DE19836830A1 - Plattenförmiger, evakuierter Formkörper, Verfahren zur Wärmeisolierung und Verwendung des Formkörpers - Google Patents
Plattenförmiger, evakuierter Formkörper, Verfahren zur Wärmeisolierung und Verwendung des FormkörpersInfo
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- F16L59/00—Thermal insulation in general
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Abstract
Gegenstand der Erfindung ist ein plattenförmiger, evakuierter und wärmedämmender Formkörper, der verpreßtes und gegebenenfalls gehärtetes, mikroporöses Isoliermaterial enthält, und dadurch gekennzeichnet ist, daß sich das Isoliermaterial in einer oder mehreren umhüllten und evakuierten Schichten befindet, und der Formkörper eine Oberfläche mit Lamellenstruktur besitzt, wobei die Lamellen durch langgezogene Einschnitte in die Oberfläche entstehen und eine Tiefe von 40 bis 95% der Dicke des Formkörpers aufweisen. Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Isolierung von gekrümmten Flächen mit wärmedämmendem Isoliermaterial, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der beanspruchte Formkörper mit der Oberfläche mit Lamellenstruktur an die gekrümmte Fläche angeschmiegt und fixiert wird und das Vakuum in mindestens einer Schicht aufgehoben wird.
Description
Gegenstand der Erfindung ist ein plattenförmiger, evakuierter
und wärmedämmender Formkörper, der Basis verpreßtes und gegebe
nenfalls gehärtetes, mikroporöses Isoliermaterial enthält. Ge
genstand der Erfindung sind ferner ein Verfahren zur Wärmeiso
lierung von gekrümmten Flächen, insbesondere Rohren und die
Verwendung des Formkörpers.
In der DE-44 32 896 A1 ist ein evakuierter und in einer Hülle
gasdicht eingeschlossener, wärmedämmender Formkörper auf der
Basis von verpreßtem und gegebenenfalls gehärtetem, mikroporö
sem Isoliermaterial offenbart.
Zur Wärmeisolierung von Körpern mit gekrümmten Flächen, insbe
sondere von Rohren und Zylindern, ist ein solcher Formkörper
nur bedingt geeignet. So ist ein hoher Kraftaufwand notwendig,
um den Formkörper an eine gekrümmte Fläche anzuschmiegen. Die
Bedeckung der Fläche bleibt wegen der Steifigkeit des Materials
und der vorhandenen maßlichen Toleranzen der Oberfläche meist
unvollständig. Dies und der unvermeidbare Faltenwurf beim An
schmiegen des Formkörpers an die gekrümmte Fläche sind Ursache
für eine unvollständige Wärmeisolierung.
Die Verwendung eines dicken Formkörpers zur Wärmeisolierung
oder die Wärmeisolierung von stark gekrümmten Flächen ist über
haupt nicht möglich, weil sich der Formkörper nicht oder nicht
ausreichend biegen läßt.
Die vorliegende Erfindung zeigt auf, wie eine effektive Wärmei
solierung von gekrümmten Flächen mit Formkörpern der genannten
Gattung dennoch möglich ist.
Gegenstand der Erfindung ist ein plattenförmiger, evakuierter
und wärmedämmender Formkörper, der verpreßtes und gegebenen
falls gehärtetes, mikroporöses Isoliermaterial enthält, und da
durch gekennzeichnet ist, daß sich das Isoliermaterial in einer
oder mehreren umhüllten und evakuierten Schichten befindet, und
der Formkörper eine Oberfläche mit Lamellenstruktur besitzt,
wobei die Lamellen durch langgezogene Einschnitte in die Ober
fläche entstehen und eine Tiefe von 40 bis 95% der Dicke des
Formkörpers aufweisen.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Iso
lierung von gekrümmten Flächen mit wärmedämmendem Isoliermate
rial, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der beanspruchte
Formkörper mit der Oberfläche mit Lamellenstruktur an die ge
krümmte Fläche angeschmiegt und fixiert wird und das Vakuum in
mindestens einer Schicht aufgehoben wird.
