NO316240B1 - Et isolasjonssystem og fremgangsmåte for anbringelse av et isolasjonssystempå et rör eller en beholder - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et isolasjonssystem for et rør eller en beholder med en overflatetemperatur som for kortere eller lengre perioder er lavere enn duggpunkttemperaturen i omgivende luft, og innbefatter en mdre kapillær-aktiv spalte mellom overflaten av røret eller beholderen og det omgivende varmeisolerende lag i hvilket en eller flere kapillæraktive åpmnger er anbrakt som forbinder den indre side av det isolerende lag med dets ytre side, slik at kondensert vann kan transporteres ved kapillærvirkmng fra overflaten av røret eller beholderen til den ytre side av det isolerende lag, fra hvilket det kan fordampe til omgivende luft

EP-patent nr 0 528 936 beskriver et isolenngssystem av den ovenfor nevnte type, i hvilket et vannabsorberende materiale er anbrakt inne i den indre kapillæraktive spalte, hvilket materiale er beliggende ut gjennom en spalteformet åpning i det varmeisolerende lag til den ytre side av det isolerende lag, og helt eller delvis rundt dette Det kjente isolasjonssystemet er særlig egnet for å isolere rør for transport av kalde media, slik som kjolevæske Når kondensasjon av vanndamp finner sted på overflaten av slike rør, vil kondensert vann bh absorbert i det indre vannabsorberende lag, og fra der vil dette beveges ut ved kapillærvirkmng til det ytre vannabsorberende lag, fra hvilket det fordamper til omgivende luft, og isolasjonssystemet er dermed selvtørkende

Det er hittil antatt at kravet for at det kjente isolasjonssystem er i stand til å fungere er at i det minste en del av den ytre side av det ytre vannabsorberende lag er i direkte kontakt med omgivende luft, slik at fri fordampning av kondensert vann kan finne sted fra dette avsnitt

I tilfeller i hvilken det er ønskelig å dekke det ytre vannabsorberende lag med et beskyttende lag, f eks et plast- eller metallflak, har det dekkende materialet følgende blitt anbrakt med hull eller spalter

For kjøleinstallasjoner, dvs for benyttelse i matvareindustnen, er det nødvendig at installasjonene og tilhørende kjølerør og beholdere kan vaskes effektivt, med andre ord ved trykkspyling Som et resultat, har matvareindustnen vært tilbakeholden med å bruke lsolasjonssystemer av den ovenfor nevnte type som er anbrakt med et ytre beskyttende lag med hull eller spalter

I overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse er et isolasjonssystem av den type som er angitt i ingressen frembrakt, hvilket er karakterisert ved at den ytre side av det isolerende lag er omgitt av en vannavstøtende membran for å danne en ytre spalte mellom den ytre side av det isolerende lag og membranen

Foretrukne trekk ved isolasjonssystemet ifølge oppfinnelsen fremgår av de medfølgende uselvstendige kravene 2 til 8

Ifølge oppfinnelsen er det også tilveiebragt en fremgangsmåte for anbringelse av et isolasjonssystem på et rør eller en beholder som angitt i innledningen til de medfølgende krav 9 til 13 Fremgangsmåten er således kjennetegnet ved de karakteriserende trekk som angitt i det selvstendige krav 9 Foretrukne trekk ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fremgår av de medfølgende uselvstendige kravene 10 til 13

Gitt at den vannavstøtende membran også er fullstendig vanntett og diffusjonstett, vil foreliggende isolasjonssystem teoretisk være unødvendig I praksis har det imidlertid vist seg at det er umulig å frembringe en fullstendig vanntett og diffusjonstett membran selv ved benyttelse av et metallflak, da det er umulig å frembringe skjøter som er permanent tette

