DE102017117769A1 - Thermische Energie aufnehmende Schott-Wand-Vorrichtung - Google Patents

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Abstract

Bei einer sandwichartig geschichtet aufgebauten Schott-Wand-Vorrichtung (100) zum mindestens teilweisen Umhüllen eines vorgegebenen Raumbereiches eines Fahrzeuges oder Gebäudes zwecks Reduzierens eines thermischen Aufheizens des vorgegebenen Raumbereiches bei Hitzeeinwirkung von Außen, mit einem zwischen zwei Verschalungselementen (120, 130) angeordneten Kernelement (110), wird eine effektive thermische Abschottung dadurch ermöglicht, dass das Kernelement (110) von einem mindestens teilweise mit Zeolithmineralien gefüllten Hohlraum gebildet ist, wobei die Zeolithmineralien gewählt sind, um bei einer vorgegebenen Temperatur einen thermische Energie aufnehmenden Phasenübergang von fest zu flüssig auszuführen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine sandwichartig geschichtet aufgebaute Schott-Wand-Vorrichtung zum mindestens teilweisen Umhüllen eines vorgegebenen Raumbereiches eines Fahrzeuges oder Gebäudes, zwecks Reduzierens eines thermischen Aufheizens des vorgegebenen Raumbereiches bei Hitzeeinwirkung von Außen, mit einem zwischen zwei Verschalungselementen angeordneten Kernelement.
  • Schott-Wand-Vorrichtungen der eingangs genannten Art werden im Stand der Technik verwendet, um insbesondere Raumbereiche eines Fahrzeuges oder Gebäudes, in denen sich Menschen aufhalten, thermisch so weit zu isolieren, dass bei Hitzeeinwirkung von Außen aufgrund von Brand oder anderer Ursache die Temperaturen in diesem Raumbereichen vorgegebene Höchstwerte nicht überschreiten, um menschliches Leben zu schützen. Die bekannten Schott-Wand-Vorrichtungen weisen indes sämtlich den Nachteil auf, dass eine effiziente Begrenzung eines Temperaturanstieges bei intensiver Hitzeeinwirkung von Außen in den zu schützenden Raumbereichen nicht gegeben ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Schott-Wand-Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe eine effiziente Begrenzung eines Temperaturanstieges bei intensiver Hitzeeinwirkung von Außen in den zu schützenden Raumbereichen ermöglicht ist.
  • Für eine Schott-Wand-Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Kernelement von einem mindestens teilweise mit Zeolithmineralien gefüllten Hohlraum gebildet ist, wobei die Zeolithmineralien gewählt sind, um bei einer vorgegebenen Temperatur einen thermische Energie aufnehmenden Phasenübergang von fest zu flüssig auszuführen.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche, deren Elemente im Sinne einer weiteren Verbesserung des Lösungsansatzes der der Erfindung zugrunde gelegten Aufgabe wirken.
  • Bei der erfindungsgemäßen Schott-Wand-Vorrichtung wird mit Hilfe der Merkmalskombination, dass das Kernelement von einem mindestens teilweise mit Zeolithmineralien gefüllten Hohlraum gebildet ist, wobei die Zeolithmineralien gewählt sind, um bei einer vorgegebenen Temperatur einen thermische Energie aufnehmenden Phasenübergang von fest zu flüssig auszuführen, eine effiziente Begrenzung eines Temperaturanstieges bei intensiver Hitzeeinwirkung von Außen in den zu schützenden Raumbereichen erreicht.
  • Ein Schmelzvorgang von Zeolithmineralien, also ein Phasenübergang von fest zu flüssig, ist ein endothermer, also thermische Energie konsumierender Vorgang, bei dem die für den Schmelzvorgang notwendige thermische Energie in die Zeolithmineralien eingetragen und dadurch dem ambienten Milieu entzogen wird. Dadurch ist für die Zeitdauer des Phasenübergangs von fest zu flüssig der betreffenden Zeolithmineralien eine sehr effektive Minderung eines Temperaturanstieges in einem mittels der erfindungsgemäßen Schott-Wand-Vorrichtung zu schützenden Raumbereich ermöglicht.
  • Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schott-Wand-Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Zeolithmineralien in Form von Kugeln in den Hohlraum eingebracht sind. Die Kugeln weisen dabei vorzugsweise einen Durchmesser im Bereich von 1 mm bis 5 mm, insbesondere von etwa 2 mm auf.
  • Die Kugeln können beispielsweise zumindest überwiegend von Zeosilen gebildet sein. Vorzugsweise sind die Zeolithmineralien in Form von Monokristallen in den Hohlraum eingebracht, wobei die Monokristalle von pseudotetragonalen Faserzeolithen oder von pseudohexagonalen Blätterzeolithen oder von pseudokubischen Würfelzeolithen gebildet sein können.
  • In jedem Fall sind die Zeolithmineralien vorzugsweise so gewählt, dass die Temperatur, bei der ein thermische Energie aufnehmender Phasenübergang von fest zu flüssig erfolgt, auf etwa 60°C bemessen ist.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schott-Wand-Vorrichtung sind die Verschalungselemente aus einem Metall hergestellt, wobei insbesondere Stahl und Aluminium in Frage kommen.
  • Sind die Verschalungselemente aus Stahl hergestellt, so weisen sie vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 1,5 mm bis 7 mm, insbesondere von etwa 2 mm auf.
  • Sind die Verschalungselemente aus Aluminium hergestellt, so weisen sie vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 2,5 mm bis 9 mm, insbesondere von etwa 3 mm auf.
  • Die Verschalungselemente sind vorzugsweise aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial hergestellt.
  • Das eigentliche Kernelement weist vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 20 mm bis 100 mm, insbesondere von etwa 50 mm auf.
  • Das Kernelement kann zusätzlich zu den Zeolithmineralien ein Flüssigkeiten aufnehmendes saugfähiges Material wie beispielsweise ein Fließmaterial enthalten.
  • Alternativ können die Zeolithmineralien insbesondere in flüssigkeitsdichten Beuteln mit einer Größe im Bereich von 50 mm × 50 mm bis 100 mm × 100 mm abgefüllt sein.
  • Das Kernelement kann dabei zusätzlich zu den Zeolithen enthaltenden Beuteln flüssigkeitsimpermeable leere Beutel für die Aufnahme von verflüssigten Zeolithmineralien enthalten.
  • In diesem Fall ist vorzugsweise eine mittels einer die Signale von Wärmesensoren verarbeitenden elektrischen Steuerschaltung aktivierbare Vakuumpumpe vorgesehen, um verflüssigte Zeolithmineralien in die leeren Beutel einzusaugen.
  • Die Wärmesensoren sind dabei im Bereich einer Außenfläche der Schott-Wand-Vorrichtung angeordnet.
  • Die erfindungsgemäße Schott-Wand-Vorrichtung wird im Folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform erläutert, die in den Figuren der Zeichnungen dargestellt sind. Darin zeigen:
    • 1 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schott-Wand-Vorrichtung in einer Seitenansicht.
  • Die in 1 dargestellte erfindungsgemäße sandwichartig geschichtet aufgebaute Schott-Wand-Vorrichtung 100 ist zum mindestens teilweisen Umhüllen eines vorgegebenen Raumbereiches eines Fahrzeuges oder Gebäudes vorgesehen zu dem Zweck, ein thermisches Aufheizen des vorgegebenen Raumbereiches bei Hitzeeinwirkung von Außen zumindest eine vorgegebene Zeit auf ein vorgegebenes Ausmaß zu reduzieren.
  • Die erfindungsgemäße Schott-Wand-Vorrichtung enthält ein zwischen zwei Verschalungselementen 120, 130 angeordnetes Kernelement 110, wobei das Kernelement 110 von einem mindestens teilweise mit Zeolithmineralien gefüllten Hohlraum gebildet ist, und wobei die Zeolithmineralien gewählt sind, um bei einer vorgegebenen Temperatur einen thermische Energie aufnehmenden Phasenübergang von fest zu flüssig auszuführen.
  • Die Zeolithmineralien sind in Form von Kugeln mit einem Durchmesser von etwa 2 mm in den Hohlraum eingebracht, wobei das Zeolithmineral zumindest überwiegend von Zeosilen gebildet ist.
  • Die Zeosilen sind dabei so gewählt, das die Temperatur, bei der ein thermische Energie aufnehmender Phasenübergang von fest zu flüssig erfolgt, auf etwa 60° C bemessen ist.
  • Die Verschalungselemente 120, 130 sind aus Stahl mit einer Dicke von etwa 2 mm hergestellt.
  • Das Kernelement 110 weist eine Dicke von etwa 50 mm auf, wobei die Zeolithmineralien in flüssigkeitspermeablen Beuteln mit einer Größe von 50 mm × 50 mm abgefüllt sind.
  • Zusätzlich zu den mit Zeolithmineralien gefüllten Beuteln enthält das Kernelement 110 leere Beutel für die Aufnahme von verflüssigten Zeolithmineralien.
  • Das oben erläuterte Ausführungsbeispiel der Erfindung dient lediglich dem Zweck eines besseren Verständnisses der durch die Ansprüche vorgegebenen erfindungsgemäßen Lehre, die als solche durch das Ausführungsbeispiel nicht eingeschränkt ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Schott-Wand-Vorrichtung
    110
    Kernelement
    120
    Verschalungselement
    130
    Verschalungselement

