DE3011676A1

DE3011676A1 - Thermische isolation

Info

Publication number: DE3011676A1
Application number: DE19803011676
Authority: DE
Inventors: Emil Baechli
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-03-27
Filing date: 1980-03-26
Publication date: 1980-10-02
Also published as: ATA160580A; AT372454B; IT1136164B; FR2452554A1; CH640039A5; BE882445A; FR2452554B1; IT8012496A0

Description

Emil Bächli Endingen, Schweiz

Thermische Isolation

Die Erfindung betrifft eine thermische Isolation, insbesondere als Wärmeschild ausgebildete Superisolation.

Beim Transport von Wärme durch gas- bzw. luftgefüllte Räume können drei verschiedene Arten des Wärmeüberganges unterschieden werden, nämlich die Strahlung, die Wärmeleitung und die freie Konvektion. Wird der Raum zwischen einem warmen Teil und einem kalten Teil soweit evakuiert, bis sich die Gasmoleküle in ihrer freien Weglänge nicht mehr berühren können, so ist der Wärmeübergang durch freie Konvektion und V7ärmeleitung völlig unterbunden. Der Wärmetransport durch Strahlung kann durch eingelegte Reflexionsschichten zwischen den v/armen und dem kalter Teil verhindert werden. Diese Ausbildung einer Isolation wird allgemein als Superisolation bezeichnet. Eine derartige Wärmedämmung zeigt einen wesentlich besseren Wirkungsgrad als die bekannten Isolationsmaterialien. Da diese Superisolation aufwendig und teuer ist, kommt sie nur für spezielle Anwendungen in der Technik infrage. Das Hauptproblem muss in der Aufrechterhaltung des Hochvakuums gesehen werden, weshalb an die Gasdichtheit der evakuierten Zwischenräume höchste Anforderungen gestellt worden (siehe VDI-Bildungswerk, BV/ 1961, Seiten 1 bis 11).

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Superisolation zu schaffen, welche billig und einfach herstellbar

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ist, so dass sie anstelle der konventionellen Isoliermaterialien eingesetzt v/erden kann, so dass durch bessere Wärmedämmung von Wärmespeichern, Wohnbauten usw. grosse Mengen von Energie eingespart v/erden können.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgeinäss dadurch gelöst, dass die Isolation aus dünnwandigen, evakuierten und druckfesten Hohlkörpern aus einem Material mit einem kleinen Wärmeleitvermögen besteht.

Durch die Anordnung von aneinander- und/oder übereinanderliegend angeordneten, gasdicht abgeschlossenen, evakuierten, dünnwandigen und druckfesten Hohlkörpern, vorzugsweise aus Glas, welches eine geringe Wärmeleitfähigkeit und eine hohe Druckfestigkeit auf v/eist, so dass die· Hohlkörper nur eine geringe Wandstärke aufweisen müssen, um den Atmosphärendruck beim Evakuieren standzuhalten, v/ird auf einfache Weise eine hochwirksame Isolation erzielt, ohne dass der ganze, von der Isolierschicht auszufüllende Raum evakuiert v/erden muss. Dabei ist es vorteilhaft, die Wandstärke der einzelnen Hohlkörper nur so stark auszubilden, dass sie den auf sie einwirkenden Aussehdruck standhalten können.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Hohlkörper rohr- oder kugelförmig ausgebildet sind.

Diese Formgebung der Hohlkörper ergibt eine besonders hohe Festigkeit bei kleinstem, davon eingenommenen Volumen, während gerade kugelförmige Hohlkörper gleichzeitig das grösstmögliche Innenvolumen aufweisen.

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Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn die kugelförmigen Hohlkörper verschiedene Durchmesser aufweisen.

Bei einer derartigen Ausbildung der Hohlkörper können Zwischenräume zwischen kugelförmigen Hohlkörpern mit grossem Durchmesser mit Hohlkörpern mit kleinerem Durchmesser ausgefüllt werden, wodurch eine grösstmögliche, ununterbrochene Vakuumkette gebildet wird.