Durch die Lamellenstruktur können auch dickere Formkörper ohne
besonderen Kraftaufwand an gekrümmte Flächen angelegt werden,
und es können damit auch Flächen mit engem Krümmungsradius wär
meisoliert werden. Verbleibende Undichtigkeiten in der Wärmei
solierung werden dadurch beseitigt oder zumindest reduziert,
indem das Vakuum aufgehoben wird. Dadurch vergrößert sich das
Volumen des Formkörpers, und wärmedurchlässige Spalten und Rit
zen werden verkleinert oder geschlossen.
Wird eine besonders wirksame Wärmeisolierung gefordert, so ist
ein mehrschichtiger Aufbau des Formkörpers bevorzugt, bestehend
aus zwei bis fünf oder mehr Schichten. Die Schichten können so
angeordnet werden, daß ein Versatz in den Stoßstellen stattfin
det, so daß eine weitere Reduzierung des Wärmeverlustes die
Folge ist.
Die Wärmeleitfähigkeit eines Dämmstoffes kann durch die Vermin
derung des im System vorhandenen Luftdruckes drastisch gesenkt
werden. Die Effizienz eines mikroporösen Dämmstoffes kann bis
zum Faktor 10 verbessert werden, wenn der Partialdruck inner
halb des Dämmstoffes unter 5 bis 10 mbar gesenkt wird, wobei
die Höhe des Unterdruckes die Wirksamkeit der Wärmedämmung be
stimmt.
Eine besonders effiziente Wärmedämmung wird erreicht, wenn der
zur Wärmedämmung eingesetzte Formkörper mehrschichtig ausgebil
det ist und das Vakuum nicht bei allen Schichten aufgehoben
wird, und mindestens eine Schicht in evakuiertem Zustand
bleibt. Durch die Verwendung von geeigneten Umhüllungen, bei
spielsweise mehrschichtigen Folien, kann die Stabilität des
verbleibenden Vakuums über Jahre hinweg erhalten bleiben.
Mit einem solchen Formkörper mit evakuierten und nicht evaku
ierten Schichten können beispielsweise Pipelines wirtschaftli
cher und technisch wirkungsvoller isoliert werden, als mit be
kannten Systemen.
Durch die Einschnitte in der Oberfläche sowie durch den vorhan
denen Unterdruck in der gasdichten Umhüllung wird die Folie, je
nach deren Steifigkeit, in die Einschnitte etwas eingezo
gen. Dadurch kann eine faltenfreie Ummantelung der gekrümmten
Oberfläche gewährleistet werden. Beides erhöht die Wirksamkeit
der Wärmedämmung.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Zuhilfenahme von Figuren
näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Formkörpers
im Querschnitt;
Fig. 2 zeigt bevorzugte Querschnittsformen der Lamellen des
Formkörpers in vergrößerter Darstellung;
in Fig. 3 ist in Draufsicht dargestellt, wie ein Rohr mit dem Formkörper ummantelt wird;
in Fig. 3 ist in Draufsicht dargestellt, wie ein Rohr mit dem Formkörper ummantelt wird;
Fig. 4 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Form
körpers im Querschnitt.
Der Formkörper gemäß Fig. 1 ist plattenförmig und besteht voll
kommen oder teilweise aus mikroporösem Isoliermaterial 1 und
einer gasdichten Umhüllung 2 (nur teilweise und schematisch
dargestellt). Er weist eine Oberfläche auf, die durch langgezo
gene Einschnitte 3 (Lamellen) strukturiert ist. Die Lamellen
haben eine Tiefe t von 40 bis 95%, besonders bevorzugt von 60
bis 85% der Dicke d des Formkörpers. Typisch ist eine Tiefe t
von mindestens 5 mm. Die Dicke d des Formkörpers ergibt sich
aus der gewünschten Wärmedämmwirkung. Die Notwendigkeit zur
Verwendung der Lamellen in den Formkörpern ergibt sich bei Roh
ren bei Wandstärken, welche in Abhängigkeit zum Rohrdurchmesser
< 5% des Rohrdurchmessers bei kleinen Rohren (Durchmesser ca.
