CZ129098A3

CZ129098A3 - Izolační systém a způsob aplikace izolačního systému na trubce nebo uzavřeném obalu ("Izolační systém")

Info

Publication number: CZ129098A3
Application number: CZ981290A
Authority: CZ
Inventors: Vagn Korsgaard
Original assignee: Hygrowick-International Aps
Priority date: 1995-10-30
Filing date: 1996-10-28
Publication date: 1998-09-16
Also published as: JPH11515078A; HU220555B1; EP0855001A1; HUP9900094A3; ATE179787T1; CN1077262C; DE69602377T2; NO981947D0; US6026863A; WO1997016676A1; DE69602377D1; NO316240B1; HUP9900094A2; BR9611131A; AU7280396A; ES2134011T3; CA2236271A1; CN1203653A; NO981947L; PL326444A1

Description

Tento vynález se týká systému izolace pro trubku anebo uzavřený obal (kontejner), mající povrchovou teplotu, která je po kratší nebo delší časové úseky nižší než je teplota rosného bodu teploty okolního vzduchu, a zahrnujícího vnitřní, kapilárně činnou štěrbinu mezi povrchem trubky nebo kontejneru a obklopující tepelně izolační vrstvou, v níž jsou opatřeny jeden anebo více kapilárně činných otvorů, které spojují vnitřní stranu izolační vrstvy s její vnější stranou, takže kondenzovaná voda může být přenášena kapilární (vzlínavou) akcí s povrchu trubky nebo kontejneru na vnější stranu izolační vrstvy, odkud se může odpařovat do okolního vzduchu.

Dosavadní stav techniky

Patent EP uvedeného druhu, uspořádán materiál uvnitř

č. 0 528 936 uvádí systém ve kterém vodu pohlcující činné vnitřní, se protahuje izolační vrstvě kapilárně štěrbinově do vnější izolace výše materiál je štěrbiny, tento tvarovaným otevřením strany izolační vrstvy v tepelně a zcela anebo částečně okolo ní. Tento známý izolační systém je zejména vhodný pro izolování trubek k přepravě studeného media jako je chladící tekutina. Když dochází na povrchu těchto trubek ke kondenzaci vodní páry, kondenzovaná voda bude pohlcována ve vnitřní, vodu absorbující vrstvě a odtud se bude pohybovat ven prostřednictvím kapilární akce do vnější, vodu absorbující vrstvy, odkud se vypařuje do okolního vzduchu, izolační systém se tímto stává samoschnoucím.

Dosud bylo předpokládáno, že nutným předpokladem známého izolačního systému, který je schopen fungovat je, že alespoň část vnější strany vnější, vodu absorbující vrstvy, je v přímém kontaktu s okolním vzduchem, takže k volnému odpařování kondenzované vody může docházet z této části.

V případech, v nichž bylo žádoucí pokrýt vnější, vodu absorbující vrstvu ochrannou vrstvou, například, plastikovým nebo kovovým pláštěm, tento plášťový materiál byl opatřen otvory nebo štěrbinami.

Pro chladící instalace, například, pro používání v potravinářském odvětví, je vyžadováno aby dané instalace a sdružené chladící trubky a kontejnery mohly být efektivně čištěny, t.j. tlakovým proplachováním. Následkem toho potravinářský průmysl váhal s používáním izolačních systémů výše uvedeného druhu, které jsou opatřeny vnějším ochranným pláštěm s otvory nebo štěrbinami.

Podstata vynálezu

Podle tohoto vynálezu je poskytnut izolační systém druhu uvedeného v úvodu, jenž se vyznačuje tím, že vnější strana izolační vrstvy je obklopena vodu odpuzujícím membránovým obalem tak, že je zformována vnější štěrbina mezi vnější stranou izolační vrstvy a tímto obalem.

Za předpokladu, že vodu odpuzující membránový obal je rovněž zcela vodou nepropustný a difúzně neprostupný, tento izolační systém nebude teoreticky nutným. V praxi, nicméně, bylo shledáno, že není možné opatřit vodou zcela nepropustný • · a difúzně neprostupný obal, pláště, protože je nemožné permanentně neprodyšnými.

Izolační systém podle pronikající netěsnostmi opět anebo skrze vodu odpuzující dokonce ani použitím kovového provádět spoje tak, abý byly tohoto vynálezu umožňuje vodě difundovat ven, bud netěsnostmi membránový obal, který musí být v takovém případě vyroben z materiálu, jenž je více či méně difúzí prostupný (či otevřený). V případě trubek, jež nejsou vystaveny vlivu vody, může být vodu odpuzující membránový obal vyroben z kovových plechů, tento systém, jak bude zřejmé z následujícího popisu, je samotěsnící pokud jde o menší úniky ve spojích. V případě trubek, které jsou proplachovány, či jsou nějakým jiným způsobem vystaveny přímému vlivu vody, vodu odpuzující membránový obal by měl být vyroben z difúzí prostupného materiálu, protože ne nevýznamná množství vody mohou pronikat i malými netěsnosti ve spojích, zatímco vysychání prostřednictvím difúze malými otvory postupuje mnohem pomaleji.

Tento vynález je založen na novém fyzikálním (hydrotermálním) objevu do té míry, že prostřednictvím kapilární sací vlastnosti průsakové (knotové) látky je možné zvýšit parciální tlak vodní páry uvnitř jedné dutiny, který je vyšší než je parciální tlak uvnitř druhé dutiny mající teplotu, která je nižší než je teplota rosného bodu vzduchu v první, teplejší dutině, která je spojena s první dutinou prostřednictvím kapilárně činného kanálu či štěrbiny, ve kterých může být uspořádána nějaká průsaková látka.

