WO2000000705A1 - Evacuated hollow body for heat insulation - Google Patents

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WO2000000705A1 PCT/EP1998/003954 EP9803954W WO0000705A1 WO 2000000705 A1 WO2000000705 A1 WO 2000000705A1 EP 9803954 W EP9803954 W EP 9803954W WO 0000705 A1 WO0000705 A1 WO 0000705A1
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Abstract

The invention relates to an evacuated hollow body for heat insulation comprising two essentially even main sides (5, 6; 10, 11; 15, 16) which run parallel to one another. Said hollow body is evacuated at least up to the start of the molecular flow conditions. The interior space of the hollow body is provided with supporting means which prevent the interior space from collapsing due to the vacuum pressure. According to the invention, the supporting means are comprised of a supporting body which fills the interior space and which is essentially comprised of rock wool fibers at least in the area that is exposed to the increased temperature. Said rock wool fibers are stabilized using 1 to 3 wt. % fiber bonding agents.

Description

EVAKUIERTER HOHLKÖRPER ZUR WÄRMEDÄMMUNG EVACUATED HOLLOW BODY FOR THERMAL INSULATION
Die Erfindung bezieht sich auf einen Hohlkörper zurThe invention relates to a hollow body for
Wärmedämmung, der zwei im wesentlichen ebene und zueinander im wesentlichen parallel verlaufende Hauptseiten besitzt und mindestens bis zum Beginn der Molekularströmungsbedingungen evakuiert ist, wobei der Innenraum des Hohlkörpers mit Stützmitteln gegen ein Kollabieren des Innenraums aufgrund des Vakuumdrucks versehen ist.Thermal insulation, which has two essentially flat and essentially parallel main sides and is evacuated at least until the beginning of the molecular flow conditions, the interior of the hollow body being provided with proppants to prevent the interior from collapsing due to the vacuum pressure.
Die Erfindung gehört in den Bereich der Vakuum-Super- isolation, deren älteste Anwendungen schon im vorigen Jahrhundert als Thermoskanne bekannt waren. In dem Innenraum des Hohlkörpers wird ein Druck von beispielsweise unter 10"3 mbar hergestellt, so daß für die verbleibenden Gase Molekularströmungsbedingungen entstehen, d.h. die Moleküle sich praktisch nicht mehr aneinander, sondern praktisch nur noch an den Wänden des Gefäßes stoßen. Um zusätzlich die Wärmestrah- lung zu behindern, werden die Innenflächen des Hohlkörpers verspiegelt.The invention belongs to the field of vacuum super-isolation, the oldest applications of which were known as thermos flasks in the previous century. In the interior of the hollow body a pressure of for example below 10 "3 is prepared mbar so that arise molecular flow conditions for the remaining gases, the molecules do not ie practically more together, but in practice encounter only on the walls of the vessel. To additionally Wärmestrah - hindering the inner surfaces of the hollow body are mirrored.
In letzter Zeit wurde dieses Prinzip von als konzentrische Doppelrohre ausgebildeten Hohlkörpern auch auf andere Formen ausgedehnt, nämlich auf plattenförmige Hohlkörper mit zwei flachen, parallelen HauptSeiten. Dabei ergibt sich die Notwendigkeit einer inneren AbStützung der beiden Hauptseiten gegeneinander, die sich sonst aufgrund des Druckunterschieds zur Außenatmosphäre einander annähern würden.Recently, this principle has been extended from hollow bodies designed as concentric double tubes to other shapes, namely to plate-shaped hollow bodies with two flat, parallel main sides. This results in the need to internally support the two main sides against each other, which would otherwise approach each other due to the pressure difference from the outside atmosphere.
