DE102011050473A1

DE102011050473A1 - Diskontinuierliches Strahlungsunterdrückungsmittel

Info

Publication number: DE102011050473A1
Application number: DE102011050473A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-05-18
Filing date: 2011-05-18
Publication date: 2011-11-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein diskontinuierliches Strahlungsunterdrückungsmittel, aufweisend wenigstens einen Strahlungsschild (203/1n), der von weiteren Strahlungsschildern durch Beabstandung konduktiv isoliert ist, wobei eine 2- oder 3-dimensionale Flächenerstreckung des/der Strahlungsschildes/r vorliegen kann. Es ist vorgesehen, dass es mit einer Vielzahl von Durchlassöffnungen (203/1ik) durchlocht ist, die zum umschließenden Durchstecken/Hindurchpositionieren jeweils eines von einer Vielzahl verteilt angeordneter Stützelemente (250) einer Stützer-Abstandhalteranordnung (251) vorgesehen sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein diskontinuierliches Strahlungsunterdrückungsmittel, eine Verwendung des Strahlungsunterdrückungsmittels und ein Verfahren zum Herstellen des Strahlungsunterdrückungsmittels mit den im jeweiligen Oberbegriff unabhängiger Ansprüche genannten Merkmalen.
Es ist bekannt, dass in evakuierten Isolationsanordnungen wie sie in Raumfahrt- und Supraleitertechnik vorkommen, zur Unterdrückung der Wärmeübertragung durch Wärmestrahlung mehrschichtige Multilayer-Superisolationen (MLI), die man auch als diskontinuierliche Strahlungsunterdrückungsmittel bezeichnet, verwendet werden. Sie weisen in der Regel Layerdichten von 5 bis 20 Schichten pro mm Dicke auf und können Wärmeleitwerte von 1E–5 W/mK bei Kryo- und Raumtemperaturen erreichen. Die geringe Beabstandung und sehr geringen konduktiven Kontakte wegen druckloser Anordnung der Layer erlauben Vakuumtiefen von etwa 1E–3 bis 1E–4 mbar. Um die Evakuierbarkeit zu erhöhen, werden die reflektierenden Layerfolien mit Lochanteilen von etwa 1% perforiert. Folien können aus Kunststoffträgerfolien bestehen, die durch Aufsputterung oder Aufdampfen mit einer metallischen Schicht von etwa 30 bis 90 nm ein- oder beidseitig beschichtet werden. Meistens wird PET oder bei Temperaturen bis zu 300°C Polyimidfolie oder Teflon^TM-Folie verwendet. Darüber hinaus können metallische Folien bei höheren Temperaturen eingesetzt werden. Beschichtungen aus Aluminium, Silber, Gold, Kupfer, Zink, Zinn, Blei, Chrom, TiN usw. werden eingesetzt, um möglichst geringe Emissivität zu erreichen. Der Emissivitätsgrad ist im Infrarotspektrum gewöhnlich besser als im sichtbaren Bereich. Die Layer können auch Schichten aufweisen, die speziell auf hohe Absorptivität und Reemission gerichtet sind.
Die Handhabung der hochreflektierenden Folien erfordert in der Herstellung eine hohe Reinheit und Staubfreiheit. Zusammengesetzte Layerfolien dürfen bei Weiterverarbeitung nicht zusammengepresst werden. Deren Randbereiche werden gegen Knicken geschützt, damit die metallisch beschichteten Layer nicht in Kontakt kommen und ein konduktiver Wärmeübertrag in beachtlichem Ausmaß metallisch stattfinden kann. Hierzu werden die Beabstandungslayer am Rand oft mit Überlänge versehen, die es verhindern soll und auch einer Befestigung dienen kann. Aneinander angrenzende MLIs werden schichtweise überlappend oder in Gänze überlappend angeordnet, was jedoch entweder einen metallischen Wärmeübertrag hinzufügt oder bei einzelnen Schichten Mehraufwand verursacht.
