ITGE950097A1 - DEVICE FOR ACTIVE INSULATION AND FIRE PROTECTION. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE del brevetto per invenzione industriale avente per titolo: "Dispositivo per la coibentazione attiva e per la protezione antincendio" DESCRIPTION of the patent for industrial invention entitled: "Device for active insulation and for fire protection"

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

La presente invenzione riguarda un dispositivo per la coibentazione attiva e la protezione antincendio, in particolare per gli ambienti in cui vengono sviluppate ingenti quantità di calore, come ad esempio le sale macchine delle navi e i locali di alloggiamento di gruppi elettrogeni sia in costruzioni navali che in costruzioni civili, ma in modo più generico per l'isolamento da una qualunque sorgente di calore, ad esempio per contrastare gli effetti dell'insolazione nei grandi palazzi. The present invention relates to a device for active insulation and fire protection, in particular for environments in which large quantities of heat are developed, such as for example the engine rooms of ships and the rooms where generators are housed both in shipbuilding and in civil constructions, but in a more generic way for insulation from any heat source, for example to counteract the effects of sunlight in large buildings.

Un problema caratteristico di ogni tipo di coibentazione risiede nel fatto che l'efficacia del materiale coibente, a parità di capacità diatermica, è direttamente proporzionale allo spessore dello strato del coibente stesso applicato sulla superficie che deve essere isolata termicamente. In generale, è sovente impossibile rivestire una superficie con uno strato di coibente dello spessore teoricamente più appropriato, sia per motivi di ingombro che per motivi di costo. A characteristic problem of each type of insulation lies in the fact that the effectiveness of the insulating material, with the same diathermic capacity, is directly proportional to the thickness of the layer of the insulating material applied to the surface that must be thermally insulated. In general, it is often impossible to coat a surface with an insulating layer of the theoretically most appropriate thickness, both for reasons of space and for reasons of cost.

Inoltre, il rilascio del calore immagazzinato, dai materiali termoisolanti avviene in tempi molto lunghi, molto più tardi della disattivazione della sorgente di calore. Furthermore, the release of the stored heat from the thermal insulation materials occurs in a very long time, much later than the deactivation of the heat source.

I materiali diatermici comunemente utilizzati per tali coibentazioni sono di norma costituiti da lana di vetro o prodotti analoghi, lavorati in modo diverso. In particolare, recentemente la ditta Parabeam ha messo a punto un materiale, commercializzato sotto il nome di AFICOSS^ , consistente in due strati affacciati di tessuto di vetro continuo, collegati tra loro da numerosi fili di vetro, che vengono impregnati di resina di tipo poliestere, fenolica o epossidica, per generare un pannello di spessore che può variare da 5 a 20 mm e di sufficiente rigidità. The diathermic materials commonly used for such insulations are usually made of glass wool or similar products, processed in a different way. In particular, recently the Parabeam company has developed a material, marketed under the name of AFICOSS ^, consisting of two facing layers of continuous glass fabric, connected together by numerous glass threads, which are impregnated with polyester resin. , phenolic or epoxy, to generate a panel with a thickness that can vary from 5 to 20 mm and of sufficient rigidity.

La struttura di tali pannelli, in cui viene a crearsi nel modo sopra descritto una intercapedine di volume non trascurabile, ha dato lo spunto della ricerca che è approdata nella presente invenzione. The structure of these panels, in which a cavity of not negligible volume is created in the manner described above, has given rise to the research that has led to the present invention.

Scopo dell 'invenzione è quindi fornire un dispositivo di coibentazione attiva che si avvale delle caratteristiche dei materiali sopra descritti, consentendo di diminuire lo spessore degli strati di coibente ed al contempo di diminuire i tempi necessari per lo smaltimento del calore sviluppato nell'ambiente da isolare. The purpose of the invention is therefore to provide an active insulation device that makes use of the characteristics of the materials described above, allowing to reduce the thickness of the insulation layers and at the same time to reduce the time required for the disposal of the heat developed in the environment to be insulated. .

Oggetto della presente invenzione è pertanto un dispositivo di coibentazione attiva comprendente almeno un pannello, consistente in due strati affacciati dì tessuto di vetro continuo, collegati tra loro da numerosi fili di vetro, che vengono impregnati di resina di tipo poliestere, fenolica o epossidica, detto pannello essendo applicato alla superficie che necessità di isolamento termico, caratterizzato dal fatto che nell'intercapedine compresa tra i due strati continui di detto pannello viene fatto scorrere un flusso di fluido di raffreddamento, introdotto nel pannello mediante opportuni mezzi di pompaggio, detto fluido essendo, all'uscita dell'intercapedine del pannello, raccolto ed espulso dall'ambiente da coibentare mediante opportuni mezzi di espulsione. The object of the present invention is therefore an active insulation device comprising at least one panel, consisting of two facing layers of continuous glass fabric, connected together by numerous glass threads, which are impregnated with polyester, phenolic or epoxy resin, called panel being applied to the surface requiring thermal insulation, characterized in that a flow of cooling fluid is made to flow in the gap between the two continuous layers of said panel, introduced into the panel by means of suitable pumping means, said fluid being, at the exit of the interspace of the panel, collected and expelled from the environment to be insulated by means of suitable expulsion means.