50 mm) und < 2% des Rohrdurchmessers bei großen Rohren (Durch
messer mindestens 300 mm). Auch die Steifigkeit des Formkör
pers, welche vorwiegend abhängig von dessen Dichte ist, spielt
hier eine Rolle. Die Lamellen sind vorzugsweise in einem Ab
stand von 4 bis 40 mm, besonders bevorzugt von 10 bis 20 mm ne
beneinander und vorzugsweise parallel zueinander angeordnet und
weisen eine Basisbreite b von 0,5 bis 5 mm, vorzugsweise von 1
bis 3 mm auf. Ihr Querschnitt hat vorzugsweise eine quadrati
sche, rechteckige, spitzwinkelige oder gerundete Form, beson
ders bevorzugt eine der in Fig. 2 gezeigten Formen A - D. Der
Abstand zwischen den Lamellen hängt einerseits von der gewähl
ten Basisbreite und andererseits von dem zu erreichenden Innen
durchmesser ab. Addiert man die Basisbreiten der einzelnen La
mellen, so sollte sich in etwa der Differenzbetrag zwischen äu
ßerem und innerem Umfang des an der gekrümmten Fläche anliegen
den Formkörpers ergeben.
Zu einem besonders vorteilhaften Verfahren zur Isolierung von
gekrümmten Flächen mit wärmedämmendem Isoliermaterial gelangt
man, indem der Formkörper mit seiner strukturierten Oberfläche
an die gekrümmte Fläche angeschmiegt und fixiert wird und an
schließend das Vakuum aufgehoben wird. Dies ist am Beispiel der
Isolierung eines Rohres 4 in Fig. 3 angedeutet. Der umhüllte
Formkörper 5 wird um das Rohr 4 gelegt, wobei die mit Lamellen
versehene Oberfläche auf der Umfangsfläche des Rohres zu liegen
kommt. Durch die Lamellenstruktur läßt sich der Formkörper der
Kontur des Rohres entsprechend biegen, auch wenn die Dicke d
verhältnismäßig groß und/oder der Krümmungsradius des Rohres
vergleichsweise klein ist. Der evakuierte Formkörper wird vor
zugsweise zur Isolierung von Rohren, beispielsweise Pipelines
für Rohöl und Fernwärmeleitungen, von Motoren, Turbinen und Ka
minen eingesetzt.
In Fig. 4 ist ein Formkörper dargestellt, der aus mehreren um
hüllten und evakuierten Schichten (eine innere Schicht 6, eine
mittlere Schicht 7 und eine äußere Schicht 8) aufgebaut ist,
die verpreßtes und gegebenenfalls gehärtetes, mikroporöses Iso
liermaterial enthalten. Zur Isolierung einer gekrümmten Fläche
wird der Formkörper mit seiner Oberfläche mit Lamellenstruktur
an die gekrümmte Fläche angeschmiegt und fixiert und anschlie
ßend das Vakuum in mindestens einer Schicht aufgehoben, wobei
bevorzugt ist, daß das Vakuum in mindestens einer anderen
Schicht erhalten bleibt. Besonders bevorzugt ist, daß das Vaku
um in der an der gekrümmten Fläche anliegenden Schicht aufgeho
ben und in mindestens einer anderen Schicht dauerhaft beibehal
ten wird.
