DE4212359A1 - Wärmedämmung für Heizgeräte - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine faserhaltige Wärmedäm­ mung für Heizgeräte, insbesondere elektrische Speicherheizge­ räte.

Die neuartige Wärmedämmung ist in bevorzugter Anwendung zwischen einem Wärmespeicherkern und einem Gehäuse eines elek­ trischen Speicherheizgerätes angeordnet. Bei prinzipiell glei­ chen Vorteilen ist die Wärmedämmung aber auch an anderen Heiz­ geräten, z. B. an Öl- oder Gasheizkesseln verwendbar, wobei sie in der Regel zwischen dem die Brennkammer umgebenden Heizmedi­ ummantel und einem Außenmantel angeordnet ist.

Bekannte Wärmedämmungen bestanden und bestehen überwiegend aus dünnfaserigem Material, insbesondere Aluminiumoxid als Ge­ rüstbildner, das mit einem geeigneten Füllstoff, beispielsweise aus hochdisperser Kieselsäure und einem Trübungsmittel gemischt wird. Das Materialgemisch wird in eine vorgegebene Form ge­ bracht und gesintert oder in einer Hülle aus einem seidenarti­ gen Material eingeschlossen.

Dieses bekannte faserhaltige Wärmedämmungsmaterial hat zwar ausgezeichnete thermische Dämmeigenschaften, ist aber wegen vermuteter Gesundheitsschädlichkeit umstritten. Die eingesetz­ ten Aluminiumoxidfasern sind lungengängig, d. h. sie haben einen Durchmesser < 3µm und haben darüberhinaus eine hohe Biobestän­ digkeit. Als Biobeständigkeit bezeichnet man die zur Auflösung der Fasern durch Körpersäfte im menschlichen Körper benötigte Zeitdauer.

Zur Vermeidung eines Austritts von gesundheitsschädlichen Fasern aus einem Heizgerät hat man die Dämmschichten geeignet gekapselt. Bei Beschädigungen der Kapselung der Wärmedämmung vor allem aufgrund rauhen betrieblichen Einsatzes können aber faserhaltige schädliche Dämmstoffe in die Umgebungsatmosphäre austreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Heizgerät der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine Gesundheits­ schädigung durch austretende Fasern zuverlässig vermieden wird.

Dies gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß die Fasern des faserigen Materials geometrische Dimensionen größer als dieje­ nigen lungengängiger Fasern, d. h. einen Durchmesser < 3 µm und vorzugsweise < 5 µm haben und/oder aus einem Material geringer Biobeständigkeit von < 5 Jahren, vorzugsweise < 1 Jahr beste­ hen.

Bei der erfindungsgemäßen Wärmedämmung wird also auf Fasern als Gerüstbildner zur Erhöhung der Stabilität der Wärmedämmung nicht verzichtet; es werden aber nur solche Fasern verwendet, die entweder aufgrund ihrer Geometrie oder ihrer Zusammenset­ zung im wesentlichen unschädlich sind, insbesondere keine kanzerogenen Gefahrenquellen sind. Dickere Fasern, die nicht lungengängig sind, dringen gar nicht erst ein in die besonders gefährdeten Atmungsorgane; Fasern aus einem Material geringer Biobeständigkeit, d. h. insbesondere < 1 Jahr, sind gesundheit­ lich im wesentlichen unbedenklich. Zu diesen erfindungsgemäß als Wärmedämmfasern geeigneten Materialien gehören neben Glas auch bestimmte andere mineralische und keramische Stoffe. Neben den anorganischen Fasern können auch Fasern aus hochtemperatur­ beständigem organischem Material, z. B. hochtemperaturbeständi­ gen Kunststoffen vorgesehen sein. Die Fasern und deren Tempera­ turbeständigkeit werden vorzugsweise nach dem jeweiligen Ein­ satzfall gewählt; in der Regel müssen die Fasern über eine Dau­ ertemperaturbeständigkeit von mindestens 250°C verfügen, oder sie werden durch besondere Anordnung relativ zu einer Wärme­ quelle thermisch weniger belastet bzw. geschützt.

Die Fasern des fasrigen Materials haben vorzugweise einen über die gesamte Faserlänge im wesentlichen konstanten vorgege­ benen Durchmesser. Dies begünstigt die Einhaltung eines relativ großen Faserdurchmessers von < 5 µm. Glas- oder Glasquarzfasern lassen sich bei gleichmäßiger Stärke von 5 . . . 10 µm sicher aus­ ziehen, und zwar im Stabzieh-, Düsenzieh- Düsenblas- oder in anderen Verfahren.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Fasern als Gerüstbildner zur Erhöhung der Stabilität in einem aus einem Pulvergemenge bestehenden Wärme­ dämmstoff aus reflektierender, hochdisperser Kieselsäure und einem Trübungsmittel, beispielsweise Titandioxid, vorgesehen sind. Die Wärmedämmung kann aus einem gesinterten Pulver- und Fasergemenge bestehen oder von einem Glasseidensack umhüllt sein. Das Fasergemenge erhält eine plattenartige Form. Die Wär­ medämmung des Heizgerätes wird dann aus mehreren plattenartigen Formteilen zusammengesetzt.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Querschnittansicht durch ein elek­ trisches Speicherheizgerät; und

Fig. 2 eine schematische Darstellung abgewandelter platten­ förmiger Wärmedämmungsformteile, die Teil der Wärmedämmung ei­ nes Speicherheizgeräts bilden.