Weil die Herstellung der MLI eine sehr filigrane Handhabungstechnik voraussetzt und wegen der Randprobleme, versucht man möglichst ausgedehnte MLIs herzustellen, die entweder flach, gekrümmt oder in Gestalt von Ringen, Rohren oder Halbrohren ausgebildet werden. Diese müssen anschließend in einer Anordnung äußerst feinmechanisch befestigt werden, wobei auch die Befestigung aufwendig ist. Die Vorgabe, MLIs ausgedehnt herzustellen, setzt voraus, dass die evakuierten beabstandeten Wandungen bzw. wenigstens eine äußere davon, die mit atmosphärischem Druck beaufschlagt ist, vakuumfest ausgeführt sein muss. Vakuumfeste Ausführung bedingt bei Rohren und Gefäßen eine Verdickung der Wandungen, die Gewicht und Kosten steigen lässt. Außerdem werden den äußeren Abmessungen dadurch technisch bedingte Form- und Größeneinschränkungen auferlegt. Nur im offenen Weltaal fehlen diese Probleme ganz, es verbleiben jedoch die Randprobleme.
Aufgrund geschilderter Probleme lassen sich die im Vergleich zu kontinuierlichen Strahlungsunterdrückungsmitteln wie Perlite/Kieselsäure/Aerogele um Faktor 100 bessere Wärmedämmeigenschaften der MLI nicht zum Bauen leichtwandiger Platten oder Umhüllungen anwenden. Es sind Versuche bekannt, die Beabstandungslayer zwischen den reflektierenden Layern tragfähig zum Auffangen der anteiligen Druckdifferenzkräfte auszubilden, jedoch steigt dabei auch der konduktive Wärmeübertrag erheblich an. Die bekannten Anordnungen mit einer Vielzahl in der Fläche entsprechend anteiligen Druckkräften verteilten Stützern zwingen zur Herstellung vieler kleinerer einzelner MLIs, die dann entsprechend aufwendig und technisch nachteilig anzuordnen sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine unbelastete Strahlungsunterdrückungs-Multilayeranordnung derart auszubilden, dass sie in einer durch eine Vielzahl einzeln angeordneter Abstandhalter beabstandet ausgebildeten evakuierten Isolieranordnung einstückig herstellbar und positionierbar ist.
Nach einem ersten ordnungsgemäßen Aspekt geht sie von einem diskontinuierlichen Strahlungsunterdrückungsmittel, aufweisend wenigstens einen Strahlungsschild, der von weiteren Strahlungsschildern durch Beabstandung konduktiv isoliert ist, wobei eine 2- oder 3-dimensionale Flächenerstreckung des/der Strahlungsschildes/r vorliegen kann.
Dadurch, dass es mit einer Vielzahl von Durchlassöffnungen durchlocht ist, die zum umschließenden Durchstecken/Hindurchpositionieren jeweils eines von einer Vielzahl verteilt angeordneter Stützelemente einer Stützer-Abstandhalteranordnung vorgesehen sind, werden die erfindungsgemäßen Aufgaben gelöst. Das erlaubt eine einfache Herstellung einer in Fläche ausgedehnten MLI und ihre Montage in einer Abstandhalteranordnung mit vielen Stützelementen. Auch dienen diese Stützelemente zugleich als Halter für die MLI. Außerdem dienen die Randkanten der Durchlassöffnungen als willkommene zusätzliche in der Fläche verteilt angeordnete Evakuierungshilfsmittel und verbessern die Evakuierbarkeit. Der Grad der Perforation der Layer kann in einigen Anwendungen reduziert oder ganz darauf verzichtet werden.
Die Durchlassöffnungen können sinnvollerweise nach einem durch die Stützelemente der Abstandhalteranordnung vorgegebenen Raster ausgebildet sein.
Ferner ist es von Vorteil, wenn die Durchlassöffnungen der Form des Querschnittes der Stützelemente nachgebildet sind. Dadurch verbleiben keine oder nur geringe Randspalte übrig, durch welche Strahlung vorbei an der MLI passieren kann.
Das Strahlungsunterdrückungsmittel ist vorzugsweise aus Strahlungsschildern und sie beabstandenden konduktiv isolierenden Beabstandungslayern ausgebildet. Alternativ können die Strahlungsschilder vorgeprägt mit Noppen oder Linien als Abstandhalter ausgebildet sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Strahlungsunterdrückungsmittel an wenigstens einer Stelle mit wenigstens einem fadenähnlichen Mittel zusammengehalten, ohne dass einzelne Beabstandungslayer, reflektierende Layer oder MLI, zusammengepresst werden. Das fadenähnliche Mittel kann aus Fasern oder aus dünnen Stäben ausgebildet sein.
