DE4225757A1

DE4225757A1 - Vorrichtung zur waermeisolierung mit flexibler dichtung

Info

Publication number: DE4225757A1
Application number: DE4225757A
Authority: DE
Inventors: Shimon Klier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-08-05
Filing date: 1992-08-04
Publication date: 1993-02-11
Also published as: IL99094A0; GB2259732A; GB9216557D0

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf die Technik der Wärmeisolation und inbesondere auf eine Technik, um den Raum zwischen den entgegengesetzten Platten einer Isolationseinheit auf einen Höchstwert zu bringen, wobei mechanische Schäden durch Veränderung des in der Isolationseinheit enthaltenen Gasvolumens verhindert wer den.

Die Bildung einer thermischen Isolation durch Anwendung eines Paares räumlich getrennter, typischerweise paralle ler, lichtdurchlässiger Platten ist allgemein bekannt. Eine typische Anwendung dieses Prinzips ist die Doppelverglasung bei Fenstern in Gebäuden. Es ist ebenfalls bekannt, den Luftraum zwischen diesen Platten zu maximieren, um den da durch geschaffenen Isolationseffekt auf einen Höchstwert zu bringen. Vorzugsweise werden diese Platten in Form einer hermetisch abgedichteten Einheit zusammengebaut, wodurch die Luftbewegung durch diese Einheit verhindert und somit deren Wirksamkeit maximiert werden. Es ist bekannt, daß diese hermetisch abgedichteten Isolationseinheiten bei ge ringem Unterdruck abgedichtet werden, wodurch das Entstehen der Kondensation auf der Innenoberfläche der Einheit ver hindert wird.

Herkömmliche Dichtungsverfahren verhindern die Schaffung eines Luftzwischenraums in den hermetisch abgedichteten Isolationseinheiten des oben beschriebenen Aufbaus, der größer als etwa 22 bis 24 mm ist. Diese Einschränkung wird durch den sehr hohen Druck hervorgerufen, den das Gasvolu men auf die Platten ausübt, wenn es einer relativ geringen Temperaturveränderung ausgesetzt wird.

Folglich ruft bei einer hermetisch abgedichteten Isola tionseinheit mit einem Luftzwischenraum von mehr als etwa 22 oder 24 mm die tägliche Erwärmung und Abkühlung der Luft innerhalb der Isolationseinheit einen hohen Ober- oder Un terdruck innerhalb der Einheit hervor, was zu Materialschä den dieser Einheit führt. Der häufigste Materialfehler die ser Art tritt bei den Dichtungen zwischen den lichtdurch lässigen Platten auf.

Um die Entwicklung eines hohen Ober- oder Unterdrucks in nerhalb der Isolationseinheit zu vermeiden, kann eine sol che Einheit als belüftete Einheit aufgebaut werden, so daß der Druck innerhalb der Einheit im allgemeinen ein atmo sphärischer Druck ist, wie es u. a. im US-Patent Nr. 48 15 442 der Anmelderin beschrieben ist, obwohl dies eine Lösung für das Problem des Materialschadens liefert, der durch die Erzeugung von hohem Druck innerhalb der Einheit hervorgerufen wird, wird die isolierende Wirkung dieser Einheit durch den Luftaustausch mit der Atmosphäre verrin gert. Außerdem unterliegen diese nicht hermetisch abge dichteten Einheiten der Kondensation und dies ist unästhe tisch. Die Kondensation bewirkt auch einen Verlust des Strahlungsdurchganges durch diese Einheit.

Folglich werden die besten Isolationsergebnisse erreicht, indem eine Einheit geschaffen wird, die hermetisch abge dichtet ist und innerhalb der der Abstand zwischen den Platten nicht durch das oben beschriebene Problem einge schränkt wird, das durch die hermetische Abdichtung der Isolationseinheiten hervorgerufen wird.

Die vorliegende Erfindung versucht, eine hermetisch abge dichtete Wärmeisolationseinheit zu schaffen, die die Nach teile aus dem Stand der Technik überwindet.

Entsprechend einer Ausführungsform dieser Erfindung wird folglich eine Wärmeisolationsvorrichtung geschaffen, die ein Paar räumlich getrennter Platten, von denen eine oder beide gegenüber dem Strahlungsspektrum der Sonne durchläs sig sind; und eine flexible Dichtungseinrichtung umfaßt, die mit dem Plattenpaar verbunden ist und damit einen abge dichteten Innenraum definiert, der ein Gas enthält, wobei diese flexible Dichtungseinrichtung so wirkt, daß entspre chend der Veränderung des Gasdruckes innerhalb des abge dichteten Raumes eine relative Bewegung zwischen dem Plat tenpaar auftritt.

Nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung wird auch ein Sonnenwärme-Kollektor geschaffen, wel cher umfaßt: einen Körper aus einem Material, das erwärmt werden soll; eine Wärmeisolationsvorrichtung, die ein Paar räumlich getrennter Platten umfaßt, von denen eine oder beide gegenüber dem Strahlungsspektrum der Sonne durchläs sig ist; und eine flexible Dichtungseinrichtung, die mit dem Plattenpaar verbunden ist und mit diesem einen abge dichteten Innenraum definiert, der ein Gas enthält, wobei diese flexible Dichtungseinrichtung so wirkt, daß sie ent sprechend der Veränderung des Gasdruckes innerhalb des ab gedichteten Raumes eine relative Bewegung zwischen dem Plattenpaar gestattet. Es wird ebenfalls eine Einrichtung zur Befestigung der Wärmeisolationsvorrichtung in Verbin dung mit dem Körper des Materials geschaffen.