Aus der Druckschrift DE-37 07 768 AI ist eine Vakuu- misolierung nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 bekannt, bei der die Stützmittel massive Säulen aus Kunststoff sind. Sie bilden jedoch unvermeidlich Wärmebrücken, die Verluste sowie eine inhomogene Temperaturverteilung auf den beiden Hauptseiten des Hohlkörpers hervorrufen. Man hat auch schon pulver- oder faserartige Füllungen aus Kieselerde, Diathomeenerde sowie Glas- oder Keramikfasern zur Abstützung gegen den äußeren atmosphärischen Druck in Betracht gezogen. Durch die vielen Grenzflächen bildet die Füllung auch eine Barriere für die Wärmestrahlung. Durch die Punktberührung zwischen den einzelnen Teilchen der Füllung wird die Festkörper-Wärmeleitung der verwendeten Materialien stark herabgesetzt. So erreicht man mit solchen pulvergefüllten Hohlkörpern eine Wärmeleitfähigkeit von 2 mW-m-K"1, d.h. Werte, die um mindestens den Faktor 10 besser als die besten KunstStoffschäume sind.From the document DE-37 07 768 AI a vacuum insulation according to the preamble of claim 1 is known, in which the support means are solid plastic columns. However, they inevitably form thermal bridges, which cause losses and an inhomogeneous temperature distribution on the two main sides of the hollow body. You already have powdery or fibrous fillings made of silica, diatomaceous earth and glass or ceramic fibers are considered for support against the external atmospheric pressure. Due to the many interfaces, the filling also forms a barrier to heat radiation. The solid heat conduction of the materials used is greatly reduced by the point contact between the individual particles of the filling. In this way, with such powder-filled hollow bodies, a thermal conductivity of 2 mW-mK " 1 is achieved , ie values that are at least 10 times better than the best plastic foams.
Außerdem ergeben sich Molekularströmungsbedingungen in einem solchen mit Pulvern oder Fasern gefüllten Hohlkörper bereits bei einem höheren Grenzdruck von zwischen 0,1 und 10 mbar, d.h. bei Werten, die um mindestens den Faktor 100 höher liegen als in einem reinen Vakuumgefäß.In addition, molecular flow conditions arise in such a hollow body filled with powders or fibers even at a higher limit pressure of between 0.1 and 10 mbar, i.e. at values that are at least 100 times higher than in a pure vacuum vessel.
Um nach dem Evakuieren des Hohlkörpers eine kontrollierte Enddicke der Füllung zu erreichen, die die gewünschte Abstützung bewirkt, mußte bisher das Faserpaket, ein sogenanntes Faserboard, bei Temperaturen von 400 bis 600°C und einem Preßdruck von 1 Bar getempert werden.In order to achieve a controlled final thickness of the filling after the evacuation of the hollow body, which brings about the desired support, the fiber package, a so-called fiber board, had to be annealed at temperatures of 400 to 600 ° C and a pressure of 1 bar.
Als Material für die Wände des Hohlkörpers kommen Glasscheiben, Metallbleche oder diffusionsfeste Kunststofffolien in Frage. Der abschließende Randstreifen, der die beiden Hauptseiten verbindet, sollte keine Wärmebrücke bil- den und wird oft aus einem Sandwich von Folien verschiedener Materialien gebildet, das mit den Hauptseiten verschweißt oder durch Kleber verbunden wird.Glass panes, metal sheets or diffusion-resistant plastic foils can be used as the material for the walls of the hollow body. The final edge strip, which connects the two main sides, should not form a thermal bridge and is often formed from a sandwich of foils made of different materials, which is welded to the main sides or connected with adhesive.
Ein Problem der mit Pulver oder Fasern gefüllten Hohlkörper zur Wärmedämmung ergibt sich beim Abpumpen des Innenraums des Hohlkörpers, um die gewünschten Molekularströmungsbedingungen zu erreichen. Die stark vergrößerte innere Oberfläche entgast nämlich nur langsam, und die bisher verwendeten Materialien widersetzen sich wegen ihrer Adsorptionseigenschaften einer dauerhaften Entgasung. Ein anderes Problem ist die mangelnde mechanische Stabilität, insbesondere von Pulverschüttungen, gegenüber Vibrationen, so daß die Stützeigenschaft der Füllung auf Dauer nicht gewährleistet war.A problem with the hollow bodies filled with powder or fibers for thermal insulation arises when pumping out the interior of the hollow body in order to achieve the desired molecular flow conditions. The greatly enlarged inner surface degasses only slowly, and the materials previously used resist permanent degassing because of their adsorption properties. Another problem is the lack of mechanical stability, especially of powder spills, against vibrations, so that the support properties of the filling were not guaranteed in the long run.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen evakuierten Hohlkörper der oben angegebenen Art zur Wärmeisolierung, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung anzugeben, der zuverlässig auf einen Enddruck evakuiert werden kann, bei dem Molekularströmungsbedingungen herrschen, und der seine Stützeigenschaften bei mechanischen Belastungen wie z.B. Vibrationen nicht verliert.The object of the invention is therefore to provide an evacuated hollow body of the type specified above for heat insulation, and a method for its production which can be reliably evacuated to a final pressure under which molecular flow conditions prevail and which have its supporting properties under mechanical loads such as e.g. Vibrations do not lose.