Das Strahlungsunterdrückungsmittel kann zum Zwecke besserer Evakuierbarkeit oder Befluidbarkeit perforierte Strahlungsschilder und/oder Beabstandungslayer aufweisen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die Stützelemente zum Beabstanden von flachen oder beliebig gekrümmten Wandungen vorgesehen, wobei das Strahlungsunterdrückungsmittel der Flächenform der Wandungen nachgebildet ist. So ist es möglich, neben flachen Wandungen von Gebäuden auch Behälter, Gefäße und Rohre erfindungsgemäß zu isolieren.
Die Stützelemente können als auf Druck beanspruchte Abstandhalter einer Druckkraft-Abstandhalteranordnung ausgebildet sein, wobei sowohl hülsenförmige als auch vollstoffliche stabartige oder linienförmige Druckabstandhalter beliebigen geschlossenen oder offenen Querschnittes eingesetzt sein können. Die Stützelemente können in bevorzugten Ausgestaltungen als eine dünnwandige Struktur mit einer Vielzahl linienförmiger Abstandhalter ausgebildet sein, deren Wandungen senkrecht auf die beabstandeten Wandungen angeordnet sind, wobei von den Wänden der Abstandhalter kein innenliegender Flächenabschnitt umschlossen ist. Dadurch kann die Multilayeranordnung fast vollständig bzw. zu 98–91% der Oberfläche abdecken.
Ferner können die Stützelemente als auf Druck beanspruchte Druckaufnehmer einer Zugkraft-Abstandhalteranordnung ausgebildet sein.
Die Stützelemente können ebenso als lokal wirkende permanentmagnetisch und/oder elektromagnetisch abstoßend orientierte berührungslose einzeln stehende Abstandhalter ausgebildet sein. Es kann sich dabei auch um Sockel handeln, auf welchen die einzeln stehenden Abstandhalter angeordnet sind.
Die Stützelemente und/oder die optionalen Seitenwände der Stützer-Abstandhalteranordnung dienen vorzugsweise zusätzlich dem Positionieren und Festhalten gegen Verschiebungen durch Schwerkraft und/oder Beschleunigungen des durchlochten Strahlungsunterdrückungsmittels mit ihren Seitenflächen, wodurch an jedem Stützelement nur eine geringe Teilkraft aufkommt. Somit können die Ränder nicht zerknittern und die metallischen Layer miteinander in konduktiven Kontakt kommen.
Nach einem zweiten erfindungsgemäßen Aspekt werden ihre Aufgaben durch eine Verwendung der Strahlungsunterdrückungsmittel nach einer der vorhergehend beschriebenen Ausgestaltungen oder deren erfindungsgemäßer Kombination in befluideten oder evakuierten isolierenden Anordnungen auf der Erde und/oder im Weltaal, zum Reduzieren eines Wärmeübertrags gelöst.
Die erfindungsgemäße Verwendung erstreckt sich vorzugsweise einerseits auf das Herstellen evakuierter oder evakuierbarer VIP (vacuum isolated panel), und andererseits auf das Herstellen eines evakuierten oder evakuierbaren Randlos-Verbund-Systems (RVS), aufweisend eine innere und eine äußere gasdichte Hüllwandungen, wobei eine Vielzahl von Abstandhalteranordnungen mit oder ohne Abstand untereinander zwischen ausreichend versteiften Wandungen angeordnet ist.