Entsprechend einer Ausführungsform dieser Erfindung defi niert das Plattenpaar außerdem Kantenabschnitte und die flexible Dichtungseinrichtung umfaßt ein elastisches Teil, das mit diesen Kantenabschnitten des Plattenpaars wirksam verbunden ist, um als Folge der Ausübung einer minimalen Kraft eine deformierte Konfiguration einzunehmen und in den nicht deformierten Zustand zurückzukehren, wenn diese minimale Kraft wegfällt; wobei die gegenüber Gas im permeable Dichtungseinrichtung mit dem elastischen Teil und dem Plattenpaar verbunden ist, so daß zwischen diesen eine gegenüber Gas impermeable Dichtung geschaffen wird.

Nach einer Ausführungsform dieser Erfindung hat das elasti sche Teil die Konfiguration eines Blasebalgs, der sich quer zwischen dem Plattenpaar und entlang von dessen Umfang er streckt.

Nach einer alternativen Ausführungsform umfaßt das Platten paar eine erste und eine zweite Platte mit entsprechenden ersten und zweiten Kantenabschnitten, das elastische Teil erstreckt sich entlang des Kantenabschnitts des ersten Kan tenabschnitts der ersten Platte. Bei dieser Ausführungsform umfaßt die gegenüber Gas impermeable Dichtungseinrichtung ein starres Rahmenteil, das sich entlang des ersten und zweiten Kantenabschnittes der ersten und zweiten Platte er streckt und im Verhältnis dazu quer orientiert ist, das starre Rahmenteil hat erste und zweite Längskanten abschnitte, die mit den entsprechenden ersten und zweiten Kantenabschnitten der ersten und zweiten Platte verbunden sind, der erste Längskantenabschnitt des starren Rahmen teils ist in Querrichtung räumlich vom ersten Kantenab schnitt der ersten Platte getrennt und der zweite Längskan tenabschnitt des starren Rahmenteils ist durch eine gegen über Gas impermeable Befestigungseinrichtung an den zweiten Kantenabschnitt der zweiten Platte angebracht, wobei das elastische Teil dazwischen angeordnet ist und mit dem ersten Längsabschnitt des starren Rahmenteils und der er sten Platte die gegenüber Gas impermeable Dichtung defi niert, wodurch entsprechend der Ausübung einer minimalen Kraft eine Bewegung der ersten Platte im Verhältnis zur zweiten Platte gestattet wird.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden de taillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen weiter erläutert, welche zeigen:

Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht der Wärmeiso lationseinheit, die eine flexible Dichtung anwen det und nach einer Ausführungsform der vorliegen den Erfindung aufgebaut ist;

Fig. 2A eine Schnittansicht eines Kantendetails der Ein heit von Fig. 1;

Fig. 2B eine Schnittansicht, die Fig. 2A entspricht, wobei diese Einheit jedoch im ausgedehnten Zustand ge zeigt ist;

Fig. 3 eine Schnittansicht der flexiblen Dichtung der Fig. 1-2B;

Fig. 4 eine schematische Perspektivansicht der Wärmeisola tionseinheit, die eine flexible Dichtung anwendet und nach einer alternativen Ausführungsform dieser Erfindung aufgebaut ist;

Fig. 5A eine Schnittansicht des Kantendetails der Einheit von Fig. 4;

Fig. 5B eine Schnittansicht, die der Fig. 5A entspricht, wobei diese Einheit jedoch im ausgedehnten Zustand dargestellt ist;

Fig. 6 eine Schnittansicht des Kantenaufbaus, wobei ein Dichtungselement eingesetzt wird, das dem in Fig. 5A gezeigten ähnlich ist, jedoch ein Kantenaufbau nach einer alternativen Ausführungsform dieser Er findung angewendet wird;

Fig. 7 eine Schnittansicht eines Details des Kantenaufbaus der Wärmeisolationseinheit, die nach einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung aufgebaut ist;

Fig. 8 eine schematische Querschnittsdarstellung der Struktur des Sonnenwärme-Kollektors, der an das Wandelement angebracht ist, das durch die Wärmeisolationseinheit erwärmt wird, die nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufge baut ist;

Fig. 9 eine schematische Querschnittsdarstellung der Struktur des Sonnenwärme-Kollektors, der nach einer alternativen Ausführungsform dieser Erfindung auf baut ist, wobei der im Wandelement gebildete Fen sterraum eine darin befestigte Wärmeisolationsein heit aufweist, die nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;

Fig. 10A eine Draufsicht der Befestigungsstruktur, die ent sprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gestaltet ist und arbeitet;

Fig. 10B eine Seitenansicht der Isolationseinheiten, die auf der Befestigungsstruktur der Fig. 10A angebracht sind;

Fig. 11 eine bildliche Darstellung der Isolationseinheit, die nach einer Ausführungsform der vorliegenden Er findung aufgebaut ist und arbeitet;

Fig. 12 eine vergrößerte Darstellung eines Teils der Isola tionseinheit von Fig. 11 und

Fig. 13 eine schematische Schnittansicht des Kantendetails der Doppelverglasungseinheit, die nach einer weite ren Ausführungsform dieser Erfindung aufgebaut ist.

