NO312233B1 - En prosess for fremstilling av en trykktank og en trykktank spesielt for en varmtvannsbereder, fremstilt ved prosessen - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en prosess for fremstilling av en trykktank og en trykktank, spesielt for en varmtvannsbereder, mottatt gjennom prosessen.

Varmtvannsberedere i forskjellige størrelser for både husholdningsbruk og industriell bruk består vanligvis av en trykktank som uten unntak er laget av metall. Oppvarmingen av vannet oppnås ved å benytte et elektrisk varmeelement som vanligvis består av et metallrør som inneholder en varmetråd som ligger i et mineral- eller et keramisk materiale. Varmeelementet styres av en føler som detekterer temperaturen i vannet. Det eksisterende trykket i vannet benyttes normalt for mating av varmtvannet fra varmtvannsberederen, i hvilken varmeelementet kan plasseres fritt. Dette oppnås ved en klaffventil som er plassert på kaldtvannsinntaket til varmtvannsberederen. Denne ventilen åpner seg og erstatter varmt vann i varmtvannsberederen med kaldt vann etter hvert som varmt vann tappes fra varmtvannsberederen. Trykktanken er vanligvis isolert for å redusere energitapet. Temperaturområdet er vanligvis 50-90°C.

En ulempe med dagens varmtvannsberedere er at de er fremstilt av metall. Siden metallet er en god leder, blir det ofte nødvendig å utstyre trykktanken med en offeranode for å unngå galvanisk korrosjon. Det er mulig å benytte et edlere metall i trykktanken for å unngå denne typen korrosjon, men det vil bare forflytte problemet med korrosjon til de deler av vannforsyningssystemet som er laget av mindre edle metaller. Metaller er også gode varmeledere, dette øker energitapet.

En annen ulempe er forårsaket av den termiske ekspansjonen til vannet. De fleste materialer ekspanderer når temperaturen øker, det gjør også de fleste metaller, men ikke nok til å kompensere for ekspansjonen til vannet. Det betyr at trykket i varmtvannsberederen, når den er helt fylt med vann, øker med økende vanntemperatur. Dette vil forårsake store spenninger i trykktanken slik at tanken må overdimensjoneres i forhold til normalt arbeidstrykk. Det betyr at konstruksjonen blir unødig tung og kostbar.

Nok en ulempe er den relativt lange oppvarmingstiden fra helt kaldt til helt varmt vann. Dette problemet kan selvfølgelig avhjelpes ved å tilføre varmtvannsberederen mer energi. Men energien som er nødvendig for å få en rimelig kort oppvarmingstid vil bli urimelig høy. En slik energitilførsel vil medføre ombygging av den elektriske forsyningen i for eksempel en vanlig husholdning.

Siden varmeelementet forårsaker en termisk drevet sirkulasjon, vil temperaturen i vannet stort sett være homogen. Vanntemperaturen i tanken vil derved også synke stort sett homogent etter hvert som kaldt vann tilføres ved forbruk av varmtvann fra varmtvannsberederen.

Det er kjent trykktanker utført i plast fra WO 93/13341 og WO 93/13353 hvor tanken består av rørformede deler forbundet med en terminerende endevegg i begge ender. Begge tankene er utstyrt med minst en langsgående forsterkende skillevegg som inndeler tanken i to eller flere rom. Disse to eller flere rommene kan være forbundet til hverandre gjennom hull i skilleveggen(e). Ingen av disse tankene er imidlertid egnet for bruk som varmtvannsbereder.

Gjennom denne oppfinnelsen unngås ulempene og bryderiet ved at en trykktank for en forbedret varmtvannsbereder er realisert. Oppfinnelsen angår en prosess for fremstilling av en trykktank laget av termoplastmateriale eller varmeherdende harpiks. Trykktanken består av en første og en andre tankende som er fremstilt ved sprøytestøping eller presstøping, og eventuelt en mellomrørdel som fortrinnsvis er fremstilt ved ekstrudering. Tankendedelene inkluderer et omsluttende skall som utgjør sidene til trykktanken og to kupler som utgjør henholdsvis den øvre og nedre enden til trykktanken når den er sammensatt. Et antall vegger som er forbundet med hverandre og som dermed fordeler lasten, løper fra kuplene langs det omsluttende skallet mot den åpne delen av hver av de åpne tankendene. Et tilsvarende antall med vegger som passer sammen løper seg fra en åpen ende av den eventuelle mellomrørenden langs det omsluttende skallet til rørdelen til den andre, slik at når to tankendedeler er sammensatt, eventuelt med en mellomrørdel plassert i mellom dem, vil endene på hver av veggene i de forskjellige delene møtes. Et antall celler dannes herved mellom veggene. Veggene er plassert slik at et antall kryssende områder dannes mellom skjærende eller forbundne vegger. Oppfinnelsen er karakterisert ved at minst en, helst alle kryssende områder er utstyrt med en avslutning ved å lage et hull fra utsiden av kuppelen. Hullets tverrsnitt er større enn det kryssende området, og dybden på hullet er større enn godstykkelsen til kuppelen. Forbindelsesåpninger mellom cellene i trykktanken er derved etablert.

