DE19808115C2 - Wärmedämmender Formkörper aus Blähglas - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen wärmedämmenden Formkör­ per aus Blähglas.

Aus der DE 38 09 246 C2 ist ein blockförmiger Körper aus Blähglas bekannt, der zur Wärmeisolierung dient. Durch das Aufblähen des Glases mittels geeigneter Blähmittel kann eine Volumendichte von 0,5 g/cm³ und weniger erreicht wer­ den.

Weiter geht aus der Druckschrift DE 14 96 669 A Bläh­ glasgranulat zur hervor, das unter Zugabe eines Bindemittels zu wärmedämmenden Formkörpern verarbeitet werden kann. Das Bindemittel kann in solchen Mengen eingesetzt werden, daß entweder alle Zwischenräume zwischen den Körnern ausgefüllt werden oder daß die Körner nur punktweise verkittet werden.

Ein Verfahren zur Herstellung von ähnlichen Dämm­ platten ist in der Druckschrift DE 14 96 529 B offenbart, wobei die Oberfläche der erzeugten Granulatkörner sogar leichter und poröser als ihr Inneres sein kann.

Auch die Druckschrift GB-PS 988 479 zeigt ein Ver­ fahren zur Herstellung von Blähglaspellets mit wahlweise offenporiger oder geschlossener Struktur sowie zum Verkleben dieser Pellets zu Formkörpern.

Aufgabe der Erfindung ist es diesem Stand der Technik gegenüber, einen Formkörper mit verbesserten Dämmwerten anzugeben. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des An­ spruchs 1 gelöst.

Bezüglich von weiteren bevorzugten Merkmalen des erfindungsgemäßen Formkörpers wird auf die Unteransprüche verwiesen.

Die Erfindung wird nun anhand einiger Ausführungsbei­ spiele näher erläutert.

Der Formkörper wird ausgehend von vorgefertigten offenporigen Blähglasperlen, etwa aus einfachem Schrottglas, hergestellt. Die Perlen haben beispielsweise Durchmesser zwischen 0,25 bis 0,4 mm und eine Volumendichte von etwa 0,2 g/cm³. Eine Hohlform für den gewünschten Formkörper wird dann mit diesen Perlen gefüllt und in einem Ofen gesintert, dessen Temperatur etwa 700 bis 750°C beträgt, sodaß die Blähglasperlen nur oberflächlich aneinandergesintert werden. Man kann den Sintervorgang zeitlich so begrenzen, daß nur die oberflächennahen Glasperlen aneinandergesintert werden, während die im Formkörper innenliegenden Glasperlen nur punktförmig aneinanderstoßen. Dadurch wird zwar die mechani­ sche Stabilität des Formkörpers geschwächt, aber dieser Nachteil spielt bei vielen Anwendungen keine Rolle oder er kann durch eine mechanisch stabilisierende Außenhaut wieder ausgeglichen werden. Der Wärmeübergang wird dagegen hier­ durch erheblich verringert, da die inneren Perlen nur punkt­ förmige Kontakte besitzen.

Die Außenhaut kann von den außenliegenden Glasperlen­ schichten gebildet sein, die beim Sintern nahezu ganz ge­ schmolzen sind, oder mit einer Folie erreicht werden, in die der Formkörper eingeschweißt ist.

Wenn der gewünschte Formkörper länglich ist und konstanten Querschnitt besitzt, kann er auch durch Extrudie­ ren hergestellt werden.

Die hohe Wärmedämmwirkung erreicht man durch Evakuie­ rung des Formkörpers, wobei diese Evakuierung aufgrund der offenporigen Blähglasperlen nicht nur die Zwischenräume zwischen den Perlen, sondern auch letztere selbst betrifft. Dadurch kann der Wärmeleitwert bis auf Werte von 7 mW.m^-1.K^-1 und darunter abgesenkt werden.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird bei der Herstellung des Formkörpers ein Sorptionsmittel zwischen die Blähglasperlen eingebracht, das diese Zwischenräume teilweise füllt. Dadurch kann die Wärmedämmung beispiels­ weise einen Tag/Nachtausgleich durchführen, indem Wärmeener­ gie während der Sonneneinstrahlung chemisch absorbiert und nachts wieder freigegeben wird.

Man kann auch gezielt die Wärmedämmung des Formkör­ pers beeinflussen, indem man ein elektrisch beheizbares Bauteil aus Metall, Kunststoff oder Keramik in den Formkör­ per einbaut, die mit einem Gettermaterial beschichtet ist und eine gezielte Erhöhung oder Erniedrigung des Vakuums durch kontrollierte Aufheizung der Platte erlaubt. Damit kann der Wärmeleitwert des Formkörpers bis zu einem Faktor 3 variiert werden.

Es ist auch möglich, den Formkörper mit mehreren gleichartigen Formkörpern zu einer größeren Einheit zusam­ menzukleben oder zu sintern, um einerseits die mechanischen Spannungen besser zu beherrschen und andrerseits bei einer Beschädigung nur eines der Formkörper, durch die dessen Vakuum gebrochen wird, den Schaden zu begrenzen.

Die konkrete Sintertemperatur und die Sinterdauer hängen von den für die Blähglasperlen verwendeten Materia­ lien und den Anwendungsbedingungen ab. Der Fachmann kann diese Parameter ohne erfinderisches Zutun so wählen, daß der gewünschte Sintergrad erreicht wird.

Die beiliegende einzige Figur zeigt in einfach logarithmischem Maßstab drei Kurven A, H, C der Wärmeleitfä­ higkeit λ dreier wärmedämmender Platten in mW(mK)^-1 abhängig vom in der Platte herrschenden Unterdruck (in mbar). Die Kurve A betrifft bekannten Polyurethanschaum, die Kurve B eine Platte aus geschlossenporigen Glasschaumperlen und die Kurve C eine erfindungsgemäße Platte aus offenporigen Glas­ schaumperlen. Man erkennt deren Überlegenheit gegenüber üblichen kostengünstigen Wärmedämmplatten besonders im Bereich niedriger Drücke. In diesem Bereich erreicht man Werte der Wärmeleitfähigkeit, wie sie sonst nur mit wesentlich teureren Materialien wie Aerogelpulver erzielt werden.

Claims (7)

1. Wärmedämmender Formkörper aus Blähglas, dadurch gekennzeichnet, daß er aus offenporigen Blähglasperlen gebildet ist, die miteinander verklebt sind, daß er eine gasdichte Außenhaut besitzt und evakuiert ist.

2. Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blähglasperlen durch Anschmelzen ihrer Oberfläche aneinandergesintert sind.

3. Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blähglasperlen durch einen Binder wie z. B. ein Alkalisilikat oder ein Kunstharz miteinander verklebt sind.

4. Formkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nur die oberflächennahen Glas­ perlen des Formkörpers miteinander verklebt sind.

5. Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Sorptionsmittel im Formkörper befindet.

6. Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisch beheizbares Bauteil aus Metall, Keramik oder Kunststoff in den Formkörper integriert ist, das mit einem Gettermaterial beschichtet ist.

7. Formkörper nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß er mit mehreren gleichartigen Formkörpern zu einer Einheit verbunden ist.