PL155254B1

PL155254B1 - Thermal insulation of sandwich structure

Info

Publication number: PL155254B1
Application number: PL26260186A
Authority: PL
Priority date: 1986-11-26
Filing date: 1986-11-26
Publication date: 1991-11-29
Also published as: PL262601A1

Description

RZECZPOSPOLITA OPIS PATENTOWY 155 254 POLSKARZECZPOSPOLITA PATENT DESCRIPTION 155 254 POLAND

Patent dodatkowy do patentu nr-Zgłoszono: 86 11 26 (P. 262601)Additional patent to Patent No.-Pending: 86 11 26 (P. 262601)

PierwszeństwoPriority

Int. Cl.⁵ F16L 59/12Int. Cl. ⁵ F16L 59/12

E04B 1/74 F02B 77/11E04B 1/74 F02B 77/11

URZĄDOFFICE

PATENTOWYPATENT

RPRP

Zgłoszenie ogłoszono: 88 09 01Application announced: 88 09 01

GYTElUlft BCG LHGYTElUlft BCG LH

Opis patentowy opublikowano: 1992 02 28Patent description published: 1992 02 28

Twórca wynalazku--Uprawniony z patentu: A4GM Energetikai Gepgyarto Leanyvallalat, Budapeszt (Węgry)Inventor - Authorized by the patent: A4GM Energetikai Gepgyarto Leanyvallalat, Budapest (Hungary)

Izolacja cieplna, zbudowana w sposób warstwowyThermal insulation constructed in layers

Wynalazek dotyczy izolacji cieplnej, zbudowanej w sposób warstwowy, do izolowania cieplnego ścian kanałów, rur i zbiorników, zwłaszcza kanałów wylotowych silników spalinowych, np. silników wysokoprężnych, przy czym izolacja cieplna zawiera co najmniej jeden element płytowy, otaczający ścianę kanału i co najmniej jedną warstwę izolacji cieplnej, która jest umieszczona współosiowo do linii przebiegu kanału i tworzy co najmniej jedną, zasadniczo zamkniętą przestrzeń, wypełnioną powietrzem, gazem lub innym izolującym materiałem.The invention relates to thermal insulation constructed in a sandwich fashion for thermally insulating the walls of ducts, pipes and tanks, in particular exhaust ducts of internal combustion engines, e.g. diesel engines, the thermal insulation comprising at least one plate element surrounding the duct wall and at least one layer. thermal insulation which is coaxial to the line of the duct and forms at least one substantially closed space filled with air, gas or other insulating material.

Jest znane, że w silnikach spalinowych, zwłaszcza w silnikach wysokoprężnych z doładowaniem gazy wylotowe, opuszczające przestrzeń spalania, zawierają jeszcze znaczną energię cieplną. Te gazy wylotowe w kanałach wylotowych głowicy cylindrowej i w przewodach gazów wylotowych są chłodzone także wodą, aby utrzymać obciążenie cieplne zespołów konstrukcyjnych, zawierających te kanały, na odpowiednim poziomie. Przewody gazów wylotowych w silnikach z turboładowaniem są co prawda tylko nieznacznie izolowane cieplnie, jednakże kanał wylotowy głowicy cylindrowej i obudowa turbiny gazowej są intensywnie chłodzone wodą. Wartość cieplna gazów wylotowych jest w znacznej mierze ograniczona przez wodę chłodzącą, zatem zmniejsza się jej znaczenie dla wtórnego wykorzystania odpowiedniej ilości energii cieplnej.It is known that in internal combustion engines, especially in supercharged diesel engines, the exhaust gases leaving the combustion space still contain a considerable thermal energy. These exhaust gases in the cylinder head exhaust ducts and in the exhaust gas ducts are also cooled with water to keep the heat load of the structural units containing these ducts at an appropriate level. The exhaust gas lines of turbocharged engines are only slightly thermally insulated, however, the cylinder head exhaust channel and the gas turbine housing are intensively cooled by water. The thermal value of the exhaust gases is largely limited by the cooling water, so its importance for the re-use of an appropriate amount of thermal energy is diminished.