Der Formkörper kann in seiner Gesamtheit oder schichtweise bei
spielsweise auf ein Rohr 4 geklebt oder anderweitig darauf fi
xiert werden, beispielsweise indem ein Band, vorzugsweise ein
Gewebeband oder Klebeband, eine Kunststoffolie oder eine Me
tallfolie um den am Rohr anliegenden Formkörper oder jeweils
eine Schicht des Formkörpers gewickelt wird. Es kann auch ein
Metallblech in Form von Ganz- oder Halbschalen oder geeigneten
Zuschnitten um das Rohr gelegt und fixiert werden. Das im Form
körper aufrechterhaltene Vakuum wird in mindestens einer der
Schichten aufgehoben, um gegebenenfalls bestehen gebliebene Un
dichtigkeiten der Wärmeisolierung zu reduzieren oder vollkommen
zu beseitigen. Beim Aufheben des Vakuums vergrößert sich das
Volumen des Formkörpers durch einströmende Luft, und der sich
ausdehnende Formkörper kann Fugen und Spalten schließen. Das
Vakuum kann aufgehoben werden, indem die Umhüllung der Schicht
und gegebenenfalls der den Formkörper fixierende Gegenstand mit
einem Werkzeug absichtlich beschädigt wird oder auch indem die
Umhüllung durch Einwirkung der Umgebung vor oder während ihrer
Verwendung mechanisch oder thermisch beansprucht wird bis sie
reißt, beziehungsweise sich thermisch zersetzt. Letzteres kann
beispielsweise bei der Wärmedämmung von Pipelines auf Grund der
bis zu 180°C heißen Mediumtemperaturen geschehen, wobei durch
eine geeignete Wahl des Materials der Umhüllung bei mehrschich
tigem Aufbau des Formkörpers nur die Zersetzung der innen lie
genden Schicht unter Erhalt des Vakuums in weiter außen liegen
den Schichten erreicht werden kann.
Der Formkörper wird vorzugsweise nach einem Verfahren herge
stellt, das bereits in der DE-44 32 896 A1 beschrieben ist. Er
besitzt auch vorzugsweise die dort genannte Zusammensetzung von
30 bis 100 Gew.-% feinteiligem Metalloxid,
0 bis 50 Gew.-% Trübungsmittel, 0 bis 50 Gew.-% Fasermaterial
und 0 bis 15 Gew.-% anorganischem Bindemittel. Bevorzugt ist
auch, Metalloxid, Fasermaterial, Trübungsmittel und Bindemittel
unter den in der DE-44 32 896 A1 genannten Stoffen auszuwählen,
wobei als Fasern auch organische Fasern, beispielsweise Visko
sefasern in Frage kommen. Auch Füllstoffe wie Glimmer, Perlit
oder Vermiculit können gegebenenfalls enthalten sein.
Nach der Herstellung des Formkörpers werden die Lamellen durch
Fräs- oder Sägewerkzeuge, beispielsweise Blatt- oder Drahtsägen
eingeschnitten und der Formkörper in eine Umhüllung einge
bracht, evakuiert, und die Umhüllung verschlossen. Ein Bereit
stellen von Kanalporen und Kanälen im Formkörper zur Beschleu
nigung des Evakuierens, wie es in der DE-44 32 896 A1 beschrieben
ist, ist zweckmäßig, jedoch nicht zwingend notwendig.
Eine Platte mit den Maßen 965 mm * 500 mm * 20 mm wurde mit 50
parallelen Einschnitten im Abstand von 19,6 mm versehen. Die
Einschnitte hatten eine Basisbreite von 2,5 mm. Die so erhalte
ne Platte wurde in einer Mehrschichtverbundfolie bei Drücken
kleiner 200 mbar luftdicht eingeschweißt, wobei sich die ur
sprünglich ebene Platte bereits ein wenig krümmte und dadurch
als Handlingshilfe bei der Montage wirkt; kürzere Montagezeiten
können hierbei die Folge sein. Die Platte wurde anschließend
mit der mit den Einschnitten versehenen Oberfläche auf ein Rohr
montiert und mit Klebeband punktförmig fixiert. Anschließend
wurde die Umhüllung mit einem spitzen Gegenstand eingeritzt und
die am Rohr angeschmiegte Platte mit dem Klebeband fest umwic
kelt.
Ein bis zu mehreren Hundert Grad heißem Medium führendes Rohr
wird mit drei Schichten aus evakuierten und in gasdichter Mehr
schichtfolie eingeschweißten Platten mit einer auf der Oberflä
che eingebrachten Lamellenstruktur mit einer Dicke von je 12 mm
umhüllt, so daß die Stoßstellen stirnseitig als auch im Umfang
versetzt liegen. Jede einzelne Schicht wir mit Klebeband fi
xiert. In der Anwendung wird die erste Schicht auf Grund der
Temperaturbeständigkeit der Umhüllungsfolie thermisch zersetzt,
so daß der Abdichtungseffekt wirksam wird. Auf Grund der wär
meisolierenden Wirkung der ersten Schicht bleibt die Umhüllung
der nächsten Schichten bestehen, was auf Grund der besonders
guten Wärmedämmwirkung der evakuierten Systeme eine optimale
Isolierwirkung ergibt.