Das in Fig. 1 schematisch dargestellte elektrische Spei­ cherheizgerät 1 hat einen in Fig. 1 als Leerraum dargestell­ ten, überwiegend aus keramischem Material bestehenden Speicher­ kern 2, ein bis auf Luftzu- und -abführungen und Gerätedurch­ führungen geschlossenes äußeres Gehäuse 3 und eine aus mehreren plattenartigen Formteilen zusammengesetzte Wärmedämmung 4. Die Wärmedämmung 4 umschließt den durch den Speicherkern 2 einge­ nommenen Innenraum des Speicherheizgeräts und sorgt dafür, daß die konvektive Wärmeabführung vom Speicherkern in die Umge­ bungsatmosphäre klein gehalten wird.

Die Wärmedämmung, auf die es bei der Erfindung besonders ankommt, besteht in dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus jeweils zwei Seitenwand-Formteilen 40 und 41, aus zwei Deck­ wandschichten 42 und 44 und einer Bodenwand 43. Eine Boden­ platte 5, die vorzugsweise ebenfalls aus wärmedämmendem Mate­ rial besteht, begrenzt die Bodenseite einer Luftkammer 6.

Alle plattenartigen Formteile 40 . . . 44 bestehen aus faser­ haltigem anorganischen Material, dessen Dauertemperaturbestän­ digkeit für den beschriebenen Anwendungsfall bei Speicherheiz­ geräten ausreicht, d. h. größer ist als etwa 250°C. Das wärme­ dämmende Material enthält einen Gerüstbildner aus Glasfasern einer Stärke < 5 µm und/oder geringer Biobeständigkeit, einen Füllstoff aus hoch disperser Kieselsäure und Titandioxod als Trübungsmittel. Ferner kann vernetzendes Wasserglas zur Erzie­ lung der notwendigen mechanischen Festigkeit zugesetzt werden.

Wie in der Zeichnung zu sehen ist, sind die einzelnen plat­ tenartigen Formteile 40 . . . 43 über labyrinthartige Fugen 46 bzw. ebenfalls labyrinthartige Nut-Federverbindungen 47 zusammenge­ fügt. Dadurch gelingt es, einen Strahlungsaustritt aus dem Speicherkern 2 in die Umgebungsatmosphäre in der Regel ausrei­ chend zuverlässig zu verhindern. Gegebenenfalls können an der kalten Außenseite noch geeignete Dichtlippen bzw. Dichtungsele­ mente angebracht werden, die auch das unerwünschte Austreten von (Gebläse-)Luftströmen verhindern.

Eine abgewandelte Ausführungsform einer Wärmedämmungsanord­ nung - ebenfalls für ein elektrisches Speicherheizgerät - ist in Fig. 2 als Teilansicht dargestellt. Auch dort sind die ein­ zelnen plattenförmigen Formteile 40a, 41a, 42a mit komplementär gestalteten, labyrinthartigen Fugen versehen und zusammenge­ setzt, so daß eine Wärmebarriere auch ohne besondere Dichtele­ mente entsteht.

Die Deckplatte 44a überspannt die Fugen zwischen der inne­ ren Deckplatte 42a und den Seitenwandplatten 40a und bildet da­ durch eine zusätzliche Labyrinthdichtung.

Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind zahlreiche Abwand­ lungen möglich. So sind Labyrinthfugen ähnlich der Deckplatte in Fig. 2 auch zwischen getrennten und ebenen Platten möglich, sofern die einzelnen Formteile in überlappender Anordnung vor­ gesehen werden. Eine Ecke ähnlich der Fuge 46 reicht häufig aus, so daß die kompliziertere Nut-Federverbindung überflüssig werden kann. Die beschriebene Wärmedämmung läßt sich mit den gleichen Vorteilen auch bei anderen Heizgeräten, so insbeson­ dere bei Gas- und Ölfeuerungsanlagen und entsprechenden Kesseln verwenden.

Claims (9)

1. Faserhaltige Wärmedämmung für Heizgeräte, insbesondere elektrische Speicherheizgeräte, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern des faserigen Materials geometrische Dimen­ sionen größer als diejenigen lungengängiger Fasern, d. h. einen Durchmesser < 3 µm und vorzugsweise < 5 µm haben und/oder aus einem Material geringer Biobeständigkeit von < 5 Jahren, vor­ zugsweise < 1 Jahr bestehen.

2. Wärmedämmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das faserige Material eine dem Einsatzfall entsprechende Temperaturbeständigkeit von < 250°C hat.

3. Wärmedämmung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fasern des faserigen Materials einen über die gesamte Faserlänge im wesentlichen konstanten vorgegebenen Durchmesser haben.

4. Wärmedämmung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern aus Glas oder Glasquarz bestehen.

5. Wärmedämmung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern als Gerüstbildner zur Erhöhung der Stabilität in einem aus einem Pulvergemenge bestehenden Wärmedämmstoff aus reflektierender, hochdisperser Kieselsäure und einem Trübungsmittel, beispielsweise Titandioxid, vorgese­ hen sind.

6. Wärmedämmung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmedämmung aus einem gesinterten Pul­ ver-/Fasergemenge besteht und/oder das Pulver-/Fasermenge um­ hüllt ist.

7. Wärmedämmung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmedämmung (4) aus plattenartigen Formteilen (40 . . . 44) zusammengesetzt ist.

8. Wärmedämmung nach einem der der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die plattenartigen Formteile (40 . . . 44; 40a . . . 42a) über labyrinthartig gestaltete Fugen (46, 47) zusammengesetzt sind.

9. Wärmedämmung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die labyrinthartigen Fugen, insbesondere Stoßfugen, als Nut-Federverbindungen (47) ausgebildet sind.