W opisie patentowym HU nr 99721 jest opisany przykład izolacji cieplnej i dźwiękowej, zaopatrzonej w warstwy powietrzne, która jest utworzona przez elementy w postaci cel, podzielone na zespoły konstrukcyjne, a pojedyncze zespoły izolacyjne są zaopatrzone w co najmniej jedną taką ścianę, która jest umieszczona w kierunku grubości warstwy powłoki powietrznej, a jednocześnie służy jako uchwyt odległościowy, zabezpieczający grubość warstwy powietrznej. Za pomocą tego rozwiązania może być umieszczona wokół przewodu rurowego, prowadzącego medium, nawet powłoka z wielowarstwowej izolacji cieplnej.In the HU patent No. 99721 an example of a heat and sound insulation provided with air layers is described, which is formed by cell-like elements divided into structural units, and individual insulating units are provided with at least one such wall, which is arranged in direction of the air layer thickness, and at the same time serves as a spacer to secure the thickness of the air layer. With this solution, even a multi-layer thermal insulation sheath can be arranged around the pipe carrying the medium.

Z opisu patentowego DE nr 2 361 036 jest znany element izolacji cieplnej, ukształtowany w sposób warstwowy, który składa się z kombinacji elementów rurowych, umieszczonych współosiowo wokół przewodu rurowego, prowadzącego medium. W przestrzeniach pośrednich, w postaci pierścieni, pomiędzy pojedynczymi elementami rurowymi, znajdują się warstwy powietrza. Ele2DE-A-2 361 036 discloses a layer-shaped thermal insulation element which consists of a combination of pipe elements arranged coaxially around a pipe carrying the medium. Air layers are arranged in the intermediate spaces in the form of rings between the individual pipe elements. Ele2

155 254 menty rurowe są utrzymywane w promieniowym położeniu za pomocą uchwytów odległościowych, podczas gdy możliwość rozmieszczenia elementów izolacji cieplnej, prefabrykowanych w ustalonej długości i wymagana swoboda ruchu dylatacyjnego jest w ten sposób zapewniona, że wymiar długości elementów izolacji cieplnej, z powodu ich teleskopowego ukształtowania, jest zmienialny w ustalonych granicach.155 254 pipe elements are held in a radial position by means of spacers, while the possibility of arranging the prefabricated thermal insulation elements in a predetermined length and the required freedom of expansion movement is thus ensured that the length dimension of the thermal insulation elements, due to their telescopic configuration, it is changeable within set limits.

Z opisu patentowego GB nr 1 283 329 jest znana izolacja cieplna, zwłaszcza do elektrowni atomowych, nanoszona wokół płaszcza zewnętrznego przewodów rurowych, mających największą średnicę, która jest ukształtowana wielowarstwowo jako wiązka rurowa, przy czym wiązka rurowa składa się z wzajemnie dopasowanych rur w postaci plastra. Zaleta tego rozwiązania polega na tym, że przez wbudowanie względnie nieznacznych ilości materiału osiąga się doskonałe działanie izolacyjne, które może być jeszcze podwyższone przez to, że tylko nieznaczna część elementów izolacji cieplnej styka się z gorącą powierzchnią ściany.GB Patent No. 1,283,329 discloses thermal insulation, in particular for nuclear power plants, applied around the outer casing of pipe lines having the largest diameter, which is formed in a multilayered manner as a tube bundle, the tube bundle consisting of mutually matching patch-shaped tubes. . The advantage of this solution is that, by incorporating relatively small amounts of material, an excellent insulating effect is achieved, which can be further enhanced by the fact that only a small part of the thermal insulation elements come into contact with the hot wall surface.

Wspomniane powyżej znane ukształtowania izolacji cieplnej, zbudowanej w sposób warstwowy, nie są jednak odpowiednie do izolacji cieplnej kanałów, względnie przewodów rurowych w obszarze rur kątowych, zmieniających kierunek, miejsc przyłączeniowych i struktur przestrzennych. Te rozwiązania są również nieodpowiednie do izolacji cieplnej powierzchni wewnętrznych względnie wąskich kanałów, ponieważ one z jednej strony posiadają duże zapotrzebowanie przestrzeni a z drugiej strony nie są odpowiednie do obciążeń ciśnieniowych i dynamicznych a ich montaż również wymaga dużo miejsca.The abovementioned known forms of thermal insulation constructed in layers are not, however, suitable for thermal insulation of ducts or pipes in the area of angular, deflecting pipes, connection points and spatial structures. These solutions are also unsuitable for the thermal insulation of internal surfaces of relatively narrow channels, since they have a large space requirement on the one hand and are not suitable for pressure and dynamic loads on the other hand and their installation also requires a lot of space.