Diese Aufgabe wird durch den Hohlkörper gelöst, der in Anspruch 1 definiert ist, bzw. durch das Verfahren zu seiner Herstellung gemäß Anspruch 11.This object is achieved by the hollow body defined in claim 1 or by the method for its production according to claim 11.
Bezüglich von Merkmalen bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung wird auf die Unteransprüche verwiesen.With regard to features of preferred embodiments of the invention, reference is made to the subclaims.
Die Erfindung wird nun anhand einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele und der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.The invention will now be explained in more detail with reference to some preferred exemplary embodiments and the accompanying drawings.
Figur 1 zeigt einen Sonnenkollektor mit einem erfin- dungsgemäßen Hohlkörper.FIG. 1 shows a solar collector with a hollow body according to the invention.
Figur 2 zeigt eine Variante des erfindungsgemäßen Hohlkörpers aus Figur 1, der sich beispielsweise für eine Fußbodenheizung eignet.Figure 2 shows a variant of the hollow body according to the invention from Figure 1, which is suitable for example for underfloor heating.
Figur 3 zeigt schematisch, wie ein Hohlkörper gemäß den Figuren 1 und 2 evakuiert und dann vakuumdicht verschlossen werden kann.FIG. 3 shows schematically how a hollow body according to FIGS. 1 and 2 can be evacuated and then closed in a vacuum-tight manner.
In Figur 1 ist ein Hohlkörper 1 in Form einer doppel- wandigen Wanne zu sehen, die mit einer wärmestrahlungsdurchlässigen Platte 2 abgedeckt ist. Diese Platte kann bei- spielsweise aus Glas sein und mit Siliziumoxid Si02 beschichtet sein. Die Unterseite der Platte 2 kann mit einer dünnen Silberschicht versehen sein, um eine Abstrahlung von Wärme durch die Platte 2 hindurch nach außen einzuschränken. Zwischen dem Hohlkörper 1 und der Platte 2 herrscht ein Vakuum von < 10"3 mbar. Auf dem Grund der Wanne befindet sich der eigentliche Sonnenkollektor in Form einer gewellten Folie 3 aus Metall mit einer Beschichtung von z.B. Titanoxinitrit, die die durch die Platte 2 ankommende Wärmestrahlung absorbiert und die Wärme an ein Wärmeträgerfluid abgibt, das zwischen dieser Folie und dem Grund der Wanne 1 in Kanälen 4 zirkuliert.1 shows a hollow body 1 in the form of a double-walled trough which is covered with a plate 2 which is permeable to heat radiation. This plate can be made of glass, for example, and coated with silicon oxide SiO 2 . The underside of the plate 2 can be provided with a thin silver layer in order to restrict the radiation of heat through the plate 2 to the outside. A vacuum of <10 -3 mbar prevails between the hollow body 1 and the plate 2. At the bottom of the tub is the actual solar collector in the form of a corrugated foil 3 made of metal with a coating of, for example, titanium oxynitrite, which absorbs the heat radiation arriving through the plate 2 and emits the heat to a heat transfer fluid which flows between this foil and the bottom of the Tub 1 circulated in channels 4.
Wichtig für einen hohen Wirkungsgrad eines solchen Sonnenkollektors ist eine möglichst gute Wärmedämmung zwischen diesen Kanälen 4 und der Unterseite der Wanne 1. Daher ist die Wanne als ein doppelwandiger Hohlkörper ausgebildet, der, wie oben erwähnt, eine Füllung hauptsächlich aus Steinwolle zur Abstützung des Innenraums des Hohlkörpers gegen den Atmosphärendruck besitzt, da dieser Innenraum auf einem Unterdruck liegen muß, bei dem Molekularströmungsbedingungen herrschen.Important for a high efficiency of such a solar collector is the best possible thermal insulation between these channels 4 and the underside of the tub 1. Therefore, the tub is designed as a double-walled hollow body, which, as mentioned above, a filling mainly of rock wool to support the interior of the Has hollow body against atmospheric pressure, since this interior must be at a negative pressure under which molecular flow conditions prevail.
