DE1901926B2

DE1901926B2 - Waermeisolierendes und luftdichtes gehaeuse fuer waermespeicherkoerper

Info

Publication number: DE1901926B2
Application number: DE19691901926
Authority: DE
Inventors: Nikolaus 7141 Aldingen Laing
Original assignee: Ausscheidung in: 19 67 095 Accessair SA, Zug (Schweiz)
Priority date: 1968-01-22
Filing date: 1969-01-15
Publication date: 1977-11-17
Also published as: DE1812747A1; DE1901926C3; JPS541045B1; BE727187A; AT308921B; DE1901926A1; NL6901048A; FR2000566A1; GB1262011A

Description

Die Erfindung betrifft ein wärmeisolierendes und luftdichtes Gehäuse für einen Wärmespeicherkörper, der zur Entnahme von Wärme von einem Wärmeträger durchströmbar ist, wobei das Gehäuse von einem äußeren und einem inneren im Abstand von dem ersteren angeordneten Mantel gebildet wird und der Raum zwischen diesen Mänteln teilweise evakuiert und mit einem porösen Füllstoff angefüllt ist und wobei das Gehäuse Durchbruchstellen für den Durchtritt des Wärmeträgers aufweist.

Es sind Wärmespeicheröfen bekannt (DT-GM 19 36 666), deren Wärmedämmung nach außen durch einen Vakuummantel bewirkt wird. Der Nachteil dieser bekannten Isolierung ist ihre schlechte Wärmedämmwirkung an den Durchbruchstellen der Lufteintritts- und -austrittsöffnungen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Isoliergehäuse für Wärmespeicherkörper von Geräten, aus denen Wärme entnommen wird, zu schaffen, bei denen ein vakuumisolierter Mantel ohne die bekannten Wärmeverluste an den Durchbruchstellen verwendet werden kann.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Verbindung der beiden Mantel an den Durchbruchstellen durch Faltenbälge gebildet wird.

Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß die Verwendung von Faltenbälgen an den Durchbruchstellen die Isolationseigenschaften von Doppelwandisolationen sehr stark verbessern. Diese Verbesserung beträgt bis zum Zehnfachen des Wertes, der mit Vorrichtungen erreicht werden kann, welche dem entgegengehaltenen deutschen Gebrauchsmuster entsprechen. Darüber hinaus ist mit den Faltenbälgen eine Kompensation der unterschiedlichen Dehnung zwischen Außenmantel und Innenmantel der Isolierschicht möglich.

Die bessere Wärmeisolierung kann damit erklärt werden, daß die gewellten Durchbruchstellen aus sehr dünnen und durch die Wellung steifen Balgen ausgebildet werden können, deren effektive, für die Wärmeübertragung maßgebende Länge ein Vielfaches von Rohrverbindungen ausmacht. Es wird also der schlechtere Wärmeübergang durch die Wandverbindung durch den kleineren Querschnitt und die größere Länge erreich!.

Anhand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein wärmeisolierendes Gehäuse nach der Erfindung mit einseitigem Kompensationsbereich.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt des Gehäuses längs der Linie 11-11 in Fi g. 1.

Fig. J zeigt der· imiL-ren Zylinder eines wärmeisolierenden Gehäuses mit beidseitigem Kompensationsbereich in einem Teilschnitt, wobei die Wand in einem Ausschnitt vergrößert dargestellt ist.

Fig.4 veranschaulicht ein Verfahren der gleichzeitigen Tauchlötung des inneren und äußeren Gehäusemantils in einem Teilschnitt durch ein Gehäuse nach der Erfindung.

F i g. 5 zeigt ein Speichergerät im Schnitt mit zwei kreisförmigen Luftführungsöffnungen an der Unterseite des Gehäuses.

Fig. 6 zeigt ein wärmeisolierendes Gehäuse im Schnitt,das als doppelwandige Haube ausgebildet ist.

In Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch ein wärmeisolierendes Gehäuse gezeigt. Der äußere Mantel 1 des M Gehäuses besteht aus starkwandigem Blech und ist, wie in F i g. 2 im Schnitt sichtbar, als Rohr init rechteckigem Querschnitt ausgebildet, welches durch einen Boden 5 abgeschlossen ist. In diesen äußeren Mantel ist ein als dünneres Blechrohr 4 ausgebildeter innerer Mantel J5 eingeschoben. Auch dieses Rohr hat einen Boden 3. Der Querschnitt des Rohres 4 hat keine scharfen Ecken. Unter dem Begriff Rohr wird ein zylindrischer Mantel mit beliebigem längs seiner Achse im wesentlichen gleichbleibendem Querschnitt verstanden, . B. Rohre "to mit rechteckigen Querschnitten mit oder ohne abgerundete Ecken. Das zur offenen Seite hinweisende Ende des Innenrohres 4 ist mit einem Faltenbalg 6 versehen. Da das Innenrohr 4 keine scharfen achsenparallelen Kanten aufweist, lassen sich die Faltenbälge mit bekannten Maschinen herstellen, auch werden bei dieser Ausbildung nicht beherrschbare Spannungszustände vermieden.

Zweck des Faltenbalges 6 ist die Aufnahme von Längsdehnungen des inneren Rohres 4 relativ zu dem äußeren Rohr 1. Ein weiterer Zweck dieses Faltenbalges besteht darin, die axiale Länge des Abschnittes des Rohres 4, der sich außerhalb des Speicherkernbereiches 7 erstreckt, möglichst kurz zu halten und doch einen möglichst langen Wärmeleitungsweg zu bilden. Innerhalb der relativ kurzen axialen Länge des Faltenbalges 6 sinkt die Temperatur von der inneren Speichermassentemperatur auf eine Temperatur ab, die nahe der Außentemperatur liegt. Zwischen dem rechteckigen Außenrohr 1 und dem gesickten Bereich des Innenrohres 4 ist ein Übergangsrahmen 8 angeordnet, dessen inneres Ende 9 einen Querschnitt hat, der dem des Innenrohres 4 entspricht und mit diesem gasdicht, z. B. durch Rollnahtschweißung, verbunden ist, während der Querschnitt am äußeren Ende 10 des Ubergangsrahfi5 mens dem rechteckigen Querschnitt des Außenrohres entspricht. Der Endbereich 10 ist vorteilhaft um das äußere Rohr 1 herumgefalzt und wird durch Weichlötung mit dem äußeren Rohr gasdicht verbunden. Diese

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Verbindung hai den Vorteil, daß sich das iiuüere Rohr nicht verwirft, was erfahrungsgemäß bei Anwendung von Sehweißiemperatiiren leicht ;⁽er Fall ist. Der Hohlraum /wischen dem Innenrohr 4 und dem AuBenrohr 1 ist mit einem Isoliermaterial, vorzugsweise einem rieselfähigen Schüttgut 11, gefüllt. Der Ro! rstut-/en 12 dient /um Evakuieren des Isolationsniumes.

F i g. 3 zeigt das Innenrohr 15 eines wärmeisolierendes Gehäuses, welches an beiden Enden offen ist. Derartige Gehäuse sind vorzugsweise als sehr langgestreckte Gehäuse ausgebildet, da die reinen Wärmeleitverluste durch die Wand hindurch im Verhältnis zu den L.eitverlusten der Feldbereiche außerordentlich klein gehalten werden können. Durch die oben beschriebenen Maßnahmen werden die sonst durch die Wärmeleitfähigkeit der Randstreifen bedingten Verluste auf einen oder maximal zwei Umfang.sbereicbe reduziert. Wenn das Gehäuse an beiden Enden offen ist, so ist es vorteilhaft, an beiden Eiiden des Innenrohres 15 Faltenbälge 30 und 31 zur Kompensation der Längsausdehnung und zur Verminderung der Wärmeleitung anzuordnen.

An die Stelle des weitgehenden Evakuierens des Isoliergehäuses kann auch eine Füllung mit einem Gas einer hochmolekularen Verbindung, z. B. Schwefeldioxid, Fluorkohlenwasserstoff, usw., treten.