Es wird nun auf Fig. 1 Bezug genommen, in der die hermetisch abgedichtete Wärmeisolationseinheit 10 dargestellt ist, die nach einer Ausführungsform dieser Erfindung aufgebaut ist. Wie es auch in Fig. 2A gezeigt ist, umfaßt diese Einheit 10 eine erste und eine zweite räumlich voneinander getrennte Platte, die entsprechend mit den Bezugsziffern 12 und 14 ge kennzeichnet sind, von denen eine oder beide gegenüber dem Strahlungsspektrum der Sonne durchlässig ist; und eine flexible Dichtung, die allgemein mit 16 gekennzeichnet ist. Die Platten 12 und 14 können aus jedem geeigneten licht durchlässigen Material hergestellt sein, wie zum Beispiel PMMA (Polymethylmethacrylat), Polycarbonat mit Sonnenschutz oder Glas, die durch jedes geeignete Verfahren hergestellt wurden. Bei einer Ausführungsform dieser Erfindung kann eine der Platten undurchsichtig bzw. opak sein.

Die flexible Dichtung 16 definiert mit den Platten 12 und 14 einen abgedichteten Innenraum 18, der ein Gas, typi scherweise Luft, enthält. Die Funktion der flexiblen Dich tung 16 besteht darin, daß sie entsprechend einer Verän derung des Gasdruckes innerhalb des abgedichteten Innen raums 18 das Auftreten einer relativen Bewegung zwischen den Platten 12 und 14 gestattet. Typischerweise, jedoch nicht notwendigerweise, ist innerhalb des Raumes 18 eine Schicht 19 einer gegenüber dem Sonnenspektrum durchlässigen Isolation in Form einer Gruppe von Zellen vorgesehen. Diese Schicht 19 ist im wesentlichen so, wie sie nachfolgend in Verbindung mit Fig. 12 beschrieben ist und im US-Patent Nr. 48 15 442 der Anmelderin ausführlicher erläutert ist, deren Inhalt hier als Bezug aufgenommen wird.

Wie es bereits beschrieben wurde, werden Veränderungen des Gasdruckes innerhalb der Wärmeisolationseinheiten, wie der Einheit 10, durch eine Temperaturveränderung des Gases in nerhalb dieser Einheit hervorgerufen. Herkömmliche herme tisch abgedichtete doppelt verglaste Einheiten sind auf eine Dicke von etwa 20 bis 24 mm begrenzt, um Materialschä den zu vermeiden.

Einheiten, die einen Luftzwischenraum von mehr als 20 bis 24 mm anwenden, sind herkömmlicherweise nicht hermetisch abgedichtet, da dies zu vorzeitigen Schäden der Dichtungen führt, weil diese den großen Druckveränderungen innerhalb der Einheit nicht widerstehen können, wenn das Gas erwärmt wird und versucht sich auszudehnen, wodurch ein hoher An stieg des Gasdrucks hervorgerufen wird, oder wenn das Gas abgekühlt wird und versucht sich zusammenzuziehen, wodurch eine starke Verringerung des Gasdrucks hervorgerufen wird.

Durch die Bereitstellung der flexiblen Dichtung 16 können bei verschiedenen Ausführungsformen, die nachfolgend be schrieben sind, größere Abstände zwischen den Platten 12 und 14 der Einheit 10 vorgesehen werden. Wenn das in der Einheit 10 enthaltene Gas einer Temperaturveränderung un terliegt, können sich unabhängig vom Abstand zwischen den Platten diese Platten entsprechend der Veränderung des Gas druckes innerhalb der Einheit 10 voneinander weg bewegen. Diese Auseinanderbewegung der Platten führt zum Ausgleich der äußeren und inneren Kräfte, die auf die Einheit wirken, somit wird ein vorzeitiger Materialverschleiß der Einheit verhindert.

Wie es außerdem in den Fig. 2B und 3 gezeigt ist, ist die flexible Dichtung 16 bei der vorliegenden Erfindung ein elastischer Streifen 20, der an Stellen 21 angebracht ist, die zum ersten und zweiten Kantenabschnitt 22 und 24 der entsprechenden Platten 12 und 14 entgegengesetzt sind. Typischerweise können sowohl die Abdichtung der Einheit 10 als auch das Anbringen der Dichtung 16 an die Platten 12 und 14 entsprechend herkömmlicher Doppelverglasungsverfah ren vorgenommen werden und sind folglich hier nicht de tailliert beschrieben. Ein Beispiel eines Materials, das zum Abdichten der Einheit 10 geeignet ist, ist Butyl kautschuk. Beispiele von Materialien, die zum Befestigen der flexiblen Dichtung 16 an die Platten 12 und 14 geeignet sind, sind Siliconkautschuk, Polysulfid u.ä.

In Fig. 2A ist der elastische Streifen 20 in einem relativ ungedehnten Zustand gezeigt, womit die Anfangsposition des Gleichgewichtes zwischen der inneren und der äußeren Kraft gekennzeichnet ist, die auf die Einheit 10 wirken.

In Fig. 2B ist der elastische Streifen 20 jedoch in einem relativ gedehnten Zustand gezeigt, wobei die Ausdehnung des im Raum 18 enthaltenen Gases aufgrund dessen Erwärmung die relative Auseinanderbewegung der ersten und zweiten Platte in die zweite Gleichgewichtsposition bewirkt hat. Das volle Ausmaß dieser Bewegung ist durch den Pfeil 26 (Fig. 2B) ge zeigt. Das anschließende Abkühlen des Gases im Raum 18 be wirkt das Zusammenziehen der Einheit 10, dies ist durch den Pfeil 28 (Fig. 2A) gezeigt.

Wie es in Fig. 1 schematisch gezeigt ist, erstreckt sich der elastische Streifen 20 quer zwischen den Platten 12 und 14 und zwischen deren Kantenabschnitten 22 und 24.

