DE1258201B

DE1258201B - Waermeisolierschicht in einem Vakuumraum

Info

Publication number: DE1258201B
Application number: DE1960N0019083
Authority: DE
Inventors: Milo Pelc Hnilicka Jun
Original assignee: National Research Corp
Current assignee: National Research Corp
Priority date: 1960-10-24
Filing date: 1960-10-24
Publication date: 1968-01-04

Description

Wärmeisolierschicht in einem Vakuumraum Die Erfindung geht aus von einer Wärmeisolierschicht, bestehend aus spiegelnden Metallfolien und je zwischen ihnen angeordneten nichtmetallischen Folien, bei welcher die Metallfolien als Schichten auf den nichtmetallischen Folien angebracht sind.
Die Aufgabe der Erfindung besteht gegenüber diesem bekannten Gegenstand .darin, Wärmeisolierschichten der genannten Art insoweit zu verbessern, daß sie einerseits zur möglichst universellen Anwendung wenig Raum einnimmt und andererseits leicht angebracht. werden kann, auch wenn das zu isolierende Objekt eine unregelmäßige Oberfläche hat und dabei trotzdem besser isoliert als die bekannten Wärmeisolierschichten.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei der Erfindung vorgesehen, daß die nichtmetallischen Folien wenigstens teilweise gewellt oder gekräuselt sind, die Metallfolien eine derart unterhalb von 2,5 - 10 hoch minus 5 mm liegende Dicke besitzen, daß jede Metall-Nichtmetall-Lage -eine seitliche Wärmeleitfähigkeit von weniger als 10 - 10 hoch minus 6 Watt je Flächeneinheit und Grad Kelvin bei 300 Grad Kelvin und eine Absorptionszahl von weniger als 0,06 besitzt und daß mindestens 20 Metallfolien angeordnet sind und die ganze Wärmeisolierschicht sich in einem Vakuumraum befindet.
Bei dieser Aufgabenlösung sind folgende an sich bekannte Gestaltungsmerkmale benutzt: Es ist eine Wärmeisolierschicht bekanntgeworden, bei der einzelne selbsttragende Metallfolien durch gewellte Abstandshalter getrennt sind.
Es ist weiterhin eine Wärmeisolierkonstruktion bekanntgeworden, die folienartige, in einem Vakuumraum-befindliche Teile enthält.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Wärmeleitung in seitlicher Richtung, also in Richtung der Schichtebenen, bei einer Wärmeisolierschicht :der eingangs genannten Art eine ganz wesentliche Rolle spielt.
Mit einer solchen Wärmeisolierschicht werden die obengenannten angestrebten Vorteile erreicht, sie besitzt außerdem noch den weiteren Vorteil, daß sie eine geringe spezifische Dichte und eine geringe Wärmekapazität hat.
Als für die Aufgabenlösung vorteilhafte und förderliche Weiterbildung ist ferner vorgesehen, daß die der kälteren Seite der Wärmeisolierschicht am nächsten gelegenen, nichtmetallischen Folien mit einer dünneren Metallschicht versehen sind als die übrigen Folien. Die dünneren Metallschichten haben zwar eine etwas höhere Absorptionszahl und damit auch ein etwas höheres Wärmeabstrahlungsvermögen als die etwas dickeren Schichten, dies wird jedoch durch die geringere seitliche Wärmeleitfähigkeit, insbesondere bei tieferen Temperaturen, mehr als ausgeglichen, und man erhält auf diese Weise, im ganzen gesehen, eine bessere Wärmedämmung als bei gleicher Dicke aller Metallschichten.
Die Größe der seitlichen Wärmeleitfähigkeit als Funktion der Temperatur ist in der nachfolgenden Tabelle dargestellt.