Wynalazek wywodzi się z rozpoznania, że energia cieplna, odpowiednia dla wtórnego wykorzystania może być istotnie podwyższona, gdy kanały przenoszące gorące medium, zaopatrzy się w izolację cieplną efektywnie i trwale utrzymującą panujące w nich stosunki robocze i obciążeniowe, która może uniemożliwić nadmierne obciążenie cieplne, to znaczy nagrzewanie kanałów i części konstrukcyjnych je przyjmujących, zwłaszcza obudowy odlewane, do niedopuszczalnie wysokiej temperatury, bez potrzeby zmniejszenia wysokiej energii cieplnej, uchodzącej z gazami, przez intensywne chłodzenie wodą, do takiej wartości, która by całkowicie wykluczała lub co najmniej ograniczała możliwości wtórnego wykorzystania. To rozpoznanie może być poszerzone na znacznie dalszy techniczny zakres, w stosunku do zakresu silników spalinowych, ponieważ w różnorodnych układach energii cieplnej jest wymagane, aby wysoka energia cieplna gorącego medium, zwłaszcza gazów lub cieczy, która ma spełnić swoje pierwotne zadanie lub powstawać przy tym jako produkt uboczny, podczas odprowadzania lub pośredniego magazynowania, jest dlatego przez chłodzenie obniżona, aby uniemożliwić nadmiarne obciążenie cieplne elementów konstrukcyjnych i zespołów, które stykają się z medium o wysokiej energii cieplnej lub są opływane. Jest widoczne, że w najczęstszych przypadkach możliwości i nadzieje wtórnego wykorzystania mogą być znacznie podwyższone, gdy obciążenie cieplne, oddziaływujące na otoczenie, może być utrzymane poniżej dopuszczalnej granicy wartości przez odpowiednio efektywną izolację cieplną odnośnych kanałów, zwłaszcza ścian kanałów, rur i zbiorników, przy możliwie najlepszym zachowaniu energii cieplnej przepływającego lub magazynowanego medium.The invention is based on the recognition that the heat energy suitable for reuse can be significantly increased when the channels carrying the hot medium are provided with thermal insulation effectively and permanently maintaining their working and load relations, which may prevent excessive heat load, that is, heating the channels and the structural parts receiving them, in particular cast casings, to an impermissibly high temperature, without the need to reduce the high heat energy escaping with the gases by intensive cooling with water to such a value which would completely exclude or at least limit the possibility of recycling. This recognition can be extended to a much further technical scope in relation to the range of internal combustion engines, because in various thermal energy systems it is required that the high thermal energy of the hot medium, especially gases or liquids, is required to fulfill its original purpose or be formed as the by-product, during discharge or intermediate storage, is therefore lowered by cooling in order to prevent excessive thermal stress on the components and assemblies which come into contact with or flow around the high-energy medium. It is evident that in the most common cases the possibilities and hopes for reuse can be significantly increased when the thermal load affecting the surroundings can be kept below the permissible value limit by adequately insulating the relevant ducts, in particular the walls of ducts, pipes and tanks as much as possible. the best conservation of the thermal energy of the flowing or stored medium.

Jak wykazały doświadczenia główny problem polega na tym, że kanały prowadzące medium, które mają w ogólności skomplikowaną geometryczną linię przebiegu z wieloma zakrzywieniami i odgałęzieniami, są ukształtowane z korpusów, wykonanych z odlewów lub odkuwek i z tego powodu są wąskie i w najczęstszych przypadkach są trudno lub zupełnie niedostępne. W maszynach przepływowych, a zwłaszcza w silnikach spalinowych dla przepływających mediów charakterystyczne jest często pulsujące, dość wysokie ciśnienie wewnętrzne, przez co kanały, zwłaszcza ścianki kanałów są wystawione na dynamiczne obciążenia. Ukształtowanie odpowiedniej izolacji cieplnej wytrzymującej ciągłe dynamiczne oraz cieplne obciążenia mającej nieznaczne zapotrzebowanie miejsca, stwarza znaczne trudności.Experience has shown that the main problem is that the media channels, which generally have a complex geometric line with many curves and branches, are formed of bodies made of castings or forgings and are therefore narrow and in most cases difficult or completely not available. In flow machines, and especially in internal combustion engines, the characteristic of the flowing media is often pulsating, rather high internal pressure, as a result of which the channels, especially the walls of the channels, are exposed to dynamic loads. The formation of an appropriate thermal insulation that can withstand continuous dynamic and thermal loads while having a low space requirement, poses considerable difficulties.