Wie es insbesondere in Fig. 3 gezeigt ist, hat der elasti sche Streifen 20 einen blasebalg- oder federartigen Quer schnitt und besteht typischerweise aus einem dünnen Me tallblech, z. B. aus rostfreiem Stahl, das durch bekannte Verfahren zu der gezeigten Konfiguration geformt wurde.

Es wird nun auf Fig. 4 Bezug genommen, in der eine herme tisch abgedichtete Wärmeisolationseinheit gezeigt ist, ,die allgemein mit der Bezugsziffer 30 gekennzeichnet ist und nach einer alternativen Ausführungsform dieser Erfindung aufgebaut ist. Wie es in den Fig. 5A und 5B gezeigt ist, umfaßt diese Einheit 30 eine erste und eine zweite räumlich getrennte Platte 32 und 34, von denen eine oder beide ge genüber dem Strahlungsspektrum der Sonne durchlässig ist; und eine Dichtungseinrichtung, die allgemein als 36 ge kennzeichnet ist. Wie bei der Ausführungsform der Fig. 1 - 2B können die Platten 32 und 34 aus jedem geeigneten gegen über dem Strahlungsspektrum der Sonne durchlässigen Mate rial gefertigt sein.

Die Dichtungseinrichtung 36 umfaßt ein komprimierbares ela stisches Teil 38, das sich entlang des Kantenabschnittes 40 der ersten Platte 32 erstreckt. Das elastische Teil 38 kann aus jedem geeigneten Material bestehen, wie z. B. einem Elastomer. Es ist auch eine gegenüber Gas impermeable Dich tungseinrichtung vorgesehen, die in der vorliegenden Erfin dung ein starres Rahmenteil 42 umfaßt, das sich entlang des ersten und zweiten Kantenabschnittes 40 bzw. 44 der ersten und zweiten Platte 32 und 34 erstreckt. Das Rahmenteil 42 ist im Verhältnis zu den Platten in Querrichtung orientiert und weist einen ersten und einen zweiten Längskantenab schnitt 48 bzw. 50 auf, die entsprechend mit dem ersten und zweiten Kantenabschnitt 40 und 44 der ersten und zweiten Platte verbunden sind.

In dieser dargestellten Ausführungsform ist der erste Längskantenabschnitt 48 des Rahmenteils 42 in Querrichtung räumlich vom ersten Kantenabschnitt 40 der ersten Platte 32 getrennt. Der zweite Längskantenabschnitt 50 des Rahmen teils 42 ist mit dem zweiten Kantenabschnitt 44 der zweiten Platte 34 an der Stelle 52 durch ein geeignetes Klebe- und Dichtungsmaterial befestigt und abgedichtet, wie es hier in Verbindung mit den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 3 be schrieben ist.

Bei der vorliegenden Erfindung ist das elastische Teil 38 außerdem mit dem ersten Längsabschnitt 48 des Rahmenteils 42 und der ersten Platte 32 verbunden und abgedichtet, in dem ein geeignetes Klebe- und Dichtungsmaterial an der Stelle 53 vorgesehen ist, wie es oben beschrieben wurde. Die dargestellte Bereitstellung des elastischen Teils 38 gestattet die Bewegung der ersten Platte 32 im Verhältnis zur zweiten Platte 34. Diese Bewegung entspricht typischer weise der Veränderung des Innendrucks, die durch eine Tem peraturveränderung des im Raum 33 enthaltenen Gases her vorgerufen wird, der durch die Platten 32 und 34 und die Dichtungseinrichtung 36 definiert wird.

Wie es besonders in der Fig. 5A gezeigt ist, ist bei der vorliegenden Erfindung das elastische Teil 38 am Anfang in einem relativ nicht komprimierten Zustand, wodurch die erste Position des Gleichgewichtes zwischen der inneren und der äußeren Kraft gekennzeichnet wird, die auf die Einheit 30 wirken.

In Fig. 5B ist das elastische Teil 38 jedoch in einem kom primierten Zustand gezeigt, wobei die Ausdehnung des im Raum 33 enthaltenen Gases aufgrund dessen Erwärmung eine relative Auseinanderbewegung der ersten und zweiten Platte in die zweite Gleichgewichtsposition bewirkt hat. Das Aus maß dieser Bewegung wird durch den Pfeil 54 (Fig. 5B) dar gestellt. Anschließend führt die Abkühlung des Gases im Raum 33 zu einem Zusammenziehen der Einheit 30, dies ist durch den Pfeil 56 (Fig. 5A) gezeigt.

Die in Fig. 6 gezeigte Ausführungsform ist der der Fig. 5A und 5B im allgemeinen ähnlich. Bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform ist jedoch der zweite Längskantenabschnitt 50 des Rahmenteils 42 eher an die nach außen zeigende Ober fläche 47 der zweiten Platte 34 als an deren nach innen zeigende Oberfläche angebracht.

Es wird nun kurz auf Fig. 7 Bezug genommen. Darin ist ein Detail der Kante des Aufbaus der Wärmeisolationseinheit ge zeigt, worin die Ausführungsformen der Fig. 2A und 2B und der Fig. 5A-6 kombiniert sind. Folglich ist der elasti sche Streifen 20 an den Stellen 21 zwischen der ersten und der zweiten Platte 58 und 60 angebracht und abgedichtet. Das Rahmenteil 42 und das elastische Teil 38 sind ebenfalls vorgesehen, wobei geeignete Klebe- und Dichtungsmateria lien, die im wesentlichen wie die hier in Verbindung mit einer der Ausführungsformen der Fig. 1 bis 5B beschriebenen sind, an den Stellen 53 und 49 vorgesehen sind.