Isolasjonssystemet i overensstemmelse med oppfinnelsen tillater vannpenetrenng ved lekkasje for å diffusere ut igjen, enten gjennom lekkasjer eller gjennom vannavstøtende membran, hvilket i det tilfellet må være fremstilt av et materiale som er mer eller mindre diffusjonsåpent I tilfelle av rør som ikke er utsatt for påvirkning av vann, kan det vannavstøtende membran være fremstilt av metallflak, systemet vil opptre fra den følgende beskrivelse, som "selvtettende" i forhold til mindre lekkasjer i skjøtene I tilfelle hvor rørene som spyles, eller på annet vis utsettes for direkte påvirkning av vann, må det vannavstøtende membran være fremstilt av et diffusjonsåpent materiale, da ikke ubetydelige mengder vann kan penetrere gjennom selv små lekkasjer i skjøter, mens tørking ved diffusjon i små hull skrider frem mye tregere

Oppfinnelsen er basert på en ny fysisk (hygrotermisk) oppdagelse med den effekt at ved hjelp av kapillær sugeegenskap til en væskesubstans, er det mulig å bygge opp et vanndamps partialtrykk inne i et hulrom, som er nøyere enn partialtrykket inne i et andre hulrom, som har en temperatur som er lavere enn duggpunktstemperaturen til luften i det første, varmere hulrommet, nevnte andre hulrom er i forbindelse med det første hulrommet via en kapillæraktiv spalte i hvilken en vekesubstans kan være anbrakt Eksempler på egnede membranmatenaler innbefatter vanntette og diffusjonsåpne tekstilmaterialer, slik som de som er solgt og registrert under varemerket Trevira® og GORE-TEX® og hvilket bl a benyttes for å fremstilte fhtidsklær Alternativt kan det benyttes et vevet tøy dekket med en vannavstøtende maling

I overensstemmelse med en foretrukket utførelsesform av isolasjonssystemet i overensstemmelse med oppfinnelsen, er den omgivende membran både vanntett og diffusjonsåpent Den vanntette membran kan på enkelt vis også bestå av et plastdekke, slik som en plastfolie solgt under varemerket Isogenopak®, hvilket er forholdsvis diffusjonsåpent, eller et metalldekke, i tilfeller hvor en diffusjonsåpen membran ikke er nødvendig fordi røret ikke er utsatt for direkte påvirkning av vann, men hvor en sterk beskyttelse mot mekaniske støt er ønskelig

I overensstemmelse med en foretrukket utførelsesform av isolasjonssystemet ifølge oppfinnelsen, er et lag med vannabsorberende materiale anbrakt inne i både den indre og den ytre spalte

Når åpningen i det varmeisolerende lag er en aksialt beliggende åpning, faller fortrinnsvis de to lag med vannabsorberende materiale sammen, og det ytre lag består fortrinnsvis av to deler beliggende i motsatte retninger fra spalten Slik isolasjon er særlig enkel å anbringe på f eks rettvinklede kalde rør, da det er tilstrekkelig simpelthen å plassere det absorberende lag, f eks i form av et stykke med filt, på rørene og med utad projeserende ender, og for å anbringe rørformede plateisolerende elementer, med diffusjonstette overflatelag, rundt røret, og etterfølgende brette til side de to frie ender av det vannabsorberende lag fra spalten, og eventuelt forbinde disse ender med den ytre side av det varmeisolerende lag og det diffusjonstette lag På toppen av det vannavstøtende og eventuelt diffusjonsåpne lag anbringes membranen

Lagene med vannabsorberende materiale er fortrinnsvis fiberlag bestående av glassfibre, organiske, syntetiske eller naturlige fibre Et eksempel på et velegnet fibermatenale er et ikke-vevet tekstilmateriale av hydrofile, syntetiske fibre, slik som nylon eller polypropylenfilt, med en vekt av 20-150 g/m<2> Når det er spesielle krav til brannsikkerhet, kan glassdekket være velegnet

Det indre vannabsorberende lag er, som nevnt, i kontakt med den ytre side av det isolerte rør eller beholder, men det er ikke nødvendigvis i kontakt med alle deler av den ytre side av røret eller beholderen F eks behøver ikke nødvendigvis det indre vannabsorberende lag å være beliggende rundt hele røret, og det behøver heller ikke å være i kontakt med røret over hele lengden av røret Derved kan det indre og det ytre vannabsorberende lag være bestående av striper, hvilke ved intervaller er i kontakt med røret

