätzlich
alle möglichen Formen von Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium
eingelagert werden. Es können feste, gasförmige,
flüssige Reaktionsmedien und/oder Kühlmedien oder
auch Reaktionsmedien und/oder Kühlmedien in Gelform eingelagert werden.
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Grundsätzlich
ist es auch möglich, ein Reaktionsmedium einzulagern, welches
beim Austritt an die Oberfläche einen chemischen Beaufschlagungsstoff
neutralisieren kann. Gegebenenfalls können dabei auch lokale
Schadstellen an der Oberfläche verklumpt werden und abgedichtet
werden.
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Grundsätzlich
kann auch Kühlmedium und/oder Reaktionsmedium in dem ersten
Materialbereich eingelagert sein.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn der erste Materialbereich aus einem Material
hergestellt ist, das bei entsprechender thermischer Beaufschlagung oder
chemischer Beaufschlagung eine hohe Standfestigkeit aufweist. Beispielsweise
ist für Anwendungen mit thermischer Beaufschlagung der
erste Materialbereich aus einem Material hergestellt, welches eine
hohe Wärmeleitfähigkeit und vorzugsweise auch
einen hohen Emissionsgrad hat. Dadurch ist gewährleistet,
dass dieses Material hohen Temperaturen standhält. Dadurch
wiederum lässt sich der Anteil an später aktiviertem
Kühlmedium gering halten.
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Entsprechend
ist es günstig, wenn bei chemischer Beaufschlagung der
erste Materialbereich eine hohe Resistenz gegenüber potentiellen
Reaktionsmedien bei chemischer Beaufschlagung hat.
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Grundsätzlich
ist die erfindungsgemäße Schutzstruktur auch wiederverwendbar,
indem der erste Materialbereich und/oder der zweite Materialbereich ”wieder
befüllt” wird, d. h. Kühlmedium und/oder
Reaktionsmedium nach einer ”Entleerung” wieder
eingelagert wird.
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Die
erfindungsgemäße Lösung lässt
sich beispielsweise bei der Ausbildung als Thermalschutzsystem auch
in Verbindung mit Leichtbaukonzepten realisieren, da aufgrund einer
erhöhten Kühleffizienz dünnere Strukturen
(für die Schutzstruktur und zu schützende Elemente)
ermöglicht werden.
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Günstig
ist es, wenn der erste Materialbereich oder der zweite Materialbereich
offenporös ausgebildet sind. Dadurch werden Kanäle
bereitgestellt, um Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium
von dem zweiten Materialbereich zu der inneren Grenzfläche
des ersten Materialbereichs zu transportieren und Reaktionsmedium
und/oder Kühlmedium von dieser inneren Grenzfläche
an die Oberfläche zu transportieren.
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Es
ist dabei grundsätzlich vorteilhaft, wenn der zweite Materialbereich
eine höhere Porosität als der erste Materialbereich
aufweist. Die Poren im zweiten Materialbereich dienen zur Einlagerung
von Kühlmedium und/oder Reaktionsmedium. Durch eine größere
Porosität lässt sich eine große Menge
an Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium einlagern.
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Es
ist grundsätzlich auch möglich, dass der erste
Materialbereich und/oder der zweite Materialbereich durch Risse
und/oder Bohrungen gebildete Kanäle aufweisen, um den Fluidtransport
zu ermöglichen.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform ist an der in den Außenraum
weisenden Oberfläche des ersten Materialbereichs eine Schicht
aus Aktivatormedium angeordnet und/oder die Kanäle des
ersten Materialbereichs sind mit Aktivatormedium infiltriert, wobei
das Aktivatormedium die Kanäle zu dem Außenraum
verschließt und wobei das Aktivatormedium thermisch und/oder
chemisch aktivierbar ist, um die Kanäle zu dem Außenraum
hin zu öffnen. Das Aktivatormedium verschließt
die Kanäle, um einen Austritt des Reaktionsmediums und/oder
Kühlmediums im Nichteinsatzfall zu verhindern. Wenn das
Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium beispielsweise unter
Druck steht, kann es durch den ersten Materialbereich hinaus austreten.
Durch das Aktivatormedium wird dieses verhindert. Durch die Infiltrierung
der Kanäle kann auch eine höhere Druckstabilität
erreicht werden, wenn das Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium
mit Überdruck beaufschlagt ist. Das Aktivatormedium bewirkt
eine Versiegelung im ersten Materialbereich. Es ist dabei grundsätzlich
möglich, dass die Kanäle nur teilweise längs
einer Kanalrichtung mit Aktivatormedium infiltriert sind, oder dass
sie vollständig mit Aktivatormedium infiltriert sind.
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Wenn
keine zusätzliche Außenschicht an Aktivatormedium
vorgesehen ist, dann wird bei Aktivierung und Zersetzung des Aktivatormediums
auch die Oberfläche bzw. Kontur der Schutzstruktur höchstens
minimal beeinflusst. Dies kann beispielsweise bei Flugkörperanwendungen
vorteilhaft sein.
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Es
ist aber auch möglich, dass zusätzlich oder alternativ
zu der Infiltrierung der Kanäle eine Schicht an Aktivatormedium
an der Oberfläche angeordnet ist. Dies kann beispielsweise
vorteilhaft sein, wenn der erste Materialbereich offenporös
ausgestaltet ist, um eine glatte Oberfläche zu erhalten.
Eine solche glatte Oberfläche kann aus ästhetischen Gründen
gewünscht sein oder kann für bestimmte Anwendungen
vorteilhaft sein.
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Die
Aktivierung des Aktivatormediums kann beispielsweise thermisch erfolgen.
