DE1901926C3

DE1901926C3 - Wärmeisolierendes und luftdichtes Gehäuse für Wärmespeicherkörper

Info

Publication number: DE1901926C3
Application number: DE1901926A
Authority: DE
Inventors: Nikolaus 7141 Aldingen Laing
Original assignee: Accessair Sa Zug (schweiz)
Current assignee: Accessair Sa Zug (schweiz)
Priority date: 1968-01-22
Filing date: 1969-01-15
Publication date: 1978-06-29
Also published as: NL6901048A; JPS541045B1; AT308921B; GB1262011A; BE727187A; DE1812747A1; FR2000566A1; DE1901926A1; DE1901926B2

Description

Die Erfindung betrifft ein wärmeisolierendes und luftdichtes Gehäuse für einen Wärmespeicherkörper, der zur Entnahme von Wärme von einem Wärmeträger durchströn.bar ist, wobei das Gehäuse von einem äußeren und einem inneren im Abstand von dem ersteren angeordneten Mantel gebildet wird und der Raum zwischen diesen Mänteln teilweise evakuiert und mit einem porösen Füllstoff angefüllt ist und wobei das Gehäuse Durchbruchstellen für den Durchtritt des Wärmeträgers aufweist.

Es sind Wärmespeicheröfen bekannt (DT-GM 19 36 666), deren Wärmedämmung nach außen durch einen Vakuummantel bewirkt wird. Der Nachteil dieser bekannten Isolierung ist ihre schlechte Wärmedämmwirkung an den Durchbruchstellen der Lufteintritts- und -austrittsöffnungen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Isoliergehäuse für Wärmespeicherkörper von Geräten, aus denen Wärme entnommen wird, zu schaffen, bei denen ein vakuumisolierter Mantel ohne die bekannten Wärmeverluste an den Durchbruchstellen verwendet werden kann.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Verbindung der beiden Mäntel an den Durchbruchstellen durch Faltenbälge gebildet wird.

Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß die Verwendung von Faltenbälgen an den Durchbruchstellen die Isolationseigenschaften von Doppelwandisolationen sehr stark verbessern. Diese Verbesserung beträgt bis zum Zehnfachen des Wertes, der mit Vorrichtungen erreicht werden kann, welche dem entgegengehaltenen deutschm Gebrauchsmuster entsprechen. Darüber hinaus ist mit den Faltenbälgen eine Kompensation der unterschiedlichen Dehnung zwischen Außenmantel und Innenmantel der Isolierschicht möglich.

Die bessere Wärmeisolierung kann damit erklärt werden, daß die gewellten Durchbruchstellen aus sehr dünnen und durch die Wellung steifen Balgen ausgebildet werden können, deren effektive, für die Wärmeübertragung maßgebende Länge ein Vielfaches von Rohrverbindungen ausmacht Es wird also der schlechtere Wärmeübergang durch die Wandverbindung durch den kleineren Querschnitt und die größere Länge erreicht.

Anhand der Figuren wird die Erfindung ueispielsweise erläutert

ίο Fig. I zeigt einen Längsschnitt durch ein wärmeisolierendes Gehäuse nach der Erfindung mit einseitigem Kompensationsbereich.

Fig.2 zeigt einen Schnitt des Gehäuses längs der Linie H-II in Fig. 1.

F i g. 3 zeigt den inneren Zylinder eines wärmeisolierenden Gehäuses mit beidseitigem Kompensationsbereich in einem Teilschnat, wobei die Wand in einem Ausschnitt vergrößert dargestellt ist

Fig.4 veranschaulicht ein Verfahren der gleichzeitige gen Tauchlötung des inneren und äußeren Gehäusemantels in einem Teilschnitt durch ein Gehäuse nach der Erfindung.

Fig.5 zeigt ein Speichergerät im Schnitt mit zwei kreisförmigen Luftführungsöffnungen an der Unterseite des Gehäuses.

Fig.6 zeigt ein wärmeisolierendes Gehäuse im Schnitt, das als doppelwandige Haube ausgebildet ist.

In Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch ein wärmeisolierendes Gehäuse gezeigt. Der äußere Mantel 1 des Gehäuses besteht aus starkwandigem Blech und ist, wie in F i g. 2 im Schnitt sichtbar, als Rohr mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet, welches durch einen Boden 5 abgeschlossen ist. In diesen äußeren Mantel ist ein als dünneres Blechrohr 4 ausgebildeter innerer Mantel eingeschoben. Auch dieses Rohr hat einen Boden 3. Der Querschnitt des Rohres 4 hat keine scharfen Ecken. Unter dem Begriff Rohr wird ein zylindrischer Mantel mit beliebigem längs seiner Achse im wesentlichen gleichbleibendem Querschnitt verstanden, z. B. Rohre

*o mit rechteckigen Querschnitten mit oder ohne abgerundete Ecken. Das zur offenen Seite hinweisende Ende des Innenrohres 4 ist mit einem Faltenbalg 6 versehen. Da das Innenrohr 4 keine scharfen achsenparallelen Kanten aufweist, lassen sich die Faltenbälge mit bekannten

*5 Maschinen herstellen, auch werden bei dieser Ausbildung nicht beherrschbare Spannungszustände vermieden.

Zweck des Faltenbalges 6 ist die Aufnahme von Längsdehnungen des inneren Rohres 4 relativ zu dem äußeren Rohr 1. Ein weiterer Zweck dieses Faltenbalges besteht darin, die axiale Länge des Abschnittes des Rohres 4, der sich außerhalb des Speicherkernbereiches 7 erstreckt, möglichst kurz zu halten und doch einen möglichst langen Wärmeleitungsweg zu bilden. Innerhalb der relativ kurzen axialen Länge des Faltenbalges 6 sinkt die Temperatur von der inneren Speichermassentemperatur auf eine Temperatur ab, die nahe der Außentemperatur liegt. Zwischen dem rechteckigen Außenrohr 1 und dem gesickten Bereich des Innenroh-

res 4 ist ein Übergangsrahmen 8 angeordnet, dessen inneres Ende 9 einen Querschnitt hat, der dem des Innenrohres 4 entspricht und mit diesem gasdicht, z. B. durch Rollnahtschweißung, verbunden ist, während der Querschnitt am äußeren Ende 10 des Übergangsrah-

b? mens dem rechteckigen Querschnitt des Außenrohres entspricht. Der Endbereich 10 ist vorteilhaft um das äußere Rohr I herumgefalzt und wird durch Weichlötung mit dem äußeren Rohr gasdicht verbunden. Diese

Verbindung hat den Vorteil, daß sich das äußere Rohr nicht verwirft, was erfahrungsgemäß bei Anwendung von SchweiBtemperaturen leicht der FaD ist Der Hohlraum zwischen dem Innenrohr 4 und dem Außenrohr 1 ist mit einem isoliermaterial, vorzugsweise einem rieselfähigen Schüttgut 11, gefüL'i. Der Rohrstutzen 12 dient zum Evakuieren des Isolationsraumes.

F i g. 3 zeigt das Innenrohr 15 eines wärmeisolierendes Gehäuses, welches an beiden Enden offen Ist Derartige Gehäuse sind vorzugsweise als sehr langgestreckte Gehäuse ausgebildet, da die reinen Wärmeleitverluste durch die Wand hindurch im Verhältnis zu den Leitverlusten der Endbereiche außerordentlich klein gehalten werden können. Durch die oben beschriebenen Maßnahmen werden die sonst durch die Wärmeleitfähigkeit der Randstreifen bedingten Verluste auf einen oder maximal zwei Umfangsbereiche reduziert Wenn das Gehäuse an beiden Enden offen ist so ist es vorteilhaft, an beiden Enden des Innerrohres 15 Faltenbälge 30 und 31 zur Kompensation der Längsausdehnung und zur Verminderung der Wärmeleitung anzuordnen.

An die Stelle des weitgehenden Evakuierens des Isoliergehäuses kann auch eine Füllung mit einem Gas einer hochmolekularen Verbindung, z. B. Schwefeldioxid, Fluorkohlenwasserstoff, usw., treten.