Zadanie wynalazku polega na takim ukształtowaniu izolacji cieplnej, zbudowanej w sposób warstwowy, która by usuwała niedogodności znanych rozwiązań i mogłaby być wykorzystana w możliwie szerokim zakresie przez to, że nadawałaby się do izolacji cieplnej ścian wewnętrznych kanałów, prowadzących medium, mających skomplikowany kształt, przy jednoczesnym zabezpieczeniu dużej obciążalności mechanicznej i cieplnej. Zadanie to zostało rozwiązane dzięki temu, że co najmniej jedna ściana, ograniczająca co najmniej jedną warstwę izolacji, zwłaszcza szczelinę powietrzną izolacji cieplnej, umieszczonej na wewnętrznej ścianie izolowanego kanału, składa się zThe object of the invention consists in such a design of the thermal insulation, constructed in layers, which would remove the disadvantages of known solutions and could be used as widely as possible by being suitable for thermal insulation of internal walls of channels carrying the medium, having a complicated shape, while at the same time securing high mechanical and thermal load capacity. This task is solved due to the fact that at least one wall, delimiting at least one layer of insulation, in particular the air gap of the thermal insulation placed on the inner wall of the insulated duct, consists of

155 254 płyty kolczastej, która jest zaopatrzona w elementy powierzchniowe, umieszczone w odstępie i wystające, co najmniej z jednej strony powierzchni płyty w rodzaju igieł i jest ukształtowana wstępnie w postaci przestrzennej struktury, dopasowanej do każdorazowego geometrycznego ukształtowania izolowanej ściany kanału.155 254 a spike plate which is provided with surface elements spaced apart and projecting on at least one side of the needle-like plate surface and is preformed in the form of a three-dimensional structure adapted to the respective geometrical configuration of the channel wall to be insulated.

Jako korzystna okazała się postać wykonania, w której izolacja cieplna jest zaopatrzona w co najmniej dwie, między sobą współosiowe warstwy izoalcyjne, zwłaszcza szczeliny powietrzne, przy czym rozdzielający je element płytowy stanowi płyta kolczasta, która jest zaopatrzona w elementy powierzchniowe umieszczone w odstępie w rodzaju igieł i wystające z obu stron powierzchni płyty. Płyta kolczasta, ograniczająca warstwę izolacyjną, zwłaszcza szczelinę powietrzną, leżącą najbliżej izolowanej ściany kanału, może być podparta bezpośrednio na ścianie kanału lub w innej postaci wykonania może być podparta na wkładce izolacyjnej osłaniającej ścianę kanału. Ponieważ podparcie zachodzi tylko punktowo, na ostrzach kolców, bezpośrednie połączenie, przewodzące ciepło jest utworzone przez małą powierzchnię. Korzystną postać wykonania o specjalnym zakresie stosowania przedstawia izolacja cieplna, której wewnętrzna warstwa, stykająca się z medium, przepływającym przez kanał, jest utworzona z co najmniej jednej gładkiej, żaroodpornej płyty wykładzinowej, zaopatrzonej w polerowaną powierzchnię.An embodiment has proved to be advantageous in which the thermal insulation is provided with at least two coaxial insulating layers between them, in particular air gaps, the plate element separating them being a barbed plate which is provided with needle-like spacing surface elements. and projecting on both sides of the plate surface. The barbed plate delimiting the insulating layer, in particular the air gap, closest to the insulated wall of the conduit, may be supported directly on the conduit wall or, in another embodiment, may be supported on an insulating insert covering the conduit wall. Since the support is only pointwise, on the points of the spikes, a direct heat-conducting connection is created by a small area. A preferred embodiment for a special field of application is a thermal insulation, the inner layer of which, in contact with the medium flowing through the channel, is made of at least one smooth, heat-resistant lining board provided with a polished surface.

W określonych przypadkach, w celu zabezpieczenia przed erozją, jest korzystne szczególnie odporne wykonanie polegające na tym, że powierzchnia wewnętrzna płyty wykładzinowej, stykająca się bezpośrednio z przepływającym medium, jest zaopatrzona w żaroodporną, ceramiczną wykładzinę.In certain cases, in order to protect against erosion, a particularly resistant design is advantageous in that the inner surface of the lining board in direct contact with the flowing medium is provided with a heat-resistant, ceramic lining.

