HU220555B1

HU220555B1 - Berendezés és eljárás csövek vagy tartályok szigetelésére

Info

Publication number: HU220555B1
Application number: HU9900094A
Authority: HU
Inventors: Vagn Korsgaard
Original assignee: Hygrowick-International Aps
Priority date: 1995-10-30
Filing date: 1996-10-28
Publication date: 2002-03-28
Also published as: NO316240B1; DE69602377D1; CZ129098A3; AU7280396A; ES2134011T3; CA2236271A1; PL326444A1; ATE179787T1; CN1203653A; NO981947L; EP0855001A1; DE69602377T2; PL181809B1; HUP9900094A2; EP0855001B1; WO1997016676A1; US6026863A; HUP9900094A3; NO981947D0; JPH11515078A

Abstract

A találmány tárgya berendezés és eljárás olyan csövek (1) vagytartályok szigetelésére, amelyek felületi hőmérséklete időszakosan akörnyező levegő harmatponti hőmérséklete alá hűl. A megoldás része egykapilláris hatású belső hézag (2) a cső (1) vagy tartály és az aztkörülvevő, egy vagy több, kapilláris hatású külső hézagot (7)tartalmazó szigetelőréteg között. Ezek a kapilláris hatású belső éskülső hézagok (2,7) kapilláris hatású nyílásban (5) vannak összekötve,és így összekötik a szigetelőréteg belső és külső részét oly módon,hogy a lecsapódott víz kapilláris úton távozhat a cső (1) vagy atartály felületéről a szigetelőréteg külső részére, ahonnanelpárologhat a környező légtérbe, ezért a szigetelés önszárítóváválik. ŕ

Description

A jelen szabadalmi leírás tárgya berendezés és eljárás csövek vagy tartályok szigetelésére, amelyek felületi hőmérséklete időszakosan a környező levegő harmatponti hőmérséklete alá hűl. A megoldás része egy kapilláris hatású rés a cső vagy a tartály és az azt körülvevő, egy vagy több, kapilláris hatású nyílást tartalmazó szigetelőréteg között. Ezek a nyílások összekötik a szigetelőréteg belső és külső részét oly módon, hogy a lecsapódott víz kapilláris úton távozhat a cső vagy a tartály felületéről a szigetelőréteg külső részére, ahonnan elpárologhat a környező légtérbe.

Az EP 0 528 936 számú szabadalom tárgyal egy, a fent leírthoz hasonló módszert, amelyben egy nedvszívó anyag van elhelyezve a belső, kapilláris hatású résben, és ez az anyag egy rés alakú nyíláson át a hőszigetelő rétegbe nyúlik, mégpedig a hőszigetelő réteg külső részébe, és teljesen vagy részlegesen körbefút rajta. Az ismert szigetelőeljárást különösen hideg közegeket továbbító csöveknél alkalmazzák, mint amilyenek a hűtőfolyadékok. Amikor a vízpára kicsapódik ezeknek a csöveknek a felületére, a kicsapódott vizet felszívja a belső abszorbens réteg és a víz onnan kapilláris úton halad a külső abszorbens réteg felé, ahonnan elpárolog a környező légtérbe. A szigetelőrendszer ennélfogva önszárítóvá válik.

Mindeddig feltételezték, hogy az ismert szigetelőrendszer működőképességének előfeltétele az, hogy a külső vízszívó réteg külső felének legalább egy része közvetlen kapcsolatban legyen a környező levegővel, hogy a lecsapódott víz szabad párolgása itt mehessen végbe.

Azokban az esetekben, amikor a külső vízszívó réteget védőréteggel kellett borítani - például műanyag vagy fémburkolattal - a burkolat anyagát természetesen lyukakkal és nyílásokkal látták el.

Hűtőberendezéseknél - például az élelmiszeriparban - követelmény, hogy a berendezések és a csatlakozó hűtőcsövek, tartályok hatásosan tisztíthatóak legyenek, többek között nagynyomású vízsugárral. Ennek következtében például az élelmiszeripar nem szívesen használt a fentihez hasonló, átlyuggatott külső védőburkolattal ellátott szigetelőrendszereket.