Bei der vorliegenden Erfindung bewirkt das Erwärmen des im Innenraum 62 der gezeigten Einheit enthaltenen Gases eine Ausdehnung dieses Gases und folglich eine Ausweitung des Streifens 20 und ein Zusammendrücken des Teiles 38, wenn sich die Platten 58 und 60 voneinander weg bewegen. An schließend gestattet das Abkühlen des Gases im Raum 62 das Zusammenziehen des Streifens 20 und die Wiederherstellung des elastischen Teils 38, dies wird vom Zusammenziehen der Platten in ihre Position begleitet.

Die in Verbindung mit den Fig. 1 bis 7 gezeigte Wärmeisola tionsvorrichtung ist für unterschiedliche Anwendungszwecke geeignet, typischerweise jedoch nicht nur für die Doppel verglasung von Wohn- und Industriegebäuden, und z. B. in Verbindung mit Treibhäusern, Thermowänden und Salzwasser-Kollektorbecken.

Nachfolgend wird auf Fig. 13 Bezug genommen, in der das Detail einer Kante einer doppelt verglasten Einheit 110 ge zeigt ist, die nach einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung aufgebaut ist. Bei dieser erfindungsgemäßen Aus führungsform sind eine erste und eine zweite räumlich ge trennte Platte 112 bzw. 114 vorgesehen, die durch eine flexible Dichtung voneinander getrennt sind, die allgemein als 116 bezeichnet ist.

Diese flexible Dichtung 116 umfaßt einen elastischen Strei fen 118, der zwischen die Streifen 120 jedes geeigneten flexiblen Isolationsmaterials eingesetzt ist. Diese isolie renden Streifen 120 werden zwischen starren Elementen 122, typischerweise Metallprofile, gehalten, die durch jedes geeignete Dichtungsmittel, das mit 125 gekennzeichnet ist, z. B. Butylkautschuk, mit den nach innen zeigenden Oberflä chen der Platten 112 und 114 abgedichtet sind. Der elasti sche Streifen 118 ist vorzugsweise dem elastischen Streifen 20 ähnlich, der hier in Verbindung mit den Fig. 2A bis 3 gezeigt und beschrieben wurde.

Entsprechend der herkömmlichen Praxis bei der Doppelvergla sung sind Elemente 122 vorgesehen, die ein hygroskopisches Material 124 enthalten, das zur Innenseite der Einheit 110 freiliegt, um den Wasserdampf zu absorbieren, der in diesem Innenraum enthalten sein kann, wodurch die Bildung von Kon densationsfeuchtigkeit auf jeder der nach innen zeigenden Oberflächen der Platten verhindert wird.

Ein Streifen 126, der aus einem geeigneten Befestigungs material gebildet ist, ist entlang der Außenkante der flexiblen Dichtung 116 vorgesehen, dies entspricht der her kömmlichen Praxis bei der Doppelverglasung. Der Streifen 126 besteht typischerweise aus Siliconkautschuk, Polysulfid o. ä.

Nach weiteren Ausführungsformen dieser Erfindung kann eines oder alle Materialien und Techniken der erfindungsgemäßen Ausführungsform in jede der oben beschriebenen Ausführungs formen der Fig. 1 bis 7 eingearbeitet werden.

In Fig. 8 ist ein schematischer Querschnitt der Struktur eines Sonnenwärme-Kollektors 69 gezeigt, wobei das Wand element 70, das ein Teil der Außenwand eines Wohn-, Werks- oder sonstigen Gebäudes sein kann, eine daran angebrachte Wärmeisolationseinheit 72 aufweist. Diese Einheit 72 kann nach einer der gezeigten und beschriebenen Ausführungs formen der Fig. 1 bis 7 aufgebaut sein.

Bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform soll das Wand element 70 durch den Strahlungseinfall des Sonnenspektrums erwärmt werden. Wie es oben beschrieben wurde, ist die Ein heit 72 gegenüber dem Strahlungsspektrum der Sonne durch lässig, jedoch gegenüber der IR-Wärmestrahlung opak, wo durch ein wesentlicher Wärmeverlust aus der Gebäudewand verhindert wird. Dieses Prinzip ist im wesentlichen so, wie es in US-Patent Nr. 48 15 442 der Anmelderin beschrieben ist.

Es wird nun auf Fig. 9 Bezug genommen, in der eine weitere Struktur eines Sonnenwärme-Kollektors gezeigt ist, der all gemein mit 75 bezeichnet ist. Diese Struktur des Sonnen wärme-Kollektors 75 umfaßt ein Wandelement 76 mit einem darin ausgebildeten Fensterraum 74. In diesem Fensterraum 74 ist ein Fensterrahmen 78 befestigt, der so gestaltet ist, daß er die Wärmeisolationseinheit 80 aufnehmen kann, die entsprechend einer der Ausführungsformen aufgebaut ist, die oben in Verbindung mit den Fig. 1 bis 7 gezeigt und beschrieben wurden.

Das Strahlungsspektrum der Sonne, das schematisch durch den Pfeil 77 dargestellt ist, fällt auf die äußere Platte 82 der Einheit 80 und wird hindurchgelassen, so daß es durch die innere Platte 84 der Einheit 80 dringt, wodurch das Luftvolumen, das im Luftraum 79 neben der Innenseite des Wandelementes enthalten ist, erwärmt wird.

Die Einheit 80 wird bei der dargestellten Ausführungsform anstelle der herkömmlichen Einzel- oder Doppelverglasung verwendet. Aufgrund der in der Einheit 80 vorgesehenen flexiblen Dich tung kann diese Einheit wesentlich dicker als eine herkömm liche doppelt verglaste Einheit sein. Folglich liefert die se Einheit 80 eine weit bessere Wärmeisolierung als eine herkömmliche doppelte Verglasung.