Man erkennt, wie wichtig es ist, eine dünne metallische Schicht insbesondere auf der kalten Seite anzuwenden, wenn man die starke Zunahme der Wärmeleitung der metallischen Schicht mit abnehmender Temperatur beachtet.
Für die Wärmeisolation verflüssigter Gase haben sich auch nichtmetallische Schichten aus metallisiertem Papier, beispielsweise Pergaminpapier, als brauchbar erwiesen. Bei Verwendung einer solchen Wärmeisolierschicht in einem Hohlwandgefäß hat es sich gezeigt, daß eine Vorevakuierung mit einer Vakuumpumpe unzweckmäßig ist, daß jedoch der Druck in dem abgeschlossenen Raum zwischen den Gefäßwänden schnell auf Werte unterhalb von 1 Mikron sinkt, wenn das Gefäß mit dem verflüssigten Gas gefüllt wird. Bei Verwendung von metallisiertem Papier wird die kalte Wand vorzugsweise mit einer vergrößerten Oberfläche versehen und hierzu beispielsweise mit einem Adsorbens oder mit einem faserartigen Material bedeckt, um eine größere Fläche für die Kondensation von gefrorenem Wasser und anderen flüchtigen Bestandteilen, welche von dem Papier freigegeben werden, zu schaffen.
Bei einer praktisch ausgeführten Wärmeisolierschicht wurden 6 - 10 hoch minus 3 mm dicke Polyäthylenterephthalatfolien verwendet, die auf der einen Seite mit einem Aluminiumfilm bedampft waren, der eine Dicke von 1,2 - 10 hoch minus 5 mm, eine seitliche Wärmeleitfähigkeit von etwa 3,8 - 10 hoch minus 6 Watt je Grad Kelvin bei 300 Grad Kelvin und eine Absorptionszahl von etwa 0,04 hat. Die Metallschichten sind dabei so dünn, daß sie etwas durchsichtig sind. Es werden daher, um eine genügende Gesamtreflexion zu erreichen, mindestens 20 Metallfolien angeordnet.
Mit Rücksicht auf die Kosten wird Aluminium als Überzugsmaterial bevorzugt, obgleich Gold, Silber und Kupfer ebenfalls benutzt werden können.
Zur Herstellung der Wärmeisolierschicht können die Metallfolien aufgedampft werden.
Es ist somit eine Herabsetzung der Dicke der Metallfolien bis zu der kleinstmöglichen Stärke erreicht, und somit ist die Wärmeleitfähigkeit auf ein Mindestmaß herabgesetzt. Es sei abschließend noch erwähnt, daß genügend Raum vorhanden sein muß, um den Zwischenraum zwischen den einzelnen Schichten aufrechtzuerhalten und sicherzustellen, daß nur eine Punktberührung zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Schichten eintritt. Man kann auch nur jede zweite Schicht kräuseln, um die gewünschte Punktberührung sicherzustellen.

Claims

Patentansprüche: 1. Wärmeisolierschicht, bestehend aus spiegelnden Metallfolien und je zwischen ihnen angeordneten nichtmetallischen Folien, bei welcher die Metallfolien als Schichten auf den nichtmetallischen Folien angebracht sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die nichtmetallischen Folien wenigstens teilweise gewellt oder gekräuselt sind, die Metallfolien eine derart unterhalb von 2,5 - 10 hoch minus 5 mm liegende Dicke besitzen, daß jede Metall-Nichtmetall-Lage eine seitliche Wärmeleitfähigkeit von weniger als 10 - 10 hoch minus 6 Watt je Flächeneinheit und Grad Kelvin bei 300 Grad Kelvin und eine Absorptionszahl von weniger als 0,06 besitzt und daß mindestens 20 Metallfolien angeordnet sind und die ganze Wärmeisolierschicht sich in einem Vakuumraum befindet.
2. Wärmeisolierschicht nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß die der kälteren Seite der Wärmeisolierschicht am nächsten gelegenen nichtmetallischen Folien mit einer dünneren Metallschicht versehen sind als die übrigen Folien.
3. Verfahren zur Herstellung einer Wärmeisolierschicht nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolien aufgedampft werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 167 319, 653 829, 874 093; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1823 872; britische Patentschrift Nr. 169 725.