De eventuelle mellomrørdelene er fortrinnsvis laget ved ekstrudering. De kan imidlertid også fabrikkeres ved injeksjonsstøping, eventuelt hjulpet av smeltekjerneteknologi eller liknende.

Tankendedelene og den eventuelle mellomrørdelen er hensiktsmessig sammenføyet ved speilsveising, friksjonssveising, pressing eller liming.

Hullene er fortrinnsvis laget i forbindelse med fremstillingen av tankendedelene ved hjelp av pluggliknéndé deler som er plassert i en av halvdelene til støpeformen. Hullene kan også fremstilles gjennom etterbearbeiding ved boring, fresing eller liknende.

En eller flere pluggliknéndé deler som er plassert i en av støpeformens halvdeler og/eller i motsatte punkter i den andre halvdelen av støpeformen, er hensiktsmessig utstyrt med en aksielt plassert lang kjerne eller kjerner hvis tverrsnittsareal er mindre enn tverrsnittsarealet til det kryssende området. Minst en kanal som er parallell med, og som har samme lengde som veggene, utgjøres herved av tverrsnittet til det kryssende arealet.

Ifølge en annen utførelse til oppfinnelsen er de to halvdelene til støpeformen utstyrt med mottakerinnretninger, plassert aksielt i forhold til de pluggliknéndé delene. Mottakerinnretningene er ment å motta et fortrinnsvis ekstrudert rør. Røret er produsert av et varmeherdende harpiks eller et termoplastisk materiale. I tilfeller der røret er produsert av et termoplastisk materiale, bør smeltetemperaturen til materialet i røret være minst like høy som smeltetemperaturen til materialet som ble brukt til fremstilling av tanken. Røret plasseres i støpeformens hulrom, hvoretter et flytende plastmateriale injiseres i støpeformens hulrom mens mottakerinnretningen forhindrer inntrenging av plastmateriale inn i røret ved at det er en tett pasning mellom mottakerinnretningen og kanten på røret.

For ytterligere å forhindre plastmateriale fra å komme inn i røret blir en gass hensiktsmessig injisert i røret samtidig med injeksjon av plastmaterialet. Et trykk som i hovedsak svarer til trykket til det injiserte flytende plastmaterialet dannes derved inne i røret. Røret er herved også forhindret fra å klappe sammen under innflytelse av injeksjonstrykket til plastmaterialet. Dette vil også gjøre det mulig å benytte rør med meget tynne vegger.

Som et alternativ kan røret erstattes med et såkalt smeltekjerneprofil. De to halvdelene til støpeformen blir herved utstyrt med mottakerinnretninger som er plassert aksielt i forhold til de pluggliknéndé delene. Mottakerinnretningene har til formål å ta i mot smeltekjerneprofilet som er plassert i støpeformen, hvorpå det flytende plastmaterialet injiseres i støpeformens hulrom. Smeltekjerneprofilet fjernes så ved smelting etter at plastmaterialet har størknet og delen er fjernet fra støpeformen. Minst en gjennomgående kanal som er parallell med veggene dannes herved i tverrsnittet til det kryssende området. Støpeformen kan som et alternativ utstyres med innretninger for smelting av smeltekjerneprofilet, hvorved profilet kan fjernes mens delen fortsatt er i støpeformen.

I følge nok en utførelse av oppfinnelsen blir en forhåndsbestemt mengde med flytende plastmateriale injisert i støpeformens hulrom. Det flytende plastmaterialet tillates å størkne noe, deretter blir en gass injisert i plastmaterialet gjennom de pluggliknéndé delene eller de motsatte punkter i den andre halvparten av støpeformen. Minst en kanal, som er parallell med veggene, dannes herved i tverrsnittet til det kryssende området.

Hullene er fortrinnsvis utrustet med en plugg som er valgt fra en gruppe bestående av en blindplugg, en kanalforbindelsesplugg som er forbundet til kanalene, en hovedforbindelsesplugg som er forbundet direkte til trykktanken, eller en stengeplugg for begrensing eller stenging av væskestrømmen gjennom forbindelsesåpningene. Pluggene limes, skrus, friksjonssveises, speilsveises eller presses inn i hullene i kuplene. Pluggene kan fremstilles av metall eller plastmateriale, imidlertid er det siste foretrukket.

I følge en utførelse av oppfinnelsen er de to endestykkene i tankene og den eventuelle mellomrørdelen fremstilt ved injeksjonsstøping av to blandinger, fortrinnsvis termoplastiske. En første forhåndsbestemt mengde med flytende plastmateriale A injiseres i støpeformens hulrom hvoretter den gjenværende mengden med flytende plastmateriale B injiseres slik at plastmaterialet A i hovedsak vil inneslutte plastmaterialet B.

Plastmaterialet A er et hensiktsmessig rent, ikkefylt termoplastmateriale som er valgt blant polyetylen, polypropylen, polybuten, polyamid, polykarbonat, polyalkylenetereftalat, polyvinylklorid, polystyren, kryssbundet polyetylen eller liknende. Plastmaterialet B er et av de ovenstående materialer, fortrinnsvis det samme som materiale A, blandet med 1-35 % av et materiale valgt blant glassfiber, karbonfiber, stålfiber, glimmer, kalk eller liknende.

