DE1658998C3

DE1658998C3 -

Info

Publication number: DE1658998C3
Application number: DE1658998A
Authority: DE
Inventors: Jean Saint-Cloud Hautsde-Seine Alleaume (Frankreich)
Original assignee: TECHNIGAZ PARIS
Current assignee: TECHNIGAZ PARIS
Priority date: 1967-02-28
Filing date: 1968-02-09
Publication date: 1974-02-21
Also published as: DE1658998B2; GB1216375A; FR1533233A; ES350983A1; DE1658998A1; NL6802424A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Wärmeisolierung einer wenigstens zwei Räume, insbesondere eines Behälters, voneinander trennenden Wand unter Verwenden eines schlecht wärmeleiter den, festen pulverförmigen Materials, wie z. B. Perlit. Die Erfindung bezieht sich weiter auf die Wärmeisolierung selbst.

Eine Wärmeisolierung ist insbesondere für Behälter erforderlich, die dem Transport, insbesondere auf ^5 Schiffen, oder der Vorratshaltung von Flüssigkeiten dienen, die auf sehr tiefer Temperatur zu halten sind. Ein Beispiel hierfür ist verflüssigtes Erdgas.

Es sind zahlreiche Wärmeisolierungen bekannt. Auf Schiffen werden beispielsweise (französische Patentschrift 458 310) Trennplatten aus Isoliermaterial verwendet, die einen starren Mantel bilden, der mit einem schalldämpfenden und feuerfesten Material gefüllt ist. Auch ist zur Wärmeisolierung auf Schiffen bereits die Verwendung starrer Behälter bekannt (deutsche Patentschrift 1 021 743), die ein Isoliermaterial' umschließen. Die Behälter sind am Rumpf des Schiffes befestigt. Für den Flüssiggastransport sind Schiffe bekannt (USA.-Patentschrift 3 289 624), die Wände aus Plastikmaterial haben, die innerlich mit einem zellenbildenden Isolationsmaterial, wie z.B. Polyurethanschaum gefüllt sind. Auch ist es schon bekannt (britische Patentschrift 1 074 767), zur Wärmeisolierung in einem Isolationsraum einen Kunststoffschaum einzuspritzen.

Bekannt ist weUer eine Wärmeisolierung (deutsches Gebrauchsmuster 1 936 674), bei der das Isoliermaterial in HülJen aus Plastikmaterial enthalten ist, die ihrerseits mit Klammern verschlossen und mit Luftlöchern versehen sind. Derartige Wärmeisolierungen werden zur Isolierung der Dacheindeckung von Gebäuden verwendet. Auch für die isolierung eines Schiffsrumpfes ist es bekannt (deutsches Gebrauchsmuster 1901646), Hohlkörper zu verwenden, die mit einem Isoliermaterial gefüllt sind. Die Hohlkörper bestehen aus zwei miteinander verbundenen Hohlschalen und werden zwischen die Spanten des Rumpfes eingesetzt.

Zur Wärmeisolierung ist auch die Verwendung eines schlecht wärmeleitenden, festen, pulverförmigen Materials, wie z. B. Perlit bekannt. Derartige Materialien können einfach gehandhabt und mühelos in Isolationsräume eingebracht werden. Ihre Verwendung ist insoweit gegenüber dem Ausfüllen eines Isolationsraumes mit Kunststoffschaum vorteilhaft. Das Material ist überdies sehr billig.

Die Verwendung eines derartigen schüttfähigen Isoliermaterials in der Wärmeisolierung zum Ausfüllen von Isolierräumen ist jedoch auch mit erheblichen Nachteilen verbunden.

So kommt es beim Einfüllen von auf sehr tiefer Temperatur gehaltenen Flüssigkeiten in den Behältern zu einer Kontraktion der innenwand, die damit von der Außenwand etwas abrückt. Es kann sich dabei um Abstandsveränderungen von mehreren Zentimetern handeln. Der pulverförmige Perlit sackt auf Grund von Bewegungen und Erschütterungen des Schiffsrumpfes zusammen und füllt den bei der Abstandsveränderung entstandenen Hohlraum aus. Dehnt sich nun der Behälter bei Wiedererwärmung wieder aus, so wird der den Hohlraum zwischen Innenwand und Außenwand ausfüllende pulverförmige Perlit zusammengedrückt. Nach einer Anzahl von thermischen Arbeitsspielen dieser Art kann es so zu erheblichen Druckwerten im Perlit kommen, die die zulässige Druckbelastung der Innenwand oder der beispielsweise den Schiffsrumpf bildenden Außenwand übersteigen.

