NL1005245C2 - Geëvacueerd isolatiepaneel. - Google Patents

Description

GEËVACUEERD ISOLATIEPANEEL

5 De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een thermisch isolatiepaneel, omvattende een hoofdzakelijk van rechthoekige wanden van eenzelfde materiaal vervaardigd gasdicht huis en een binnen het huis aangebrachte, tegen drukkrachten bestande vulling, waarbij in 10 het inwendige van het huis de druk verlaagd is tot een niveau, waarop geen warmtetransport door gasgeleiding van enige betekenis plaatsvindt.

Dergelijke thermische isolatiepanelen zijn bekend.

15 Hierbij wordt onder vacuüm niet een absoluut vacuüm verstaan, doch een zodanig lage druk, dat in het inwendige van het huis de thermische geleiding door de resterende gasmoleculen zo klein is dat deze kan worden verwaarloosd. In de praktijk komt dit neer op een druk 20 kleiner dan 1000 Pa. Deze waarde is afhankelijk van het vulmateriaal.

Om gedurende de gehele levensduur van een dergelijk thermisch isolatiepaneel de goede isolatiewaar-de te kunnen handhaven, is het van het grootste belang 25 dat het paneel gasdicht blijft. Deze gasdichtheid leidt tot toepassing van materialen voor het huis die veelal een tamelijk hoge thermische geleiding hebben. Dit wordt enerzijds veroorzaakt door de materiaalkeuze en anderzijds door de keuze van de dikte van de panelen die nodig 30 is om de gasdichtheid te kunnen handhaven.

Dit leidt bij de stand van de techniek tot een tamelijk grote thermische lek langs de wanden parallel aan de temperatuurgradiënt. Dit beïnvloedt in hoge mate de effectiviteit van een dergelijk, tot de stand van de 35 techniek behorend thermisch isolatiepaneel.

Het doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een dergelijk isolatiepaneel, waarbij 1005245 2 thermische lek langs de wanden parallel aan de tempera-tuurgradiënt zo klein mogelijk is.

Dit doel wordt bereikt, doordat tenminste de wanden van het huis, waarvan een richting samenvalt met 5 de temperatuurgradiënt, een op enige afstand van de ribben gelegen wanddeel omvatten dat is verdund ten opzichte van de dikte van de wand naast de ribben.

Het zal duidelijk zijn dat het reduceren van de wanddikte de temperatuurgeleiding in hoge mate vermin-10 dert. Hierbij leidt de vermindering van de wanddikte in het algemeen niet of nauwelijks tot een vermindering van de sterkte van het paneel; deze wordt immers voor een groot deel bepaald door de mate van samendrukbaarheid van de vulling. Wel van belang is daarentegen het feit dat de 15 wanden op een of andere wijze gasdicht aan elkaar moeten worden bevestigd. Alle, thans bekende bevestigingstech-nieken vereisen een bepaalde minimale wanddikte om tot een betrouwbare gasdichte naad te kunnen leiden. De maatregel volgens de onderhavige uitvinding voldoet hieraan 20 door de wanddikte in de omgeving van de naden te handhaven en deze alleen elders te verdunnen.

Volgens een eerste uitvoeringsvorm zijn de wanden van het isolatiepaneel van metaal, bijvoorbeeld van staal, roestvast staal of aluminium vervaardigd, en 25 zijn de verdunde wanddelen van de wanden verkregen door etsen of slijpen van de wanden.

Het is echter evenzeer mogelijk dat de wanden van andere materialen zijn vervaardigd, bijvoorbeeld van kunststoffen, in het bijzonder van gelamineerde kunst-30 stoffen. Bij de vervaardiging van dergelijke wanden kan de desbetreffende verdunning reeds aangebracht worden, bijvoorbeeld bij extrusie. Volgens weer een andere uitvoeringsvorm worden de tijdens het samenstellen van het huis met elkaar te verbinden naden door laserlassen of 35 door solderen gevormd.

De onderhavige uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een isolatiepaneel volgens een van de voorafgaande conclu- 1005245 3 sies, omvattende het onder invoeging van de vulling, onder open laten van een in een van de wanden aangebrachte spoelopening gasdicht sluiten van het huis, en het vervolgens, door de spoelopening heen vacuüm zuigen van 5 het inwendige van het huis.

Andere aantrekkelijke uitvoeringsvormen blijken uit de overige conclusies.