Ifølge en annen utførelse av oppfinnelsen er plastmaterialet A et rent, ikkefylt termoplastisk materiale som er valgt blant polyetylen, polypropylen, polybuten, polyamid, polykarbonat, polyalkylentereftalat, polyvinylklorid, polystyren, kryssbundet polyetylen eller liknende. Plastmaterialet B er et av de ovenstående materialer, fortrinnsvis det samme som materiale A, blandet med 20-70 % av et elektrisk ledende materiale som er valgt blant grafittknoller, karbonfiber, stålfiber eller liknende. Stratumet som er dannet av plastmaterialet B er forbundet til en elektrisk leder slik at en strøm flyter gjennom stratumet, hvorved stratumet vil fungere som et varmeelement. Med et minimum av tilleggsdeler kan det herved realiseres en trykktank utstyrt med et varmeelement.

Oppfinnelsen består også av en trykktank for en forbedret varmtvannsbereder realisert gjennom prosessen, hvorved trykktanken inkluderer to kupler som utgjør den øvre og nedre enden til trykktanken og et omsluttende skall som danner sidene til tanken. Trykktanken inneholder også et antall med skille-og lastfordelende vegger som løper fra en kuppel til den andre langs det omsluttende skallet, hvorved et antall celler dannes i trykktanken. Oppfinnelsen er karakterisert ved at åpninger er plassert i området der veggene forbindes med kuplene slik at en forbindelse etableres mellom cellene. Den termiske sirkulasjonen som vanligvis forekommer, er redusert ved hjelp av veggene, hvorved en termisk deling av vannet med en varm øvre sone og en kald lavere sone dannes i trykktanken under oppvarmingen av kaldtvannet. Oppvarmingstiden for deler av vannet er herved radikalt redusert.

En vesentlig fordel med en slik trykktank som er delt inn i celler, er også at den kan gis utforminger som skiller seg fra den tradisjonelle sfæriske eller sylindriske støpeformen med sfæriske ender uten behovet for urimelig tykt gods i ytterveggene. En trykktank i henhold til oppfinnelsen kan herved gis en form som passer til den tiltenkte plasseringen av tanken ved å gi den et tverrsnitt som er kvadratisk, rektangulært, romboid, L-formet eller liknende. Minst en av cellene er hensiktsmessig utrustet med minst en luft- og vanntett blære som inneholder en gass med et forhåndsbestemt trykk. Trykket er tilpasset arbeidstrykket for trykktanken. En trykk/volumutjevningsfunksjon som minimaliserer virkningen av den termiske ekspansjonen av vannet, plutselige trykkstøt og liknende, er herved etablert. Et stigende trykk i trykktanken vil komprimere gassen i blæren slik at dens volum vil reduseres siden vannet ikke kan komprimeres i noen særlig grad. Trykket i varmtvannsberederen vil herved ikke øke så mye ved for eksempel oppvarming av kaldt vann. Økningen i trykket vil avhenge av volumet til blæren i forhold til volumet til resten av tanken. En annen fordel med å bruke en slik blære er at virkningen av plutselige trykkstøt i vannfordelings-systemet reduseres. Det har for eksempel forekommet at husholdnings-beredere har sprukket på grunn av plutselige trykkstøt ved oppfylling av vann etter reparasjon i vannforsyningssystemet. Dette kunne vært unngått hvis en slik blære hadde vært brukt i trykktanken. Blæren kan også utrustes med en ventil som hensiktsmessig er tilgjengelig fra utsiden av tanken. Trykket i blæren kan herved tilpasses det nåværende trykket i vannforsyningssystemet under installasjon av varmtvannsberederen.

Blæren er hensiktsmessig produsert av et gummimateriale som naturgummi, syntetisk gummi, en termoplastisk elastomer, eller et noe elastisk termoplastisk materiale som polypropylen. For å oppnå tilstrekkelig kompressibilitet når et termoplastisk materiale brukes, kan blæren gis en belgkonstruksjon. Det er viktig å velge et materiale med gode migrasjonsegenskaper, siden det høye trykket og temperaturen ellers vil forårsake at blæren fylles med vann etter en tids bruk.

Ifølge en utførelse av oppfinnelsen er minst en av cellene utrustet med åpninger bare ved den nederste delen av trykktanken, hvori et trykkutjevnende gassrom dannes i cellen eller cellene. En trykk/volumutjevnende funksjon vil herved bli etablert når trykket i tanken stiger etter hvert som vannet i tanken ekspanderer under oppvarming. Et stigende trykk i trykktanken vil komprimere gassen i gassrommet slik at volumet reduseres siden vannet ikke kan komprimeres i noen særlig grad. Trykket i varmtvannsberederen vil herved ikke stige så mye ved for eksempel oppvarming av kaldt vann. Trykkstigningen vil avhenge av volumet av gassrommet i forhold til volumet av resten av tanken. En annen fordel ved å bruke et slikt gassrom er at virkningene av plutselige trykkstøt i vannfordelings-systemet reduseres.