In den Fig. 10A und 10B ist ein Salzwasser-Kollektorbecken 90 gezeigt, in dem eine Gruppe 92 von Wärmeisolationsein heiten 94 oberhalb des Körpers 96 der Flüssigkeit, typi scherweise Wasser, getragen wird, wobei diese Einheiten entsprechend der Ausführungsformen einer der Fig. 1 bis 7 aufgebaut sind. Wie es nachfolgend beschrieben ist, sind diese Einheiten 94 gegenüber dem Strahlungsspektrum der Sonne durchlässig, wodurch eine Erwärmung der Flüssigkeit gestattet wird, und sind vorzugsweise gegenüber der IR-Wärmestrahlung opak, wodurch ein Wärmeverlust aus der Flüs sigkeit verhindert wird.

Die Gruppe 92 wird durch jede geeignete Halteeinrichtung über der Oberfläche 98 der Flüssigkeit getragen, wie es schematisch mit 100 dargestellt ist. Die Gruppe 92 kann entsprechend einer der Ausführungsformen im Verhältnis zum Körper dieser Flüssigkeit aufgebaut und angeordnet werden, wie sie in US-Patent Nr. 48 15 422 gezeigt und beschrieben sind und hier nicht detailliert aufgeführt werden.

Es wird nun auf Fig. 11 Bezug genommen, in der eine Isola tionseinheit 94 gezeigt ist, die nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Diese Einheit 94 umfaßt eine obere und eine untere Platte 102 bzw. 104, die parallel sind, rechtwinklige Seitenwände 106, die senkrecht zur Oberfläche der oberen und unteren Platte und zwischen diesen angeordnet sind. Die Seitenwände 106, die hier schematisch dargestellt sind, umfassen vor zugsweise die flexible Dichtungseinrichtung, wie sie oben in Verbindung mit einer der Fig. 1 bis 7 beschrieben ist.

In Fig. 12 ist eine vergrößerte Ansicht einer Gruppe der Zellen 108 gezeigt, die das Innere der Isolationseinheit 94 einnehmen. Jede dieser Zellen ist in der Ebene typischer weise quadratisch und im Schnitt rechteckig, so daß sie sich entweder im rechten Winkel zu der oberen und unteren Platte 102 und 104 oder in einer bestimmten Neigung dazu erstrecken. Typischerweise betragen die Abmessungen jeder Zelle 102 4 mm × 4 mm × 100 mm. Die Einheit 94 und die Gruppe der Zellen 108 kann jeden geeigneten Aufbau auf weisen, ist jedoch vorzugsweise so wie in US-Patent Nr. 48 15 442 der Anmelderin beschrieben.