Die erfindungsgemäßen VIPs und/oder Randlos-Verbund-Systeme werden in bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung zum Ausbilden wenigstens eines von folgenden funktionell zusammenhängenden thermoisolierenden/thermoisolierten und/oder schalisolierenden Isolations-Systemen in einer nicht vollständigen Aufzählung verwendet:
Gebäudewandungen, Fundamentunterwandungen, Boden-/Etagenunterwandungen, Plattenbau-Paneele, Türen- und Fensterrahmen- und -zargen, Dachwandungen, Gewächshäuser, flache und Rohr-Solarkollektoren, Rohrleitungen und Rohrfittinge, Rohrarmaturen, Ventile/Drosseln, elektrische Stromschalter, stationäre und Portable Wärme-/Kältespeicher, Kälte-/Wärmetauscher gegenüber Außenumgebung, Kessel, Befüllungsanlagen/Anschlusse für heiße und/oder kalte Medien, Durchflussmesseinheiten, Kraftwerks- und Antriebs-Turbinen-, Dampfkondensatoren, Falltürme, Raketen-Antriebe und Gastanks, Elektro-Generatoren-, wärmeentkoppelte Drehwellen, Transformatoren-, Antriebskraftmaschinen-, Wärmekraftmaschinen, Stirlingmotor, Brenner-, Schornsteine, Müllverbrennungsanlagen, Brennstoffzellen-Ummantelung, Stromsupraleiter/Magnetspulen, Tokamak-/Kernfusionsreaktoren, Spinkerntomograf, Wärmetauscher, Wärmepumpen, Fernwärmeleitungen, Behälter/Container/Deckel, Versandmittel, Lebensmittel- und pharma-medizinische Verpackungsmittel, Dewarflaschen/Thermosflaschen, Schiffs-, Fluggerät-, Schienen- und Landfahrzeuggehäuse-/Rümpfe/Wandungen/Karosserien, Gehäuse, Kühlräume und Karosserien und Antriebsmaschinen, Kältegeräte, Kochgeschirr/Kochkessel-/Backgeräte, Schmelztiegel und -öfen, Thermobehandlungsanlagen, Öfen, Geschosstreibmittel aus Heißdampf, Wärmeschutzbekleidung/Schuhe, Taucheranzüge, flexible Abschirmungen/Zeltbehausungen, Hitzeschildelemente, Raffinerie-/Chemieanlagen und Rohrleitungen, Bremsleitungen, Pressluftbehälter, Flüssiggasbehälter, Helium-/Wasserstofftanks, eine Rohr-In-Rohr-Schottvorrichtung, VIP-Paneele und VIP-Winkel-/Eckenelemente, Schallisolationsumhüllungen für Kraftmaschinen und andere Anwendungen.
Nach einem dritten erfindungsgemäßen Aspekt werden ihre Aufgaben durch ein Verfahren zum Herstellen des diskontinuierlichen Strahlungsunterdrückungsmittels nach einer der vorhergehend beschriebenen Ausgestaltungen oder deren erfindungsgemäßer Kombination dadurch gelöst, dass

– eine vorgesehene Anzahl reflektierender Layer und optionaler Beabstandungslayer abwechselnd zu einem Paket aufeinander aufgelegt werden;
– optional eine Befestigung der Layerschichten untereinander mittels druckfreier lockerer Durchnähung mit einem Faden geringer Wärmeleitfähigkeit ausgeführt wird;
– mit einem vielfachen Lochungswerkzeug die Durchlassöffnungen durch alle Layer gleichzeitig durchgestanzt werden; oder
– die Layer und Beabstandungslayer einzeln oder gruppiert mit einem vielfachen Lochungswerkzeug mit Durchlassöffnungen gleichzeitig durchgestanzt werden;
– und die Layer abwechselnd mit den optionalen Beabstandungslayern aufeinander außerhalb oder in der Abstandhalteranordnung aufgelegt werden, und optional die Multilayeranordnung in der Abstandhalteranordnung mittels druckfreier lockerer Durchnähung mit einem Faden geringer Wärmeleitfähigkeit befestigt wird.

Optional können die Layer per Klebung aneinander und an der Tragstruktur einer Abstandhalteranordnung befestigt werden. Die Durchnähung kann durch eine Schussvorrichtung mittels eines punktuell haftenden Heftgeschosses ausgeführt werden.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Multilayeranordnung;
2 perspektivische Ansicht einer einstückigen Druckkraft-Abstandhalteranordnung;
3 eine Teilquerschnittansicht durch eine auf Drucklast konzipierte Abstandhalteranordnung mit erfindungsgemäßer MLI;
4 eine Teilquerschnittansicht durch eine auf Zuglast konzipierte Abstandhalteranordnung mit erfindungsgemäßer MLI;
5 eine perspektivische Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Multilayeranordnung;
6 eine perspektivische Ansicht einer einstückigen Druckkraft-Abstandhalteranordnung zur Verwendung mit Multilayeranordnung nach vorhergehender Figur; und
7 eine Anzahl exemplarischer Profile der Abstandhalter in Draufsicht.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen als eine Multilayeranordnung 203/1p ausgebildeten diskontinuierlichen Strahlungsunterdrückungsmittels, das eine Vielzahl einzelner vorzugsweise metallisch beschichteter oder aus Metallfolien ausgebildeter Strahlungsschilder 203/1n aufweist, die voneinander wie üblich durch (nicht dargestellte) Beabstandungslayer in Gestalt von Gewebe, Netz etc. oder durch Formung von Noppen oder Rillen oder Knittern in Layern selbst beabstandet sind.