A jelen találmánnyal olyan megoldás kialakítása a célunk, amellyel olyan csöveknél vagy tartályoknál, amelyek felületi hőmérséklete időszakosan alacsonyabb a környező levegő harmatponti hőmérsékleténél, a lecsapódott víz kapilláris úton távozhat a cső vagy a tartály felületéről a szigetelőréteg külső részére, ahonnan elpárologhat a környező légtérbe, és így a szigetelés önszárítóvá válik.

A kitűzött feladatot olyan eljárással oldottuk meg, amelynek során hőszigetelő réteget alkalmazunk a cső vagy a tartály körül úgy, hogy azzal egy belső, kapilláris hatású hézagot alakítunk ki a cső vagy a tartály felülete és az egy vagy több, kapilláris hatású nyílást tartalmazó hőszigetelő réteg között úgy, hogy ezekkel a nyílásokkal összekötjük a hőszigetelő réteg belső és külső részét oly módon, hogy a lecsapódott vizet kapilláris úton távoztatjuk a cső vagy a tartály felületéről a hőszigetelő réteg külső részére, ahonnan elpárologtatjuk a környező légtérbe, ahol a találmány szerint egy vízhatlan membránt helyezünk el a hőszigetelő réteg körül úgy, hogy a hőszigetelő réteg külső felülete és a membrán között egy külső hézagot alakítunk ki.

Amennyiben a víztaszító membrán teljesen vízálló és át nem eresztő is egyben, a jelen szigetelőrendszer elméletileg szükségtelenné válik. A gyakorlatban azonban megállapították, hogy lehetetlen tökéletesen vízálló és át nem eresztő membránt készíteni, még akkor is, ha fémburkolatot használunk, hiszen lehetetlen tökéletesen zárócsatlakozásokat kialakítani.

A találmány szerinti szigetelőrendszer megengedi a víz át meg átszivárgását és átdiffündálását a réseken, akár a rossz tömítéseken, akár a vízhatlan membránon keresztül, amely ebben az esetben többé-kevésbé diffúziós úton átjárható anyagból kell legyen. Víz behatásától védett csövek esetében a víztaszító membrán fémlemezből készíthető, lévén a rendszer, amint az a következő leírásból is kitűnik, önszigetelő a csatlakozások kisebb tömítetlenségeit illetően. A vízsugárral tisztított vagy víz közvetlen hatásának más módon kitett csövek esetében a vízzáró membránt diffúziós úton átjárható anyagból kell készíteni, hiszen jelentős mennyiségű víz juthat be még a csatlakozások apróbb résein is, a kis lyukakon keresztül történő diffúziós száradás viszont sokkal lassabban megy végbe.

A jelen találmány egy olyan fizikai (higrotermikus) hatáson alapul, amely egy kócszerű anyag kapilláris szívótulajdonsága révén lehetővé teszi, hogy egy zárt üregben a vízpára parciális nyomása nagyobb legyen, mint egy másik zárt üregben, amelynek hőmérséklete alacsonyabb az első, nagyobb hőmérsékletű üregben lévő levegő harmatponti hőmérsékleténél. A két üreget egymással egy kapillárisán aktív cső vagy rés köti össze, amelyben a kócszerű anyag elhelyezkedik.

Alkalmas membránanyagok például a vízálló és diffúziós úton átjárható szövetek, például, amelyeket a Trevira® és GORE-TEX® bejegyzett védjegyekkel forgalmaznak és többek között azok is, amelyekből a szabadidőruhákat készítik. Esetleg víztaszító festékkel kezelt vásznak is használhatóak.