Das Aktivatormedium kann sich dabei zersetzen oder aufschmelzen und
dadurch die Kanäle freigeben. Auch eine chemische Aktivierung
ist grundsätzlich möglich. Bei der chemischen
Aktivierung reagiert das Aktivatormedium mit einem von außen
herangeführten Recktanten und gibt die Kanäle
frei, so dass wiederum Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium
aus dem zweiten Materialbereich freigesetzt werden kann.
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Es
ist grundsätzlich möglich, dass der zweite Materialbereich
mit einer Reservoireinrichtung für Reaktionsmedium und/oder
Kühlmedium fluidwirksam verbunden ist. Dadurch lässt
sich Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium nachfördern.
Beispielsweise ist es dadurch auch möglich, Reaktionsmedium
und/oder Kühlmedium mit Druck zu beaufschlagen, um einen Überdruck
bereitzustellen, welcher Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium
von dem zweiten Materialbereich in den ersten Materialbereich treibt.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel ist die Reservoireinrichtung
durch einen dritten Materialbereich gebildet oder umfasst solch
einen dritten Materialbereich. Der dritte Materialbereich ist insbesondere
vollflächig mit dem zweiten Materialbereich verbunden, um über
einen hohen Flächenbereich dem zweiten Materialbereich
Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium nachfördern
zu können.
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Günstigerweise
ist eine Haltestruktur vorgesehen, an welcher die Kombination aus
erstem Materialbereich und zweitem Materialbereich fixiert ist.
Die Haltestruktur ist selber an einer Anwendung fixiert oder Teil
der Anwendung.
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Das
Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium, welches in dem zweiten
Materialbereich eingelagert ist, kann gasförmig, fest oder
flüssig eingelagert sein oder es kann als Gel eingelagert
sein. Bei der erfindungsgemäßen Lösung
sind grundsätzlich verschiedene Aggregatszustände
möglich.
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Insbesondere
ist Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium durch Kapillarwirkung
und/oder durch Überdruck des Reaktionsmediums und/oder
Kühlmediums von dem zweiten Materialbereich an die Oberfläche
des ersten Materialbereichs beförderbar. Es lässt
sich dadurch insbesondere eine automatische Beförderung
an die Oberfläche bei Aktivierung der Schutzstruktur erreichen.
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Es
ist grundsätzlich möglich, dass der erste Materialbereich
und/oder der zweite Materialbereich mit homogenen Materialeigenschaften
ausgebildet sind. Es ist aber auch möglich, dass diese
gradiert ausgebildet sind, d. h. dass die Materialeigenschaften
in einer oder mehreren Richtungen variieren und insbesondere eine
variable Porosität eingestellt ist.
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Es
kann dabei vorgesehen sein, dass der erste Materialbereich und der
zweite Materialbereich einstückig aneinander ausgebildet
sind. In dem zweiten Materialbereich ist das Reaktionsmedium und/oder
Kühlmedium eingelagert. Die entsprechende Struktur ist
bis zu einer bestimmten Tiefe unterhalb der äußeren
Oberfläche mit Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium
befüllt.
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Alternativ
ist es möglich, dass der erste Materialbereich und der
zweite Materialbereich durch getrennte Materiallagen hergestellt
sind.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform ist zwischen dem ersten
Materialbereich und dem zweiten Material eine thermische Isolierschicht
angeordnet. Die thermische Isolierschicht sorgt dafür,
dass der zweite Materialbereich nicht so stark erhitzt wird und
hohe Temperaturen im Wesentlichen auf den ersten Materialbereich
begrenzt sind. Es wird eine Temperaturabsenkung zu dem zweiten Materialbereich
erreicht.
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Insbesondere
ist die thermische Isolierschicht mehrfach zusammenhängend,
d. h. sie weist beabstandete ”Löcher” auf.
Durch diese Löcher hindurch wiederum ist die Einleitung
eines Wärmestroms von dem ersten Materialbereich in den
zweiten Materialbereich möglich.
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Vorteilhafterweise
sind der erste Materialbereich und der zweite Materialbereich im
Bereich von Löchern des thermischen Isolierelements thermisch verbunden.
Dadurch kann Wärme von dem ersten Materialbereich und damit
von dem Außenraum im zweiten Materialbereich eingeleitet
werden, um beispielsweise schnelle Phasenwechsel zu erreichen und
damit bei der Transpirationskühlung und/oder Effusionskühlung
eine effiziente Kühlung zu erzielen.
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Insbesondere
ragen an Löchern der Isolierschicht von dem ersten Materialbereich
Stege in den zweiten Materialbereich. Die Stege füllen
dabei insbesondere die Löcher aus und sind vom Material
des zweiten Materialbereichs umgeben und bilden eine innere Grenzfläche
an den zweiten Materialbereich. Dadurch lässt sich effektiv
Wärme in den zweiten Materialbereich einkoppeln.
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Es
kann dabei vorgesehen sein, dass Stege bis zu einer Haltestruktur
für den zweiten Materialbereich ragen oder bis zu einem
dritten Materialbereich, auf welchem der zweite Materialbereich
angeordnet ist, ragen. Dadurch ergibt sich eine effektive Abstützung,
so dass die Schutzstruktur eine hohe mechanische Stabilität
aufweist.
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Es
kann vorgesehen sein, dass Stege quaderförmig und/oder
pyramidenförmig und/oder pyramidenstumpfförmig
und/oder kegelförmig und/oder kegelstumpfförmig
und/oder keilförmig und/oder keilstumpfförmig
und/oder zylindrisch ausgebildet sind. Es lässt sich dadurch
eine große Oberfläche bereitstellen, welche eine
innere Grenzfläche zu dem zweiten Materialbereich ist.
Dadurch wiederum ergibt sich ein effektiver Wärmeeintrag
in den zweiten Materialbereich.