Claims (11)
1. Plattenförmiger, evakuierter und wärmedämmender Formkörper,
der verpreßtes und gegebenenfalls gehärtetes, mikroporöses Iso
liermaterial enthält, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Iso
liermaterial in einer oder mehreren umhüllten und evakuierten
Schichten befindet, und der Formkörper eine Oberfläche mit La
mellenstruktur besitzt, wobei die Lamellen durch langgezogene
Einschnitte in die Oberfläche entstehen und eine Tiefe von 40
bis 95% der Dicke des Formkörpers aufweisen.
2. Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lamellen eine Querschnittsform aufweisen, die quadratisch,
rechteckig, spitzwinkelig oder gerundet ist.
3. Formkörper nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Lamellen eine Basisbreite b aufweisen, die
0,5 bis 5 mm breit ist.
4. Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Lamellen parallel im Abstand von 4 bis 40 mm
nebeneinander gesetzt sind.
5. Verfahren zur Isolierung von gekrümmten Flächen mit wärme
dämmendem Isoliermaterial, das dadurch gekennzeichnet ist, daß
ein evakuierter Formkörper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4
mit der Oberfläche mit Lamellenstruktur an die gekrümmte Fläche
angeschmiegt und fixiert wird und das Vakuum in mindestens ei
ner Schicht aufgehoben wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
Formkörper durch Umwickeln mit einem Gewebeband, Klebeband, ei
ner Kunststoff- oder Metallfolie oder mit zugeschnittenem Me
tallblech fixiert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das
Vakuum aufgehoben wird, indem die Umhüllung der Schicht mit ei
nem Werkzeug beschädigt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das
Vakuum aufgehoben wird, indem die Umhüllung der Schicht teil
weise thermisch zersetzt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das
Vakuum von mindestens einer Schicht bei mehrschichtigen Aufbau
ten aufgehoben wird, indem die Umhüllung mechanisch beansprucht
wird, bis sie reißt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Vakuum in der an die gekrümmte Fläche anlie
genden Schicht aufgehoben wird und in mindestens einer Schicht
dauerhaft beibehalten wird.
11. Verwendung eines evakuierten Formkörpers gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 4 zur Isolierung von Rohren, beispielsweise
Pipelines für Rohöl und Fernwärmeleitungen, von Motoren, Turbi
nen und Kaminen.
Priority Applications (11)
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---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998136830 DE19836830A1 (de) | 1998-08-13 | 1998-08-13 | Plattenförmiger, evakuierter Formkörper, Verfahren zur Wärmeisolierung und Verwendung des Formkörpers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19836830A1 true DE19836830A1 (de) | 2000-02-17 |
Family
ID=7877498
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1998136830 Withdrawn DE19836830A1 (de) | 1998-02-19 | 1998-08-13 | Plattenförmiger, evakuierter Formkörper, Verfahren zur Wärmeisolierung und Verwendung des Formkörpers |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19836830A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006059053A1 (de) * | 2006-12-14 | 2008-07-03 | Va-Q-Tec Ag | System zur Verminderung der Leckage an Knickstellen vakuumgedämmter Platten |
-
1998
- 1998-08-13 DE DE1998136830 patent/DE19836830A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006059053A1 (de) * | 2006-12-14 | 2008-07-03 | Va-Q-Tec Ag | System zur Verminderung der Leckage an Knickstellen vakuumgedämmter Platten |
DE102006059053B4 (de) * | 2006-12-14 | 2018-01-04 | Va-Q-Tec Ag | System zur Verminderung der Leckage an Knickstellen vakuumgedämmter Platten |
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Legal Events
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---|---|---|---|
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