Fig. 4 dient zur Erläuterung der vakuumdichten Lotung eines wärnieisolierenden Gehäuses, wobei der Abstand der die Mantel 1 und 4 bildenden Gehäusewände sowie die Dicke derselben zur klareren Darstellung vergrößert dargestellt sind. In das Ende des äußeren Gchäusemantels 1 ist der Übergangsrahmen 8 eingeschoben, so daß der äußere Rand 19 mit dem Ende des Außenrohres 1 abschneidet, während der Rand 20 mit dem Ende des inneren Rohres 4 abschneidet. Beide Ränder 19 und 20 werden gleichzeitig in eine Wanne 21 eingetaucht, in der sich auf zwei verschiedener, Niveaus gefülltes flüssiges Lot 22 und 24 befindet.

In F t g. 5 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der der von dem Isolationsmantel 80 eingeschlossene Speicherkern aus Zylindern 81 besieht, die aus der Speichermasse bestehen. Der Isolalionsmantei 80 hat eine Lul'teinirittsöffnung 82 und eine Luftaustrittsöffnung 81. Die Wärmedehnung ties inneren Mantelrohres

84 relativ /u dem äußeren Mantelrohr 85 wird durch die Faltenbiilge 86 und 87 ausgeglichen, die gasdicht mit dem inneren Mantelrohr 84 und dem äußeren Mantelrohr 85 verbunden sind. Die Isolation des Gebläsegehäuses 88 erfolgt durch übliche lsolütioiis-

i» materialien 89.

F i g. b zeigt ein wärmeisoliereiides Gehäuse, bei dem zwei an einer gemeinsamen Schmalseite offene und an der anderen Schmalseile geschlossene Blechrohre !70 und 171 ineinander geschachtelt sind, die den Außen-

^)!> mantel und den Innenmantel der Vakuumisolaiion bilden. Der Rand des äußeren Rohres 170 ist nach innen abgesetzt und umgefal/t, was vorzugsweise durch ein eingeschweißtes Profil 171 erreicht wird. An den Falz dieses Profils ist ein gerollter, einen Faltenbalg 174

•20 bildender Blechstreifen von sehr geringer Stärke und aus einem schlecht wärmeleitenden Edelstahl angeschweißt. Der Rand des inneren Rohres 171 ist nach außen gezogen und wird ebenfalls mit dem Blechstreifen verschweißt. Dieser Blechstreifen bildet einen

2i umlaufenden faltenbalgariig wirkenden elastischen Rand, durch den kleine Verschiebungen der beiden ineinander geschachtelten Rohre relativ zueinander kompensiert werden, im übrigen ist der Raum 17S zwischen den beiden Rohren mit Distanzkörpern oder porösem Schüttgut gefüllt. Zur Erleichterung des Rollnahtschweißens oder Hartlötens werden die Ränder des extrem dünnen Faltenbalges 174 /weckmäßigerweise zwischen den Falzrändern und Auflagen 175 und 176 aus gleichstarkem Blech eingefaßt. Die gesamte

^r' Haube wird von einem Sockel 177 getragen, der nur direkten Kontakt mit dem »kalten« äußeren Rohr 170 hat. Der heiße Speicherkern 178 wird von dünnwandigen Edelstahlrohren 70 getragen. Ein Vorteil dieser Isolationshaube liegt darin, daß sie direkt als äußeres Gehäuse des Ofens fungieren kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wärmeisolierendes und luftdichtes Geh.· ^rür einen Wärmespeicherkörper der zur Eninah: . on Wärme von einem Wärmeträger durchströnuar ist, wobei das Gehäuse von einem äußeren und einem inneren im Abstand von dem ersteren angeordneten Mantel gebildet wird und der Raum zwischen diesen Mänteln teilweise evakuiert und mit einem porösen Füllstoff angefüllt ist und wobei das Gehäuse Durchbruchsteilen für den Durchtritt des Wärmeträgers aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der beiden Mantel an den Durchbruchstellen durch Faltenbälge (6, 86, 8V, 174) gebildet wird.

2. Wärmespeichergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg aus sehr dünnem schlecht wärmeleitendem Metall, vorzugsweise Chromnickelstahl, besteht.

3. Wärmespeichergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Faltenbalg (6) und dem äußeren Mantel (1) ein Übergangsrahmen (8) eingesetzt ist, der mit dem Faltenbalg (6) durch eine hochtemperaturbeständige Verbindung wie Schweißen oder Hartlöten und mit dem Mantel (1) durch eine beliebige Verbindung, z. B. Weichlötung, verbunden ist.