Die Layer-Anordnung ist zu einem Paket zusammengefasst und erfindungsgemäß mit Druckaufnehmeröffnungen oder Stützeröffnungen 203/1ik im vorgegebenen Raster versehen. Auf diese weise kann ein Multilayer-Paket einfach hergestellt sein und anschließend einstückig in die vorgesehene Raumkavität der Traganordnung eingelegt werden. Alternativ kann es direkt in der Raumkavität angeordnet sein. In der Raumkavität kann es durch Befestigungsmittel befestigt oder auch unbefestigt angeordnet sein, wenn der Rand des Paketes nicht knickbar ausgebildet sein sollte. Die unterste Schicht der Layer-Anordnung soll bevorzugt aus einem isolierenden Beabstandungslayer gebildet sein, um konduktiven Kontakt zum Boden einer Traganordnung zu vermeiden. Soll in einer Anordnung auch die andere im Bild obere Seite der Layer-Anordnung in Kontakt mit einer Wandung kommen könne, so ist auch hier ein isolierenden Beabstandungslayer anzubringen. Ferner kann auch eine Schutzhülle angebracht werden, um die Layer-Anordnung gegen Verschmutzung zu schützen.
Die Form der Druckaufnehmeröffnungen oder Stützeröffnungen 203/1ik ist hier nur beispielhaft recheckig gewählt und passt zu ebenso recheckig ausgebildeten Druckaufnehmern. Für die in 2 beschriebene Trayanordnung müssen die Druckaufnehmeröffnungen oder Stützeröffnungen 203/1ik eine kreisrunde Form aufweisen.
2 zeigt perspektivische Ansicht einer beispielhaften zusammengesetzten oder einstückig ausgebildeten Druckkraft-Abstandhalteranordnung. Die optionalen seitlichen Wände 251/3 ermöglichen eine Abstützung des Randes des MLI-Pakets. Die Kavitäten 250/1 der hülsenförmigen Druckkraft-Abstandhalter 250 können ebenso mit vereinzelt ausgebildeten MLI-Paketen versehen sein, die bspw. aus den Ausstanzungen der zusammenhängenden MLI verwendet sein können. Die Seitenwände 251/3 können in bevorzugten Ausgestaltungen Evakuierungsöffnungen aufweisen.
3 zeigt eine Teilquerschnittansicht durch eine auf Drucklast konzipierte Abstandhalteranordnung mit erfindungsgemäßer MLI 203/1p. Die MLI füllt dabei den beabstandeten Hohlraum 121 im gezeigten Beispiel nicht vollständig aus, weshalb sie auch per Fäden 203/12 an dem Boden der Tragstruktur 251 locker befestigt ist. Der leer gelassene Teilhohlraum dient der verbesserten Evakuierbarkeit. Die Raumkavitäten in den hülsenförmigen Druckaufnehmern 250 sind hierbei mit einem feinporösen Füllstoff 250/1 wie bspw. Perlit oder Wolle befüllt, können aber auch statt dessen mit ausgestanzten einzelnen MLI-Anordnungen versehen sein.
4 zeigt eine weitere Ausgestaltung im Teilquerschnitt. Im Unterschied zur vorhergehenden Ausgestaltung ist es eine auf Zuglast konzipierte Abstandhalteranordnung mit drei ineinander beabstandet angeordneten Trayanordnungen 251/a, 251/b und 251/c, die hierzu über Zugkraft-Übertragungselemente 30/ und 30/2 beabstandet sind.
Die Trayanordnung 251/c ist mit einer versetzt ausgebildeten Raumkavität 251/c4 ausgebildet, die hier beispielhaft mit einem feinkörnigen Füllstoff 250/1c gefüllt ist. Dieser Füllstoff bildet eine Teilmaßnahme gegen die Wärmestrahlung. Anstelle dieses Füllstoffs kann in weiteren Ausgestaltungen leerer Hohlraum gelassen werden, um dadurch einen großzügig dimensionierten flächenweiten Evakuierungskanal für die verbesserte Evakuierbarkeit einer ausgedehnten Anordnung auszubilden. Außerdem ist die Länge der effektiven Zugkraftstrecke 30/2 verkürzt, wodurch Anpassungen des konduktiven Wärmeübertraganteils realisierbar sind. So kann bspw. Zugkraft-Übertragungselement 30/1 und 30/2 auch aus verschiedenen Stoffen ausgebildet sein, da sie entlang des Temperaturgradienten verschiedenen Temperaturen ausgesetzt sind.