Ved å benytte isolerende matenaler med lukkede celler, slik som oppskummet gummi eller skummet plast, reduseres behovet for å benytte et indre vannabsorberende lag til et minimum, og det kan være eventuelt mulig å utelate fullstendig og erstatte med en overflatebehandling av røret og den indre side av isolasjonen med et overflateaktivt stoff, da de kapillære krefter i hulrommet mellom den ytre side av røret eller beholderen og det isolerende lag vil transportere kondensfuktighet til det vannabsorberende lag i en åpning i det isolerende materialet I likhet kan benyttelse av et ytre vannabsorberende lag reduseres til et minimum

Det varmeisolerende materialet kan bestå av kjente isolerende matenaler, og det er foretrukket å benytte mineralull eller oppskummet åpencelleplast, og i spesielle isolerende matenaler å ha en diffusjonstett overflate, men også lukket celleisolerende matenaler, slik som oppskummet gummi eller oppskummet plast er egnet

Ved isolasjon av rør, kan det benyttes et spesielt rørformet mineralullprodukt som kombinert vannabsorberende lag og varmeisolerende lag, hvilket produkt har et tynt, integrert indre lag med mineralull, hvilket er gjort vannabsorberende Dette indre lag, hvilket f eks har en tykkelse av 1-3 mm, kan gjøres vannabsorberende under produksjonsprosessen ved å øke temperaturen i det indre laget til et punkt over temperaturen ved hvilken det vannavstøtende impregnerende middel, hvilket slikt mineralullprodukt vanligvis inneholder, løses opp

Det diffusjonstette laget på den ytre side av det varmeisolerende lag kan enkelt bestå av en plast eller metallfolie, eksempelvis en aluminiumsfolie

Det isolerende system beskrevet over er ikke kun egnet for å isolere det virkelige rør, men også for anbnngelse på ventiler, flenser, skjøter og lignende, hvilke er bygget inn eller forbundet med røret

Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for å anbringe et isolasjonssystem på et rør eller en beholder av den ovenfor nevnte type Fremgangsmåten i overensstemmelse med oppfinnelsen er av den type, hvor et isolerende system er anbrakt på et rør eller en beholder med en overflatetemperatur som for kortere eller lengre perioder er lavere enn duggpunkttemperaturen til den omgivende luft, hvor et varmeisolerende lag er anbrakt rundt røret eller beholderen for å danne en indre kapillæraktiv spalte mellom overflaten av røret eller beholderen og det varmeisolerende lag, at en eller flere kapillæraktive åpmnger er anbrakt i det varmeisolerende lag, hvilke åpninger forbinder den indre side av det isolerende lag med den ytre side av dette, slik at kondensert vann kan transporteres ved kapillærvirkmng fra overflaten av røret eller beholderen til den ytre side av det isolerende lag, eller til den ytre side av det diffusjonstette lag anbrakt på det isolerende lag, fra hvilket det kan fordampe til omgivende luft, og hvilken er karakterisert ved at en vannavstøtende membran er anbrakt rundt det isolerende lag for å danne en ytre spalte mellom den ytre side av det isolerende lag og membranen

I det etterfølgende er oppfinnelsen beskrevet i nærmere detalj, med henvisning til tegningen som viser et tverrsnitt gjennom et kaldtvannsrør omgitt av en foretrukket utførelsesform av et isolasjonssystem i overensstemmelse med oppfinnelsen

I tegning er 1 et kaldvannsrør, den ytre side av hvilket er dekket av et vannabsorberende lag 2, slik som et filtlag, hvilket fyller ut en indre spalte Det vannabsorberende lag 2 er omgitt av et varmeisolerende lag 3, og et slikt lag er av mineralfibre Det varmeisolerende lag 3 er, i utførelsesformen som er vist, omgitt av et diffusjonstett lag 4, men ved benyttelse av et diffusjonstett varmeisolerende lag, slik som et celleplastlag eller cellegummilag, kan det diffusjonstette laget 4 utelates En aksielt beliggende spalte S er anbrakt i det varmeisolerende lag 3 og i det omgivende diffusjonstette lag 4, og deler av det vannabsorberende lag 2, hvilket fungerer som en kapillærsugende vekesubstans, passerer ut gjennom spalten 5 og anbringes slik at den dekker den ytre side av det diffusjonstette lag 4 Det vannabsorberende lag 2 på den ytre side av det diffusjonstette lag 4 er omgitt av en vanntett membran 6