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Ganz
besonders vorteilhaft ist es, wenn die Stege aus dem Material des
ersten Materialbereichs hergestellt sind. Insbesondere sind sie
einstückig (stoffschlüssig) mit dem ersten Materialbereich
verbunden. Dadurch ergibt sich eine effektive Wärmeeinleitung.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel ist der erste Materialbereich
(und/oder der zweite Materialbereich) aus einem Fasermaterial oder
faserkeramischen Material oder keramischen Material hergestellt.
Ein solches Material lässt sich offenporös ausbilden.
Das Material für den ersten Materialbereich ist beispielsweise
eine kohlenstoffbasierte Faserkeramik mit oder ohne Kohlenstoff-Fasern
oder eine oxidkeramische Faserkeramik oder eine Sinterkeramik. Auch
andere Materialien sind möglich, wie beispielsweise metallische,
offenporige (Hohl-)Kugelpackungen oder offenporige Sintermetalle.
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Beispielsweise
ist der erste Materialbereich aus Graphit oder C/C oder SiC oder
C-SiC oder C/C-SiC hergestellt.
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Das
Kühlmedium ist vorzugsweise so gewählt, dass eine
Transpirationskühlung und/oder Effusionskühlung
erfolgt. Bei der Transpirationskühlung und/oder Effusionskühlung
erfolgt durch Ausströmen des Kühlmediums eine
konvektive Kühlung. Es bildet sich eine thermische Blockgrenzungsschicht
auf der Außenseite der Schutzstruktur aus und es wird eine Reduzierung
des auftretenden Wärmestroms erreicht. Durch zusätzliche
Aufnahme der Schmelz- und Verdampfungsenthalpie wird die Kühlwirkung verbessert.
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Die
erfindungsgemäße Schutzstruktur lässt sich
beispielsweise als Thermalschutzsystem für einen Flugkörper
oder für eine Brennkammer oder für einen Ofen
oder für den Brandschutz eines Bauwerks oder für
einen Reaktor verwenden.
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Es
ist auch möglich, die erfindungsgemäße Schutzstruktur
bei der Neutralisierung von chemischen Stoffen zu verwenden, wobei
als Reaktionsmedium ein Reaktant für einen die Schutzstruktur
beaufschlagenden chemischen Stoff gewählt wird. Bei entsprechender
Beaufschlagung kann insbesondere nach chemischer Aktivierung eines
Aktivatormediums das Reaktionsmedium austreten und mit dem beaufschlagenden
chemischen Stoff reagieren und diesen neutralisieren. Bei entsprechender
Wahl des Reaktionsmediums kann erreicht werden, dass das auftretende
Reaktionsprodukt Schadstellen an der Oberfläche verklumpt
und beispielsweise auch eine Abdichtung durchgeführt wird.
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Die
nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung
der Erfindung. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Teilbereichs einer erfindungsgemäßen
Schutzstruktur;
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2 eine
schematische Darstellung eines Teilbereichs eines zweiten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Schutzstruktur;
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3 eine
perspektivische Teildarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Schutzstruktur;
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4 eine
Schnittansicht der Schutzstruktur gemäß 3;
und
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5 eine ähnliche
Ansicht wie 4 mit einer alternativen Stegausbildung.
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Ein
erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Schutzstruktur, welches in 1 in einer
Teilansicht schematisch gezeigt und dort mit 10 bezeichnet
ist, ist auf einem zu schützenden Element 12 angeordnet.
Entsprechende Anwendungsbeispiele werden später erläutert.
Die Schutzstruktur 10 umfasst dazu eine Haltestruktur 14,
welche an dem zu schützenden Element 12 fixiert
ist. Beispielsweise ist die Haltestruktur 14 mit dem zu
schützenden Element 12 verklebt oder auf andere
Art und Weise verbunden. Grundsätzlich ist es dabei möglich,
dass das zu schützende Element 12 und die Haltestruktur 14 integral
ausgebildet sind.
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Die
Haltestruktur 14 trägt einen ersten Materialbereich 16 und
einen zweiten Materialbereich 18. Der erste Materialbereich 16 ist
ein äußerer Materialbereich, der eine Oberfläche 20 aufweist,
die in den Außenraum 22 weist.
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Der
erste Materialbereich 16 hat eine innere Grenzfläche 24 zu
dem zweiten Materialbereich 18. Über die innere
Grenzfläche 24 sind der zweite Materialbereich 18 und
der erste Materialbereich 16 miteinander verbunden, wobei
ein thermischer Kontakt hergestellt ist. Bei der Schutzstruktur 10 ist
dabei ein vollflächiger Kontakt zwischen dem ersten Materialbereich 16 und
dem zweiten Materialbereich 18 an der inneren Grenzfläche 24 vorgesehen,
so dass auch ein vollflächiger thermischer Kontakt hergestellt ist.
Weiter untenstehend werden noch Ausführungsbeispiele erläutert,
bei denen der thermische Kontakt nur in Teilbereichen hergestellt
ist.
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In
dem ersten Materialbereich 16 sind Kanäle 26 angeordnet,
welche zur Fluidführung dienen und von der inneren Grenzfläche 24 zu
der Oberfläche 20 verlaufen. In 1 sind
die Kanäle 26 schematisch in der Ausschnittsvergrößerung
A angedeutet.
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Die
Kanäle dienen dazu, Fluid durch den ersten Materialbereich 16 an
die Oberfläche 20 zu führen. Das entsprechende
Fluid kann dabei als Kühlmedium eingesetzt werden, um insbesondere
eine Transpirationskühlung und/oder Effusionskühlung
zu realisieren. Es ist grundsätzlich auch möglich,
dass das entsprechende Fluid ein Reaktionsmedium ist, welches beispielsweise
als Reaktant dient, um ein Medium zu neutralisieren, mit welchem
die Schutzstruktur 10 beaufschlagt wird. Dies wird weiter
untenstehend noch näher erläutert.