Auch kommt es auf Grund von Beschädigungen des Schiffsrumpfes oder aus anderen Gründen .gelegentlich zum Eindringen von Wasser in den Isolierraum. Der Perlit wird dabei mit Wasser getränkt, so daß er nunmehr eine erhebliche Wärmeleitfähigkeit aufweist und als Isoliermaterial unbrauchbar wird. Der an sich lose und puiverförmige Perlit bildet überdies mit dem Wasser einen Schlamm, der nur

mit erheblichen Schwierigkeiten aus dem Isolierraum entfernt werden kann. Gleiches gilt auch, wenn der Perlit bei einem Leck der Innenwand des Behälters mit der Füllflüssigkeit in Berührui g kommt. Dabei besteht eine weitere Gefahr darin, daß es auf Grund ik-r großen, durch den pulverförmiger Perlit gebildeicη Oberflächen zu sehr starker Verdampfung kommt.

schließlich muß der Isolierraum aus Gründen der Kontrolle, der Wartung oder infolge vdn erforderlic! en Instandsetzungsarbeiten gelegentlich von !soil, -nnateria! befreit werden. Das ist beim pulverförniiü.en Perlit auf pneumatischem Weg bequem möguh, solange der Perlit in seinem Ausgangszustand . Bei Tränkung mit Flüssigkeiten kann es zu den ₍-!-,unerwähnten. Schwierigkeiten kommen. Auch ist ' -\ pneumatischer Entfernung der Füllung des Iso- \ ■■* raumes die Zwischenlagerung des abgesaugten ; -rlits auf dem Schiff schwierig.

Zur Beseitigung all dieser Nachteile stellt sich die .!iindung die Aufgabe, ein Verfahren zur Wärme-■ ,-lierung unter Verwendung eines pulverförmigen 1 iiliermaterials, wie Perlit bzw. eine Wärmeisolie- ;;ng aus einem derartigen Material verfügbar zu ma-.; -n, bei dem die Vorteile dieses billigen Isolierma- :.:ials erhalten bleiben, seine Handhabung und Be-

ebssicherheit jedoch verbessert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gt. !'v,t, daß das pulverförmige Material in undurchläs- *■. ;e und biegsame Hüllen eingebracht wird und diese ::rmetisch verschlossen werden, diese Körper in dichter Berührung miteinander und gegebenenfalls mit der Trennwand in einer oder mehreren Reihen neben- bzw. aufeinander gelegt werden, und die zwischen den benachbarten Körpern verbleibenden Zwischenräume oder Spalten mit einem vorzugsweise nachgiebigen oder elastisch verformbaren Isoliermaterial, wie ζ. Β. Steinwolle, ausgefüllt werden. Dabei können die Körper so aufeinandergelegt werden, daß die Fugen der einen Reihe gegenüber der benachbarten Reihe versetzt angeordnet sind. Auch ist es zweckmäßig zumindest einige der Körper entweder einzeln oder in Gruppen an der Außenwand durch Haltevorrichtungen zu haltern.

Die Wärmeisolierung kann sich dadurch auszeichnen, daß die neben- bzw. aufeinandergelegten Körper den Isotierraum vollständig ausfüllen. Statt dessen können die neben- bzw. aufeinandergelegten Körper den Isolierraum, an einer Wand anliegend, nur teilweise in der Quer- oder Dickenrichtung unter Belassen eines Hohlraumes ausfüllen. In diesem Fall ist der Hohlraum zweckmäßig wenigs:ens teilweise mit einem z. B. fasrigen und vorzugsweise nachgiebigen oder elastisch verformbaren Wärmeschutzmittel ausgefüllt.