Zgodnie z wynalazkiem izolacja cieplna tego rodzaju jest tak ukształtowana, że w każdej warstwie izolacyjnej, zwłaszcza szczelinie powietrznej, zasadniczo pomiędzy płytą wykładzinową a leżącą najbliżej płytą kolczastą, względnie wkładką izolacyjną jest umieszczona izolująca warstwa przekładkowa. W izolacji cieplnej, umieszczonej na powierzchni wewnętrznej kanału może być korzystne, gdyjest ona wzdłuż krawędzi wlotowej, prowadzącego medium kanału, ukształtowana z zaokrągleniem, obniżającym opór przepływu. Zdolność izolacyjna izolacji cieplnej może być podwyższona przez to, że co najmniej jedna powierzchnia, co najmniej jednej płyty kolczastej jest polerowana. Zwłaszcza przy długich kanałach jest korzystnie, gdy co najmniej płyty kolczaste mają szczeliny dylatacyjne, skierowane w kierunku wzdłużnym i w kierunku płaszcza.According to the invention, a thermal insulation of this type is designed such that an insulating sandwich layer is arranged in each insulation layer, in particular the air gap, substantially between the lining board and the nearest barbed plate or insulating insert. In the thermal insulation placed on the inner surface of the channel it may be advantageous if it is shaped with a rounding along the inlet edge of the channel leading the medium, reducing the flow resistance. The insulating capacity of the thermal insulation can be increased by polishing at least one surface of the at least one barbed plate. Particularly with long channels, it is advantageous for at least the spike plates to have expansion gaps directed in the longitudinal direction and towards the casing.

izolacja cieplna, ukształtowana według wynalazku, pozwala na osiągnięcie dobrej izolacji kanałów, kierujących gaz wylotowy z turboładowarki silnika wysokoprężnego z następującymi efektami: Ilość ciepła wprowadzonego z silnika do turboładowarki podwyższa się o 10 do 15%, dzięki dostarczeniu przez turboładowarkę większej ilości i o wyższym ciśnieniu powietrza do cylindrów silnika. W wyniku tego zmniejsza się z jednej strony zużycie paliwa, a z drugiej strony zmniejszają się obciążenia cieplne gorących części konstrukcyjnych silnika, przez co zwiększa się żywotność silnika. Przez doprowadzenie do cylindrów silnika większej ilości powietrza i o wyższym ciśnieniu istnieje możliwość podwyższenia mocy silnika. Poza tym są możliwości wtórnego wykorzystania gazów spalinowych, mających jeszcze wysoką zawartość ciepła, co jest korzystne, zwłaszcza przy pojazdach, np. statkach z silnikiem wysokoprężnym, zaopatrzonych w silniki o dużej mocy. Wtórne wykorzystanie energii cieplnej może być zastosowane np. do napędów pomocniczych, do napędu dodatkowych urządzeń, wytwarzanie gorącej wody lub pary.thermal insulation, shaped according to the invention, allows to achieve good insulation of the ducts directing the exhaust gas from the turbo charger of the diesel engine with the following effects: to the engine cylinders. As a result, on the one hand, fuel consumption is reduced and, on the other hand, the thermal loads of the hot engine components are reduced, thereby increasing the service life of the engine. By supplying more air and pressure to the engine cylinders, it is possible to increase the engine power. Moreover, it is possible to recycle exhaust gases which still have a high heat content, which is advantageous, in particular in the case of vehicles, e.g. diesel ships, equipped with powerful engines. Recycling of thermal energy can be used, for example, for auxiliary drives, for driving additional devices, for the production of hot water or steam.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na schematycznym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w półprzekroju izolację cieplną na powierzchni wewnętrznej zasadniczo cylindrycznego kanału, fig. 2-4 — dalsze przykłady izolacji cieplnej, umieszczonej na powierzchni wewnętrznej, odpowiadające fig. 1, fig. 5 — przekrój przez płyty kolczaste, zaopatrzone w elementy powierzchniowe, w rodzaju igieł, umieszczone w odstępie z jednej strony, względnie z obu stron, fig. 6 — przekrój innej postaci wykonania izolacji cieplnej, fig. 7 — wycinek profilowej izolacji cieplnej w przekroju prostopadłym do kierunku przepływu medium, a fig. 8 i 9 — szczelinę dylatacyjną, ukształtowaną w izolacji cieplnej, umieszczone na długich odcinkach kanałów.The subject matter of the invention is shown in the exemplary embodiments in the schematic drawing, in which fig. 1 shows a semi-sectional view of a thermal insulation on the inner surface of a substantially cylindrical duct, fig. 5 - cross-section through the spike plates, provided with needle-like surface elements spaced on one side or on both sides, fig. 6 - cross-section of another embodiment of thermal insulation, fig. 7 - section of the thermal insulation profile in cross-section. perpendicular to the flow direction of the medium, and Figs. 8 and 9 - an expansion joint, formed in the thermal insulation, located on long sections of the channels.