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Die
Kanäle 26 können auf unterschiedliche Art
und Weise realisiert sein. Sie können beispielsweise ”makroskopisch” hergestellt
sein, wie beispielsweise durch Bohrungen. Sie können ”mikroskopisch” hergestellt
sein durch Risse im ersten Materialbereich 16. Der erste
Materialbereich 16 kann offenporös ausgestaltet
sein und es kann dadurch eine Kanalstruktur in dem ersten Materialbereich 16 gebildet
sein. Auch Kombinationen unterschiedlicher Kanalausbildungen sind
möglich.
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Der
zweite Materialbereich 18 ist ein Reservoirbereich. Er
ist porös ausgebildet mit Poren 28 (Ausschnittsvergrößerung
B in 1), in welchen Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium 30 eingelagert
ist. In dem zweiten Materialbereich 18 sind Kanäle 32 gebildet, über
welche Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium 30 zu
der inneren Grenzfläche 24 und von dort an die
Oberfläche 20 gelangen kann. Die Kanäle 32 sind
beispielsweise durch eine offenporöse Struktur gebildet,
bei welcher die Poren 28 miteinander verbunden sind. Grundsätzlich
können die Kanäle 32 beispielsweise auch
durch Risse oder dergleichen hergestellt sein.
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Der
zweite Materialbereich 18 weist eine kleinere Dichte als
der erste Materialbereich 16 auf (wobei die Befüllung
der Poren 28 durch Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium 30 im
zweiten Materialbereich 18 bei der Dichteermittlung nicht
berücksichtigt ist, d. h. die Poren 28 werden
als ”leere” Poren berücksichtigt). Wenn
der erste Materialbereich 16 porös ausgebildet
ist, dann weist der zweite Materialbereich 18 eine höhere
Porosität auf als der erste Materialbereich 16,
d. h. der relative Porenanteil im zweiten Materialbereich 18 ist
größer als im ersten Materialbereich 16.
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Es
ist möglich, dass der zweite Materialbereich 18 mit
einer Reservoireinrichtung 34 in Verbindung steht, welche
Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium nachliefert, wobei
dieses Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium beispielsweise
unter Druck steht.
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Je
nach Anwendungsfall kann das Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium 30 in
dem zweiten Materialbereich 18 in fester Form, flüssiger
Form, gasförmiger Form oder als Gel eingelagert sein. Wenn
das Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium 30 in
nicht-fluider Form (d. h. in nicht fließfähiger Form)
eingelagert ist und beispielsweise als Feststoff (beispielsweise
in Pulverform oder in Vollmaterialform) eingelagert ist, dann ist
insbesondere durch thermische Beaufschlagung von dem ersten Materialbereich 16 her
die Transformation in ein fließfähiges Material
möglich.
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Bei
einer Variante einer Ausführungsform sind die Kanäle 26 im
ersten Materialbereich 16 zu der Oberfläche 20 hin
durch ein Aktivatormedium 36 verschlossen. Dies verhindert,
dass Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium 30 durch
die Kanäle 26 hinaus austreten kann, wenn kein
Schutz-Einsatzfall der Schutzstruktur 10 vorliegt. Das
Aktivatormedium 36 infiltriert die Kanäle 32,
wie in 1, Ausschnittsansicht A mit dem Bezugszeichen 38 bezeichnet.
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Grundsätzlich
kann eine Schicht 40 an Aktivatormedium 36 auf
der Oberfläche 20 des ersten Materialbereichs 16 angeordnet
sein. Diese Schicht 40 muss dabei nicht unbedingt zusammenhängend sein.
Beispielsweise dient die Schicht 40 dazu, eine gleichmäßige
und insbesondere glatte Oberfläche auf dem ersten Materialbereich 16 herzustellen, wenn
dieser porös ausgebildet ist. Dies kann beispielsweise
unabhängig von technischen Anforderungen auch durch ästhetische
Anforderungen bei bestimmten Anwendungen verlangt sein.
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Das
Aktivatormedium 36 lässt sich thermisch und/oder
chemisch aktivieren. Bei der thermischen Aktivierung zersetzt sich
das Aktivatormedium 36 oberhalb einer bestimmten Temperaturschwelle.
Dadurch werden die Kanäle 26 zu der Oberfläche 20 hin geöffnet
und Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium 30 kann
austreten.
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Bei
der chemischen Aktivierung reagiert das Aktivatormedium 36 mit
einem von außen (über den Außenraum 22)
aufgebrachten Recktanten und zersetzt sich, um so wie oben beschrieben
die Kanäle 26 freizugeben, so dass wiederum Reaktionsmedium und/oder
Kühlmedium 30 austreten kann.
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Der
Transport von Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium 30 durch
die Kanäle 26 im ersten Materialbereich 16 hindurch
einschließlich des Transports zu dem ersten Materialbereich 16 hin
ist beispielsweise durch Kapillarkräfte getrieben und/oder
durch Druckbeaufschlagung des Reaktionsmediums und/oder Kühlmediums
im zweiten Materialbereich 18 getrieben.
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Die
Schutzstruktur 10 funktioniert wie folgt: Die Schutzstruktur 10 dient
beispielsweise als Thermalschutzstruktur für das Element 12.
In diesem Fall ist das eingelagerte Medium ein Kühlmedium
und das Aktivatormedium 36 wird thermisch aktiviert.
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Die
Schutzstruktur 10 ist auf dem Element 12 angeordnet.
