DE4240854C2 - Isoliereinlage - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Isoliereinlage zur
Wärmeisolation von Behältern insbesondere
Speisentransportbehältern, bestehend aus einer Kernschicht
aus wärmeisolierendem Material und einer beiderseits der
Kernschicht angeordneten Außenhaut aus gasdichter Folie,
wobei die Außenhaut allseitig gasdicht verschlossen
und der von der Außenhaut umschlossene Kernraum
evakuiert ist.
Behälter, deren Inhalt gegen einen Wärmeverlust oder gegen
das Eindringen von Wärme geschützt werden sollen, werden
herkömmlich mit einer Isoliereinlage versehen, die
beispielsweise in einer Behälteraußenschale angeordnet ist
und den Behälterinnenraum umschließt. Diese bekannten
Isoliereinlagen bestehen im wesentlichen aus Material mit
schlechter Wärmeleiteigenschaft, das vorzugsweise einen
großen Anteil von Hohlräumen aufweist, weil die in diesen
Hohlräumen vorhandene Luft eine gute
Wärmeisolationswirkung hat.
Besonders häufig wird Schaummaterial, insbesondere
Kunststoffhartschaum, in geschlossenporiger Ausführung
verwendet, weil dadurch eine Wärmeübertragung durch
Konvektion innerhalb des Schaummaterials ausgeschlossen
ist. Die Verwendung von gasdichter Folie verhindert
ebenfalls eine Wärmeübertragung durch Konvektion und
verhindert außerdem das Eindringen von Wasserdampf.
Zur Erzielung einer erhöhten Wärmeisolation ist es
erforderlich, eine verhältnismäßig dicke Schicht von
Isoliermaterial zu wählen. Dadurch erhöhen sich aber die
Außenabmessungen der so isolierten Behälter oder deren
verfügbarer Innenraum wird eingeschränkt. Außerdem erhöhen
sich der Materialbedarf und das Gewicht der
Isoliereinlage.
Es ist zwar auch bekannt (DE-OS 37 41 239), daß bei einem
Isolierbehälter der von einer gasdichten Außenhaut
umschlossene Innenraum evakuiert und mit einem
Isoliermaterial gefüllt ist. Die durch das innere Vakuum
verursachten äußeren Druckkräfte werden hierbei aber durch
die Konstruktion der Gehäusewandungen selbst aufgenommen,
die als konzentrische Metallrohre ausgeführt sind. Das
Isoliermaterial ist hierbei nicht dazu vorgesehen oder
geeignet, Druckkräfte zwischen den Gehäusewandungen zu
übertragen, denn als bevorzugtes Isoliermaterial werden
Glasfasern vorgeschlagen, die nur eine sehr geringe
Druckfestigkeit haben.
Für einen der erfindungsgemäßen Gattung entsprechenden,
geschlossenen Isolierkörper als Isoliereinlage für
Speisentransportbehälter wäre dieses bekannte
Konstruktionsprinzip, bei dem die Gehäusewandungen die
Druckkräfte aufnehmen und übertragen, völlig ungeeignet,
weil die beiden einander gegenüberliegenden Gehäusewände
am Rand miteinander verbunden sein müssen. Dort würde eine
metallische, formsteife Gehäusewand eine wesentliche
Wärmebrücke bilden. Das bekannte Konstruktionsprinzip ist
daher nur bei konzentrischen Rohren anwendbar, bei denen
über eine längere Strecke keine Wärmebrücke zwischen dem
äußeren und dem inneren Rohr besteht.
Bei einer bekannten Isoliereinlage der eingangs genannten
Gattung (DE-OS 27 50 457) enthält die Kernschicht ein
Granulat aus Isoliermaterial.
Der die Kernschicht aufnehmende Innenraum des
Isolierkörpers ist mit Gas gefüllt. Die Möglichkeit, im
Innenraum ein Vakuum aufrechtzuerhalten, wird nur für die
Anwendung im Weltraum angesprochen.