Trykktanken bør fortrinnsvis produseres av et varmeherdende harpiks eller et termoplastisk materiale. Det varmeherdende harpikset kan velges fra polyester eller melaminharpiks. Når et termoplastisk materiale foretrekkes, velges et materiale blant polyetylen, polypropylen, polybuten, polyamid, polykarbonat,.polyalkylentereftalat, polyvinylklorid, polystyren, kryssbundet polyetylen eller liknende.

En fordel med en trykktank laget av et plastmateriale er at de fleste plastmaterialer har en termisk ekspansjonskoeffisient som er større enn for vann. Dette vil i det minste redusere, i noen tilfeller til og med reversere den trykkøkende virkningen forårsaket av den termiske ekspansjonen av vannet. Den termiske ledningsevnen til plastmaterialer er også naturlig lav, derved vil energitapet reduseres sammenliknet med en varmtvannsbereder laget av metall. En trykktank som er laget av et plastmateriale vil også være betraktelig lettere enn sitt motstykke laget av metall. Denne vektreduksjonen vil være en fordel under installasjon av varmtvannsberederen. En annen stor fordel er at offeranoder kan sløyfes siden plastmaterialer ikke korroderer.

Minst ett av de kryssende områdene mellom skjærende vegger er hensiktsmessig utstyrt med en gjennomgående kanal som løper parallelt med veggene. Kanalen utgjør senteret i tverrsnittet til det kryssende området. Kanalen kan brukes som innløp eller utløp for vannet. Det vil herved være mulig å lage alle de eksterne forbindelsene til tanken på en foretrukket side av varmtvannsberederen som gjør plasseringen av berederen lettere.

Innløp og utløp i form av rør kan selvsagt også plasseres i separate huller i kuplene, hvis huller er atskilt fra veggene og de kryssende områdene. Disse rørene kan festes etter injeksjonsstøpingen eller støpes i ett stykke sammen med tankdelen.

Hullene som er plassert aksielt med de kryssende områdene i gavlene er hensiktsmessig utstyrt med plugger valgt fra gruppen som består av blindplugger, kanalforbindelsesplugger forbundet til kanalene, hovedforbindelsesplugger forbundet direkte til trykktanken, eller lukkeplugger som er laget for begrensing eller avstenging av vannstrømmen gjennom forbindelseskanalene. Vannstrømmen til og fra trykktanken kan herved plasseres ved toppen eller bunnen som ønsket. Hullene kan lukkes uten å lukke åpningene. Det er også mulig å lukke eller strupe en åpning slik at en eller flere celler helt eller delvis kan skilles fra andre celler, hvorved det blir mulig å begrense sirkulasjonen i tanken til et ønsket nivå.

Oppfinnelsen forklares ytterligere av de vedlagte tegningene og et eksempel som viser bruk av en trykktank benyttet som varmtvannsbereder ifølge oppfinnelsen, sammenliknet med en konvensjonell trykktank benyttet som en varmtvannsbereder. - Figur 1 viser skjematisk et tverrsnitt av en utførelse av en varmtvannsbereder som består av trykktank 1. - Figur 2 viser i perspektiv en utførelse av en halvdel av en trykktank 1 benyttet som en varmtvannsbereder. - Figur 3 viser i perspektiv deler av et kryssende område mellom to skjærende vegger. - Figurene 4-8 viser forskjellige prosesser under produksjonen av en trykktank i henhold til oppfinnelsen. - Figurene 9-13 viser i perspektiv og tverrsnitt et hull plassert i en kuppeldel og forskjellige plugger og prosesser for å feste samme. - Figur 14 viser i tverrsnitt en utførelse av prosessen under produksjon av en trykktank bestående av forskjellige termoplastiske blandinger i et indre og ytre stratum i henhold til oppfinnelsen.

Figur 1 viser skjematisk en utførelse av en varmtvannsbereder som består av en trykktank 1. Trykktanken 1 inkluderer en toppkuppel 2 og en bunnkuppel 3 og et omsluttende skall 4. Trykktanken 1 inneholder et antall delevegger 5 som løper fra en kuppel til den andre parallelt med skallet 4, hvorved et antall celler 6 dannes i trykktanken 1. Veggene 5 er utstyrt med tilpassede åpninger 8 som er plassert der hvor veggene 5 er forbundet med gavlene 2, 3. Det oppnås herved en forbindelse mellom cellene. Den termisk drevne sirkulasjonen som normalt forekommer i en trykktank vil reduseres ved hjelp av veggene 5, der en termisk deling av vannet med en varm øvre sone 61 og en kald nedre sone 62 dannes under oppvarmingen av kaldtvannet. Oppvarmingstiden for deler av vannet vil derved reduseres. En begrenset mengde med varmtvann kan derfor etableres før det totale innelukkede volum er varmet til den ønskete temperatur ved å plassere et utløp 63 i toppen av trykktanken 1 der hvor det varme vannet vil samle seg. Kaldt vann kommer inn i bunnen av trykktanken 1 gjennom et innløp 64 via en klaffventil 65 som automatisk åpner seg når trykket i trykktanken 1 faller under et forhåndsbestemt nivå, som er lavere enn trykket til vannfordelings-systemet. Trykktanken 1 er utstyrt med et varmeelement 66 som sørger for oppvarming av vannet. Oppvarmingen av vannet realiseres ved konveksjon der overflaten til varmeelementet 66, som er i kontakt med vannet, holder en temperatur som er beregnet til å være vannets temperatur pluss 10 til 20°C mens varmeelementet er på. Trykktanken 1 er videre utstyrt med en luft- og vanntett elastisk blære 11 som er plassert i en av cellene 6 for å redusere negative virkninger av plutselige trykkstøt i vannfordelingsnettet så vel som av ekspansjon av vannet når det er varmet opp. Denne blæren 11 er fylt av gass med et trykk som er tilpasset det normale arbeidstrykket til varmtvannsberederen. Derved oppnås en trykk/volumutjevningsfunksjon når trykket i tanken 1 stiger på grunn av den temperaturavhengige ekspansjonen av vannet.