Wenn dieses System einer ”zu hohen” Temperatur
ausgesetzt wird, welche oberhalb einer Temperaturschwelle liegt,
dann wird das Aktivatormedium 36 aktiviert. Die Versiegelung
des ersten Materialbereichs 16 wird durch Zersetzung des
Aktivatormediums 36 aufgehoben und die Kanäle 26 werden
freigegeben. Es kann dann Kühlmedium 30, welches
in dem zweiten Materialbereich 18 eingelagert ist, aus
dem zweiten Materialbereich 18 durch den ersten Materialbereich 16 hindurch
an die Oberfläche 20 gelangen. Dem zweiten Materialbereich 18 kann gegebenenfalls
durch die Reservoirmedium 34 Kühlmedium nachgeliefert
werden.
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Nach
Aktivierung des Aktivatormediums 36 ist der erste Materialbereich 16 durch
Kühlmedium durchströmbar. Die thermische Aktivierung
des Aktivatormediums 36, welches insbesondere ein Schmelzen
oder Sublimieren ist, werden Fluidwege durch den ersten Materialbereich 16 hindurch
an die Oberfläche 20 freigegeben. Der zweite Materialbereich 18 ist
ebenfalls durchströmbar, um dem ersten Materialbereich 16 Kühlmedium
bereitstellen zu können.
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Die
Durchströmung des zweiten Materialbereichs 18 und
des ersten Materialbereichs 16 ist durch Kapillarkräfte
und/oder Überdruck des Kühlmediums angetrieben.
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Es
kann eine Transpirationskühlung und/oder Effusionskühlung
erreicht sein, welche beispielsweise durch Phasenwechsel des Kühlmediums erreicht
ist. Es erfolgt eine konvektive Kühlung der Schutzstruktur 10,
wobei sich eine thermische Blockgrenzungsschicht an der Oberfläche 20 des
ersten Materialbereichs 16 aus dem Kühlmedium
ausbilden kann. Dadurch wird der auftretende Wärmestrom, welcher
grundsätzlich zu einer Aufheizung des Elements 12 führt,
reduziert.
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Grundsätzlich
kann die Kühlwirkung durch Verwendung eines flüssigen
oder festen Kühlmediums durch zusätzliche Aufnahme
der Schmelz- und Verdampfungsenthalpie verbessert werden.
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Der
erste Materialbereich 16 ist an den zweiten Materialbereich 18 thermisch
gekoppelt. Die Poren 28 sind von Vollmaterial des zweiten
Materialbereichs 18 umgeben. Dadurch ergibt sich eine optimierte
Wärmeeinkopplung; Wärme lässt sich effektiv von
der Oberfläche 20 her in den zweiten Materialbereich 18 einkoppeln.
Dadurch wird dem Kühlmedium im Vergleich zu einer rein
strahlungsbedingten Erwärmung mehr Wärme zugeführt.
Dadurch kann das Kühlmedium schneller ein oder zwei Phasenwechsel vollziehen;
dies wiederum erhöht die Effizienz der Kühlung.
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Im
Vergleich zu einem rein strahlungsbedingten Wärmeaustausch
ist der bei der erfindungsgemäßen Lösung
für einen Phasenwechsel des Kühlmediums erforderliche
Wärmeeintrag durch niedrigere Temperaturen des ersten Materialbereichs 16 erreichbar.
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Es
ist dabei grundsätzlich möglich, dass das Kühlmedium 30 in
dem zweiten Materialbereich 18 nicht nur in fester Form
eingelagert sein kann (beispielsweise pulverförmig). Grundsätzlich
ist es auch möglich, dass es in flüssiger Form
oder als Gel oder auch als Gas eingelagert ist.
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Es
ist dabei grundsätzlich möglich, dass der erste
Materialbereich 16 und der zweite Materialbereich 18 einstückig
miteinander verbunden sind und insbesondere aus dem gleichen Material
bestehen, welches unterschiedlich ausgebildet ist. Beispielsweise
weist dann dieses Material in dem ersten Materialbereich 16 eine
kleinere Porosität auf als in dem zweiten Materialbereich 18.
In diesem Sinne sind dann der erste Materialbereich 16 und
der zweite Materialbereich 18 in ihrer Kombination als
eine Lage ausgebildet.
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Es
ist aber auch möglich, dass der erste Materialbereich 16 und
der zweite Materialbereich 18 getrennte Lagen sind.
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Grundsätzlich
ist es so, dass in dem ersten Materialbereich 16 kein Kühlmedium
eingelagert ist.
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Die
Materialwahl des Aktivatormediums 36, des Materials für
den ersten Materialbereich 16 und des Materials für
den zweiten Materialbereich 18 richtet sich nach der Anwendung.
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Der
erste Materialbereich 16 ist beispielsweise aus einem porösen
faserkeramischen Material wie C/C oder aus Graphit hergestellt.
Die Fasern können dabei je nach Anwendungsfall parallel
oder senkrecht oder auch in anderen Orientierungen zu der Oberfläche 20 stehen.
Der erste Materialbereich 16 kann auch aus anderen kohlenstoffbasierten
Faserkeramiken wie SiC, C-SiC, C/C-SiC usw. hergestellt sein. Er
kann aus sinterkeramischen Materialien oder oxidkeramischen Faserkeramikmaterialien
hergestellt sein. Er kann beispielsweise auch aus metallischen,
offenporigen (Hohl-)Kugelpackungen hergestellt sein oder aus offenporigen
Sintermetallen.
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Je
nach Anwendungsfall ist das Aktivatormedium beispielsweise ein Wachs,
ein Epoxidharz oder ein Lack. Auch andere Arten von Aktivatormedium sind
möglich.