A jelen találmány szerinti szigetelőrendszer egyik kedvező kiviteli alakja szerint a körbeburkoló membrán mind vízálló, mind pedig diffúziós úton áteresztő. A vízálló membrán célszerűen egy műanyag burkolatból mint például az Isogenopak® bejegyzett védjeggyel forgalmazott műanyag fólia, amely diffúziós úton megfelelően átjárható - vagy, ha a diffúziós úton átjárható membrán nem követelmény, mert a cső nincs kitéve víz közvetlen hatásának, de a mechanikai hatásokkal szembeni erős védelem kívánatos, fémből is készülhet.

A jelen találmány szerinti szigetelőrendszer egyik kedvező kiviteli alakja szerint egy vízszívó anyagréteget helyezünk el a belső és külső hézagban egyaránt.

Ha a szigetelőrétegben lévő nyílás egy tengelyirányú rés, a vízszívó anyag két rétege kedvezően összeér, és a kedvezően két részből álló külső réteg a résből az ellenkező irányba nyúlik ki. Mint szigetelés, különösen könnyen felszerelhető például egyenes vezetésű hideg csövekre, hiszen elég önmagában az abszorbens réteget

HU 220 555 BI elhelyezni a csövön, például egy darab filc formájában, kinyúló végekkel, majd csőszerű, diffúziós úton át nem eresztő felületű szigetelő burkolatelemekkel körbevenni a csövet, aztán a résből kihajtani a nedvszívó réteg két szabad végét és ezeket valahogy ráerősíteni a hőszigetelő és a diffúziós úton át nem eresztő réteg külső felületére. Végül a vízlepergető és diffúziós úton áteresztő réteg következik.

A nedvszívó anyag rétegei kedvezően szálszerkezetűek, amelyek üvegszálat, szerves, szintetikus vagy természetes szálakat tartalmaznak. A megfelelő szálszerkezetű anyagra jó példa a nemszövött, nedvszívó szintetikus szálakból álló textil, mint a 20-150 g/m² súlyú nejlon, avagy polipropilénfilc. Ha egyéb követelmények is vannak, mint például a tűzbiztonság, akkor az üvegszövet a megfelelő.

Mint már említettük, a belső nedvszívó réteg kapcsolatban van a szigetelt cső vagy tartály külső részével, de nincs feltétlenül kapcsolatban a cső vagy tartály külső részének minden darabjával. Például a belső nedvszívó réteg nem szükségszerűen fut körbe a csövön és nem szükséges, hogy kapcsolatban legyen a cső felületével annak teljes hosszában. így aztán a belső és külső nedvszívó réteg szalagokból is állhat, amelyek szakaszonként érintkeznek a csővel.

Zárt cellás szigetelőanyagok, mint a habosított gumi vagy a habosított műanyag alkalmazása esetén, a belső szigetelőréteg használata minimálisra csökkenthető, sőt esetleg teljesen el is hagyható és helyettesíthető a cső és a szigetelés belső felének felületaktív anyaggal történő felületkezelésével, hiszen a cső vagy tartály külső felülete és a szigetelőréteg közötti üregben a kapilláris erők a lecsapódott nedvességet elszállítják a szigetelőanyag nyílásában lévő nedvszívó réteghez. Ehhez hasonlóan a külső nedvszívó réteg használatát is a minimumra lehet csökkenteni.

A hőszigetelő anyag közismert szigetelőanyag lehet, kedvelt az ásványgyapot vagy a habosított nyíltcellás műanyag használata, különösen az olyan szigetelőanyagoké, amelyek diffúzióálló felülettel rendelkeznek, de a zárt cellás szigetelőanyagok, mint a habosított gumi vagy habosított műanyag, szintén megfelelőek.

Csövek szigetelésénél kombinált nedvszívó- és szigetelőrétegként különleges, cső alakú ásványgyapottermékek használhatóak, amelyeknek vékony belső, nedvszívóvá tett ásványgyapotrétegük van. Ezt a belső réteget, amely például 1 -3 mm vastag, a gyártás folyamán nedvszívóvá lehet tenni a belső réteg hőmérsékletének a vízlepergető impregnálókomponens, amelyet a ásványgyapottermékek általában tartalmaznak, bomlási hőmérséklete fölé emelésével.