Vervolgens zal de onderhavige uitvinding worden toegelicht aan de hand van bijgaande tekeningen, waarin 10 voorstellen: figuur l: een perspectivisch aanzicht van een eerste uitvoeringsvorm van een isolatiepaneel volgens de uitvinding; figuur 2: een perspectivisch aanzicht van een 15 tweede uitvoeringsvorm van een isolatiepaneel volgens de uitvinding; figuur 3: een bovenaanzicht van een aantal naast elkaar aangebrachte isolatiepanelen volgens figuur 2; 20 figuur 4: een doorsnedeaanzicht van een detail van een naad van een isolatiepaneel volgens de uitvinding ; figuur 5a, b en c: schematische aanzichten van diverse configuraties voor het samenstellen van een 25 paneel volgens de uitvinding; figuur 6: een doorsnede-aanzicht van een paneel tijdens het lassen; en figuur 7: een schematisch perspectivisch aanzicht van een deel van een paneel volgens de uitvinding 30 tijdens het leegzuigen hiervan.

In figuur 1 is een isolatiepaneel 1 afgebeeld dat wordt gevormd door een zich loodrecht op de tempera-tuurgradiênt uitstrekkende wand 2 en vier daaraan grenzende, zich parallel aan de temperatuurgradiënt uitstrek-35 kende wanden, waarvan er twee, namelijk 3,4, zichtbaar zijn. Ten slotte omvat het paneel een zich parallel aan de wand 2 uitstrekkende, aan de overige vier wanden grenzende, in de tekening niet zichtbare wand.

1005245 4

Het isolatiepaneel 1 is bijvoorbeeld van metaal, bijvoorbeeld van aluminium of roestvast staal vervaardigd, waarbij ter plaatse van de ribben de wanden met elkaar zijn verbonden door lassen of, afhankelijk van 5 de configuratie, door zetnaden. Het paneel is inwendig vacuüm gezogen, waarbij het paneel gevuld is door een het paneel stevigheid verlenende vulling. Het spreekt vanzelf dat deze vulling van een materiaal wordt vervaardigd met een zo klein mogelijke thermische geleiding.

10 Om, zoals reeds gesteld is, de thermische lek langs de wanden 3,4 zo klein mogelijk te houden zijn de wanden 3,4 en de overige, niet in de tekening getoonde wanden die zich parallel aan de temperatuurgradiënt uitstrekken van een verdund wanddeel 5, respectievelijk 6 15 voorzien.

Door het over een substantieel deel van het oppervlak van de desbetreffende wanden verdunnen van de wand wordt een aanzienlijke reductie van het warmtegelei-dend vermogen verkregen. Hierbij wordt er op gewezen dat 20 deze verdunning ongeveer een factor 10 bedraagt. Het is echter mogelijk andere verdunningsfactoren toe te passen, bijvoorbeeld tussen 2 en 20. Hierbij wordt de minimale wanddikte bepaald door de dikte, waarbij kleine gaten, de zogenaamde "pinholes" optreden. Om het vacuüm te kunnen 25 handhaven, mogen deze immers niet voorkomen.

Door in de nabijheid van de ribben de oorspronkelijke dikte van de wand te handhaven, wordt voldoende stevigheid verkregen van het paneel, terwijl anderzijds het mogelijk is als gevolg van deze dikte een goede naad 30 te vervaardigen, bijvoorbeeld door lassen of solderen. Hierbij is er uiteraard uitgegaan van een van metaal vervaardigd paneel.

Het is evenzeer mogelijk uit te gaan van bijvoorbeeld een van kunststof vervaardigd paneel, waarbij 35 de bevestiging plaatsvindt door lassen of lijmen. Essentieel is echter dat het overigens ook voor de gasdichtheid van belang is een bepaalde dikte ter plaatse van de naad te verkrijgen.

1005245 5

In figuur 4 is in doorsnede een dergelijke lasnaad getoond. Hierbij zijn de panelen 3 en 4 door middel van een stompe las 7 met elkaar verbonden.

Het is echter ook mogelijk dat de naad gevormd 5 wordt door het omzetten van een plaat.

Het is mogelijk op verschillende manieren de verdunning in de wanden aan te brengen, bijvoorbeeld door vervormen, etsen, slijpen of andere verspanningsvormen. Bij gebruik van kunststoffen kan gebruik gemaakt worden 10 van technieken voor het vormen van kunststof, zoals spuitgieten, extruderen of blaas-vervormen.