Det er mulig å justere dimensjonene til åpningene 8 og effekten til varmeelementet 66, hvorved intensiteten til den termiske delingen kan reguleres slik at forskjellene i temperatur mellom toppen og bunnen av tanken kan henholdsvis økes og reduseres. Intensiteten av den termiske delingen er også avhengig av den termiske ledningsevnen til veggene i tanken. Det er derfor mulig å oppnå større forskjeller i vanntemperaturen mellom topp og bunn når tanken er laget av plastmateriale siden den termiske ledningsevnen er lav. Vannet i celle 6, som inneholder varmeelementet 66, vil bli tilstrekkelig varmt før de andre cellene 6 hvis åpningene 8 er laget tilstrekkelig små. Utløpet 63 er herved hensiktsmessig anbrakt i forbindelse med celle 6, i hvilken varmeelementet 66 er plassert.

Figur 2 viser en utførelse av nedre ende av tanken 1 for en varmtvannsbereder. Trykktanken 1 består av en øvre tankende som ikke er vist, som inkluderer en kuppel 2 og et omsluttende skall 4. Den nedre tankenden består av en kuppel 3 og et omsluttende skall 4. Trykktanken 1 inneholder et antall delevegger 5 hvori et antall celler 6 er laget i trykktanken 1. Tilpassede åpninger 8 er plassert mellom de forskjellige cellene 6 ved det punkt der veggene 5 møter kuplene 2, 3. En forbindelse mellom cellene 6 er herved realisert. Et antall kryssende områder 7 (figur 3) dannes der hvor veggene 5 skjærer hverandre. De kryssende områdene 7 er utstyrt med en rørliknende kanal 13 som løper parallelt med og i full lengde av veggene, og som utgjør senteret til tverrsnittet til det kryssende området 7 (figur 3).

To slike trykktankhalvdeler kan føyes sammen slik at de utgjør en trykktank 1. En hensiktsmessig metode for sammenføyning av endedeler for slike trykktanker som er produsert av termoplastisk materiale, er termisk eller kjemisk sammenføyning, for eksempel sveising. Figur 3 viser en del av et kryssende område 7 mellom to skjærende vegger 5. En kanal 13 er plassert i midten av det kryssende området 7. Figurene 4-8 viser forskjellige prosesser for produksjon av en trykktank 1. En trykktank 1 som er produsert av et termoplastisk materiale, består av to tankendedeler og et antall forbundne og derved lastfordelende vegger 5, mellom hvilke et antall celler 5 er dannet. Veggene 5 er plassert slik at et antall kryssende områder 7 er dannet mellom skjærende eller forbundne vegger 5. De kryssende områdene 7 er utstyrt med en avslutning ved hjelp av pluggliknéndé deler 31 (figur 6) som er plassert i den ene halvdelen av en støpeform 30 (figur 6). Hullene 14 (figur 4 og 5), som har et areal større enn det kryssende området 7 og med en dybde større enn tykkelsen av veggene i kuplene 2 og 3, er derved dannet fra utsiden av tanken. En kanal 13 (figur 4) som løper parallelt med veggene 5 og i dens fulle lengde kan realiseres ved å plassere lange kjerner 32 (figur 7) ved de pluggliknéndé delene 31 (figur 7) i den andre halvdelen av støpeformen 30. Kanalen 13 er plassert i sentrum av det kryssende området 7 og har et mindre areal enn arealet til det kryssende området 7.

Ifølge en alternativ utførelse er det mulig å fremstille kanaler 13 ved å utruste de to halvdelene til støpeformen 30 med mottakerinnretninger 34 (figur 8) for et ekstrudert rør 15. Mottakerinnretningen 34 er plassert aksielt i forhold til de pluggliknéndé delene 31. Røret 15 er plassert i støpeformen 30, hvorved plastmaterialet kan injiseres i støpeformen 30 mens mottakerinnretningen 34 og endene på røret 15 danner en tetning som hindrer plastmaterialet fra å trenge inn i røret 15.