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Der
zweite Materialbereich 18 ist aus einem hochporösen
Material wie beispielsweise C/C hergestellt. (In einem Material
wie C/C kann die Porosität grundsätzlich gut eingestellt
werden.) Auch andere Materialien sind möglich, wie beispielsweise
im Ofenbau eingesetzte Hochtemperaturisolationsmaterialien. Beispiele
dafür sind Kohlenstofffaservliese, Aluminiumoxidmaterialien
oder Kohlefilzvliese.
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Das
Reaktionsmedium bzw. Kühlmedium wird je nach Anwendungsfall
gewählt. Mögliche Medien sind beispielsweise Wasser,
ein Primärwerkstoff, Wachs, Teflon, inerte Kühlgase
usw.
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Die
Schutzstruktur 10 ist auch bei chemischer Beaufschlagung
einsetzbar. In diesem Fall ist in dem zweiten Materialbereich 18 ein
Reaktionsmedium 30 eingelagert. Das Reaktionsmedium 30 ist
so gewählt, dass es, wenn es an die Oberfläche 20 tritt, mit
einem chemischen Stoff, welcher auf die Schutzstruktur 10 einwirkt,
reagieren kann und diesen chemischen Stoff neutralisieren kann.
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In
diesem Fall ist, wenn ein Aktivatormedium 36 eingesetzt
ist, mit dem die Kanäle 26 infiltriert sind, das
Aktivatormedium 36 chemisch aktivierbar. Es zersetzt sich
unter Einwirkung des chemischen Stoffs, so dass die Kanäle 26 freigegeben
sind. Das Reaktionsmedium 30 kann dann an die Oberfläche 20 strömen
und in Kontakt mit dem von außen die Schutzstruktur 10 beaufschlagenden
chemischen Stoff gelangen. Durch die Reaktion werden unerwünschte
chemische Zustände dieses Beaufschlagungsmediums beseitigt.
Beispielsweise ist der beaufschlagende chemische Stoff eine aggressive säurehaltige
Substanz, welche durch das Reaktionsmedium 30 chemisch
neutralisiert wird.
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Es
ist dabei möglich, dass das Reaktionsmedium sich mit dem
Beaufschlagungsstoff verbindet und diese Verbindung lokale Schadstellen
an der Oberfläche 12 ”beseitigt”,
indem beispielsweise an der Oberfläche 20 eine
Verklumpung und eine Art von Abdichtung stattfindet.
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Das
Reaktionsmedium 30 wird dann entsprechend dem Beaufschlagungsmedium
gewählt, um eine Neutralisierung zu erreichen.
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Auch
in diesem Fall kann über die Reservoireinrichtung 34 dem
zweiten Materialbereich 18 weiteres Reaktionsmedium 30 bereitgestellt
werden. Gegebenenfalls wird dieses Reaktionsmedium 30 mechanisch
nachgefördert.
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In 1 ist
diese Nachförderung durch den Pfeil mit dem Bezugszeichen 42 angedeutet.
Der Pfeil mit dem Bezugszeichen 44 deutet die Strömung von
Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium 30 aus dem
zweiten Materialbereich 18 durch den ersten Materialbereich 16 an
die Oberfläche 20 an.
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Durch
das Aktivatormedium 36 sind die Kanäle 26 infiltriert.
Eine Schicht 40 ist grundsätzlich nicht erforderlich,
um den Verschluss der Kanäle 26 zu erhalten. Dadurch
ergibt sich bei Zersetzung des Aktivatormediums 36 keine
Geometrieänderung der Kombination aus Element 12 und
Schutzstruktur 10; die Kontur bleibt erhalten. Durch Infiltration
der Kanäle 26 ergibt sich eine größere
Druckstabilität, falls das Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium 30 mit Druck
beaufschlagt ist.
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Grundsätzlich
muss kein Aktivatormedium 36 zum Verschluss der Kanäle 26 vorgesehen
werden, wenn das in dem zweiten Materialbereich 18 eingelagerte
Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium 30 nicht von
selber und insbesondere ohne thermische Beaufschlagung oberhalb
einer bestimmten Temperaturschwelle in den ersten Materialbereich 16 einströmt.
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Wenn
beispielsweise das Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium 30 in
den zweiten Materialbereich 18 in fester Form (beispielsweise
in Pulverform) oder in gelförmiger oder flüssiger
Form eingelagert ist und ein Herausströmen aus den Poren 28 und
ein Einströmen in den ersten Materialbereich 16 eine ”thermische
Aktivierung” erfordert, um beispielsweise das Reaktionsmedium
und/oder Kühlmedium 30 aufzuschmelzen bzw. die
Viskosität herabzusetzen oder dergleichen, dann kann auf
eine Infiltrierung der Kanäle 26 mit aktivierbarem
Aktivatormedium 36 verzichtet werden.
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Ein
zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Schutzstruktur, welches in 2 schematisch
gezeigt und dort mit 46 bezeichnet ist, ist grundsätzlich
gleich ausgebildet wie die Schutzstruktur 10. Es ist ein
erster Materialbereich 16' vorgesehen, welcher oberhalb
eines zweiten Materialbereichs 18' liegt. Der erste Materialbereich 16' weist in
den Außenraum 22. Der erste Materialbereich 16' ist
grundsätzlich gleich ausgebildet wie der erste Materialbereich 16 und
der zweite Materialbereich 18' ist grundsätzlich
gleich ausgebildet wie der zweite Materialbereich 18 bei
der Schutzstruktur 10 und haben die gleichen Aufgaben.
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Der
zweite Materialbereich 18' ist jedoch nicht direkt auf
einer Haltestruktur 14' angeordnet, sondern zwischen der
Haltestruktur 14' und dem zweiten Materialbereich 18' ist
ein dritter Materialbereich 48 angeordnet. Dieser dritte
Materialbereich ist insbesondere porös ausgebildet und
ist ein zusätzlicher Reservoirbereich. Er weist Kanäle
auf, welche zu dem zweiten Materialbereich 18' führen.