Claims

1. Wärmeisolationsvorrichtung, gekennzeichnet durch:
ein Paar räumlich getrennter Platten (12, 14, 32, 34), von denen zumindest eine gegenüber dem Strahlungsspek trum der Sonne durchlässig ist, und
eine flexible Dichtung (16, 36), die mit dem Plattenpaar verbunden ist und damit einen abgedichteten Innenraum (18) bildet, der ein Gas enthält, wobei diese flexible Dichtung so wirkt, daß sie entsprechend der Veränderung des Gasdrucks innerhalb des abgedichteten Raums das Auf treten einer relativen Bewegung zwischen dem Plattenpaar gestattet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Plattenpaar Kantenabschnitte (22, 24) definiert und die flexible Dichtung umfaßt:
eine elastische Einrichtung, die mit den Kantenab schnitten (22, 24) des Plattenpaars verbunden ist und so wirkt, daß sie als Folge einer zumindest mini malen Kraft, die durch die Kantenabschnitte ausgeübt wird, eine deformierte Konfiguration annimmt, wobei die se elastische Einrichtung außerdem so wirkt, daß sie in ihren nicht deformierten Zustand zurückkehrt, wenn diese minimale Kraft aufhört, und
eine gegenüber Gas impermeable Dichtungseinrichtung, die mit der elastischen Einrichtung und dem Plattenpaar ver bunden ist, um eine gegenüber Gas impermeable Dichtung zu bilden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die elastische Einrich tung (20) die Form eines Blasebalgs hat und sich quer zwischen dem Plattenpaar und entlang dessen Umfang er streckt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die elastische Einrich tung (20) ein elastisches Teil umfaßt, das einen feder artigen Querschnitt aufweist, sich quer zwischen dem Plattenpaar und entlang dessen Umfang erstreckt und durch eine gegenüber Gas impermeable Befestigungsein richtung am Plattenpaar angebracht ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Plattenpaar eine erste und eine zweite Platte (32, 34) umfaßt, die entsprechende erste und zweite Kantenabschnitte aufweisen, wobei die elastische Einrichtung ein komprimierbares elastisches Teil (38) umfaßt, das sich entlang des Kantenabschnittes (40) des ersten Kantenabschnittes der ersten Platte er streckt; und die gegenüber Gas impermeable Dichtungsein richtung umfaßt:
ein starres Rahmenteil (42), das sich entlang des ersten und zweiten Kantenabschnitts (40, 44) der ersten und zweiten Platte (32, 34) erstreckt und im Verhältnis dazu quer orientiert ist, wobei das starre Rahmenteil erste und zweite Längskantenabschnitte (58, 50) aufweist, die mit den entsprechenden Kantenabschnitten des ersten und zweiten Kantenabschnitts (40, 44) der ersten und zweiten Platte verbunden sind, wobei der erste Längskantenab schnitt (48) des starren Rahmenteils (42) in Querrich tung vom ersten Kantenabschnitt (40) der ersten Platte (32) räumlich getrennt ist und der zweite Längskanten abschnitt (50) des starren Rahmenteils (42) durch eine gegenüber Gas impermeable Befestigungseinrichtung an den zweiten Kantenabschnitt (44) der zweiten Platte (34) an gebracht ist, und wobei das elastische Teil zwischen dem ersten Längsabschnitt des starren Rahmenteils und der ersten Platte angeordnet ist und damit eine gegenüber Gas impermeable Dichtung bildet, wodurch entsprechend der Ausübung einer minimalen Kraft eine Bewegung der ersten Platte im Verhältnis zur zweiten Platte gestattet wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die elastische Einrichtung aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Elastomer und Metall besteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Plattenpaar erste und zweite Platten umfaßt, die entsprechende erste und zweite Kan tenabschnitte aufweisen, wobei die elastische Einrich tung umfaßt:
ein erstes elastisches Teil, das sich entlang des Sei tenkantenabschnitts des ersten Kantenabschnitts der er sten Platte erstreckt und
ein zweites elastisches Teil, das sich in Querrichtung zwischen dem ersten und zweiten Kantenabschnitt der ersten und zweiten Platte und entlang deren Umfang er streckt; und
die gegenüber Gas impermeable Dichtungseinrichtung um faßt:
ein starres Rahmenteil, das sich entlang des ersten und zweiten Kantenabschnitts der ersten und zweiten Platte erstreckt und im Verhältnis dazu in Querrichtung orien tiert ist, wobei das starre Rahmenteil erste und zweite Längskantenabschnitte aufweist, die mit den entsprechen den ersten und zweiten Kantenabschnitten der ersten und zweiten Platte verbunden sind, wobei der erste Längskan tenabschnitt des starren Rahmenteils in Querrichtung räumlich vom ersten Kantenabschnitt der ersten Platte getrennt ist und der zweite Längskantenabschnitt des starren Rahmenteils durch eine gegenüber Gas impermeable Befestigungseinrichtung an den zweiten Kantenabschnitt der zweiten Platte angebracht ist, wobei das elastische Teil zwischen dem ersten Längsabschnitt des starren Rah menteils und der ersten Platte angeordnet ist, so daß entsprechend einer minimalen Kraftausübung eine Bewegung der ersten Platte im Verhältnis zur zweiten Platte ge stattet wird, und
eine Einrichtung zur Bildung einer gegenüber Gas imper meablen Dichtung zwischen dem zweiten elastischen Teil und dem ersten und zweiten Kantenabschnitt der ersten und zweiten Platte und außerdem zur Bildung einer gegen über Gas impermeablen Dichtung zwischen dem ersten Längsabschnitt des starren Rahmenteils und der ersten Platte.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß beide Platten des Plattenpaars gegenüber dem Strahlungsspektrum der Sonne durchlässig sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß sie eine Gruppe von Zellen um faßt, die allgemein gegenüber dem Strahlungsspektrum der Sonne durchlässig und allgemein gegenüber thermischer Strahlung aus dem abgedichteten Innenraum undurchlässig sind.

10. Sonnenwärme-Kollektor, gekennzeichnet durch:
einen Körper eines zu erwärmenden Materials,
eine Wärmeisolationsvorrichtung, welche umfaßt:
ein Paar räumlich getrennter Platten, von denen zumin dest eine gegenüber dem Strahlungsspektrum der Sonne durchlässig ist, und
eine flexible Dichtungseinrichtung, die mit dem Plat tenpaar verbunden ist und mit diesem Plattenpaar einen abgedichteten Innenraum definiert, der Gas enthält, wo bei die flexible Dichtungseinrichtung so wirkt, daß sie als Folge einer Druckveränderung innerhalb des abge dichteten Raums das Auftreten einer relativen Bewegung zwischen dem Plattenpaar gestattet, und
eine Einrichtung zur Befestigung der Wärmeisolations vorrichtung in Verbindung mit dem Körper des Materials.

11. Sonnenwärme-Kollektor nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß das Plattenpaar Kanten abschnitte definiert und die flexible Dichtungseinrich tung umfaßt:
eine elastische Einrichtung, die mit den Kantenab schnitten des Plattenpaars verbunden ist und so wirkt, daß sie als Folge von zumindest einer minimalen Kraft, die durch die Kantenabschnitte ausgeübt wird, eine deformierte Form einnimmt, wobei die elastische Einrichtung außerdem so wirkt, daß sie bei Aufhören dieser minimalen Kraft den nicht deformierten Zustand wieder einnimmt, und
eine gegenüber Gas impermeable Dichtungseinrichtung, die mit der elastischen Einrichtung und dem Plattenpaar verbunden ist, so daß dazwischen eine gegenüber Gas im permeable Dichtung gebildet wird.

12. Sonnenwärme-Kollektor nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, daß die elastische Einrich tung blasebalgförmige Teile umfaßt, die sich in Quer richtung zwischen dem Plattenpaar und entlang dessen Umfang erstreckt.

13. Sonnenwärme-Kollektor nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, daß die elastische Einrich tung ein elastisches Teil mit federartigem Querschnitt umfaßt, das sich in Querrichtung zwischen dem Platten paar und entlang dessen Umfang erstreckt und durch eine gegenüber Gas impermeable Befestigungseinrichtung an dieses Plattenpaar angebracht ist.