Der Hohlkörper besteht aus zwei Hälften 5, 6, die entlang des Kontaktbereichs mit der transparenten Platte 2 miteinander verbunden sind. Die beiden Wannenhälften 5, 6 sind aus einem harten Metall wie z.B. Weißblech einer Dicke von 0,4 mm. Der Randstreifen 7, der die beiden Wannenhälften im Kontaktbereich mit der Platte 2 verbindet, soll eine möglichst geringe Wärmeleitfähigkeit besitzen und besteht daher aus einem wesentlich dünneren Blech, das beschichtet sein kann. Als Randstreifen 7 kommt auch eine mehrlagige Kunst- stofffolie oder eine metallbeschichtete Kunststoffolie in Frage. Vorzugsweise verbindet man die beiden Wannenhälften mit dem Randstreifen durch Verklebung, indem man die Verbindungsstellen mit Plasma- oder Silicoaterverfahren (Flamm- CVD) vorbehandelt und dann mit einem fluorierten Kleber dif- fusionsdicht verklebt.The hollow body consists of two halves 5, 6, which are connected to one another along the contact region with the transparent plate 2. The two trough halves 5, 6 are made of a hard metal such as e.g. Tinplate with a thickness of 0.4 mm. The edge strip 7, which connects the two trough halves in the contact area with the plate 2, should have the lowest possible thermal conductivity and therefore consists of a much thinner sheet which can be coated. A multilayer plastic film or a metal-coated plastic film can also be used as the edge strip 7. Preferably, the two tub halves are connected to the edge strip by gluing, by pretreating the connection points with plasma or silicoater processes (flame CVD) and then gluing with a fluorinated adhesive in a diffusion-tight manner.
Es wäre auch möglich, den Randstreifen und die beiden Wannenhälften durch Bördeln ähnlich wie bei einer Gemüsedose zu verbinden.It would also be possible to connect the edge strip and the two pan halves by crimping, similar to a vegetable tin.
Ehe die beiden Wannenhälften zusammengefügt werden, bereitet man einen Stützkörper 8 vor, der genau den Innen- räum des Hohlkörpers füllt, indem man Steinwollfasern, deren typische Faserdurchmesser bei 10 μm liegen, mit einem Faserbindemittel mischt, das etwa 1 bis 3 Gew.% des Fasergewichts ausmacht. Als Faserbindemittel kommt beispielsweise Wasser- glas (Natrium- oder Kaliumsilikat) oder ein organisches Bindemittel wie ein Plasmapolymerisat (Polystyrol, Methylmetha- crylat), Hexamethyldisoloxan (HMD-(S)) oder ein Polykonden- sationsharz (Phenol-, Kresol-, Melamin- oder Harnstoffharz ) in Frage. Die Menge des Bindemittels ist so gewählt, daß die Fasern sich zwar an ihren Kreuzungspunkten miteinander verkleben, aber die Hohlräume zwischen den Fasern nicht gefüllt werden. Dieser Stützkörper 8 wird dann unter einem Druck von etwa 1 Bar in die gewünschte Form gepreßt, die der des Innenraums der Wanne 1 entsprechen soll. Der so stabilisierte Stützkörper 8 wird also zwischen die beiden Wannenhälften 5, 6 gelegt, worauf diese vakuumdicht wie oben erwähnt miteinander verbunden werden.Before the two tub halves are joined together, a support body 8 is prepared, which exactly Fills the hollow body by mixing rock wool fibers, whose typical fiber diameter is 10 μm, with a fiber binder that makes up about 1 to 3% by weight of the fiber weight. Examples of fiber binders are water glass (sodium or potassium silicate) or an organic binder such as a plasma polymer (polystyrene, methyl methacrylate), hexamethyldisoloxane (HMD- (S)) or a polycondensation resin (phenol, cresol, melamine) or urea resin) in question. The amount of binder is chosen so that the fibers stick to one another at their crossing points, but the voids between the fibers are not filled. This support body 8 is then pressed under a pressure of about 1 bar into the desired shape, which should correspond to that of the interior of the tub 1. The support body 8 thus stabilized is thus placed between the two trough halves 5, 6, whereupon these are connected to one another in a vacuum-tight manner, as mentioned above.
Es kann sinnvoll sein, den Steinwollefasern Zeolith- körner mit einem Gewichtsanteil von bis zu 10% hinzuzufügen, um in dem Innenraum des Hohlkörpers verbleibende Wasseroder organische Dämpfe zu absorbieren.It can be useful to add zeolite grains with a weight fraction of up to 10% to the rock wool fibers in order to absorb water or organic vapors remaining in the interior of the hollow body.