Verfährt man auf diese Weise oder benutzt man eine derartige Wärmeisolierung, so können die guten Isoliereigenschaften von schlecht wärmeleitenden, schüttfähigen pulverförmigen Materialien, wie Perlit, ausgenutzt werden, ohne daß die Nachteile in Kauf genommen werden müssen, mit der Verwendung eines derartigen pulverförmigen Isoliermaterials bisher verbunden war. Das pulverförmige !Isoliermaterial ist. durch die Hüllen zusammengehalten und kann somit bei temperaturänderungsbedingten Änderungen der Abmessungen des Isolierraumes nicht nachrutschen oder zusammensacken. Da die Körper in dichter Berührung miteinander und mil der Trennwand sind, machen sie auch Schlingerbcwcgungcn des Schiffes nicht mit. In den hermetisch verschlossenen Hüllen ist das Isoliermaterial vor Feuchtigkeit geschützt, so daß es seine gut wärmeisoüerendcn Eigenschaften selbst dann behält, wenn einmal in den Isolierraum Feuchtigkeit eindringen sollte. Die perlitgefüllten Körper bleiben dabei voll funktionsfähig. Es muß lediglich die eingedrungene Flüssigkeit und nicht etwa auch ein Perlitschlamm od. dgl. entfernt werden. Auch ist die Füllung des Isolierschaumes durch ziegelsteinartigcs Aufeinandersetzen der Körper leicht möglich. Ebenso leicht können die Körper aus dem Isolierraum entnommen werden. Ihre Lagerung macht dabei keine Schwierigkeit, weil sie auf Deck- oder auf dem Erdboden einfach übereinandergestapelt werden können. Das Ausfüllen der Zwischenräume zwischen benachbarten Spalten mit einem Isoliermaterial unterbindet überdies die Bildung von Wärmebrücken, beispielsweise durch Konvektion auf einfache Weise. Dennoch bleibt durch die Zwischenräume zwischen den Körpern eine gewisse Nachgiebigkeit der gesamten Anordnung erhalten, so daß das in die undurchlässigen biegsamen Hüllen eingebrachte.pulverförmige Material bei Wärmedehnungen des Behälters nicht zusammengedrückt wird. Auch ist es nicht mehr erforderlich, den gesamten Zwischenraum zwischen Innenwand und Außenwand mit Isoliermaterial zu füllen, wenn das für eine ausreichende Isolierung gar nicht erforderlich ist. Es genügt vielmehr, die für die ausreichende Isolierung erforderliche Wandstärke aus den Körpern zu bilden. Normt man die Hüllen und damit die Abmessungen der Körper auf geeignete Weise, so läßt sich die Verwendung weiter vereinfachen. Überdies kann durch entsprechende Beeinflussung des Vakuums im Inneren der hermetisch verschlossenen Hülle die Härte des gebildeten Körpers beeinflußt werden, die den Erfordernissen der Abstützung der Innenwand des Behälters gut angepaßt werden kann.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise erläutert, und zwar zeigt

F i g. I einen Schnitt durch eine Wärmeisolierung aus gruppenweise mit Haltebändern fixieiten Körpern,

Fig. 2 eine Ansicht gemäß Linie H-II von Fig. 1

F i g. 3 bis 6 der F i g. 1 ähnliche Ansichten anderer Ausführungsforrncn.

F i g. I zeigt eine doppelte Wandausbildung eines Behälters zur Aufnahme eines verflüssigten und auf einer sehr niedrigen Temperatur gehaltenen natürlichen Gases. Der Behälter hat eine beispielsweise aus Metall bestehende innere Trennwand 2, die einen Innenraum 3 begrenzt, der zur Aufnahme des Flüssiggases dient. Die doppelte Wand weist weiter eine selbsttragende Außenwand 4 auf. Die Außenwand 4 kann ebenfalls aus Metall bestehen und beispielsweise durch die Innenwand des doppelten Rumpfes eines Schiffes gebildet werden. Bei ortsfesten Anlagen an Land kann die Außenwand 4 beispielsweise auch aus Eisenbeton bestehen.