Na figurze 1do 4 i 6 są uwidocznione różne przykłady wykonania izolacji cieplnej, zbudowanej w sposób warstwowy, które są odpowiednie, zwłaszcza do wewnętrznej izolacji cieplnej kanałów, prowadzących medium, o profilu kołowym.Figures 1 to 4 and 6 show various embodiments of thermal insulation constructed in layers, which are suitable, in particular, for the internal thermal insulation of medium-guided channels with a circular profile.

155 254155 254

Jak jest widoczne z fig. 1, na ścianie 3 kanału opiera się pierwsza płyta kolczasta 1, uformowana wstępnie zasadniczo w postaci cylindrycznej, dopasowana do ściany 3 kanału, a na niej opiera się druga płyta kolczasta 2. Na wlocie do kanału płyty kolczaste 1 są zaokrąglone i wzajemnie zaspawane. Krawędź pierwszej płyty kolczastej 1, stykającej się bezpośrednio ze ścianą 3 kanału, jest dopasowana do stopniowego wybrania, ukształtowanego na ścianie 3 kanału. Z fig. 1 jest widoczne, że pomiędzy ścianą 3 kanału a pierwszą płytą kolczastą 1, oraz pomiędzy nią a wewnętrzną drugą płytą 1 są utworzone szczeliny powietrzne 2, jako warstwa izolacyjna, które są gazoszczelnie zamknięte wobec gorącego medium gazowego, zwłaszcza gazu wylotowego, przepływającego w kanale. Zaokrąglenie o promieniu r, ukształtowane na krawędzi wlotowej wewnętrznej płyty kolczastej 1, zmniejsza w korzystny sposób opór przepływu.As can be seen from Fig. 1, a first barbed plate 1, preformed substantially cylindrical and fitted to the channel wall 3, rests on the channel wall 3, and a second barbed plate 2 rests against it. At the inlet to the channel, barbed plates 1 are provided. rounded and mutually welded. The edge of the first barbed plate 1, directly in contact with the channel wall 3, matches the stepwise cutout of the channel formed on the wall 3. 1, it can be seen that between the channel wall 3 and the first barbed plate 1 and between it and the inner second plate 1, air gaps 2 are formed as an insulating layer, which are gas-tight against the hot gaseous medium, in particular the exhaust gas flowing through it. in the channel. A rounding with a radius r formed at the inlet edge of the inner barbed plate 1 advantageously reduces the flow resistance.

Na figurze 2 jest przedstawione podobne ukształtowanie, z tą różnicą, że pierwsza płyta kolczasta 1 nie opiera się bezpośrednio na ścianie 3 kanału, lecz na wkładce izolacyjnej 4, dopasowanej do ściany 3 kanału. Na fig. 3 jest przedstawiona dalsza postać wykonania wynalazku, w której pomiędzy płytą kolczastą 1, opierającą się bezpośrednio na ścianie 3 kanału a płytą wykładzinową 6, zamocowaną przez spawanie do krawędzi wlotowej płyty kolczastej 1, mającą w swoim cylindrycznym obszarze średnicę mniejszą od płyty kolczastej 1 jest utworzona jako dodatkowa warstwa izolacyjna warstwa przekładkowa 5. Także w tej postaci wykonania szczelina powietrzna 2, pomiędzy ścianą 3 kanału a płytą kolczastą 1 tworzy zewnętrzną warstwę izolacyjną. Płyty kolczaste 1, stosowane w przykładach wykonania 1 do 3 są ukształtowane przez tłoczenie płaskiego materiału. Elementy powierzchniowe, usytuowane w odstępie, w rodzaju igieł, powstałe na powierzchniach płyty są wytłaczane za pomocą odpowiedniego narzędzia kształtowego.Figure 2 shows a similar configuration, with the difference that the first barbed plate 1 does not bear directly against the channel wall 3, but on an insulating insert 4, fitted to the channel wall 3. 3 shows a further embodiment of the invention, in which between a barbed plate 1 resting directly on the channel wall 3 and a lining plate 6 welded to the inlet edge of the barbed plate 1 having a diameter in its cylindrical region smaller than the barbed plate 1 is formed as an additional insulating sandwich layer 5. Also in this embodiment, the air gap 2 between the channel wall 3 and the barbed plate 1 forms the outer insulating layer. The spike plates 1 used in Embodiments 1 to 3 are formed by stamping a flat material. Needle-like spaced surface elements formed on the board surfaces are embossed with a suitable shaping tool.