Røret 15 kan forhindres fra å klappe sammen under trykket av den injiserte plasten ved samtidig å introdusere en gass under trykk på innsiden av røret

15. Gasstrykket er i hovedsak det samme som injeksjonstrykket til plastmaterialet. Figurene 9-13 viser i tverrsnitt et hull 14 som er plassert i minst en av kuplene 2, 3, samt forskjellige plugger og forskjellige festemåter for pluggene. Hullene 14 (figur 9) som er plassert i kuplene 2, 3, er utstyrt med kanalforbindelsesplugger 20 (figur 12) som forbindes til en kanal 13, hovedforbindelsesplugger 21 (figur 12), blindplugger 22 (figur 10), eller stengeplugger 23 (figur 11). Innløp og utløp fra toppen eller bunnen av tanken kan herved velges uten hensyn til hvorvidt de ytre forbindelsene er plassert på toppen eller bunnen av trykktanken 1. Hullene 14 kan videre lukkes uten å lukke åpningene 8, eller en valgt del av en åpning 8 kan lukkes slik at en eller flere celler 6 (figur 2) er atskilt fra hverandre. Alle plugger kan med fordel festes ved hjelp av en friksjonssveisemetode der for eksempel roterende friksjonssveis er spesielt gunstig, men ultrasonisk sveising er fortrukket for stengeplugg 23 siden den er ikke-symmetrisk. Figur 14 viser i tverrsnitt en prosess for produksjon av en trykktank 1 i to termoplastiske blandinger i et ytre og et indre stratum. Trykktanken 1 er fremstilt ved injeksjonsstøping av to forskjellige termoplastiske blandinger ved først å injisere en forhåndsbestemt mengde med smeltet termoplastisk materiale A i hulrommet til støpeformen 30. Den gjenværende mengden med termoplastisk materiale B blir deretter injisert i hulrommet slik at det termoplastiske materialet A i hovedsak vil inneslutte det termoplastiske materialet B. Det termoplastiske materialet A består av ren polybuten uten noe fyllende eller forsterkende materiale, mens det termoplastiske materialet B består av polybuten innblandet med et forsterkende materiale bestående av 15% karbonfiber.

I henhold til en alternativ utførelse av oppfinnelsen kan det termoplastiske materialet B bestå av et termoplastisk materiale blandet med 20-70 % av et elektrisk ledende materiale så som grafittknoller eller et ledende plastmateriale. Stratumet som utgjøres av det termoplastiske materialet B kan herved virke som et varmeelement ved å sende en elektrisk strøm gjennom materialet. Materialet vil være selvjusterende siden den termiske ekspansjonen i den termoplastiske delen av stratumet er relativt høy. Motstanden i materialet vil stige med stigende temperatur siden grafittknollene vil skilles fra hverandre når materialet ekspanderer. Behovet for elektronisk styring er herved redusert eller eliminert. Ved å øke eller redusere mengden av tilsetning kan en varmtvannsbereder tilpasses en rekke varierende temperaturområder og elektriske spenninger.

Eksempel

En første trykktank 1 i henhold til oppfinnelsen, som var delt i 10 celler som hadde forbindelse med hverandre ved hjelp av åpninger 8 i følge figur 1, ble sammenliknet med en annen, konvensjonell trykktank uten delevegger. De to trykktankene, som hver rommet et volum på 20 liter, ble hver utstyrt med et varmeelement på 3 kW. Varmeelementet til trykktanken i henhold til oppfinnelsen ble plassert i den midtre celle 6 i en av radene som vist på figur 1. Trykktankene ble også utstyrt med en temperaturføler nær midten av toppkuppelen 2, en annen temperaturføler nær det punktet der toppkuppelen 2 møter det omsluttende skallet 4, en tredje nær senteret til bunnkuppelen 3, og til slutt en fjerde nær det punktet der bunnkuppelen møter det omsluttende skallet 4. Varmeelementet ble deretter skrudd på og temperaturfølerne ble avlest regelmessig. Etter 20 minutter var temperaturene henholdsvis 65°C og 64°C ved de to øvre følerne til tanken i henhold til oppfinnelsen. Temperaturene ved de samme punktene i den andre tanken var henholdsvis 58°C og 58°C. Temperaturene i bunnen av tanken i henhold til oppfinnelsen var henholdsvis 32°C og 33°C, mens temperaturene i den andre tanken var henholdsvis 40°C og 41°C. Sammenlikningen viser at trykktanken i henhold til oppfinnelsen ga en betraktelig raskere oppvarmingstid i den øverste delen av tanken.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til de viste utførelsene siden de kan varieres innenfor rammen av oppfinnelsen. For eksempel kan en ekstrudert rørdel utstyres med to injeksjons støpte kuppeldeler. Kuppeldelene kan for eksempel holdes på plass med et stroppearrangement. Trykktanker med stor høyde kan derved realiseres. En tank med slik høyde vil selvsagt også oppvise større forskjeller i temperaturen mellom topp og bunn under oppvarmings fas en, noe som er en ønsket egenskap.