Vorteilhafterweise kann die Oberfläche der Hohlkörper mit einer reflektierenden Schicht versehen sein und die Zwischenräume zwischen den Hohlkörpern können mit einem wärineisolierenden Material ausgefüllt werden, sodass die Hohlkörper in einer wärem-isolierenden Schicht plattenförmig zusammengefasst sind, wobei mindestens eine der beiden Oberflächen mit einer Folie überdeckt ist. Durch das Ausfüllen evtl. Zwischenräume der aneinderliegenden Hohlkörper mit einem losen oder auch eingeschäumten Isoliermaterial kann in diesen Zwischenräumen keine Konvektion entstehen. Bei einem Umhüllen eines jeden evakuierten Hohlkörpers mit einem Mantel aus Isolationsmaterial, lassen sich diese wie Bausteine fugenlos aneinanderreihen. Es können auch eine Vielzahl evakuierter Hohlkörper mit einem Isolationsmaterial zusammengefasst werden, so dass sie eine Platte bilden. Da die gasdicht abgeschlossenen Hohlkörper soweit evakuiert sind, dass die Gasmoleküle in ihrer freien Weglänge nicht mohr aneinanderGtocccn können, ist ein Wärmefluns durch die Hohlräume der Glaskugeln, Rohre usw. völlig ausgeschlossen. Ein Restwärmefluss kann lediglich noch durch das

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ausgefüllte oder eingeschäurate Isoliermaterial zwischen den Kugeln, Rohren usw., sowie durch deren dünnen Wandungen erfolgen. Der Wärme-Isolationseffekt dieser Anordnung übersteigt denjenigen der bekannten Isoliermaterialien um ein Vielfaches, wobei der Materialaufwand gering und kostengünstig ist.

Zur v/eiteren Wärinestrahlungsdämniung können die neben- und übereinander angeordneten, bezw. mit Isoliermaterial verbundenen Hohlkörper mit Folien überdeckt v/erden, welche vorzugsweise als reflektierende Folien ausgebildet sind. Ferner ist es auch möglich, auf die einzelnen evakuierten Hohlkörper eine Reflektionsschicht, beispielsweise durch Aufdampfen, aufzubringen.

In den Zeichnungen sind beispielsweise Ausführungsformen von erfindungsgemässen thermischen Isolationsanordnungen vereinfacht dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine aus rohrförmigen, übereinander angeordneten Hohlkörperreihen,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Ausbildung gem. Fig. 1, bei welcher die rohrförmigen IlohlkÖroer aus einsein für sich evakuierten Rohrteilen ausugebildet sind,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine aus kugelförmigen Hohlkörpern verschiedenen Durchmessers bestehende isolation,

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine plattonförmige Isolation mit kugelförmigen Hohlkörpern und mit Isolierstoff ausgegossenen Zwischenräumen.

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In den Figuren sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen worden.

Geinäss Fig. 1 sind in einer thermischen Isolationsschicht mit 1 rohrförmig ausgebildete, evakuierte Hohlkörper bezeichnet, welche beispielweise einen Hohlraum zwischen zwei (nicht dargestellten) Wänden ausfüllen und neben- und übereinanderliegend angeordnet sind. Falls eine der beiden Begrenzungswände instabilen Zuständen, beispielsweise durch Druckeinwirkung, ausgesetzt ist, kann es sich empfehlen, die Zwischenräume zwischen den einzelnen rohrförmigen Hohlkörpern 1 mit einem Isolierstoff 2, vorzugsweise einem Schaumstoff, auszufüllen, um eine gegenseitige Bewegung der Hohlkörper 1 zueinander zu verhindern, wie es in der linken Hälfte der Figur dargestellt ist. Weiterhin kann eine oder beide Oberflächen der Isolation mit einer Folie 3 abgedeckt werden, v/obei es empfehlenswert ist, mindestens eine der beiden Folien 3 mit einer Reflektionsschicht 4 zu versehen.

In der Fig. 2 ist der Aufbau der thermischen Isolation analog zu jenem der Fig. 1, jedoch sind die rohrförmigen Hohlkörper 1 in relativ kurze Abschnitte unterteilt, von welchen jeder für sich evakuiert ist. Wie aus dem rechten Teil der Fig. ersichtlich, können auch hinr dio Zwischenräume zwischen den einzelnen Hohlkörpern 1 mit Isolierstoff 2 ausgefüllt werden.