A hőszigetelő réteg külső felén lévő diffuzióálló réteg célszerűen egy műanyag vagy fémfólia, például alumíniumfólia.

A jelen találmány az előbbiekben vázolt fajtájú csővagy tartályszigetelési eljárásra is vonatkozik.

A jelen találmánnyal olyan, csövek vagy tartályok (amelyek felületi hőmérséklete időszakosan alacsonyabb a környező levegő harmatponti hőmérsékleténél) szigetelésére szolgáló berendezés létrehozása volt a célunk, amelyben kapilláris hatású belső hézag van kialakítva a cső vagy tartály és az azt körülvevő, egy vagy több, a hőszigetelő réteg belső és külső részét összekötő kapilláris hatású, és a lecsapódott vizet a cső vagy a tartály felületéről a hőszigetelő réteg külső részére kapilláris úton átvezető nyílást tartalmazó hőszigetelő réteg között, és a hőszigetelő réteg külső felülete vízhatlan membránnal van körülvéve úgy, hogy a hőszigetelő réteg külső felülete és a membrán között egy külső hézag van.

A jelen találmánnyal olyan csövek, illetve tartályok szigetelésére használt eljárás kidolgozása is célunk volt, amelyek felületi hőmérséklete rövidebb-hosszabb időszakokra a környező levegő harmatponti hőmérséklete alá hűl. A megoldás része egy kapilláris hatású rés a cső vagy a tartály felülete és az azt körülvevő, egy vagy több, kapilláris hatású nyílást tartalmazó hőszigetelő réteg között. Ezek a rések összekötik a szigetelőréteg belső és külső részét oly módon, hogy a lecsapódott víz kapilláris úton távozhat a cső vagy a tartály felületéről a szigetelőréteg külső részére vagy a szigetelőrétegen elhelyezett diffuzióálló réteg külső felére, ahonnan elpárologhat a környező légtérbe és amely úgy jellemezhető, hogy egy vízlepergető membrán veszi körül a szigetelőréteget úgy, hogy egy külső hézagot képez a szigetelőréteg külső része és a membrán között.

A következőkben a találmányt részletesebben ismertetjük annak a rajznak a segítségével, amely a jelen találmánynak megfelelő szigetelőrendszer kedvező kiviteli alakjával körülvett hidegvíz-cső keresztmetszetét ábrázolja.

A rajzon az 1 hidegvíz-cső külső részén az azt körülvevő kapilláris hatású 2 belső hézagban egy filcréteg látható, amely kitölti a 2 belső hézagot. A nedvszívó réteget a 3 hőszigetelő réteg veszi körül, mint ásványi szálak rétege. A kiviteli alakon látott 3 hőszigetelő réteget 4 diffuzióálló réteg veszi körül, de diffuzióálló hőszigetelés használata esetén, mint a cellás műanyag vagy gumiréteg, a 4 diffuzióálló réteg el is hagyható. Egy tengelyirányban húzódó 5 nyílás van a 3 hőszigetelő rétegben, az azt körülvevő 4 diffuzióálló rétegben és a 2 belső hézag nedvszívó anyagának egy részében, amely utóbbi kapilláris hatású szívóanyagként működik és amely kilép a tengelyirányban húzódó 5 nyíláson át, majd beborítja a 4 diffuzióálló réteg külső felületét. A 4 diffuzióálló réteg külső felületén lévő, a 2 belső hézag nedvszívó anyagával összefüggő nedvszívó anyagot vízálló 6 membrán veszi körül.

A 4 diffuzióálló réteg és a vízálló 6 membrán közötti gyűrű alakú üreg a környezeti hőmérséklet alatti hőmérsékletű 1 hidegvíz-cső hőmérsékleténél melegebb 7 külső hézagot alkot.