Det ringformede hulrommet mellom det diffusjonstette lag 4 og den vanntette membranen 6 danner en ytre, varm spalte 7

Eksempel

Med hensikt å klargjøre funksjonen ved det isolerende system vist i figuren, antas det at overflatetemperaturen i et kaldtvannsrør er 5°C Denne temperatur korresponderer til et metmngstrykk på 875 Pa Dersom den omgivende luft har en temperatur på 20°C og en relativ luftfuktighet på 65%, korresponderer dette til et partialtrykk på 1545 Pa Så lenge isolasjonssystemet er tørt, vil fuktighetstransport finne sted ved diffusjon fra den omgivende luft med høyere partialtrykk enn 1545 Pa til røroverflaten med det lavere partialtrykk på 875 Pa

Dette vil resultere i dannelsen av kondensert vann på røroverflaten Det kondenserte vannet vil, ettersom det er dannet, absorberes av det vannabsorberende lag 2, og vil bli suget ut gjennom spalten 5 ved kapillærvirkmng samtidig som dets temperatur, og følgelig partialtrykk øker Fuktgjønngen av det vannabsorberende lag 2 betyr at partialtrykket vil bli likt metmngstrykket ved temperaturen som det vannabsorberende laget har på det aktuelle sted Avhengig av den varmeisolerende kapasitet til det isolerende lag 3, vil temperaturen i det diffusjonstette laget 4 og temperaturen i membranen 6 være omtrent hk, og kun 1-2°C lavere enn temperaturen av omgivende luft Partialtrykket i spalten 7 mellom det diffusjonstette laget 4 og membranen 6 vil følgelig være lik metmngstrykket ved 18-19°C, dvs omtrent 2100 Pa Da dette partialtrykket er omtrent 550 Pa høyere enn partialtrykket til den omgivende luft, vil diffusjonen, som var innad rettet ved starten av fuktgjønngen, gradvis erstattes av en utad rettet diffusjon, hvilken vil resultere i en uttørring av isolasjonssystemet Uttørnngen vil fortsette så lenge det er overflødig fuktighet i systemet, særlig på røroverflaten Følgelig vil en hkevektssituasjon dannes ved et lavt fuktinnhold, hvor partialtrykket i hulrommet mellom det diffusjonstette laget 4 og membranen 6 vil jevne ut partialtrykket til den omgivende luft og følgelig vil diffusjon av fuktighet oppstå verken inn i eller ut av systemet, hvilket derved forblir tørt, og det virkelig isolerende matenalet vil derved forbli ved sm ongmale varmeisolerende kapasitet

Dersom membranen 6 er fullstendig diffusjonstett, vil ingen innad rettet diffusjon (fuktgjønng) eller ingen utad rettet diffusjon (uttørring) være i stand til å opptre, men, hvilket er tilfellet, er dette ikke nødvendig med mindre det isolerende matenalet ble tilført i fuktig tilstand Som uttrykt i ingressen, vil det i praksis være omtrent umulig å gjøre membranen 6 fullstendig og permanent diffusjonstett, selv ved benyttelse av metallflak, på grunn av skjøter mellom flakene

Enhver utilsiktet lekkasje i membranen 6, frembrakt ved f eks skade eller ikke-tilstrekkelig tetting av skjøter, vil ikke forårsake fuktgjønng av isolasjonssystemet, da disse simpelthen vil resultere i forbedrede muligheter for diffusjon av fukt ut gjennom lekkasjene i membranen 6

Uavhengig av hvorvidt membranen 6 er fremstilt i et fullstendig vanntett eller diffusjonstett materiale, slik som metallflak, vil lekkasjer opptre, f eks i form av utilstrekkelig tettede skjøter Disse lekkasjene kan gi opphav til gjennomtrenging av vann fra rensing eller, i tilfellet av utendørsinstallasjoner, fra regn Ved benyttelse av isolasjonssystemet i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse, vil gjennomtrenging av fuktighet diffusere ut gjennom lekkasjene, forårsakende en uttørring av isolasjonssystemet