Può essere previsto l'uso di fluidi di raffreddamento diversi da aria ed acqua, quali ammoniaca o clorofluorocarburi, in tal caso però il fluido verrà ricuperato e ricircolato all'interno del pannello dopo aver smaltito in un'opportuno scambiatore il calore acquisito. The use of cooling fluids other than air and water, such as ammonia or chlorofluorocarbons, can be envisaged, but in this case the fluid will be recovered and recirculated inside the panel after having disposed of the acquired heat in a suitable exchanger.

Ulteriori vantaggi e caratteristiche appariranno evidenti dalla seguente descrizione di una forma esecutiva della presente invenzione eseguita, a scopo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, in cui: Further advantages and characteristics will appear evident from the following description of an embodiment of the present invention carried out, by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings, in which:

La figura 1 è una vista schematica in sezione di una forma esecutiva della presente invenzione; e la figura 2 è una vista in sezione ingrandita del materiale utilizzato nel dispositivo di coibentazione dell'invenzione. Figure 1 is a schematic sectional view of an embodiment of the present invention; and Figure 2 is an enlarged sectional view of the material used in the insulation device of the invention.

In figura 1 è illustrata una forma esecutiva del dispositivo di coibentazione dell'invenzione, nella quale l'ambiente da coibentare è il vano motore di una costruzione navale generica. Nella figura, con 1 è designato lo strato di materiale coibente del dispositivo secondo l'invenzione. Tale materiale è sistemato sulle pareti 102 e sul cielo 202 del vano motore 2 all'interno del quale è sistemato il motore 4, nella costruzione navale 3 generica. I pannelli 101 laterali dello strato di materiale coibente 1 si estendono alla loro estremità inferiore libera fino al di sotto del livello della sentina 5, laddove sono sistemati mezzi di espulsione 7, mentre all’estremità opposta cono collegati al pannello di cielo 201 del vano motore. In detto pannello 201 di cielo sono inseriti una pluralità di ugelli 116 tutti collegati ad un tubo collettore 106 che comunica con i mezzi di pompaggio 6 il cui scopo sarà più oltre descritto. Figure 1 illustrates an embodiment of the insulation device of the invention, in which the environment to be insulated is the engine compartment of a generic shipbuilding. In the figure, 1 designates the layer of insulating material of the device according to the invention. This material is arranged on the walls 102 and on the ceiling 202 of the engine compartment 2 inside which the engine 4 is placed, in generic shipbuilding 3. The lateral panels 101 of the layer of insulating material 1 extend at their lower free end up below the level of the bilge 5, where ejection means 7 are arranged, while at the opposite end they are connected to the ceiling panel 201 of the engine compartment . A plurality of nozzles 116 are inserted in said top panel 201, all connected to a collector tube 106 which communicates with the pumping means 6, the purpose of which will be described later.

In figura 2 è illustrato, in modo schematico un particolare ingrandito che mostra la struttura, per altro di per sè nota, del materiale coibente del dispositivo dell'invenzione. Come si può notare, la struttura dei due strati continui 10 collegati dalla pluralità di fili 20, consente la formazione all'interno del materiale di una intercapedine 301. Figure 2 schematically illustrates an enlarged detail showing the structure, which is known per se, of the insulating material of the device of the invention. As can be seen, the structure of the two continuous layers 10 connected by the plurality of threads 20 allows the formation of a cavity 301 inside the material.

Il funzionamento del dispositivo secondo l'invenzione risulterà evidente da quanto segue. Le pareti interne del vano motore 2 di una costruzione navale 3 sono state completamente rivestite, ad eccezione della sentina 5 con una strato di materiale coibente 1. Tale strato risulta essere continuo, tuttavia si sarebbe potuta effettuare la ricopertura con pannelli seperati e poi uniti o saldati tra di loro in un modo qualsiasi. Come illustrato in figura 2, il materiale coibente 1 è provvisto al suo interno di una intercapedine 301. The operation of the device according to the invention will be evident from the following. The internal walls of the engine compartment 2 of a shipbuilding 3 have been completely covered, with the exception of the bilge 5 with a layer of insulating material 1. This layer is continuous, however it could have been covered with separate panels and then joined or welded together in any way. As illustrated in Figure 2, the insulating material 1 is provided inside with a cavity 301.

