DE2615299A1

DE2615299A1 - Element zur waermeisolation

Info

Publication number: DE2615299A1
Application number: DE19762615299
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl Ing Reinhard
Original assignee: Erno Raumfahrttechnik GmbH
Current assignee: Erno Raumfahrttechnik GmbH
Priority date: 1976-04-08
Filing date: 1976-04-08
Publication date: 1977-10-27

Description

Element zur Wärmeisolation Die Erfindung betrifft ein Element zur Wärmeisolation für ebene und/oder gekrümmte Oberflächen, das evakuierbar ist und trotzdem unter atmosphärischen Bedingungen eingesetzt werden kann.
Isolationssysteme unter Zuhilfenahme eines Vakuums sind aus der Kryogentechnik bereits seit langem bekannt, beispielsweise in der Form der sogenannten DEWAR-Gefäßes Diese Systeme beruhen auf der Überlegung, den l;ärnzetransport durch Konvektion zu vermeiden. Da gleichzeitig der härmetransport durch Wärmeleitung praktisch ausgeschlossen ist, kann lediglich noch Wärme durch Strahlung übertragen werden. Um dem zu begegnen, werden im allgemeinen die Oberflächen dieser Systcne, soweit zwischen ihnen ein l.ärmeaustausch durch Strahlung erfolgen könnte, verspiegelt oder die Strahlung durch das Einbringen von wenig emittierenden Folien oder porösen Stoffen verkleinert.
Die bisher bekannten Vakuum-Systene, die unter atmosphärischen Bedingungen verwendbar sind, bestehen aus zwei ineinander angeordneten Behältern, die aufgrund ihrer Formgebung die atmosphärischen Kräfte aufnehmen. Dalurch sind diese Systeme auf relativ kleine mit im allgemeinden gekrü:inten Flächenabmessungen beschränkt und nicht für Wärmeisolationszwecke, z.B. im Bauwesen, verwendbar.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, Bauelemente speziell für diese letztgenannten Zwecke anzugeben, die unter Ausnutzung der Vorteile der Vakuun-Sstee verwendbar sind. Erfindungsgemäß besteht das Element aus einem aus Folien oder Blechen aus schlecht wärmeleitendem Material geformten evakuierbaren plattenförmigen Behälter und in diesem Behälter angeordneten Isolationswerkstoffen als Abstandshalter zur Aufnahme der atmosphärischen Kräfte. Der Behälter kann aus diffusionsdichten dünnen Folien aus einem schlecht wärmeleitenden Metall geformt sein. In diesem Fall ist es zweckmäßig, als Isolationswerkstoff Glasseidenfilz zu verwenden. Der Behälter kann aber auch aus Deckbleelien und die Deckbleche im Randbereich verbindenden dünnen Folien geformt sein. Vorteilhaft ist dabei die Verwendung biegesteif gesickter Bleche aus einem schlecht wärmeleitenden Metall, die gegebenenfalls quer zur Sickenrichtung durch aufgesetzte Profile versteift sind.
Als Abstandshaltesystem sind bei dieser Ausführung Röhren oder in Röhren geführte Kugeln oder linsenförmige Körper oder Körper einer Form, die cinen geringen Wärmedurchgang gewährleisten, zweckmäßig.
Zur Verringerung der Berührungsflächen können die Röhren an ihren Enden angeschärft sein. Zur Verminderung der Wärmeübertragung durch Strahlung ist es vorteilhaft, in den Behälter parallel zu den Deckblechen einige wenig emittierende Folien einzulegen, die gegeneinander - zum Beispiel durch Glasseidengewebe - schlecht wärmeleitend abgestützt sind.
Im Bereich des Randes tritt durch die metallische Verbindung der Deckfolien ein erhöhter Wärmefluß auf. Dabei ist vorzugsweise die Dicke der Elemente im Randbereich in einer Stufe auf die halbe Stärke reduziert.
Auf diese Weise wird der leärmeleitungsweg im Randbereich verlängert und der 'iärmedurchgang bei t.berlappung mehrerer Elemente verkleinert.
Die Elemente können mit den aus der Vakuumtechnik bekannten Verfahren zusätzlich behandelt werden, indem beispielsweise die dem Vakuum ausgesetzten Teile vor der Montage gasfrei geglüht sind.
Ferner können in den Elementen Adsorbersubstanzen und/oder von außen aktivierbare Ionengettermaterialien vorgesehen sein.
Die erfindungsgemäßen Isolationselemente sind mit einfachen Verfahren herstellbar und lassen die großen Vorteile der Va#uum-Isolation auch für größere Flächen, wie sie beispielsweise im Bauwesen, in der Gas-TankSchiffahrt usw. üblich sind, zur An-wendung bringen.
In den beigefügten Zeichnungen sind einige Beispiele für Elemente nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen Figur 1 ein Element, bei dem der in dem Behälter angeordncte Isolationswerkstoff selbst die atmosphärischen Druckkräfte aufnimmt, Figur 2 ein Element, dessen Behälter aus biegesteifen Decliplatten besteht, die gegeneinander durch Abstandshaltesysteme abgestützt sind, Figur 3a Abstandshaltesysteme für Elemente nach Figur 2 und bis c Figur 4 einen Querschnitt durch die Randbereiche zweier sich überlappender Elemente.
Das Isolationselement nach Figur 1 besteht aus einen aus dünnen Folien 2 geformten Behälter, in den Glasseidenfilz 1 als Isolationswerkstoff eingebracht ist. Die Folien 2 sind in ihren Randbereichen 3 diffusionsdicht miteinander verbunden. Das kann beispielsweise durch Elelitronenstrahlschlfeißung Rollnahtschweißung oder Lötung erfolgen.
In der. Vakuunraum 11 sind Adsorptionsstoffe 4 eingelegt. In dem Beispiel nach Figur 2 ist das Element aus gesickten Deckblechen 6 geformt, die gegeneinander durch Abstandshaltesysteme 7 zur Aufnahme der atmosphärischen Druckkräfte abgestützt sind. Im Randbereich sind die Deckbleche 6 durch dünne Randfolien 5 miteinander verbunden, wobei diese Randfolien 5 an ihren Berührungsflächen 3 miteinander diffusionsdicht, wie bein Beispiel nach Figur 1, verbunden sind. Zur Aufnahme von Längskräften sind die Deckbleche 6 durch aufgesetzte Profile 8 quer zur Sickenrichtung der Deckbleche versteift. In den Innenraum des Elementes sind dünne Folien 9 mit einer sehr geringen Emissionszahl eingelegt, die durch Glasseidengewebe voneinander getrennt sind. Auch in diese Elemente sind Adsorptionsstoffe 4 eingebracht.
Die Abstandshaltesysteme können aus dünnen Röhren 12, die an ihren Enden 17 zur Verkleinerung der Kontaktilächen geschärft sind, bestehen. Man kann aber auch als Abstandshaltesystem in Röhren 12 geführte Kugeln 13 oder linsenförnige Körper 14 verwenden, um durch die nur punktförinigen Berührungsflächen den Wärmetransport durch Wärmeleitung so gering wie möglich zu halten.
In der Figur t sind schließlich zwei Beispiele für die Überlappung von jeweils i Elementen 15 bzw. 16 dargestellt, deren Dicke in den andberccen in einer Stufe auf die Halbstärke reduziert ist.
- Patentansprüche