Claims (10)

  1. Sandwichartig geschichtet aufgebaute Schott-Wand-Vorrichtung (100) zum mindestens teilweisen Umhüllen eines vorgegebenen Raumbereiches eines Fahrzeuges oder Gebäudes, zwecks Reduzierens eines thermischen Aufheizens des vorgegebenen Raumbereiches bei Hitzeeinwirkung von Außen, mit einem zwischen zwei Verschalungselementen (120, 130) angeordneten Kernelement (110), dadurch gekennzeichnet, dass das Kernelement (110) von einem mindestens teilweise mit Zeolithmineralien gefüllten Hohlraum gebildet ist, wobei die Zeolithmineralien gewählt sind, um bei einer vorgegebenen Temperatur einen thermische Energie aufnehmenden Phasenübergang von fest zu flüssig auszuführen.
  2. Schott-Wand-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeolithmineralien in Form von Kugeln in den Hohlraum eingebracht sind.
  3. Schott-Wand-Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln einen Durchmesser im Bereich von 1 mm bis 5 mm aufweisen.
  4. Schott-Wand-Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln einen Durchmesser von etwa 2 mm aufweisen.
  5. Schott-Wand-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln von zumindest überwiegend Zeosilen gebildet sind.
  6. Schott-Wand-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeolithmineralien in Form von Monokristallen in den Hohlraum eingebracht sind.
  7. Schott-Wand-Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Monokristalle zumindest überwiegend von pseudotetragonalen Faserzeolithen gebildet sind.
  8. Schott-Wand-Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Monokristalle zumindest überwiegend von pseudohexagonalen Blätterzeolithen gebildet sind.
  9. Schott-Wand-Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Monokristalle zumindest überwiegend von pseudokubischen Würfelzeolithen gebildet sind.
  10. Schott-Wand-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeolithmineralien so gewählt sind, das die Temperatur, bei der ein thermische Energie aufnehmender Phasenübergang von fest zu flüssig erfolgt, auf etwa 60° C bemessen ist.
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