In figuur 2 is een uitvoeringsvorm van het isolatiepaneel getoond, waarbij de zich parallel aan de temperatuurgradiënt uitstrekkende ribben van een afvlak-15 king 8 zijn voorzien. Hierbij worden naburige panelen verbonden door een naad 9 die een verbinding vormt tussen twee, in een vlak gelegen wanddelen. Dit toont aan dat dit aldus niet per se noodzakelijk is dat een naad samenvalt met een rib. Een voordeel van deze uitvoeringsvorm 20 is dat het mogelijk is dergelijke panelen met eenvoudige bevestigingsmiddelen tegen een zich dwars op de temperatuurgradiënt uitstrekkende drager te bevestigen, bijvoorbeeld door middel van uiteraard van een slecht geleidend materiaal vervaardigde bouten of andere bevestigingsmid-25 delen. Het afkanten van een hoek doet bij het in een vlak samenbouwen van panelen een doorgang ontstaan ter plekke van de samenkomst van vier paneelhoeken. Deze doorgang kan benut worden voor de doorvoer van leidingen of voor het bevestigen van de panelen, terwijl het warmteverlies 30 bij toepassing van conventionele isolatiematerialen relatief laag gehouden wordt. Figuur 3 toont een aanzicht van een dergelijke configuratie. Deze uitvoeringsvorm toont verder dat het mogelijk is dat de verdunde wanddelen 5,6 zich over een, zij het stompe, hoek uitstrekken 35 ter plaatse van de afschuining 8.

De figuren 5a, 5b, 5c tonen verschillende configuraties van plano's, waaruit een dergelijk paneel kan worden vervaardigd. Wanneer van afschuiningen aan de 1005245 6 ribben wordt afgezien, heeft de configuratie van figuur 5b of 5c de voorkeur; hierbij behoeft immers slechts de kleinste naadlengte te worden verbonden.

De dunne zijwanden worden bij het lassen van 5 één zijde door de optredende thermische spanning krom getrokken. De zijwanden worden daarom tegelijk aan onderen bovenzijde gelast, waardoor de vervormingskrachten spiegelsymmetrisch zijn en elkaar opheffen. Hierdoor is het mogelijk om, zoals bij lassen gebruikelijk is, af te 10 zien van het van tevoren op punten, verdeeld over de lengte, vastzetten van de zijwanden alvoren de naadlas te maken. Dit is in figuur 6 afgebeeld.

Ten slotte toont figuur 7 een inrichting voor het vacuüm zuigen van het isolatiepaneel volgens de 15 uitvinding.

In figuur 7 is een deel van de grote wand 2 afgebeeld, waarin een spoelopening 10 is aangebracht.

Deze spoelopening wordt gebruikt om na het in elkaar zetten van het paneel het inwendige van het paneel vacuüm 20 te zuigen. Hiertoe wordt op het paneel 2 een stolp 11 geplaatst die aan zijn onderzijde van een groef voorzien is, waarin een 0-ring 12 geplaatst is. Tevens is de stolp aan zijn bovenzijde van een dergelijke groef en een 0-ring 12 voorzien. De stolp kan verder zijn voorzien van 25 een glazen plaat 13 die op de 0-ring 12 kan worden geplaatst, waardoor de stolp de spoelopening 10 geheel afsluit. Verder is de stolp 11 voorzien van een aansluiting 14 voor een vacuümpomp. Aldus is het mogelijk vacuüm in het inwendige van het paneel te vormen.

30 Voor het drogen van de vulling is het van belang dat een aantal malen gespoeld wordt met een droog gas. Hiertoe wordt aanvankelijk vacuüm gepompt, waarna via dezelfde aansluiting van de stolp een gedroogd gas, bijvoorbeeld warme gedroogde stikstof wordt toegevoerd, 35 waarbij het paneel wordt verwarmd, waarna opnieuw vacuüm kan worden gepompt. Dit proces van gepulseerd evacueren kan een aantal malen worden herhaald.

1005245 7

Vervolgens wordt een deksel 15 op de spoelope-ning 10 geplaatst en vastgelast. Vanwege het feit dat de stolp 11 en de plaat 13 van glas, bij voorkeur van kwart-sglas, is vervaardigd, is het mogelijk door middel van 5 bijvoorbeeld laserlassen de opening 10 af te sluiten.