Im Rahmen der Erfindung kann man auch einen geschichteten Stützkörper verwenden, der in dem Bereich, der im Betrieb mit der höheren Temperatur in Kontakt kommt, wie er- wähnt aus einer Schicht von mit einem Bindemittel stabilisierter Steinwolle besteht, während darüber mindestens eine Schicht eines offenporigen KunststoffSchaums verwendet wird, insbesondere Polyurethan- oder Polystyrolschäum, je nach den zu erwartenden Temperaturen. Figur 2 zeigt eine Variante des Hohlkörpers 1 ausIn the context of the invention, it is also possible to use a layered support body which, as mentioned, consists of a layer of rock wool stabilized with a binder in the area which comes into contact with the higher temperature during operation, while at least one layer of an open-pore layer over it Plastic foam is used, especially polyurethane or polystyrene foam, depending on the temperatures to be expected. Figure 2 shows a variant of the hollow body 1
Figur 1, bei der die beiden Hauptseiten des Hohlkörpers nicht exakt parallel verlaufen. Während die untere Hauptseite 10 des Hohlkörpers eben ist, wurde für die gegenüberliegende obere Hauptseite 11 eine wellenförmige Strukturierung gewählt, die zusammen mit einer auf diese Struktur aufgeleg- ten ebenen Abdeckung 12 Kanäle 13 definiert, durch die ein Wärmeträgerfluid ähnlich wie durch die Kanäle 4 in Figur 1 geschickt werden kann. Die gewellte Form der Hauptseite 11 des Hohlkörpers hat außerdem die Aufgabe einer Kompensation von Längenveränderungen zwischen der Hauptseite 11 und derFigure 1, in which the two main sides of the hollow body are not exactly parallel. While the lower main side 10 of the hollow body is flat, a wave-shaped structuring was chosen for the opposite upper main side 11, which together with a structure placed on this th plane cover 12 channels 13 defined through which a heat transfer fluid can be sent similar to the channels 4 in Figure 1. The wavy shape of the main face 11 of the hollow body also has the task of compensating for changes in length between the main face 11 and the
Platte 12 bei unterschiedlichen Temperaturen. Der Hohlkörper aus Figur 2 kann auch wannenförmig gestaltet sein und dann in einem Sonnenkollektor nach Art der Figur 1 Verwendung finden. Er kann aber auch als Wärmedämmung für die Rückseite einer Fußbodenheizung oder ganz allgemein einer Heizung einer Wand 12 dienen, d.h. daß das Wärmeträgerfluid in diesem Fall Wärme zuführen und nicht abführen muß. Der Randstreifen 14 ist wie in Figur 1 wieder aus einem Material mit sehr geringer Wärmeleitfähigkeit. Figur 3 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt aus einem Hohlkörper gemäß Figur 1 oder Figur 2 mit einer unteren Hauptseite 15, einer oberen Hauptsseite 16, mit einem Stützkörper 17 zwischen den beiden Seiten und mit einer abnehmbaren Vorrichtung 18, die dicht auf eine Pump- Öffnung 25 in der oberen Hauptseite 16 des Hohlkörpers aufgesetzt ist. Die Vorrichtung ist über Ventile 19, 20, 21, 22 an eine nicht dargestellte Vakuumpumpe bzw. an einen Quelle für extrem trockene Luft oder ein anderes Gas wie Stickstoff, bzw. an eine Quelle für ein Edelgas wie Xenon oder Argon angeschlossen. Das Vakuum im Stützkörper bzw. in der Vorrichtung 18 wird durch ein Vakuummeßgerät 23 während der Evakuierungsphase laufend überwacht.Plate 12 at different temperatures. The hollow body from FIG. 2 can also have a trough-shaped design and can then be used in a solar collector in the manner of FIG. 1. However, it can also serve as thermal insulation for the rear of underfloor heating or more generally for heating a wall 12, i.e. that the heat transfer fluid must supply heat in this case and does not have to dissipate it. As in FIG. 1, the edge strip 14 is again made of a material with very low thermal conductivity. FIG. 3 shows, on an enlarged scale, a section of a hollow body according to FIG. 1 or FIG. 2 with a lower main side 15, an upper main side 16, with a support body 17 between the two sides and with a removable device 18 which fits tightly onto a pump opening 25 is placed in the upper main side 16 of the hollow body. The device is connected via valves 19, 20, 21, 22 to a vacuum pump (not shown) or to a source for extremely dry air or another gas such as nitrogen, or to a source for an inert gas such as xenon or argon. The vacuum in the support body or in the device 18 is continuously monitored by a vacuum measuring device 23 during the evacuation phase.