Claims (18)

1. Prosess for fremstilling av en trykktank (1) laget av et termoplastisk materiale eller en varmeherdende harpiks, ved hvilken en trykktank (1) bestående av en første og en andre tankendedel som er fremstilt ved injeksjonsstøping eller press-støping og eventuelt en mellomrørdel som fortrinnsvis er fremstilt ved ekstrudering, hvor tankendedelene inkluderer et omsluttende skall (4) som utgjør sidene til trykktanken (1), og hver av kuplene (2 eller 3) som utgjør henholdsvis de øvre og nedre endene til trykktanken (1) når de er sammensatt, hvori et antall forbundne og dermed lastfordelende vegger (5) løper fra kuplene (2, 3) langs det omsluttende skallet (4) mot den åpne delen av hver tankendedel, hvori et tilsvarende antall med vegger (5) som passer sammen løper fra en åpen del av den eventuelle mellomrørdelen langs det omsluttende skallet til rørdelen til den andre enden av det samme slik at når to tankender settes sammen, eventuelt med en mellomrørdel plassert i mellom, møtes kantene for hver av veggene (5) i de forskjellige delene, mellom hvilke vegger (5) et antall celler (6) dannes, og hvori veggene (5) er plassert slik at et antall kryssende områder (7) dannes mellom skjærende eller forbundne vegger (5), karakterisert ved at minst en, fortrinnsvis alle kryssende områder er utstyrt med en avslutning ved å anvende et hull (14) fra utsiden av kuppelen, hvis hull (14) er større enn det skjærende området (7) og har en dybde som er større enn godstykkelsen til kuppeldelen (2, 3) hvori forbindelsesåpningene (8) mellom cellene (6) i trykktanken (1) er etablert.

2. Prosess i følge krav 1, karakterisert ved at tankens endedeler og den eventuelle mellomrørdelen er sammenføyet ved speilsveising, friksjonssveis, pressing eller liming.

3. Prosess i følge krav 1 eller 2, karakterisert ved at hullene (14) er fremstilt ved hjelp av pluggliknéndé deler (31) plassert i en av halvdelene til støpeformen (30).

4. Prosess i følge krav 3, karakterisert ved at en eller flere av de pluggliknéndé delene (31) som er plassert i en av halvdelene av støpeformen og/eller ved motsatte punkt/punkter på den andre halvdelen av støpeformen er forsynt med en aksielt plassert lang kjerne eller kjerner (32) hvis tverrsnittsareal er mindre enn det kryssende området (7), hvorved minst en kanal (13) som er parallell med veggene (5) er laget i tverrsnittet til det skjærende området (7).

5. Prosess i følge krav 3, karakterisert ved at de to halvdelene til støpeformen (30) er utstyrt med mottakerinnretninger (34), plassert aksielt i forhold til de pluggliknéndé delene (31), hvis mottakerinnretninger (34) har til formål å ta i mot et harpiks eller et termoplastisk materiale, at røret (15) er plassert i støpeformens hulrom (30) etter hvilket en flytende plastmateriale injiseres i støpeformens hulrom mens mottakerinnretningene (34) forhindrer inntrenging av plastmateriale i røret ved hjelp av en trang pasning mellom mottakerinnretningene (34) og kantene på røret (15).

6. Prosess ifølge krav 5, karakterisert ved at en gass injiseres i røret (15) samtidig med injeksjonen av plastmaterialet, slik at et trykk som i hovedsak tilsvarer trykket til det injiserte flytende plastmaterialet dannes inni røret (15), hvori røret forhindres fra å klappe sammen under innflytelse av injeksjonstrykket til plastmaterialet.

7. Prosess ifølge krav 3, karakterisert ved at de to halvdelene til støpeformen (30) er utstyrt med mottakerinnretninger (34), plassert aksielt i forhold til de pluggliknéndé delene (31), hvis mottakerinnretninger (34) har til formål å ta i mot en smeltekjerneprofil som er plassert inn i støpeformen (30) etter hvilket flytende plastmateriale injiseres i støpeformens hulrom, og at smeltekjerneprofilet fjernes ved hjelp av smelting etter at plastmaterialet har stivnet og delen er fjernet fra støpeformen, hvorved minst en kanal som er parallell med veggene (5) dannes i tverrsnittet til det kryssende området (7).

8. Prosess i følge krav 3, karakterisert ved at et forhåndsbestemt mengde med flytende plastmateriale injiseres i støpeformens hulrom, hvis plastmateriale tillates å stivne noe, hvoretter en gass injiseres i plastmaterialet gjennom pluggliknéndé deler (31) eller de motsatte punktene i den andre halvdelen av støpeformen (30), hvorved minst en kanal (13) som er parallell med veggene dannes i tverrsnittet til det kryssende området (7).

9. Prosess i følge hvilket som helst av kravene 1-8, karakterisert ved at hullene (14) er utstyrt med plugger som er valgt blant en gruppe bestående av en blindplugg (22), en kanalforbindelsesplugg (20) som er forbundet til kanalene (13), en hovedforbindelsesplugg (21) som er forbundet direkte til trykktanken (1) eller en stengeplugg (23) tilpasset struping eller stenging av vannstrømmen i forbindelsesåpningene (8), hvis plugger er limt, skrudd, friksjonssveiset, speilsveiset eller presset inn i hullene (14) til kuplene (2, 3).