Voor het op zijn plaats manouevreren van het dekseltje 15 kan gebruik gemaakt worden van een metalen inzetstuk 16 dat in de stolp 11 past, waaraan het dekseltje 15 door middel van een draad 17 is opgehangen. Bij 10 het vacuüm zuigen van het inwendige zal het dekseltje 15 door de gasstroom worden opgeheven. Na het evacueren zorgt het gewicht van het inzetstuk 16 voor het aandrukken van het dekseltje 15, zodat het als terugslagklep werkt. Na het vastlassen kan de draad 17 gemakkelijk 15 worden verbroken. Om een grotere opening te creëren tijdens het evacueren kan het paneel en stolp met glasplaat in zijn geheel ondersteboven worden gehouden. De stolp 11 en glasplaat 13 worden tegen de plaat aangedrukt door de atmosferische drukkracht ten gevolge van vacuüm 20 in de stolp 11. Het inzetstuk 16 verschuift zodanig, dat de openingen 14 en 10 vrijkomen. Voor hetlassen wordt het paneel "rechtop" gezet en valt het dekseltje 15 op opening 10. Tijdens het lassen in vacuüm kunnen metaaldampen zich afzetten op het glas, waardoor lassen wordt bemoei-25 lijkt. Voorzieningen hiervoor kunnen zijn: een afbuigeen-heid; en het vergroten van de afstand tussen glasplaat 13 en opening 10.

Als toepassingsgebieden voor dergelijke isola-tiepanelen wordt gedacht aan gekoelde ruimten, bijvoor-30 beeld industriële koelcellen of zelfs huishoudelijke koelinrichtingen, maar ook aan panelen voor het isoleren van bijvoorbeeld gebouwen.

1005245

Claims (10)

1. Thermisch isolatiepaneel, omvattende een 5 hoofdzakelijk van rechthoekige wanden van eenzelfde materiaal vervaardigd gasdicht huis en een binnen het huis aangebrachte, tegen drukkrachten bestande vulling, waarbij in het inwendige van het huis de druk verlaagd is tot een niveau, waarbij geen warmtetransport van enige 10 betekenis plaatsvindt, met het kenmerk, dat tenminste de wanden van het huis, waarvan een richting samenvalt met de temperatuurgradiênt, een op enige afstand van de ribben gelegen wanddeel omvatten dat is verdund ten opzichte van de dikte van de wand naast de ribben.

2. Isolatiepaneel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de wanden van het isolatiepaneel van metaal, bijvoorbeeld van staal of van aluminium zijn vervaardigd, en dat de verdunde wanddelen van de wanden zijn verkregen door vervormen, etsen, slijpen of andere verspanningsvor-20 men van de wanden.

3. Isolatiepaneel volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de tijdens het samenstellen van het huis met elkaar te verbinden naden door lassen of door solderen worden gevormd.

4. Isolatiepaneel volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat het huis uit twee plano's wordt samengesteld, waarbij elke plano een vlak met de temperatuurgradiënt dwars op het vlak en twee aangrenzende vlakken omvat, waarbij na de bewerking voor het vormen van de 30 verdunde vlakken de plano's worden omgezet en vervolgens onder toevoeging van de vulling aan de naden met elkaar worden verbonden.

5. Isolatiepaneel volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de wanden in de 35 nabijheid van de ribben een dikte hebben in de grootteor-de van 0,2 mm en dat de verdunde wanddelen een dikte hebben in de grootteorde van 0,04 mm. 1005245

6. Isolatiepaneel volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat het paneel aan zijn zich parallel aan de temperatuurgradiênt uitstrekkende ribben van ten minste één afschuining is voorzien.

7. Werkwij ze voor het vervaardigen van een isolatiepaneel volgens een van de voorafgaande conclusies, omvattende het onder invoeging van de vulling, onder openlating van tenminste een in een van de wanden aangebrachte spoelopening gasdicht sluiten van het huis 10 en het vervolgens door de spoelopening heen vacuüm zuigen van het inwendige van het huis.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het huis wordt vervaardigd door het spiegel-symmetrisch lassen van de aan weerszijden van een zich 15 dwars op de richting van de temperatuurgradiênt uitstrekkende wand gelegen ribben.

9. Werkwijze volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk, dat, na het vacuüm zuigen van het huis, het huis gevuld wordt met een droog gas, en dat vervolgens het 20 huis opnieuw vacuüm wordt gezogen.

10. Werkwijze volgens conclusie 7, 8 of 9, met het kenmerk, dat na het luchtdicht afsluiten van het huis op deze opening een met een vacuümpomp verbonden glazen stolp wordt geplaatst, de vacuümpomp wordt ingeschakeld 25 en vervolgens een afsluitend element tot op de opening wordt gepositioneerd en ten slotte het afsluitende element door middel van laser wordt vastgelast op het betreffende vlak. 1005245