Der durch versetzten Boden geteilte Hohlraum lässt nun eine zweite Raumkavität zwischen den Böden der Trayanordnung 251/b und 251/c entstehen, der wahlweise leer gelassen oder wie hier mit einem Strahlungsschildpaket 203/1p bzw. einer MLI-Anordnung ausgefüllt ist. Durch einen Multilayerstrahlungsschild lassen sich im Vergleich zu Füllstoffen höhere Strahlung dämmende Wirkungen erreichen. Die Beabstandung der einzelnen Layer im Paket kann auf eine der bekannten Arten erfolgen, bsp. durch ein Textil, durch Knittern etc.. Die Gestaltung der MLI entspricht im Wesentlichen der in 2 dargestellten, weil die hülsenförmigen Druckaufnehmer ebenso einzeln stehend ausgebildet sind und über Wände verfügen, um welche die Durchstecköffnungen 203/1ik der MLI anschließen.
Falls die durch Magnete erzeugbare Schalldämmwirkung nicht ausreicht, können die einzelnen Magnete zusätzlich auf Sockeln aus einem schalldämmenden Material wie Kork, Schaumstoff oder ähnlich angeordnet sein. Hierdurch kann auch mehr Raum für die Infrarotschilder geschaffen werden. Ferner kann in weiteren Ausgestaltungen zwischen jeweiliger Wandung 106, 107 und einer zusätzlichen gasdichten Barriere eine schalldämmende Schicht vorgesehen sein.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Multilayeranordnung 203/1p. Diese ist vorgesehen, mit linienförmig ausgebildeten Druckkraft-Abstandhaltern eingesetzt zu werden. Die Durchstecköffnungen 203/1ik sind deshalb linienförmig der entlang der mittigen Profillinie eines linienförmig ausgebildeten Abstandhalters 250 im vorliegenden Beispiel kreuzförmig ausgeführt.
Durch die linienförmig ausgebildeten Druckkraft-Abstandhalter entfällt ein in den Abstandhalter innenliegender Hohlraum, der folglich keine Befüllung mit einem Strahlungsunterdrückungsmittel benötigt. Die Multilayeranordnung 203/1p deckt somit nahezu 100% der Oberfläche einstückig ab. Je nach Geometrie der Abstandhalter, entfällt auf diese ein Flächenanteil von 1 bis 3%. Wenn die Rippendicke der linienförmigen Abstandhalter etwas größer ausfällt, können die Durchstecköffnungen 203/1ik auch mit einer angepassten Spaltbreite ausgespart sein.
Beim Durchstecken der Abstandhalter durch die Durchstecköffnungen 203/1ik der Multilayeranordnung 203/1p werden die Ränder der Durchlassöffnung/en durch jeweiligen Abstandhalter auseinander gespreizt und an diesem angelehnt.
6 zeigt eine perspektivische Ansicht einer einstückigen Druckkraft-Abstandhalteranordnung 251 zur Verwendung mit Multilayeranordnung nach vorhergehender Figur. Die Abstandhalter 250 sind hierbei in Gestalt gekreuzter senkrecht stehender Rippen ausgebildet und können mit der Tragstruktur oder Boden 251/4 nach einem geeigneten Verfahren einstückig oder zusammengesetzt hergestellt sein. Spritzgießen aus Kunststoff, Glas, Keramik etc. oder auch Tiefziehen aus Kunststoff oder Metallblech oder Pressverfahren aus Presspapiermaterialien können bspw. eine preiswerte Herstellung gewährleisten. Die zu verwendenden Materialien sind nach Gesichtspunkten der thermischen Belastbarkeit in der Anwendung und/oder während einer Ausheizphase und nach Ausgasungseigenschaften zu wählen. Eine langzeitliche Belastbarkeit ist selbstverständlich die unerlässliche Eigenschaft der verwendbaren Materialien und der Konstruktion.
7 zeigt eine Anzahl exemplarischer Profile der Abstandhalter 250 in Draufsicht. Es können praktisch alle denkbaren Profile verwendet sein, wie Kreuz, Stern, T, U, I, H, Z, C, Eckenprofil und deren Ableitungen usw..