Fig.4 dient zur Erläuterung der vakuumdichten Lötung eines wärmeisolierenden Gehäuses, wobei der Abstand der die Mäntel 1 und 4 bildenden Gehäusewände sowie die Dicke derselben zur klareren Darstellung vergrößert dargestellt sind. In das Ende des äußeren Gehäusemantels 1 ist der Übergangsrahmen 8 eingeschoben, so daß der äußere Rand 19 mit dem Ende des Außenrohres 1 abschneidet während der Rand 20 mit dem Ende des inneren Rohres 4 abschneidet Beide Ränder 19 und 20 werden gleichzeitig in eine Wanne 21 eingetaucht, in der sich auf zwei verschiedenen Niveaus gefülltes flüssiges Lot 22 und 24 befindet

In F i g. 5 ist eine Ausführungsform dargestellt bei der der von dem Isolationsmantel 80 eingeschlossene Speicherkern aus Zylindern Sl besteht die aus der Speichermasse bestehen. Der lsolationsmantel 80 hat eine Lufteintrittsöffnung 82 und eine Luftaustrittsöffnung 83. Die Wärmedehnung des inneren Mantelrohres s 84 relativ zu dem äußeren Mantelrohr 85 wird durch die Faltenbälge 86 und 87 ausgeglichen, die gasdicht mit dem inneren Mantelrohr 84 und dem äußeren Mantelrohr 85 verbunden sind. Die Isolation des Gebläsegehäuses 88 erfolgt durch übliche Isolations-

>o materialien 89.

F i g. 6 zeigt ein wärmeisolierendes Gehäuse, bei dem zwei an einer gemeinsamen Schmalseite offene und an der anderen Schmalseite geschlossene Blechrohre 170 und 171 ineinander geschachtelt sind, die den Außenmantel und den Innenmantel der Vakuumisolation bilden. Der Rand des äußeren Rohres 170 ist nach innen abgesetzt und umgefalzt was vorzugsweise durch ein eingeschweißtes Profil 173 erreicht wird. An den Falz dieses Profils ist ein gerollter, einen Faltenbalg 174 bildender Blechstreifen von sehr geringer Stärke und aus einem schlecht wärmeleitenden Edelstahl angeschweißt Der Rand des inneren Rohres 171 ist nach außen gezogen und wird ebenfalls mit dem Blechstreifen verschweißt Dieser Blechstreifen bildet einen umlaufenden faltenbalgartig wirkenden elastischen Rand, durch den kleine Verschiebungen der beiden ineinander geschachtelten Rohre relativ zueinander kompensiert werden. Im übrigen ist der Raum 179 zwischen den beiden Rohren mit Distanzkörpern oder porösem Schüttgut gefüllt Zur Erleichterung des Rollnahtschweißens oder Hartlötens werden die Ränder des extrem dünnen Faltenbalges 174 zweckmäßigerweise zwischen den Falzrändern und Auflagen 175 und 176 aus gleichstarkem Blech eingefaßt. Die gesamte Haube wird von einem Sockel 177 getragen, der nur direkten Kontakt mit dem »kalten« äußeren Rohr 170 hat Der heiße Speicherkern 178 wird von dünnwandigen Edelstahlrohren 70 getragen. Ein Vorteil dieser Isolationshaube liegt darin, daß sie direkt als äußeres

Gehäuse des Ofens fungieren kann. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wärmeisolierendes und luftdichtes Gehäuse für einen Wärmespeicherkörper, der zur Entnahme von Wärme von einem Wärmeträger durchströmbar ist, wobei das Gehäuse von einem äußeren und einem inneren im Abstand von dem ersteren angeordneten Mantel gebildet wird und der Raum zwischen diesen Mänteln teilweise evakuiert und mit einem porösen Füllstoff angefüllt ist und wobei das Gehäuse Durchbruchstellen für den Durchtritt des Wärmeträgers aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der beiden Mantel an den Durchbruchstellen durch Faltenbälge (6,86,87,174) gebildet wird.

2. Wärmespeichergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg aus sehr dünnem schlecht wärmeleitendem Metall, vorzugsweise Chromnickelstahl, besteht.

3. Wärmespeichergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Faltenbalg (6) und dem äußeren Mantel (1) ein Übergangsrahmen (8) eingesetzt ist, der mit dem Faltenbalg (6) durch eine hochtemperaturbeständige Verbindung wie Schweißen oder Hartlöten und mit dem Mantel (1) durch eine beliebige Verbindung, z. B. Weichlötung, verbunden ist.