10. Prosess i følge et hvilket som helst av kravene 1-9, karakterisert ved at de to tankendedelene og den eventuelle mellomrørdelen er fremstilt ved injeksjonsstøping av to blandinger, fortrinnsvis termoplast, ved først å injisere en forhåndsbestemt mengde med flytende plastmateriale A i støpeformens hulrom, hvoretter en gjenværende mengde med flytende materiale B injiseres slik at plastmaterialet A i hovedsak vil inneslutte plastmateriale B.

11. Prosess i følge krav 10, karakterisert ved at plastmaterialet A er et rent, ikkefylt termoplastisk materiale valgt blant polyetylen, polypropylen, polybuten, polyamid, polykarbonat, polyvinylklorid, polystyren, kryssbundet polyetylen eller liknende, og at plastmaterialet B er et av de ovenstående materialer, fortrinnsvis det samme som materiale A, blandet med 1-35 % av et materiale som er valgt blant glassfiber, karbonfiber, stålfiber, glimmer, kalk eller liknende.

12. Prosess i følge krav 10, karakterisert ved at plastmaterialet A er et rent, ikkefylt termoplastisk materiale som er valgt blant polyetylen, polypropylen, polybuten, polyamid, polykarbonat, polyvinylklorid, polystyren, kryssbundet polyetylen eller liknende, og at plastmaterialet B er et av de ovenstående materialer, fortrinnsvis det samme som materiale A, blandet med 20-70 % av et elektrisk ledende materiale som er valgt blant grafittknoller, karbonfiber, stålfiber eller liknende, og at stratumet som er dannet av plastmaterialet B er forbundet til en elektrisk leder slik at strømmen flyter gjennom stratumet, hvorved stratumet vil fungere som et varmeelement.

13. Trykktank (1) produsert ved en prosess i følge hvilket som helst av kravene 1-12, spesielt en trykktank (1) for en varmtvannsbereder, hvis trykktank (1) omfatter to kupler (2, 3) som utgjør den øvre og nedre enden av trykktanken (1) og et omsluttende skall (4) som utgjør sidene til trykktanken (1), og hvis trykktank (1) videre inneholder et antall skillevegger og lastfordelende vegger (5) som løper fra en kuppel (2) til den andre kuppelen (3) langs det omsluttende skallet (4) hvori et antall celler (6) dannes i trykktanken (1), karakterisert ved at åpninger (8) er plassert i området der veggene (5) forbindes med kuplene (2, 3) slik at en forbindelse er etablert mellom cellene (6), at den termiske sirkulasjonen som vanligvis forekommer blir redusert ved hjelp av veggene (5), hvorved en termisk deling av vannet med en varm øvre sone (61) og en kald nedre sone (62) dannes i trykktanken (1) under oppvarming av kaldt vann, hvori oppvarmingstiden for deler av vannet reduseres radikalt.

14. Trykktank (1) i følge krav 13, karakterisert ved at minst en av cellene (6) er utstyrt med minst en luft- og vanntett blære (11) som inneholder en gass med et forhåndsbestemt trykk, dette trykket er tilpasset arbeidstrykket til trykktanken (1), hvori en trykk/volumutjevnende funksjon som minimaliserer virkningen av vannets termiske ekspansjon, trykkstøt og liknende, er etablert.

15. Trykktanken (1) i følge krav 13, karakterisert ved at minst en av cellene (6) er utstyrt med åpninger (8) bare i den nedre delen av trykktanken (1), hvori et trykkutjevnende gasshulrom dannes i cellen eller cellene (6).

16. Trykktank (1) i følge hvilket som helst av kravene 13-15, karakterisert ved at trykktanken (1) er produsert av et varmeherdende harpiks som er valgt blant gruppen polyester eller melaminharpiks eller et termoplastisk materiale valgt blant gruppen polyetylen, polypropylen, polybuten, polyamid, polykarbonat, polyalkylentereftalat, polyvinylklorid, polystyren, kryssbundet polyetylen eller liknende.

17. Trykktank (1) i følge hvilket som helst av kravene 13-16, karakterisert ved at minst ett av de kryssende områdene (7) mellom de skjærende veggene (5) er utstyrt med en kanal (13) som løper parallelt med, og i full lengde av veggene (5).

18. Trykktank (1) i følge hvilket som helst av kravene 13-17, karakterisert ved at huller (14) som er plassert i kuplene (2, 3) er utstyrt med plugger som er valgt fra en gruppe bestående av blindplugger (22), kanalforbindelsesplugger (20) forbundet til kanaler (13), hovedforbindelsesplugger (21) forbundet direkte med trykktanken (1) eller lukkeplugger (23) tilpasset struping eller avstenging av vannstrømmen gjennom forbindelsesåpningene (8), hvorved vannstrømmen til og fra trykktanken (1) etter valg kan plasseres på toppen eller bunnen, at hullene (14) kan lukkes uten å lukke åpningene (8), eller at en del av en åpning (8) kan lukkes eller strupes slik at en eller flere celler (6) helt eller delvis kan skilles fra hverandre.