Példa

A rajzon látható szigetelőrendszer működési módjának megvilágítása céljából feltesszük, hogy a 1 hidegvíz-cső felületi hőmérséklete 5 °C. Ez a hőmérséklet 875 Pa telítettségi nyomásnak felel meg. Ha a környező levegő hőmérséklete 20 °C és relatív páratartalma 65%, ez megfelel 1545 Pa parciális nyomásnak. Addig, amíg

HU 220 555 Bl a szigetelőrendszer száraz, a nedvesség diffúziós áramlása a nagyobb, 1545 Pa parciális nyomású környezeti levegőből a 1 hidegvíz-cső alacsonyabb, 875 Pa parciális nyomású felülete felé megy végbe.

Ez páralecsapódást eredményez az 1 hidegvíz-cső csőfelületén. A lecsapódó vizet a 2 belső hézagban lévő nedvszívó réteg abszorbeálja és kapilláris úton felszívódik a tengelyirányú 5 nyíláson át, ezzel egyidejűleg hőmérséklete, ennélfogva parciális nyomása is nő. A 2 belső hézagban lévő nedvszívó réteg nedvesedése azt jelenti, hogy a parciális nyomás kiegyenlíti a nedvszívó réteg adott részének hőmérsékletére vonatkozó telítettségi nyomást. A 3 hőszigetelő réteg hőszigetelő képességének függvényében a 4 diffuzióálló réteg hőmérséklete és a 6 membrán hőmérséklete közel egyenlő és csak 1-2 °C-kal alacsonyabb, mint a környező levegő hőmérséklete. A melegebb 7 külső hézagban uralkodó parciális nyomás és a 4 diffuzióálló réteg, illetve a 6 membrán közötti nyomás ennélfogva 18-19 °C-on kiegyenlíti a telítettségi nyomást, amely 2100 Pa körüli. Mivel ez a parciális nyomás nagyjából 550 Pa-lal nagyobb, mint a környező levegő parciális nyomása, a diffúzió, amely a nedvesedés kezdetén befelé irányult, fokozatosan kifelé irányulóvá alakul, amely a szigetelőrendszer kiszáradását eredményezi. A száradási folyamat addig folytatódik, amíg fölös nedvesség van a rendszerben, különös tekintettel a cső felületére. Ennek következtében alacsony nedvességtartalom mellett egyensúly alakul ki. A 4 diffuzióálló réteg és a 6 membrán közötti üregben a parciális nyomás kiegyenlíti a környezeti levegő parciális nyomását és ezért a nedvesség diffúziója sem a rendszerbe, sem abból kifelé nem megy végbe, így az száraz marad és az adott szigetelőanyag megőrzi eredeti hőszigetelő képességét.

Ha a 6 membrán tökéletesen diffúzióálló, sem befelé irányuló diffúzió (nedvesedés), sem kifelé irányuló diffúzió (kiszáradás) nem mehet végbe, ám ez nem kívánatos, hacsak a szigetelőanyagot nem nedves állapotban helyeztük fel. Ahogy azt a bevezetőben megállapítottuk, a gyakorlatban a burkolat csatlakozásai miatt látszólag még fémburkolat alkalmazásával is lehetetlen a 6 membránt tökéletesen és tartósan diffúzióállóvá tenni.

A 6 membrán bármilyen véletlen - például sérülés vagy a kötések nem kielégítő szigetelése okozta - tömítetlensége a szigetelőrendszer nedvesedésének elmaradását okozza, mivel ezek egész egyszerűen a nedvességnek a 6 membrán résein történő kidiffúndálásának lehetőségét rejtik magukban.