Die Abstandhalter weisen keine eingeschlossene Hohlräume auf, sodass die Multilayeranordnung die gesamte frei zugängliche Oberfläche abdecken kann. Sie können durch insbesondere deren Ecken eine beachtliche Steifigkeit erreichen, die mit Waben- oder Hülsenstrukturen vergleichbar sein kann.
Ferner können die Linienprofile bei Ausführung als Tiefziehteil doppelwandig ausgebildet sein. Ein kleiner Hohlraum ist durch Formgebung bedingt und verschafft zusätzliche Steifigkeit, da die Anzahl der Ecken zunimmt. In den Hohlraum kann je nach Anwendung ein Strahlungsunterdrückungsmittel wie Faserfilz oder Wolle eingelegt sein oder mit einem filtrierenden Vlies auch ein Pulverstoff. In einigen weniger anspruchsvollen Anwendungen können diese Hohlräume auch leer gelassen werden.
Es sei angemerkt, dass die dargestellten Ausgestaltungen nicht den gesamten Umfang der vorliegenden Erfindung beschreiben können, sondern es einem durchschnittlichen Fachmann möglich ist, weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen zu kreieren, die von dem in den Ansprüchen definierten Schutzumfang erfasst sind, ohne dass er hierzu erfinderisch tätig werden muss.

Claims

Diskontinuierliches Strahlungsunterdrückungsmittel, aufweisend wenigstens einen Strahlungsschild (203/1n), der von weiteren Strahlungsschildern durch Beabstandung konduktiv isoliert ist, wobei eine 2- oder 3-dimensionale Flächenerstreckung des/der Strahlungsschildes/r vorliegen kann, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Vielzahl von Durchlassöffnungen (203/1ik) durchlocht ist, die zum umschließenden Durchstecken/Hindurchpositionieren jeweils eines von einer Vielzahl verteilt angeordneter Stützelemente (250) einer Stützer-Abstandhalteranordnung (251) vorgesehen sind.
Strahlungsunterdrückungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlassöffnungen (203/1ik) nach einem durch die Stützelemente (250) der Abstandhalteranordnung (251) vorgegebenen Raster ausgebildet sind.
Strahlungsunterdrückungsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlassöffnungen (203/1ik) der Form des Querschnittes der Stützelemente (250) nachgebildet sind.
Strahlungsunterdrückungsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlungsunterdrückungsmittel (203/1p) an wenigstens einer Stelle mit wenigstens einem fadenähnlichen Mittel (203/12) zusammengehalten ist, ohne zusammengepresst zu werden, und/oder das Strahlungsunterdrückungsmittel zum Zwecke besserer Evakuierbarkeit oder Befluidbarkeit perforierte Strahlungsschilder und/oder Beabstandungslayer aufweist.
Strahlungsunterdrückungsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente zum Beabstanden von flachen oder beliebig gekrümmten Wandungen (106, 107) vorgesehen sind, wobei das Strahlungsunterdrückungsmittel (203/1p) der Flächenform der Wandungen nachgebildet ist.
Strahlungsunterdrückungsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente als auf Druck beanspruchte Abstandhalter einer Druckkraft-Abstandhalteranordnung ausgebildet sind, wobei sowohl hülsenförmige als auch vollstoffliche stabartige oder linienförmige Druckabstandhalter beliebigen geschlossenen oder offenen Querschnittes eingesetzt sein können, und/oder als auf Druck beanspruchte Druckaufnehmer einer Zugkraft-Abstandhalteranordnung ausgebildet sind, und/oder die Stützelemente als lokal wirkende permanentmagnetisch und/oder elektromagnetisch abstoßend orientierte berührungslose einzeln stehende Abstandhalter ausgebildet sind, und/oder die Stützelemente (250) und/oder die optionalen Seitenwände (251/3) der Stützer-Abstandhalteranordnung (251) das durchlochte Strahlungsunterdrückungsmittel (203/1p) mit ihren Seitenflächen positionieren und gegen Verschiebungen durch Schwerkraft und/oder Beschleunigungen festhalten, wodurch an jedem Stützelement nur eine geringe Teilkraft aufkommt.
Verwendung der Strahlungsunterdrückungsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche in befluideten oder evakuierten isolierenden Anordnungen auf der Erde und/oder im Weltaal, zum Reduzieren eines Wärmeübertrags.