Die den Innenraum3 begrenzende Trennwand! und die Außenwand 4 haben im allgemeinen einen gleichmäßigen Abstand voneinander und begrenzen zwischen sich einen zur Aufnahme eines Isoliermaterials bestimmten Isolierraum S. Der Isolierraum 5 ist mit Körpern 6 gefüllt, die die Form von Säcken haben. Die Säcke bestehen aus undurchlässigen und

biegsamen Müllen, in die Isoliermaterial, wie pulverförmiges Perlit, im Vakuum eingebracht wird, worauf die Hüllen hermetisch \ erschlossen werden. Die so erhaltenen Körper 6 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel so übereinander aufgestapelt, daß sie praktisch das gesamte Volumen des Isolierraums 5 ausfüllen und gleichzeitig innen mit der Trennwand 2 und außen mit der Außenwand 4 in Berührung stehen. Die Körper 6 haben zweckmäßig annähernd die Form eines Parallelepipeds. Im gezeigten Ausführungsbeispiel besieht jede waagerechte Schicht ncbeneinanderiiegender Körper aus einer einzigen Sackreihe.

Obwohl die Säcke möglichst parallclcpipcdischc Form haben, sind ihre Seitenflächen nicht genau eben. Sie besitzen vielmehr eine nach außen konvexe Oberfläche, die sich durch die Abplattung des S-'icks und seines Inhalts durch das Gewicht des darüberliegenden Körpers6 ergibt. Ils bleiben deshalb Spalten 7 /wischen benachbarten Körpern 6 und insbesondere längs der theoretischen Kanten der parallelepipedischon Form der Körper bestehen. Um einen Wärmeaustausch durch Konvektion durch die Spalten 7. die Wärmebrücken bilden, zu verhindern, werden sie mit einem vorzugsweise nachgiebigen oder elastisch verformbaren Isoliermaterial, wie S.-vv Wi)IIc oder einem ähnlichen faserigen Werkstoff ausgefüllt. Das Isoliermaterial wird zweckmäßig während der Nebeneinanderlageiung und oder Aufstapelung der Körper 6 an Ort und Stelle gebracht. Zur möglichst weitgehenden Verringerung etwaiger Wärmebrücken ist es überdies zweckmäßig, die Stoßstellen /wischen benachbarten Körpern 6 ein und derselben Schicht gegeneinander versetzt und von einer Schicht /ur anderen wechselnd anzuordnen, wie das l· i g. 1 zeigt. Die durch Stoßstellen gebildeten Fugen erhalten so eine gebrochene Form.

Um die durch die Körper 6 gebildete Wärmeisolierung an der Außenwand4 festzulegen, werden die Körper 6 zweckmäßig gruppenweise mit Hilfe von Haltehändcrn8 od. dgl in Form von Bügeln umlaßt. Die I nden der Bügel werden /. B. durch F.inmauern oder Anschweißen an der Außenwand4 befestigt Beim in Fig. I und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel liegen die Hallebänder8 etwa in Vertikalebenen. Sie können statt dessen selbstverständlich auch waagerecht angeordnet sein.

F ι g. 3 zeigt eine andere Auslührungsform. Hier ist jede /weite Schicht von Körpern 6 durch zwei Reihen 6«, 6 b von Körpern gebildet, während die Zwischenreihen 6c durch eine einzige Reihe von Körpern gebildet wird, die so angeordnet sind, daß sic sich mit ihrer Längsachse in Richtung der Breite des Isolierraumes 5 erstrecken. Jede der aus mehreren Reihen 6 if. 6 Λ bestehenden Sackschichtcn kann auch mehr als zwei solche Reihen haben.

F" i g. 4 zeigt eine andere mögliche Anordnung der

ίο Körper 6. Hier ist ein Stapel von Körpern 6 in Berührung mit der Trennwand 2 zwischen Innenraum des Behälters und Isolierraum. Dieser Stapel ist von der Außenwand 4 durch eine Lage vertikal liegender Körper 6 <i getrennt, die hochkant aufgestapelt sind.

»5 Die horizontalen Störstellen der vertikal liegenden Körper 6i/ sollen jeweils auf etwa halber Höhe eines waagerechten Körpers6 liegen. Die Ausführungsformen nach den F i g. I bis 4 sind auf Behälter mit selbsttragendem Aufbau ebenso anwendbar wie auf

ao sogenannte eingebaute Behälter.