Eltekintve a 6 membrántól, amely tökéletesen vízálló és diffuzióálló anyagból készül, - például fémburkolat - tömítetlenségek előfordulnak, például nem kielégítő tömítések formájában. Ezek a tömítetlenségek növelhetik a víz beszivárgását a mosás vagy szabadtéri alkalmazás esetén az eső alkalmával. Ha a jelen találmánynak megfelelő szigetelőrendszert használjuk, a beszivárgó nedvesség kidiffúndál a tömítetlenségeken, a szigetelőrendszer kiszáradását okozva. így, ahogy azt fentebb megállapítottuk, ha a cső víz közvetlen hatásának van kitéve, célszerű a burkolatot, azaz a 6 membránt nem fémből készíteni, hanem diffúziós úton aránylag áteresztő anyagból, mint például a PVC-fólia, mivel elég jelentős mennyiségű víz tud bejutni a burkolat illesztésének mégoly kis tömítetlenségén is és ez a víz nehezen távozik el diffúzió útján ugyanazokon a réseken át,

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Berendezés csövek vagy tartályok szigetelésére (amelyek felületi hőmérséklete időszakosan alacsonyabb a környező levegő harmatponti hőmérsékleténél), amelyben kapilláris hatású belső hézag van kialakítva a cső vagy tartály és az azt körülvevő, egy vagy több, a hőszigetelő réteg belső és külső részét összekötő kapilláris hatású, és a lecsapódott vizet a cső vagy a tartály felületéről a hőszigetelő réteg külső részére kapilláris úton átvezető nyílást tartalmazó hőszigetelő réteg között, azzal jellemezve, hogy a hőszigetelő réteg (3) külső felülete vízálló membránnal (6) van körülvéve úgy, hogy a hőszigetelő réteg (3) külső felülete és a membrán (6) között egy külső hézag (7) van.
2. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a membrán (6) diffúziós úton átjárható membrán (6).
3. Az 2. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a membrán (6) műanyag vagy fémburkolat.
4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy egy belső kapilláris hatású réteg van a cső (1) vagy tartály felülete és az azt körülvevő hőszigetelő réteg (3) közötti kapilláris hatású belső hézagban (2) úgy, hogy ezt a belső hézagot (2) legalább részben kitölti.
5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy egy kapilláris szívóhatású anyag van elhelyezve a hőszigetelő réteg (3) kapilláris hatású nyílásában (5).
6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a hőszigetelő réteg (3) felülete diffúzióálló.
7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a hőszigetelő réteg (3) anyaga önmagában diffúzióálló.
8. Az 6. vagy 7. igénypontok szerinti berendezés, azzaljellemezve, hogy a hőszigetelő réteg (3) külső felülete és az azt körülvevő membrán (6) közötti külső hézag (7) legalább részben kapilláris hatású nedvszívó anyaggal van kitöltve.
9. Eljárás csövek vagy tartályok szigetelésére, amelyek felületi hőmérséklete időszakosan alacsonyabb a környező levegő harmatponti hőmérsékleténél, amely eljárásban egy hőszigetelő réteget alkalmazunk a cső vagy tartály körül úgy, hogy azzal egy belső, kapilláris hatású hézagot alakítunk ki a cső vagy a tartály felülete és az egy vagy több, kapilláris hatású nyílást tartalmazó hőszigetelő réteg között, és ezekkel a nyílásokkal összekötjük a hőszigetelő réteg belső és külső részét oly módon, hogy a lecsapódott vizet kapilláris úton vezetjük el a cső vagy a tartály felületéről a hőszigetelő réteg külső részére, ahonnan elpárologtatjuk a környező légtérbe,

HU 220 555 Β1 azzal jellemezve, hogy egy vízálló membránt helyezünk el a hőszigetelő réteg körül úgy, hogy a hőszigetelő réteg külső felülete és a membrán között egy külső hézagot alakítunk ki.
10. Az 9. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemez- 5 ve, hogy vízálló és diffúziós úton átjárható membránt alkalmazunk.
11. Az 9. vagy 10. igénypontok szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy membránként műanyag vagy fémburkolatot alkalmazunk. 10
12. Az 9-11. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzaljellemezve, hogy kapilláris szívóhatású anyagot helyezünk el a belső, kapilláris hatású hézagba és ezzel az anyaggal legalább részben kitöltjük a hézagot.
13. Az 9-12. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy egy kapilláris szívóhatású anyagot helyezünk el a hőszigetelő réteg kapilláris hatású nyílásába vagy nyílásaiba.