W postaci wykonania, przedstawionej na fig. 4 płyta 7 jest tłoczona za pomocą jednakowej technologii, jednak zaopatrzona w elementy powierzchniowe, usytuowane w odstępie, w rodzaju igieł utworzone po obu stronach powierzchni płyty kolczastej 1. W tej konstrukcji kolce płyty kolczastej 7 opierają się z jednej strony bezpośrednio na ścianie 3 kanału, a z drugiej strony na płycie wykładzinowej 6, przez co po obu stronach płyty 7 są utworzone jako warstwa izolacyjna, szczeliny powietrzne 2.In the embodiment shown in FIG. 4, the plate 7 is embossed with the same technology, but provided with needle-like spaced surface elements formed on both sides of the surface of the barbed plate 1. In this construction, the spikes of the barbed plate 7 rest against on one side directly on the channel wall 3 and on the other side on the lining board 6, whereby on both sides of the board 7 are formed as an insulating layer, air gaps 2.

Na figurze 5 są pokazane płyty kolaczaste 9 i 10, które są wykonane za pomocą odmiennej technologii, mianowicie przez walcowanie. Płyta kolczasta 9 jest zaopatrzona w elementy powierzchniowe w rodzaju igieł, wystające z jednej strony powierzchni płyty, podczas gdy płyta kolczasta 10 jest ukształtowana z elementami powierzchniowymi w rodzaju igieł, wystających z powierzchni płyty w obu kierunkach.FIG. 5 shows the spike plates 9 and 10 which are manufactured by a different technology, namely by rolling. The barbed plate 9 is provided with needle-like surface elements protruding from one side of the plate surface, while the barbed plate 10 is formed with needle-like surface elements extending from the plate surface in both directions.

Na figurze 6 jest przedstawiony przykład wykonania izolacji cieplnej, która jest utworzona z płyty kolczastej 10, wykonanej przez walcowanie i odpowiada w swojej budowie, konstrukcji przedstawionej na fig. 4. Izolacja cieplna z powierzchnią odporną na erozję i ścieranie oraz o polepszonym działaniu izolacyjnym jest utworzona poprzez zaopatrzenie powierzchni płyty wykładzinowej 6, znajdującej się od strony przepływającego medium, w ceramiczną okładzinę 8.FIG. 6 shows an embodiment of a thermal insulation which is formed by a barbed plate 10 made by rolling and corresponds in its structure to that shown in FIG. 4. A heat insulation with an erosion and abrasion resistant surface and an improved insulating effect is formed in FIG. by providing the surface of the lining plate 6, facing the flowing medium, with a ceramic lining 8.

Własności izolacyjne izolacji cieplnej według wynalazku, zbudowanej w sposób warstwowy, mogą być jeszcze polepszone przez znane środki przykładowo polerowanie powierzchni płyty kolczastej i odpowiedni dobór materiałów konstrukcyjnych. Materiałem konstrukcyjnym płyt 1 może być np. stal żaroodporna, ewentualnie inne materiały, np. żaroodporne tworzywo sztuczne. Również dobór materiału dotyczy wkładki izolacyjnej 4 i płyty wykładzinowej 6. Jako warstwę przekładkową 5 można stosować np. wełnę mineralną lub tworzywo piankowe.The insulating properties of the thermal insulation according to the invention, constructed in layers, can be further improved by known measures, for example by polishing the surface of the spike plate and by selecting the appropriate construction materials. The construction material of the plates 1 can be e.g. heat-resistant steel, or other materials, e.g. heat-resistant plastic. The choice of material also applies to the insulating insert 4 and the lining board 6. For example, mineral wool or foam material can be used as the spacer layer 5.

Ponieważ podczas pracy izolacja cieplna, umieszczona na ścianie 3 kanału nagrzewa się, jest korzystne dla elementów płytowych, o budowie warstwowej, zapewnienie możliwości ruchu dylatacyjnego w kierunku płaszcza i w kierunku wzdłużnym. W tym celu jak np. pokazuje fig. 7, przy czym przedstawiony profil przekroju poprzecznego może odpowiadać przykładowi wykonania, przedstawionemu w przekroju wzdłużnym na fig. 4, przez przecięcie w kierunku płaszcza i wytłoczone ukształtowanie obszaru zakładki płyty wykładzinowej 6 są ukształtowane szczeliny dylatacyjne 11.Since the thermal insulation placed on the channel wall 3 heats up during operation, it is advantageous for sandwich panel elements to allow for expansion movement in the direction of the shell and in the longitudinal direction. For this purpose, as e.g. shown in Fig. 7, the shown cross-sectional profile may correspond to the embodiment shown in the longitudinal section in Fig. 4, expansion gaps 11 are formed by the cut towards the cladding and the embossed shape of the overlapping area of the covering board 6.