Imidlertid, som ovenfor angitt, kan det være på sin plass, der hvor røret er utsatt for direkte påvirkning av vann, ikke å utføre dekket av metall, men av et til sammenligning diffusjonsåpent materiale, slik som f eks PVC-folie, da forholdsvis betydelige mengder vann kan tre inn gjennom selv små lekkasjer i dekkeskjøter, hvilket vann vil være vanskelig å tørke ut igjen ved diffusjon gjennom de samme lekkasjer

Claims (13)

1 Isolasjonssystem for rør og beholder med en overflatetemperatur som for kortere eller lengre perioder er lavere enn duggpunkttemperaturen for omgivende luft, og består av en indre kapillæraktiv spalte mellom overflaten av røret eller beholderen og et omgivende varmeisolerende lag i hvilket en eller flere kapillæraktive åpninger er anbrakt som forbinder den indre side av det isolerende lag med dets ytre side, slik at kondensert vann kan transporteres ved kapillærvirkmng fra overflaten av røret eller beholderen til den ytre side av det isolerende lag, fra hvilken det kan fordampe til omgivende luft, karakterisert ved at den ytre side av det isolerende lag er omgitt av et vannavstøtende membran for å danne en ytre spalte mellom den ytre side av det isolerende lag og membranen

2 Isolasjonssystem ifølge krav 1, karakterisert ved at membranen er diffusjonsåpen

3 Isolasjonssystem ifølge krav 2, karakterisert ved at membranen er et plast- eller metalldekke

4 Isolasjonssystem ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at det indre kapillæraktive lag er anbrakt inne i den kapillæraktive spalte mellom overflaten av røret eller beholderen og det omgivende varmeisolerende lag, hvilket kapillæraktive lag i det minste delvis fyller spalten

5 Isolasjonssystem ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at det kapillærsugende materialet er anbrakt i den kapillæraktive åpning eller åpninger i det isolerende lag

6 Isolasjonssystem ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at det varmeisolerende lag har en diffusjonstett overflate

7 Isolasjonssystem ifølge ethvert av kravene 1-5, karakterisert ved at det varmeisolerende lag består av et isolerende materiale som er i og for seg diffusjonstett

8 Isolasjonssystem ifølge kravene 6 eller 7, karakterisert ved at hulrommet mellom den ytre side av det isolerende lag og den omgivende membran i det minste delvis fylles av et kapillærsugende matenale

9 Fremgangsmåte for å anbringe et isolasjonssystem på et rør eller en beholder med en overflatetemperatur som for kortere eller lengre perioder er lavere enn duggpunktstemperaturen til omgivende luft, hvor et varmeisolerende lag er anbrakt rundt røret eller beholderen for å danne en indre kapillæraktiv spalte mellom overflaten av røret eller beholderen og det varmeisolerende lag, at en eller flere kapillæraktive åpninger er anbrakt i det varmeisolerende lag, hvilke åpninger forbinder den indre side av det isolerende lag med dets ytre side, slik at kondensert vann kan transporteres ved kapillærvirkmng fra overflaten av røret eller beholderen til den ytre side av det isolerende lag, fra hvor det kan fordampe til omgivende luft, karakterisert ved at en vannavstøtende membran anbringes rundt det isolerende lag for å danne et hulrom mellom den ytre side av det isolerende lag og membranen

10 Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at det benyttes et vanntett og diffusjonsåpent membran

11 Fremgangsmåte ifølge kravene 9 eller 10, karakterisert v e d at det benyttes et membran i form av plast- eller metalldekke

12 Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 9-11, karakterisert ved at et kapillærsugende matenale anbringes inne i de indre kapillæraktive spalte, hvilket matenale i det minste delvis fyller spalten

13 Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 9-12, karakterisert ved at et kapillærsugende matenale er anbrakt inne i den kapillæraktive åpmng eller åpninger i det isolerende lag