Die Evakuierung erfolgt nicht, wie in klassischen Verfahren, in einem Zug, sondern durch abwechselnd zykli- sches Pumpen und Einspeisen von trockener Luft oder Stickstoff, wobei diese Zyklen solange wiederholt werden, bis dauerhaft der gewünschte Druck erreicht wird.The evacuation does not take place in one go, as in classic methods, but by alternating cyclical pumping and feeding in dry air or nitrogen, whereby these cycles are repeated until the desired pressure is permanently reached.
Um die zur Entgasung und Trocknung notwendige Energie in den Stützkörper 17 einzubringen, wird eine Plasmaentla- düng im Stützkörper hervorgerufen. Sind die beiden Hauptsei- ten 15 und 16 aus Metall, während die Randstreifen (in Figur 3 nicht sichtbar) isolierend sind, kann das Plasma durch Anlegen von entsprechenden Potentialen an diese Seiten erzeugt werden. Ansonsten kann das Plasma über elektrische Durchführungen oder induktiv eingekoppelt werden.In order to introduce the energy required for degassing and drying into the support body 17, a plasma discharge is caused in the support body. Are the two main 15 and 16 made of metal, while the edge strips (not visible in FIG. 3) are insulating, the plasma can be generated by applying corresponding potentials to these sides. Otherwise, the plasma can be coupled in via electrical feedthroughs or inductively.
Nach dem letzten Entgasungszyklus kann man eine bestimmte Menge Edelgas, z.B. Xenon, in den Stützkörper einlassen (bis zu einem Druck von etwa 7 mbar), um die Wärme- konvektion weiter zu verringern. Danach wird die Pumpöffnung 26 mit einer diffusionsdichten Folie 24 verklebt, die bereits in der Vakuumkammer der Vorrichtung 18 bereitgehalten wird und durch einen heizbaren Stempel 25 auf die Öffnung 26 gedrückt wird.After the last degassing cycle, a certain amount of noble gas, e.g. Xenon, let into the support body (up to a pressure of about 7 mbar) to further reduce the heat convection. The pump opening 26 is then glued to a diffusion-tight film 24, which is already kept in the vacuum chamber of the device 18 and is pressed onto the opening 26 by a heatable stamp 25.
Die Erfindung ist nicht auf Sonnenkollektoren oder Wandheizungen beschränkt, sondern generell anwendbar, wenn eine hohe Wärmedämmung auf kleinstem Raum gefordert wird. Dies gilt beispielsweise für Wärmespeicher, insbesondere Solarwärmespeicher, bei denen im Sommer die Wärme für die Winterheizung geladen wird. Der erfindungsgemäße Hohlkörper kann auch als sogenannte Isoplatte im Haushalt oder im Labor und zur Wärmedämmung von Heizschränken, Gefrieranlagen, Vakuumtrockenanlagen, Kühlboxen, Kühlhäusern usw. eingesetzt werden. The invention is not limited to solar collectors or wall heating, but is generally applicable when high thermal insulation is required in the smallest space. This applies, for example, to heat accumulators, in particular solar heat accumulators, in which the heat for winter heating is loaded in summer. The hollow body according to the invention can also be used as a so-called isoplate in the home or in the laboratory and for the thermal insulation of heating cabinets, freezing systems, vacuum drying systems, cool boxes, cold stores, etc.

Claims

ANSPRÜCHE EXPECTATIONS
1. Evakuierter Hohlkörper zur Wärmedämmung, der zwei im wesentlichen ebene und zueinander parallel verlaufende Hauptseiten (5, 6; 10, 11; 15, 16) besitzt und mindestens bis zum Beginn der Molekularströmungsbedingungen evakuiert ist, wobei der Innenraum des Hohlkörpers ( 1 ) mit Stützmitteln gegen ein Kollabieren aufgrund des Vakuumdrucks versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützmittel von einem Stütz- körper gebildet werden, der den Innenraum füllt und zumindest in dem Bereich, der im Betrieb der höheren Temperatur ausgesetzt ist, im wesentlichen aus Steinwollefasern be- steht, die mit 1 bis 3 Gew.% Faserbindemittel stabilisiert sind.1. Evacuated hollow body for thermal insulation, which has two essentially flat and mutually parallel main sides (5, 6; 10, 11; 15, 16) and is evacuated at least until the beginning of the molecular flow conditions, the interior of the hollow body (1) having Support means against collapse due to the vacuum pressure is provided, characterized in that the support means are formed by a support body which fills the interior and consists essentially of rock wool fibers at least in the area which is exposed to the higher temperature during operation which are stabilized with 1 to 3% by weight of fiber binder.
2. Hohlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserbindemittel Wasserglas ist.2. Hollow body according to claim 1, characterized in that the fiber binder is water glass.
3. Hohlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserbindemittel ein Plasmapolymerisat (z.B. Polystyrol, Methylmethacrylat ) ist.3. Hollow body according to claim 1, characterized in that the fiber binder is a plasma polymer (e.g. polystyrene, methyl methacrylate).
4. Hohlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserbindemittel Hexamethyldisoloxan ist.4. Hollow body according to claim 1, characterized in that the fiber binder is hexamethyldisoloxane.
5. Hohlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserbindemittel ein Polykondensationsharz wie Phenol-, Kresol-, Melamin- oder Harnstoffharz ist.5. Hollow body according to claim 1, characterized in that the fiber binder is a polycondensation resin such as phenol, cresol, melamine or urea resin.
6. Hohlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper in dem Bereich, der im Betrieb der niedrigeren Temperatur ausgesetzt ist, aus of- fenporigem Kunststoffschaum, insbesondere Polyurethan- oder Polystyrolschäum, besteht.6. Hollow body according to one of claims 1 to 5, characterized in that the support body in the area which is exposed to the lower temperature during operation, made of open-pore plastic foam, in particular polyurethane or Polystyrene foam.
7. Hohlkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Hauptseiten (11) außen so strukturiert ist, daß sich beim Auflegen einer Abdeckung ( 12 ) auf diese Hauptseite mindestens ein Kanal ( 13 ) für ein Wärmeträgerfluid zwischen dieser Hauptseite und der Abdeckung ergibt.7. Hollow body according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the main sides (11) is structured on the outside in such a way that when a cover (12) is placed on this main side at least one channel (13) for a heat transfer fluid between this main side and of coverage.
8. Hohlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß den Steinwollefasern Zeolithkörner mit einem Gewichtsanteil von bis zu 10% hinzugefügt sind.8. Hollow body according to one of claims 1 to 7, characterized in that zeolite grains are added to the rock wool fibers with a weight fraction of up to 10%.
9. Hohlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge- kennzeichnet, daß die die Hauptseiten (5, 6; 10, 11; 15, 16) verbindenden Randstreifen (7; 14) aus einem Material geringer Wärmeleitfähigkeit bestehen.9. Hollow body according to one of claims 1 to 8, characterized in that the edge strips (7; 14) connecting the main sides (5, 6; 10, 11; 15, 16) consist of a material of low thermal conductivity.
10. Hohlkörper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die die Hauptseiten verbindenden Randstreifen (7; 14) aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen.10. Hollow body according to claim 9, characterized in that the edge strips connecting the main sides (7; 14) consist of an electrically insulating material.
11. Hohlkörper nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung des Randstreifens mit mindestens einer der Hauptseiten durch Umbördeln erfolgt.11. Hollow body according to one of claims 9 and 10, characterized in that the edge strip is connected to at least one of the main sides by flanging.
12. Hohlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Stützkörper ein Edelgasdruck von bis zu 7 mbar eingestellt ist.12. Hollow body according to one of claims 1 to 11, characterized in that an inert gas pressure of up to 7 mbar is set in the support body.
13. Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst der an die Innenform des Hohlkörpers angepaßte Stützkörper (8; 17) hergestellt wird, der dann in den aus den beiden Hauptseiten (5, 6; 10, 11; 15, 16) und den sie verbindenden Randstreifen (7; 14) bestehenden Hohlkörper eingelegt wird, daß dann der Hohlkörper mehrfach abwechselnd ausgepumpt und wieder mit trockenem Gas gefüllt wird, und daß nach dem letzten Abpumpen die Pumpöffnung mit einer Folie ( 24 ) vakuumdicht verklebt wird.13. A method for producing a hollow body according to one of claims 1 to 12, characterized in that first the support body (8; 17) adapted to the inner shape of the hollow body is produced, which is then in the from the two main sides (5, 6; 10 , 11; 15, 16) and those that unite them Edge strips (7; 14) existing hollow body is inserted, that the hollow body is then pumped out several times alternately and filled again with dry gas, and that after the last pumping, the pump opening is glued in a vacuum-tight manner with a film (24).