Verwendung nach Anspruch 8, zum Herstellen evakuierter oder evakuierbarer VIP (vacuum isolated panel), und/oder zum Herstellen eines evakuierten oder evakuierbaren Randlos-Verbund-Systems (RVS), aufweisend eine innere und eine äußere gasdichte Hüllwandungen, wobei eine Vielzahl von Abstandhalteranordnungen mit oder ohne Abstand untereinander zwischen ausreichend versteiften Wandungen (106, 107) angeordnet ist.
Verwendung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die VIPs und/oder Randlos-Verbund-System zum Ausbilden wenigstens eines von folgenden funktionell zusammenhängenden thermoisolierenden/thermoisolierten und/oder schalisolierenden Isolations-Systemen in einer nicht vollständigen Aufzählung verwendet werden: Gebäudewandungen, Fundamentunterwandungen, Boden-/Etagenunterwandungen, Plattenbau-Paneele, Türen- und Fensterrahmen- und -zargen, Dachwandungen, Gewächshäuser, flache und Rohr-Solarkollektoren, Rohrleitungen und Rohrfittinge, Rohrarmaturen, Ventile/Drosseln, elektrische Stromschalter, stationäre und portable Wärme-/Kältespeicher, Kälte-/Wärmetauscher gegenüber Außenumgebung, Kessel, Befüllungsanlagen/Anschlusse für heiße und/oder kalte Medien, Durchflussmesseinheiten, Kraftwerks- und Antriebs-Turbinen-, Dampfkondensatoren, Falltürme, Raketen-Antriebe und -Gastanks, Elektro-Generatoren-, wärmeentkoppelte Drehwellen, Transformatoren-, Antriebskraftmaschinen-, Wärmekraftmaschinen, Stirlingmotor, Brenner-, Schornsteine, Müllverbrennungsanlagen, Brennstoffzellen-Ummantelung, Stromsupraleiter/Magnetspulen, Tokamak-/Kernfusionsreaktoren, Spinkerntomograf, Wärmetauscher, Wärmepumpen, Fernwärmeleitungen, Behälter/Container/Deckel, Versandmittel, Lebensmittel- und pharma-medizinische Verpackungsmittel, Dewarflaschen/Thermosflaschen, Schiffs-, Fluggerät-, Schienen- und Landfahrzeuggehäuse-/Rümpfe/Wandungen/Karosserien, Gehäuse, Kühlräume und Karosserien und Antriebsmaschinen, Kältegeräte, Kochgeschirr/Kochkessel-/Backgeräte, Schmelztiegel und -öfen, Thermobehandlungsanlagen, Öfen, Geschosstreibmittel aus Heißdampf, Wärmeschutzbekleidung/Schuhe, Taucheranzüge, flexible Abschirmungen/Zeltbehausungen, Hitzeschildelemente, Raffinerie-/Chemieanlagen und Rohrleitungen, Bremsleitungen, Pressluftbehälter, Flüssiggasbehälter, Helium-/Wasserstofftanks, eine Rohr-In-Rohr-Schottvorrichtung, VIP-Paneele und VIP-Winkel-/Eckenelemente, Schallisolationsumhüllungen für Kraftmaschinen und andere Anwendungen.
Verfahren zum Herstellen des diskontinuierlichen Strahlungsunterdrückungsmittels (203/1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – eine vorgesehene Anzahl reflektierender Layer (203/1n) und optionaler Beabstandungslayer abwechselnd zu einem Paket aufeinander aufgelegt werden; – optional eine Befestigung der Layerschichten untereinander mittels druckfreier lockerer Durchnähung mit einem Faden geringer Wärmeleitfähigkeit ausgeführt wird; – mit einem vielfachen Lochungswerkzeug die Durchlassöffnungen (203/1ik) durch alle Layer gleichzeitig durchgestanzt werden; oder – die Layer und Beabstandungslayer einzeln oder gruppiert mit einem vielfachen Lochungswerkzeug mit Durchlassöffnungen (203/1ik) gleichzeitig durchgestanzt werden; – und die Layer abwechselnd mit den optionalen Beabstandungslayern aufeinander außerhalb oder in der Abstandhalteranordnung (251) aufgelegt werden, und optional die Multilayeranordnung (203/1p) in der Abstandhalteranordnung (251) mittels druckfreier lockerer Durchnähung mit einem Faden (203/12) geringer Wärmeleitfähigkeit befestigt wird.