Das für den Einsatz bei Atmosphärendruck vorgesehene
Einfüllen eines Gases in den Innenraum des Isolierkörpers
stellt einen erheblichen Fertigungsaufwand dar. Auch wenn
Gase ausgewählt werden, die eine geringe
Wärmeleitfähigkeit haben, hat jedes Gas eine nicht ganz
unerhebliche Wärmeleitfähigkeit, die die Isolationswirkung
beeinträchtigt. Außerdem ermöglicht das Gas eine
Wärmeübertragung durch Konvektion.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Isoliereinlage
der eingangs genannten Gattung so auszugestalten, daß die
durch den Einsatz von Vakuum erzielbare wesentliche
Verbesserung der Wärmeisolationseigenschaften auch bei
Atmosphärendruck ausgenutzt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Kernschicht aus starrem, Hohlräume aufweisenden
Kernmaterial besteht.
Nur ein Kernmaterial, das einerseits ausreichend starr
ist, andererseits aber in wesentlichem Umfang
Hohlräume aufweist, ermöglicht es, die besonders hohe
Wärmeisolationseigenschaft von Vakuum auszunutzen, weil
nur ein solches Kernmaterial die Außenhaut ausreichend
abstützt, um die durch das innere Vakuum verursachten
äußeren Druckkräfte aufzunehmen, dabei zugleich aber eine
Wärmeleitung durch das Kernmaterial weitgehend zu
unterbinden.
Der Wärmeübergang durch Konvektion innerhalb der
Isoliereinlage wird durch die weitgehende Evakuierung des
Kernraums sehr stark herabgesetzt. Der Wärmeübergang durch
Wärmeleitung wird dadurch herabgesetzt, daß das
Kernmaterial ganz überwiegend Hohlräume aufweist und daher
nur sehr wenig Material hat, das Wärmebrücken für die
Wärmeleitung bilden könnte. Insgesamt ist der für die
Wärmeleitung zur Verfügung stehende Materialquerschnitt
sehr gering.
Wegen dieser verbesserten Wärmeisolationseigenschaften
kann die Dicke der Isoliereinlage verhältnismäßig gering
gewählt werden, so daß der Behälterinnenraum nicht
eingeengt oder die Behälteraußenabmessungen nicht
vergrößert werden.
Da das Kernmaterial einen großen Anteil von Hohlräumen
aufweisen kann, ist es sehr leicht und mit geringem
Materialbedarf herzustellen. Durch die sehr geringe
Materialkonzentration in der Kernschicht ist deren
Wärmeaufnahme- und Wärmespeichervermögen sehr gering.
Deshalb übernimmt die Isoliereinlage von dem aufgenommenen
warmen Behälterinhalt durch Absorption nur eine geringe
Wärmemenge, so daß auch dieser Wärmeverlust erheblich
herabgesetzt wird. Dieser Vorteil ist besonders dort
erwünscht und wichtig, wo keine Wärmezuführung zum
Ausgleich des Wärmeverlustes durch Absorption in der
Isoliereinlage stattfinden kann, beispielsweise bei
Speisentransportbehältern.
Die erfindungsgemäße Isoliereinlage ist vorteilhaft auch
geeignet zur Wärmeisolation von kühlzuhaltenden
Gegenständen, beispielsweise gekühlten oder
tiefgefrorenen Speisen in Kühltransport-Behältern, von
Kühlgeräten, sowie für Anwendungen, bei denen die
Aufrechterhaltung einer bestimmten festgelegten Temperatur
erforderlich ist.
Das Kernmaterial kann ein offenporiger Hartschaum, ein
dünnwandiger, mit Innenstützen versehener Hohlkörper, ein
aus Waben bestehender Körper oder ein Gitterwerk sein.
Wesentlich ist, daß die aus diesem Kernmaterial bestehende
Kernschicht bei hoher äußerer Steifigkeit, die dem
Außendruck infolge der Evakuierung widersteht, einen
großen Anteil an Hohlräumen bei geringem Materialanteil
aufweist.
Vorzugsweise besteht die Außenhaut aus Kunststoffolie.
Diese kann mit einer Metallbeschichtung an der Innenseite
und/oder der Außenseite versehen sein, damit zum einen die
Gasdichtheit verbessert und zum anderen eine
Reflexionswirkung erzielt wird, um einen Wärmeübergang
durch Strahlung schon an der Außenseite der Isoliereinlage
zu verhindern. Hierzu ist es besonders zweckmäßig, wenn
die Metallbeschichtung an der Außenseite der
Kunststoffolie eine reflektierende Verspiegelung bildet,
die die von außen auftreffende Wärmestrahlung bereits an
der verspiegelten Außenseite ganz überwiegend reflektiert.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
näher beschrieben, das in der Zeichnung dargestellt ist.