In tale intercapedine viene inviato, attraverso il tubo collettore 106 e gli ugelli 116 e mediante i mezzi di pompaggio 6, un fluido di raffreddamento, che i mezzi di pompaggio ricuperano direttamente dall'ambiente esterno se il fluido di raffreddamento è aria od acqua, oppure da un serbatoio (non mostrato) nel caso si tratti di altri fluidi. A cooling fluid, which the pumping means recover directly from the external environment if the cooling fluid is air or water, is sent through the collector tube 106 and the nozzles 116 and through the pumping means 6 into this interspace, or from a reservoir (not shown) in the case of other fluids.

Il fluido pervaderà completamente l'intercapedine 301 del materiale coibente 1, e assorbirà una parte notevole del calore che lo strato di materiale coibente ha a sua volta assorbito dal motore 4. Quindi, fuoriscito dall'intercapedine 301 al disotto del livello della sentina 5, sarà espulso mediante i mezzi di espulsione 7. The fluid will completely pervade the interspace 301 of the insulating material 1, and will absorb a considerable part of the heat that the layer of insulating material has in turn absorbed by the engine 4. Then, escaping from the interspace 301 below the level of the bilge 5, will be expelled by means of expulsion 7.

Nei due casi di realizzazione più semplice, il fluido di raffreddamento è aria od acqua, nel primo caso, i mezzi di pompaggio 6 comprenderanno un compressore od un ventilatore, ed i mezzi di espulsione 7 comprenderanno anch'essi un ventilatore. Nel caso invece in cui il fluido riversato nell'intercapedine 301 dagli ugelli 116 sia acqua, i mezzi di pompaggio 6 sono costituiti da una pompa, ed i mezzi di espulsione 7 anch'essi da una pompa o da degli idroeiettori di estrazione. In the two simpler embodiments, the cooling fluid is air or water, in the first case, the pumping means 6 will comprise a compressor or a fan, and the expulsion means 7 will also comprise a fan. If, on the other hand, the fluid poured into the interspace 301 by the nozzles 116 is water, the pumping means 6 consist of a pump, and the expulsion means 7 also of a pump or extraction hydroejectors.

In entrambi i casi descritti, il fluido utilizzato per asportare il calore dal materiale coibente 1 è un fluido che può essere scaricato al di fuori dello scafo della costruzione navale 3. Utilizzando fluidi di raffreddamento provvisti di caratteristiche diverse quali ad esempio i clorofluorocarburi o l'ammoniaca, ovviamente non si potrà espellere il fluido surriscaldato, che dovrà quindi essere scaricato dai mezzi di espulsione 7 ad uno scambiatore termico e raccolto quindi in un serbatoio. E' inteso che un circuito chiuso per il fluido di raffreddamento può essere ugualmente previsto sia per l'acqua che per l'aria quando sono utilizzati quali fluidi refrigeranti. In both cases described, the fluid used to remove heat from the insulating material 1 is a fluid that can be discharged outside the shipbuilding hull 3. Using cooling fluids with different characteristics such as chlorofluorocarbons or ammonia, obviously the superheated fluid cannot be expelled, which must therefore be discharged from the expulsion means 7 to a heat exchanger and then collected in a tank. It is understood that a closed circuit for the cooling fluid can equally be provided for both water and air when used as coolant fluids.

Ovviamente, a seconda del tipo di coibentazione che si desidera ottenere, con opportune variazioni di parametri quali lo spessore dello strato continuo, la sezione dell'intercapedine, il tipo di fluido fatto scorrere nella medesima, e la velocità di flusso del fluido, si può adattare il dispositivo alle diverse esigenze. Obviously, depending on the type of insulation to be obtained, with suitable variations in parameters such as the thickness of the continuous layer, the cross-section of the interspace, the type of fluid made to flow in it, and the flow rate of the fluid, it is possible to adapt the device to different needs.

Tale dispositivo risulta anche estremamente efficace perciò nella prevenzione degli incendi, sia per le ottime caratteristiche ignifughe del materiale utilizzato, sia per le già descritte proprietà di isolamento termico del dispositivo. Vantaggiosamente a tale scopo, la superficie del materiale coibente affacciata alla sorgente di calore può essere ricoperta da uno strato di materiale composito antifiamma, in modo essere protetto verso le esposizioni a fiamme dirette. A titolo di esempio, sono di seguito riportati i risultati di alcune prove effettuate su di un cubo di 40 cm di lato, aperto su di una faccia, costruito con il materiale coibente sopra descritto, di spessore di 10 mm, trattato su tutte le superfici con materiale composito antifiamma. This device is therefore also extremely effective in preventing fires, both due to the excellent fireproof characteristics of the material used, and to the already described thermal insulation properties of the device. Advantageously, for this purpose, the surface of the insulating material facing the heat source can be covered with a layer of flame-resistant composite material, so as to be protected against direct flame exposure. By way of example, the results of some tests carried out on a 40 cm side cube, open on one face, built with the insulating material described above, 10 mm thick, treated on all surfaces are shown below. with flame retardant composite material.