Der dritte Materialbereich 48 kann in fluidwirksamer Verbindung mit
einer Reservoireinrichtung 50 stehen. In dem dritten Materialbereich 48 kann
zusätzlich Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium 30 eingelagert werden,
welches dann über eine innere Grenzfläche 52 dem
zweiten Materialbereich 18' bereitstellbar ist. Insbesondere
ist eine flächige Verbindung zwischen dem zweiten Materialbereich 18' und
dem dritten Materialbereich 48 vorgesehen.
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Dadurch
kann ein höherer Strom an Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium
dem ersten Materialbereich 16' bereitgestellt werden. Der
Anteil an eingelagertem Kühlmedium in der Schutzstruktur 46 ist
im Vergleich zu der Schutzstruktur 10 erhöht bzw. die
Zufuhr von Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium zu dem zweiten
Materialbereich 18' lässt sich erhöhen,
da der ganze dritte Materialbereich 48 als Verteiler bereitgestellt
ist.
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Über
die Reservoireinrichtung 50 lässt sich Reaktionsmedium
und/oder Kühlmedium beispielsweise mechanisch nachfördern.
Der dritte Materialbereich 48 bildet selber eine Reservoireinrichtung
für den zweiten Materialbereich 18'.
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Ansonsten
funktioniert die Schutzstruktur 46 wie die Schutzstruktur 10.
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Ein
drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Schutzstruktur, welches in den 3 bis 5 gezeigt
und dort mit 54 bezeichnet ist, umfasst einen ersten Materialbereich 56,
welcher in den Außenraum 22 weist. Es ist ein
zweiter Materialbereich 58 vorgesehen. Der erste Materialbereich 56 entspricht
dem ersten Materialbereich 16 der Schutzstruktur 10.
In ihm sind Kanäle entsprechend den Kanälen 26 zur
Fluidführung angeordnet. Durch diese Kanäle hindurch
kann Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium an eine Oberfläche 60 gebracht
werden. Die Kanäle können dabei mit Aktivatormedium
entsprechend dem Aktivatormedium 36 versiegelt sein.
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Der
zweite Materialbereich 58 ist ein Reservoirbereich entsprechend
dem zweiten Materialbereich 18 der Schutzstruktur 10.
In entsprechenden Poren 28 ist Reaktionsmedium und/oder
Kühlmedium 30 eingelagert. Der zweite Materialbereich 58 sitzt
an einer Haltestruktur 62 entsprechend der Haltestruktur 14.
Es ist dabei möglich, dass ein dritter Materialbereich
entsprechend dem dritten Materialbereich 48 zwischen der
Haltestruktur 62 und dem zweiten Materialbereich 58 vorgesehen
ist.
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An
dem ersten Materialbereich 56 ist dem zweiten Materialbereich 58 zugewandt
eine thermische Isolierschicht 64 angeordnet. Diese trennt
den ersten Materialbereich 56 in Teilbereichen von dem zweiten
Materialbereich 58. Die thermische Isolierschicht 64 ist
aus einem entsprechenden isolierenden Material wie beispielsweise
einem Keramikmaterial oder einem Oxidmaterial oder dergleichen hergestellt.
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Die
thermische Isolierschicht 64 ist mehrfach zusammenhängend.
Sie weist ”Löcher” 66 auf, wobei diese
Löcher 66 beabstandet zueinander sind. An diesen
Löchern 66 sind jeweils Stege 68 angeordnet, welche
aus dem Material des ersten Materialbereichs 56 hergestellt
sind und durch die Löcher 66 in der thermischen
Isolierschicht 64 durchtauchen und in den zweiten Materialbereich 58 hineinragen.
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Diese
Stege 68 stellen Wärmebrücken dar, über
die Wärme von dem ersten Materialbereich 56 in
den zweiten Materialbereich 58 einleitbar ist. Dadurch
ist eine Wärmekopplung zwischen dem ersten Materialbereich 56 und
dem zweiten Materialbereich 58 erreicht, durch die Reaktionsmedium
und/oder Kühlmedium 30 in dem zweiten Materialbereich 58 erwärmbar
ist.
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Die
Stege 68 können dabei beabstandet zu einer Grenzlage 70 des
zweiten Materialbereichs 58 sein oder bis zu dieser Grenzlage 70 reichen
(4 und 5) und beispielsweise auf der
Haltestruktur 62 bzw. dem dritten Materialbereich aufsetzen,
um eine höhere Stabilität zu erreichen und die
Wärmeübertragungsfläche in den zweiten
Materialbereich 58 zu erhöhen.
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Die
Stege 68 können beispielsweise keilstumpfförmig
oder zylindrisch oder pyramidenstumpfförmig ausgebildet
sein (4) oder quaderförmig (5).
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Es
ist auch möglich, dass die thermische Isolierschicht 64 Stege 72 aufweist,
mit welchen sich diese an der Haltestruktur 62 bzw. dem
dritten Materialbereich abstützt (3).
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Die
Stege 68 sind Elemente des ersten Materialbereichs 56,
welche vom Material des zweiten Materialbereichs 58 zur
Wärmeeinleitung umgeben sind. Die Stege 68 weisen
dabei Kanäle auf, um den Transport von Reaktionsmedium
und/oder Kühlmedium 30 zu der Oberfläche 60 zu
ermöglichen. Die thermische Isolierschicht 64 kann
ebenfalls Kanäle aufweisen, um den Transport von Reaktionsmedium und/oder
Kühlmedium 30 hindurch zu dem ersten Materialbereich 56 und
von dort an die Oberfläche 60 zu ermöglichen.