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e-1. Element zur Wärmeisolation für ebene und/oder gekrümmte Oberflächen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß es aus einem aus Folien oder Blechen aus schlecht wärmeleitendem Material geformten evakuierbarem plattenförmigem Behälter (2) und in diesem Behälter angeordneten Isolationswerkstoffen (1, 7) als Abstandshalter besteht.
2.) Element nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß der Behälter (2) aus diffusionsdichten dünnen Folien aus einem schlecht wärmeleitenden Metall geformt ist.
3.) Element nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Behälter (2) aus zwei Deckblechen (6) aus biegesteif gesickten Blechen und die Deckbleche im Randbereich verbindenden, vorzugsweise gesickten, sehr dünnen Folien (5) geformt ist.
4.) Element nach Anspruch 1 und 3, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Deckbleche (6) quer zur Sickenrichtung durch aufgesetzte Profile (8) versteift sind.
5.) Element nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß als Isolationswerkstoff Glasseidenfilz (1) verwendet ist.
6.) Element nach Anspruch 1 und 3 oder 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Deckbleche (6) durch schlecht wärmeleitende Abstandshaltesysteme (7) gegeneinander abgestützt sind.
7.) Element nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Abstandshaltesysteme aus Röhren (12) oder in Röhren geführts Rugek oder linsenförmigen Körpern (13, 14) bestehen.
8.) Element nach den Ansprüchen 1, 3, 4, 6, oder 7, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß in den Behälter (2) parallel zu den Deckblechen (6) einige wenig emittierende Folien (9) eingelegt sind, die vorzugsweise durch Glasseidengewebe (10) voneinander getrennt sind.
9.) Element nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Dicke der Elemente im Randbereich in einer Stufe auf die halbe Stärke reduziert ist.
10.) Element nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die dem Vakuum ausgesetzten Teile des Elementes gasfrei geglüht sind.
11.) Elemertt nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in dem Behälter Adsorbersubstanzen vorgesehen sind.
12.) Element nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in dem Behälter vonyaußen aktivierbare lonengettermaterialien angeordnet sind.gh