Gemäss der Fig. 3 wird die thermische Isolation aus einer Vielzahl kugelförmiger Hohlkörper 5 gebildet, welche sowohl

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den gleichen Durchmesser, als auch verschieden grosse Durchmesser auf v/eisen können. Vorzugsweise v/erden die Hohlkör per 5 mit kleineren Durchmesser so angeordnet, dass sie zwischen Hohlkörper 5 mit grösserem Durchmesser liegen und so eine praktisch ununterbrochene Isolationskette bilden. Die sich dazwischen ergebenden Zv/ischenräume können wiederum mit isolierendem Schaumetoff als Isoliermaterial 2 ausgefüllt werden. Wenn die so gebildete Isolierschicht auf einer Wand 6 aufliegt empfiehlt es sich, die gegenüberliegende Oberfläche der Isolierschicht mit der Folie 3» welche die Eeflektionsschicht U- auf v/eist, zu überdecken.

Wie in der Fig. 4· dargestellt, können die einzelnen Hohlkörper 5j insbesondere die kugelförmigen Hohlkörper, mit einer Isoliermaterialschicht 7 (in der Abbildung die beiden oberen Hohlkörper) umhüllt sein. Äusserdem empfiehlt es sich, die einzelnen Hohlkörper 5 plattenförmig in Isolierstoff einzubetten, wodurch das Anbringen dieser Isolationsschicht an senkrechten oder gebogenen Wandteilen besonders vereinfacht wird. Auch in diesem Falle kann die eine oder beide Oberflächen mit der Folie 3 rait Reflektionsschicht 4- überdeckt werden.

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Bezeichnungsliste

1 - rohrförraiger Hohlkörper

2 - Isolierstoff

3 - Folie

4 - Reflektxonsschicht

5 - kugelförmige Hohlkörper

6 - Wand

7 - Isolierinaterialschicht

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Claims

PATENTANWALT RUDOLF C. W. LAUW

ÜIPL.-ING. DIPL.-WIRTSCHAFTSING.

ZUGELASSENER VERTRETER VOR DEM EUROPÄISCHEN PATENTAMT PROFESSIONAL REPRESENTATIVE BEFORETHE EUROPEAN PATENT OFFICE

PATENTANWALT RUDOLF LAUW, POSTFACH 216, D-8000 MÜNCHEN 22

8000 MÜNCHEN 22

ST.ANNA-STRASSEIl

TELEFON: (089) 224454

TELEX: 524 721 FOCUS D

Il I I CiKAMM KNOWiIOW MUN(IIIN

BANKKONTO IiYIH) BANK Mi)NCHkN KONTO-NR. 6880075754 (BLZ 70020009)

POSTSCHECK-KONTO:

MÜNCHEN 101901-809 (BLZ 70010080)

IHR ZEICHEN YOUR REFERENCE

BETRIFFT: REFERENCE:

UNSER ZEICHEN OUR REFERENCE

LW-P44/0230

Emil Bächli Marktgasse CH-5304 Endingen

MÜNCHEN,

26. März 1980

Schutzansprüche

S l.JThermische Isolation, insbesondere als Wärmeschild ausgebildete Superisolation , dadurch, gekennzeichnet, dass die Isolation aus dünnwandigen, evakuierten und druckfesten Hohlkörpern (1,5) aus einem Material mit einem kleinen Wärmeleitvermögen besteht.
2. Thermische Isolation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper rohrförmig (1) ausgebildet sind.

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3. Thermische Isolation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper kugelförmig (5) ausgebildet sind.
4-. Thermische Isolation nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die lcugelförmigen Hohlkörper (5) verschiedene Durchmesser auf v/eisen.
5. Thermische Isolation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Hohlkörper (1,5) mit einer reflektierenden Schicht (4-) versehen ist.
6. Thermische Isolation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenräume zwischen den Hohlkörpern mit einem wärme-isolierenden Material (7) ausgefüllt sind.
7. Thermische Isolation nach den Ansprüchen 1 und 6, da- " durch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper (1,5) in einer wärme-isolierenden Schicht plattenförmig zusammengefasst sind, wobei mindestens eine der beiden Oberflächen mit einer Folie (3) überdeckt ist.
8. Thermische Isolation nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper (1,5) aus einem dünnwandigen Glas bestehen.
9. Thermische Isolation nach den Ansprüchen 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper mit einer Isolierma-

' terial-Schicht (7) unihüllt sind.

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