14. Sonnenwärme-Kollektor nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, daß das Plattenpaar eine erste und eine zweite Platte mit entsprechenden ersten und zweiten Kantenabschnitten umfaßt, wobei die elasti sche Einrichtung ein komprimierbares elastisches Teil umfaßt, das sich entlang des Kantenabschnittes des er sten Kantenabschnittes der ersten Platte erstreckt, und die gegenüber Gas impermeable Dichtungseinrichtung um faßt:
ein starres Rahmenteil, das sich entlang des ersten und zweiten Kantenabschnitts der ersten und zweiten Platte erstreckt und im Verhältnis dazu in Querrichtung orien tiert ist, wobei das starre Rahmenteil erste und zweite Längskantenabschnitte aufweist, die mit den entspre chenden ersten und zweiten Kantenabschnitten der ersten und zweiten Platte verbunden sind, wobei der erste Längskantenabschnitt des starren Rahmenteils in Quer richtung räumlich vom ersten Kantenabschnitt der ersten Platte getrennt ist und der zweite Längskantenabschnitt des starren Rahmenteils durch eine gegenüber Gas im permeable Befestigungseinrichtung an den zweiten Kan tenabschnitt der zweiten Platte angebracht ist, und wobei das elastische Teil zwischen dem ersten Längsabschnitt des starren Rahmenteils und der ersten Platte angeord net ist und damit eine gegenüber Gas impermeable Dich tung bildet, wodurch als Folge der Ausübung einer ge ringen Kraft die Bewegung der ersten Platte im Verhält nis zur zweiten Platte gestattet wird.

15. Sonnenwärme-Kollektor nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, daß die elastische Einrich tung aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Elastomer und einem Metall besteht.

16. Sonnenwärme-Kollektor nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, daß das Plattenpaar eine er ste und eine zweite Platte mit entsprechenden ersten und zweiten Kantenabschnitten umfaßt und worin die elastische Einrichtung umfaßt:
ein erstes elastisches Teil, das sich entlang des Kan tenabschnitts des ersten Kantenabschnitts der ersten Platte erstreckt, und
ein zweites elastisches Teil, das sich quer zwischen dem ersten und zweiten Kantenabschnitt der ersten und zweiten Platte und entlang deren Umfang erstreckt, und wobei die gegenüber Gas impermeable Dichtungseinrichtung um faßt:
ein starres Rahmenteil, das sich entlang des ersten und zweiten Kantenabschnitts der ersten und zweiten Platte erstreckt und im Verhältnis dazu in Querrichtung orien tiert ist, wobei das starre Rahmenteil erste und zweite Längskantenabschnitte aufweist, die mit den entspre chenden ersten und zweiten Kantenabschnitten der ersten und zweiten Platten verbunden sind, wobei der erste Längskantenabschnitt des starren Rahmenteils in Quer richtung räumlich vom ersten Kantenabschnitt der ersten Platte getrennt ist und der zweite Längskantenabschnitt des starren Rahmenteils durch eine gegenüber Gas imper meable Befestigungseinrichtung am zweiten Kantenab schnitt der zweiten Platte angebracht ist, wobei das elastische Teil zwischen dem ersten Längsab schnitt des starren Rahmenteils und der ersten Platte angeordnet ist, um entsprechend einer minimalen Kraft ausübung eine Bewegung der ersten Platte im Verhältnis zur zweiten Platte zu gestatten, und
eine Einrichtung zur Bildung einer gegenüber Gas im permeablen Dichtung zwischen dem zweiten elastischen Teil und dem ersten und zweiten Kantenabschnitt der er sten und zweiten Platte und außerdem zur Bildung einer gegenüber Gas impermeablen Dichtung zwischen dem ersten Längsabschnitt des starren Rahmenteils und der ersten Platte.

17. Sonnenwärme-Kollektor nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß die Einrichtung zur Be festigung der Wärmeisolationsvorrichtung so gestaltet ist, daß sie die Wärmeisolationsvorrichtung in einer nicht senkrechten Orientierung im Verhältnis zur Rich tung der Schwerkraft befestigt.

18. Sonnenwärme-Kollektor nach Anspruch 17, dadurch ge kennzeichnet, daß der Körper des Materials Luft ist, beide Platten des Paars gegenüber dem Strah lungsspektrum der Sonne durchlässig sind und daß die Einrichtung zur Befestigung der Wärmeisolationsvorrich tung den Aufbau eines Fensterrahmens umfaßt.

19. Sonnenwärme-Kollektor nach Anspruch 17, dadurch ge kennzeichnet, daß der Körper des Materials eine Wandkonstruktion umfaßt und die Einrichtung zur Befestigung der Wärmeisolationsvorrichtung eine Ein richtung umfaßt, um die Wärmeisolationsvorrichtung in wärmeleitender Verbindung mit dem Körper anzubringen.

20. Sonnenwärme-Kollektor nach Anspruch 15, dadurch ge kennzeichnet, daß die Einrichtung zur Be festigung der Wärmeisolationsvorrichtung so gestaltet ist, daß die Wärmeisolationsvorrichtung in einer Rich tung befestigt wird, die im allgemeinen senkrecht zur Richtung der Schwerkraft liegt.

21. Sonnenwärme-Kollektor nach Anspruch 20, dadurch ge kennzeichnet, daß der Körper des Materials eine Flüssigkeit umfaßt.

22. Sonnenwärme-Kollektor nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß sie eine Gruppe von Zel len umfaßt, die im allgemeinen gegenüber dem Strah lungsspektrum der Sonne durchlässig und gegenüber der Wärmestrahlung innerhalb des abgedichteten Innenraums undurchlässig sind.