Na figurze 8 jest przedstawiona postać wykonania, w której skierowana wzdłużnie szczelina dylatacyjna 11 jest utworzona przez przerwanie w długości płyty. Aby uniemożliwić wnikanie przepływającego, gorącego medium w szczeliny powietrzne izolacji cieplnej płyty wykładzinowe są połączone szczelnie kołnierzami w rodzaju membrany. Przez to zostaje naturalnie podwyższony8 shows an embodiment in which a longitudinally extending expansion joint 11 is formed by an interruption in the length of the board. To prevent the penetration of hot medium into the air gaps of the thermal insulation, the lining boards are tightly connected with membrane-type flanges. Thereby it becomes naturally elevated

155 254 5 opór przepływu, dlatego to wykonanie nie jest zalecane w każdym przypadku, lecz głównie wtedy, gdy izolacja cieplna będzie zabudowana w już istniejącym kanale.155 254 5 is a flow resistance, therefore this design is not recommended in all cases, but mainly when the thermal insulation is to be built into an already existing duct.

W przypadku kanałów, które zostały zaprojektowane do stosowania izolacji cieplnej według wynalazku jest korzystne ukształtowanie według fig. 9, w którym kołnierz membranowy, zamykający gazoszczelnie szczelinę dylatacyjną 11 płyty wykładzinowej 6 jest stworzony przez lokalne, odpowiednie rozszerzenie ściany 3 kanału, które nie zawęża swobodnego przelotu.In the case of channels that are designed for the application of the thermal insulation according to the invention, the embodiment according to FIG. 9 is preferred, in which the membrane flange which closes the expansion joint 11 of the lining plate 6 gas-tight is formed by a local, corresponding expansion of the channel wall 3 which does not restrict the free passage .

Claims

Patent claims

1. Thermal insulation constructed in layers to insulate the walls of ducts, pipes and tanks, in particular exhaust ducts of internal combustion engines, consisting of at least one plate element surrounding the inside of a channel wall with a spacing, provided with at least one-sidedly projecting spaced spike and from at least one insulating layer coaxial to the center line of the insulated duct, the insulating layer being at least one substantially closed space forming a gap filled with air, gas or other heat insulating material, characterized in that the plate element spikes (1 , 7, 9, 10), are made of the material of this plate element, the plate element (1, 7, 9, 10) representing at least one boundary wall of the insulation layer, in particular in the form of an air gap (2) arranged on the inner wall of the insulated duct, and also a plate element (1, 7, 9, 10 ) is pre-shaped as a three-dimensional structure that fits from the inside to the corresponding geometric configuration of the insulated wall (3) of the channel.

2. Insulation according to claim A device according to claim 1, characterized in that it has at least two coaxially disposed insulating layers, in particular air gaps (2), and the plate element (7, 10) lying therebetween is provided with spikes protruding on both sides.

3. Insulation according to claim A device according to claim 1, characterized in that the plate element (1, 7, 10) adjacent to the insulating layer, in particular an air gap (3), closest to the insulated wall (3) of the channel, rests directly on the wall (3) of the channel.

Insulation according to claim The plate element (1), which is adjacent to the insulating layer, in particular the air gap (2), closest to the insulated wall (3) of the channel, rests on an insulating insert (4) that covers the wall (3) of the channel .

5. Insulation according to claim 1 3. The method of claim 3, characterized in that the inner layer in contact with the medium flowing through the channel is formed of at least a smooth, heat-resistant lining board (6) with a polished surface.

6. The insulation according to claim 5. A method according to claim 5, characterized in that the inner surface of the lining plate (6) in direct contact with the flowing medium is provided with a heat-resistant ceramic lining (8).

7. Insulation according to claim 5. A method as claimed in claim 5, characterized in that an insulating spacer layer (5) is provided in each insulating layer, in particular the air gap (2), substantially between the covering plate (6) and the closest panel element (1) or the insulating insert (4).

8. An insulation according to claim 5. A method as claimed in claim 5, characterized in that the channel carrying the medium on the inlet edge is shaped with a rounding with a radius (r) that reduces the flow resistance.

9. The insulation according to claim 1 The method of claim 1, characterized in that at least one face of the at least one plate element (1, 7, 9, 10) is polished.

10. Insulation according to claim 1 A device according to claim 1, characterized in that the plate elements (1, 7, 9, 10) have expansion slots (11) directed in the longitudinal direction and towards the shell.

155 254

Fig.3

Fig.4

Fig. 7

Fig. 8

U1P RP Publishing House. Circulation 100 copies

Price: PLN 3,000