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Die
thermische Isolierschicht 64 dient zur Einstellung des
Temperaturgradienten an der Schutzstruktur 54. Grundsätzlich
ist es so, dass hohe Temperaturen nur im ersten Materialbereich 56 erwünscht
sind. Die thermische Isolierschicht 64 bewirkt eine erhebliche
Temperaturabsenkung; es liegt eine thermische (Teil-)Entkopplung
des zweiten Materialbereichs 58 von dem ersten Materialbereich 56 vor.
Die notwendige Wärmeeinleitung in den zweiten Materialbereich 58 erfolgt
durch die Stege 68, so dass für einen genügenden
Wärmetransport von dem ersten Materialbereich 56 in
den zweiten Materialbereich 58 gesorgt wird und dieser
Wärmetransport nicht alleine strahlungsbedingt ist.
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Die
Stege 68 und die Stege 72 können auch zur
Erhöhung der mechanischen Stabilität der Schutzstruktur 54 beitragen.
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Der
erste Materialbereich 56 weist zwei Arten von inneren Grenzflächen
auf, nämlich eine innere Grenzfläche 74,
welche zu der thermischen Isolierschicht 64 weist, und
eine innere Grenzschicht 76, welche an den Stegen 68 ausgebildet
ist und eine Grenzschicht zu dem zweiten Materialbereich 58 ist. Die
entsprechenden Kanäle zu der Oberfläche 20 können
von der inneren Grenzfläche 74 zu der Oberfläche 60 verlaufen
und/oder von der inneren Grenzfläche 76 zu der
Oberfläche 60 verlaufen.
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Ansonsten
funktioniert die Schutzstruktur 54 wie die Schutzstrukturen 10 und 46.
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Die
erfindungsgemäßen Schutzstrukturen können
auf unterschiedlichen Gebieten verwendet werden. Beispielsweise
lässt sich mit einer erfindungsgemäßen
Schutzstruktur ein Thermalschutzsystem realisieren. Ein solches
Thermalschutzsystem wiederum hat verschiedene Anwendungen wie beispielsweise
Raumfahrtanwendungen.
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Insbesondere
ist die erfindungsgemäße Schutzstruktur grundsätzlich
wieder befüllbar, d. h. in dem zweiten Materialbereich
kann Kühlmedium und/oder Reaktionsmedium wieder eingelagert
werden, so dass auch nach Erreichen der Schutzwirkung der Schutzstruktur
eine Wiederverwendbarkeit möglich ist.
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Beispielsweise
kann beim Wiedereintritt eines Flugkörpers in die Atmosphäre
ein entsprechendes Element 12 des Flugkörpers
bei Erreichen von entsprechenden Temperaturen konturstabil gekühlt werden,
wobei insbesondere eine Transpirationskühlung und/oder
Effusionskühlung eingesetzt wird. Dabei kann auch eine
nur zeitlich befristete Schutzwirkung erreicht sein (wenn keine
Kühlmediumnachförderung in den zweiten Materialbereich
erfolgt).
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Es
lassen sich beispielsweise auch Antriebskomponenten oder eine Brennkammer
beispielsweise einer Rakete kühlen. Beispielsweise dient
die Schutzstruktur als einmalig verwendbares, austauschbares Segment,
welches während eines Raketenstarts bei entsprechenden
Temperaturen einen Kühlprozess bewirkt.
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Eine
erfindungsgemäße Schutzstruktur lässt sich
beispielsweise auch im Ofenbau einsetzen. Bei einer thermischen Überlastung
des Ofens wird durch eine Selbstaktivierung eine Kühlung
erreicht.
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Die
erfindungsgemäße Lösung lässt
sich beispielsweise auch zum Schutz und insbesondere Brandschutz
von Bauwerken wie Gebäuden und Tunneln einsetzen. Beispielsweise
können Wände wie Tunnelwände aus Segmenten
zusammengesetzt sein. Innerhalb einer entsprechenden Segmentstruktur
kann eine Wasserversorgung vorhanden sein. Dadurch ist eine Reservoireinrichtung 34 bereitgestellt.
Im Falle eines Brandes erfolgt eine Selbstaktivierung der erfindungsgemäßen
Schutzstruktur. Es wird eine Wasserkühlung der Wände
bewirkt mit Absenkung der herrschenden Temperaturen.
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Beispielsweise
kann auch ein Reaktor wie ein chemischer Reaktor oder ein nuklearer
Reaktor im Fall einer thermischen Überlastung durch eine
erfindungsgemäße Schutzstruktur selbstaktivierend gekühlt
werden.
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Für
chemische Anwendungen wie beispielsweise in der Chemieindustrie,
Petroindustrie oder bei Prozessführungen kann, wie oben
beschrieben, eine Neutralisierung oder Abdichtung durchgeführt
werden, wenn ein entsprechendes Reaktionsmedium 30 eingesetzt
wird.
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Die
erfindungsgemäße Schutzstruktur ist selbstaktivierend.
Bei Überschreiten einer Temperaturschwelle bzw. wenn ein
entsprechendes Beaufschlagungsmedium wirkt, kann der Austritt von
Reaktionsmedium und/oder Kühlmedium 30 an die
Oberfläche aktiviert werden. Die Schutzstruktur 10 selber kann
grundsätzlich passiv ausgebildet werden. Das Reaktionsmedium
und/oder Kühlmedium 30 ist in dem zweiten Materialbereich 18 bzw. 18' bzw. 58 eingelagert
und dadurch zumindest temporär bereitgehalten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - US 7281688
B1 [0002]
- - US 7275720 B2 [0003]
- - US 7055781 B2 [0004]
- - US 2908455 [0005]