Die Zeichnung zeigt einen vergrößerten Teil-Querschnitt
durch eine Isoliereinlage, die beispielsweise als Einlage
für einen Speisetransportbehälter bestimmt ist. Die
Isoliereinlage weist eine Kernschicht 1 aus starrem, mit
einem großen Anteil von Hohlräumen versehenen Kernmaterial
auf. Beiderseits der Kernschicht 1 ist eine Außenhaut 2
aus einer Kunststoffolie aufgebracht, die an den
Außenrändern 3 der Isoliereinlage allseitig gasdicht
verschweißt ist.
Die Außenhaut 2 trägt bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel an der Außenseite der Kunststoffolie
eine Metallbeschichtung 4, die eine äußere reflektierende
Verspiegelung bildet.
Der von der Außenhaut 2 gasdicht umschlossene, die
Kernschicht 1 aufnehmende Kernraum ist evakuiert und
enthält dadurch einen nur noch sehr geringen Rest von
Luft. Zugleich wird durch den im Kernraum bestehenden
hohen Unterdruck erreicht, daß sich die Außenhaut 2 eng an
die Kernschicht 1 anschmiegt.
Die Kernschicht 1 kann beispielsweise ein offenporiger
Kunststoff-Hartschaum sein. Statt dessen ist es auch
möglich, hierfür einen dünnwandigen, mit Innenstützen zur
Aufnahme der äußeren Druckkräfte versehenen Hohlkörper zu
verwenden.
Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann
die Metallbeschichtung 4 zusätzlich oder ausschließlich
auch an der Innenseite der Außenhaut 2 aufgebracht sein.
Es ist auch möglich, die Kernschicht 1 an einer oder
beiden Außenseiten mit hohlspiegelartigen Vertiefungen zu
versehen, an denen sich die metallisierte Außenhaut 2
anlegt und dadurch eine Strahlungsreflexion nach Art von
Hohlspiegeln bewirkt.
Die so gebildete Isoliereinlage erhält ihre Form durch die
vorgegebene Form der Kernschicht 1. Die Form kann flach
sein oder der Form des zu umschließenden Behälterinhalts
oder Behälterinnenraums angepaßt sein. Wenn die
Isoliereinlage einen Behälter oder Gegenstand außen
umschließt, kann ihre Form auch der Außenform angepaßt
sein.
Als Kunststoffolie für die Außenhaut 2 kann beispielsweise
Polypropylen verwendet werden. Bevorzugt wird ein
Kunststoffmaterial verwendet, das gut wärmeverschweißbar
ist. Statt dessen kann aber auch eine Metallfolie verwendet
werden, die eine hohe Gasdichtheit aufweist und
vorzugsweise durch elektrische Widerstandsschweißung oder
Laserschweißung verschlossen wird.
Claims (9)
1. Isoliereinlage zur Wärmeisolation von Behältern,
insbesondere Speisentransportbehältern, bestehend aus
einer Kernschicht aus wärmeisolierendem Material und
einer beiderseits der Kernschicht angeordneten
Außenhaut aus gasdichter Folie, wobei die Außenhaut
allseitig gasdicht verschlossen und der von der
Außenhaut (2) umschlossene Kernraum evakuiert ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kernschicht (1) aus starrem,
Hohlräume aufweisendem Kernmaterial besteht.
2. Isoliereinlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kernmaterial ein offenporiger Hartschaum ist.
3. Isoliereinlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kernmaterial ein dünnwandiger mit Innenstützen
versehener Hohlkörper ist.
4. Isoliereinlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kernmaterial ein aus Waben bestehender Körper ist.
5. Isoliereinlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kernmaterial ein Gitterwerk ist.
6. Isoliereinlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Außenhaut (2) aus Kunststoffolie besteht.
7. Isoliereinlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die die Außenhaut (2) bildende Kunststoffolie eine
Metallbeschichtung (4) aufweist.
8. Isoliereinlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Metallbeschichtung (4) an der Innenseite und/oder
der Außenseite der Kunststoffolie (2) aufgebracht ist.
9. Isoliereinlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Metallbeschichtung (4) an der Außenseite der
Kunststoffolie (2) eine reflektierende Verspiegelung
bildet.
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Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
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