All'interno del cubo rovesciato è stata accesa una torcia a GPL, e sono stati utilizzati come fluido refrigerante sia aria che acqua. An LPG torch was lit inside the inverted cube, and both air and water were used as the cooling fluid.

E' stato rilevato quanto segue: The following was found:

a) - Con acqua a 10°C come refrigerante, mantenendo la torcia accesa per 20 minuti, non sono state rilevate bruciature sulla superficie interna del cubo. La temperatura della superficie esterna del cubo è salita di 10°C rispetto alla temperatura ambiente (10°C). a) - With water at 10 ° C as coolant, keeping the torch on for 20 minutes, no burns were detected on the inner surface of the cube. The temperature of the external surface of the cube has risen by 10 ° C compared to the ambient temperature (10 ° C).

b) - Con aria a circa 10°C come refrigerante, mantenendo la torcia accesa per 20 minuti è stato riscontrato un aumento della temperatura sulla superficie esterna del cubo di 30°C rispetto alla temperatura ambiente, di nuovo senza alcun segno di bruciatura sulla superficie interna. b) - With air at about 10 ° C as coolant, keeping the torch on for 20 minutes it was found an increase of the temperature on the external surface of the cube of 30 ° C compared to the ambient temperature, again without any sign of burning on the surface internal.

Il dispositivo di coibentazione così concepito, consente al contempo di isolare termicamente in modo estremamente efficace un ambiente qualsivoglia, ed inoltre rende estremamente ridotti i tempi di dissipazione del calore accumulato dal materiale coibente utilizzato. The insulation device thus conceived allows at the same time to thermally insulate any environment in an extremely effective way, and also makes the dissipation times of the heat accumulated by the insulating material used extremely reduced.

Claims (6)

.RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di coibentazione attiva comprendente almeno un pannello di materiale coibente costituito da due strati di tessuto continuo di vetro collegati tra di loro da una pluralità di fili di vetro ed irrigidito per impregnazione con opportune resine di tipo poliestere, fenoliche od epossidiche, detto pannello essendo applicato ad una delle pareti dell'ambiente da coibentare, caratterizzato dal fatto che all'interno dell'intercapedine compresa tra i due strati di tessuto continuo del pannello viene fatto scorrere un fluido refrigerante, introdotto nel pannello mediante opportuni mezzi di pompaggio, detto fluido essendo, all'uscita dall'intercapedine del pannello, raccolto ed espulso dall1ambiente da coibentare mediante opportuni mezzi di espulsione. CLAIMS 1. Active insulation device comprising at least one panel of insulating material consisting of two layers of continuous glass fabric connected to each other by a plurality of glass threads and stiffened by impregnation with suitable polyester, phenolic or epoxy resins, said panel being applied to one of the walls of the room to be insulated, characterized by the fact that a refrigerant fluid is made to flow inside the gap between the two continuous fabric layers of the panel, introduced into the panel by means of suitable pumping means, called fluid being, at the exit from the interspace of the panel, collected and expelled from the environment to be insulated by means of suitable expulsion means. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi di espulsione riversano il fluido refrigerante in uno scambiatore termico, comunicante con un serbatoio in cui il fluido refrigerante viene raccolto, detto serbatoio essendo in comunicazione con i mezzi di pompaggio del fluido nel pannello. 2. Device according to claim 1, wherein said expulsion means pour the refrigerant fluid into a heat exchanger, communicating with a tank in which the refrigerant fluid is collected, said tank being in communication with the means for pumping the fluid into the panel. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto fluido è aria od acqua, o una loro miscela. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that said fluid is air or water, or a mixture thereof. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto fluido è un clorofluorocarburo quale ad esempio il freon, oppure è ammoniaca. 4. Device according to claim 2, characterized in that said fluid is a chlorofluorocarbon such as freon, or is ammonia. 5. Dispositivo secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, in cui la superficie di detto pannello di materiale coibente è rivestita di uno strato di materiale composito anticendio. 5. Device according to any one of the preceding claims, in which the surface of said panel of insulating material is coated with a layer of fireproof composite material. 6. Dispositivo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende una pluralità di pannelli di materiale coibente applicati su tutte le pareti dell’ambiente da coibentare, ad eccezione della parete di fondo di detto ambiente. 6. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a plurality of panels of insulating material applied to all the walls of the environment to be insulated, with the exception of the back wall of said environment.