F i g. 5 und 6 zeigen eine Wärmeisolierung die nur für Behälter mit selbsitragcndem Aufbau anwendbar ist. Hier ist der den Isolierraum darstellende Hohlraum 5(i in seiner Breite nicht vollständig von Kör-

»5 pern 6 ausgefüllt. Diese bilden vielmehr ein an der Außenwand I anliegendes lotrechtes Polster, zwischen dem und der selbsttragenden Trennwand 2 /um Inneiiraum des Behälters hin ein Hohlraum bestehenbleibt. Dieser Hohlraums« wird zweckmäßig ganz oder teilweise mit einem vorzugsweise nachgiebigen oder elastisch verformbaren Isoliermaterial ausgefüllt, das z.B. faserig ist. Dafür ist beispielsweise Mineralwolle geeignet, die Dank ihrer Nachgiebigkeit oder I.lastizitat waagerechten Verlagerungen der Trennwand 2 bei Wärme Bewegungen leicht ausweichen kann. Die Haltebiinder 8 sind in diesem Fall besonders zweckmäßig, um die Körper 6 an der Außenwand 4 festzulegen. Fig. 5 zeigt hierfür oben auch Abwandlungsmöglichkcilcn mit Hilfe von Ketten 9 mit Spannplattcn IO I3ie Ketten9 bestehen aus nachgiebigen oder starren Gliedern, die gegebenenfalls aus Metall gefertigt sein können. Fin Fnde der Kelten 9 isi jeweils in der Außenwand 4 befestigt. Das entgegengesetzte Fndc i*t jeweils mit einer Spannplatte 10 versehen, die sich an der Vertikalflache der Körper 6 abstützt. F i g. 6 zeigt aus F- ig. 4 abgeleitete, gegenüber F i g. 5 abgewandelte Möglichkeiten der Sackanordnung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Wärmeisolierung einer wenigstens zwei Räume, insbesondere eines Behälters, voneinander trennenden Wand unter Verwenden b eines schlecht wärmeleitenden, festen, pülverförmigen Materials, wie z. B. Perlit, dadurch gekennzeichnet, daß das pulverförmige Material in undurchlässige und biegsame Hüllen eingebracht wird und diese hermetisch versehlossen werden, diese Körper (6) in dichter Berührung miteinander und gegebenenfalls mit der Trennwand (2) in einer oder mehreren Reihen neben- bzw. aufeinander gelegt werden, und die zwischen den benachbarten Körpern (6) verbleibenden Zwischenräume oder Spalten (7) mit einem vorzugsweise nachgiebigen oder elastisch verformbaren Isoliermaterial, wie z. B. Steinwolle, ausgefüllt werden.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper (6) so aufeinander gelegt werden, daß die Fugen der einen Reihe gegenüber der benachbarten Reihe versetzt angeordnet sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch *5 gekennzeichnet, daß zumindest einige der Körper (6) entweder einzeln oder in Gruppen an der Außenwand (4) durch Haltevorrichtungen gehalten werden, wie Bügel, Halteklammern oder -bänder (8), Stangen, Kabel oder Ketten (9), welche mit Stütz- bzw. Spannplatten (10) oder dergleichen versehene Zugglieder bilden.

4. Wärmeisolierung von wenigstens zwei zwischen sich einen Isolierraum begrenzenden Wänden nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die neben- bzw. aufeinander gelegten Körper (6) den Isolierraum vollständig ausfüllen.

5. Wärmeisolierung von wenigstens zwei zwischen sich einen Isolierraum begrenzenden Wanden nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die neben- bzw. aufeinandergelegten Körper (6) den Isolierraum, an einer Wand (2) anliegend, nur teilweise in der Quer- oder Dickenrichtung unter Belassen eines Hohlraumes (S a) ausfüllen.

6. Wärmeisolierung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (Sa) wenigstens teilweise mit einem z. B. fasrigen und vorzugssweise nachgiebigen oder elastisch verformbaren Wärmeschutzmitcel ausgefüllt ist.