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß während des Abpumpens im Stützkörper eine Plasmaentladung erzeugt wird. 14. The method according to claim 13, characterized in that a plasma discharge is generated in the support body during pumping.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19840990C1 (en) * 1998-09-08 1999-09-30 Saskia Solar Und Energietechni Fire protection plate consisting of two metal sheets enclosing a flat space under a reduced pressure useful for retarding the progress of fire
WO2004001149A2 (en) 2002-06-24 2003-12-31 Sager Ag Vacuum insulation panel, method for the heat insulation of objects and auxiliary agent therefor
EP1496320A1 (en) * 2003-07-08 2005-01-12 R &amp; D du groupe Cockerill-Sambre Flat solar panel with small thickness
CN101556089B (en) 2008-04-11 2011-03-30 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 Solar thermal collector
CN101561194B (en) 2008-04-18 2010-12-29 清华大学 Solar energy heat collector
ES2392217T3 (en) * 2008-03-07 2012-12-05 Tsing Hua University Solar collector and solar heating system that uses it
CN101526272B (en) * 2008-03-07 2013-04-24 清华大学 Solar thermal collector
CN101561189B (en) 2008-04-18 2011-06-08 清华大学 Solar energy heat collector
US8695586B2 (en) 2008-04-11 2014-04-15 Tsinghua University Solar collector and solar heating system using same
US8622055B2 (en) 2008-04-11 2014-01-07 Tsinghua University Solar collector and solar heating system using same
DE102008026073A1 (en) * 2008-05-30 2009-12-03 Viessmann Werke Gmbh & Co Kg solar panel
CN101814867B (en) 2009-02-20 2013-03-20 清华大学 Thermoelectric generator
AT512140B1 (en) * 2011-10-20 2013-07-15 Vaillant Group Austria Gmbh SOLAR COLLECTOR
DE102015008159A1 (en) * 2015-01-22 2016-07-28 Liebherr-Hausgeräte Lienz Gmbh Method for evacuating a vacuum insulation body

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2747269A (en) * 1952-09-27 1956-05-29 Gen Electric Insulating structures
US2939811A (en) * 1957-03-25 1960-06-07 Gen Electric Heat-insulating units for refrigerator cabinets
US4444821A (en) * 1982-11-01 1984-04-24 General Electric Company Vacuum thermal insulation panel
US4636416A (en) * 1984-05-18 1987-01-13 Wacker-Chemie Gmbh Shaped microporous thermal insulation body with sheathing and process for making same
US4668555A (en) * 1984-12-27 1987-05-26 Matsushita Refrigeration Co. Heat insulating body
EP0535977A1 (en) * 1991-10-02 1993-04-07 Fujimori Kogyo Co., Ltd. Thermally insulating panels and methods of making them
DE4439328A1 (en) * 1994-11-04 1996-05-09 Bayer Ag Insulating body
US5591505A (en) * 1995-06-07 1997-01-07 Owens-Corning Fiberglas Technology, Inc. Fibrous insulation product having inorganic binders
US5660924A (en) * 1994-04-12 1997-08-26 Kubota Corporation Vacuum heat insulator

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3363685D1 (en) * 1982-04-17 1986-07-03 Automotive Prod Plc A disc brake
CH670673A5 (en) * 1985-01-30 1989-06-30 Sarna Kunststoff Ag
DE3707768A1 (en) * 1987-03-11 1988-09-22 Friedrich Hensberg Vacuum heat insulation
DE4239476A1 (en) * 1992-11-25 1994-05-26 Gruenzweig & Hartmann Multi-layered fitting as well as device and method for placing flexible insulation boards between the walls of the fitting
DE4337738A1 (en) * 1993-11-05 1995-05-11 Martin Dipl Ing Zeitler Device for the heat insulation of an object

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2747269A (en) * 1952-09-27 1956-05-29 Gen Electric Insulating structures
US2939811A (en) * 1957-03-25 1960-06-07 Gen Electric Heat-insulating units for refrigerator cabinets
US4444821A (en) * 1982-11-01 1984-04-24 General Electric Company Vacuum thermal insulation panel
US4636416A (en) * 1984-05-18 1987-01-13 Wacker-Chemie Gmbh Shaped microporous thermal insulation body with sheathing and process for making same
US4668555A (en) * 1984-12-27 1987-05-26 Matsushita Refrigeration Co. Heat insulating body
EP0535977A1 (en) * 1991-10-02 1993-04-07 Fujimori Kogyo Co., Ltd. Thermally insulating panels and methods of making them
US5660924A (en) * 1994-04-12 1997-08-26 Kubota Corporation Vacuum heat insulator
DE4439328A1 (en) * 1994-11-04 1996-05-09 Bayer Ag Insulating body
US5591505A (en) * 1995-06-07 1997-01-07 Owens-Corning Fiberglas Technology, Inc. Fibrous insulation product having inorganic binders

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DE19704323C1 (en) 1998-07-02

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