Příklady vodních materiálů membránového obalu obsahují vodou nepropustné a difúzí prostupné textilní materiály jako jsou ty, jež které jsou prodávány pod zapsanými ochrannými známkami Trevira^R a GORE-TEX^R, a které jsou, mezi jiným, používány pro výroby šatů pro volný čas. Alternativně je možno použít plátěné látky pokryté vodu odpuzujícím nátěrem.

Podle přednostního ztvárnění izolačního systému podle tohoto vynálezu je obklopující membránový obal jak vodotěsný

- 4 tak prostupný difúzí. Vodou nepropustný membránový obal se může výhodně rovněž skládat z plastického pláště jako je plastická folie prodávaná pod ochrannou známkou Isogenpak^R, jež je dostatečně difúzi otevřená anebo kovového pláště v případech kde není difúzí prostupný membránový obal požadován, protože daná trubka není vystavena přímému vlivu vody, ale kde je žádoucí silná ochrana proti mechanickým nárazům.

Podle přednostního ztvárnění izolačního systému podle tohoto vynálezu, je vrstva vodu absorbujícího materiálu uspořádána uvnitř jak vnitřní, tak vnější štěrbiny.

Když je otvorem v tepelně izolační vrstvě osově se protahující štěrbina, dvě vrstvy vodu absorbujícího materiálu se přednostně sbíhají a vnější vrstva se přednostně skládá ze dvou částí protahujících se v opačných směrech od štěrbiny. Takovou izolaci je obzvláště jednoduché opatřit na, například, přímočarých chladících trubkách, protože stačí pouze umístit absorpční vrstvu, například v podobě kusu plsti, na tyto trubky a u směrem ven se vyčnívajících zakončení, a upevnit trubicovíté plášťové izolační prvky, s difúzí neprostupnou vrstvou, okolo trubky a následně odvinout dvě volná zakončení vodu absorbující vrstvy ze štěrbiny, a volitelně připevnit tato zakončení k vnější straně tepelně izolační vrstvy a difúzí neprostupné vrstvě. Na vrchu je upevněna vodu odpuzující a volitelně difúzi otevřený membránový obal.

Vrstvy vodu odpuzujícího materiálu jsou přednostně vláknité vrstvy skládající se ze skelných vláken, organických, syntetických nebo přírodních vláken. Příkladem velmi vhodného vláknitého materiálu je netkaný látkový materiál z hydrofilních, syntetických vláken jako je nylon nebo polypropylenová plsť, mající váhu 20-150 g/m². Pokud zde budou zvláštní požadavky ohledně bezpečnosti před hořením, budou vhodná skleněná vlákna.

Vnitřní, vodu pohlcující vrstva je, jak zmíněno, v kontaktu s vnější stranou izolované trubky nebo kontejneru, ale není nezbytně v kontaktu se všemi částmi vnější strany dané trubky nebo kontejneru. Například, vnitřní, vodu pohlcující vrstva, se nezbytně neprotahuje celou dráhu okolo trubky, a ani není nutné aby byla v kontaktu s trubkou přes celou délku trubky. Tudíž, vnitřní a vnější vodu pohlcující vrstva se může skládat z proužků, které jsou v mezerách v kontaktu s danou trubkou.

Použitím izolačního materiálu s uzavřenými buňkami (celulárního typu) jako je pěnová pryž nebo pěnová plastická hmota, je potřeba použití vnitřní, vodu pohlcující vrstvy, redukována na minimum a může být, volitelně, vynechána zcela a nahrazena povrchovým ošetřením trubky a vnitřní strany izolace nějakým aktivním kapilární síly v dutině mezi kontejneru a izolační vrstvou vlhkost do vody materiálu. Podobně tak vnější, vodu pohlcující Tepelně izolační izolačních materiálů a povrchovým činidlem, protože vnější stranou trubice nebo budou přenášet kondenzovanou otvoru izolačního vrstvy v pohlcující může být sníženo vrstvy materiál se může na minimum použití upřednostňuje se skládat ze známých použití struskové vlny nebo plastické hmoty s otevřenými buňkami a, obzvláště, izolační materiál mající difúzí neprostupný povrch, ale rovněž jsou vhodné izolační materiály s uzavřenými buňkami, jako je pěnová pryž nebo pěnová plastická hmota.

Při izolování trubek je možno použít speciálního trubicového produktu ze struskové vlny jako spojené vodu absorbující vrstvy a tepelně izolační vrstvy, kterýžto výrobek má tenkou, integrovanou vnitřní vrstvu struskové vlny, jež byla učiněna vodu absorbující. Tato tenčí vrstva, která má, například, tloušťku 1-3 mm, může být učiněna vodu pohlcující během výrobního procesu prostřednictvím zvýšení teploty ve vnitřní vrstvě na bod nad teplotu, při níž se vodu odpuzující impregnační činidlo, které takovéto výrobky struskové vlny obvykle obsahují, rozkládá.

Difúzně neprostupná vrstva na vnější straně tepelně izolační vrstvy se muže výhodně skládat z plastické nebo kovové folie, například aluminiové folie.

Výše popsaný izolační systém není pouze vhodný pro izolování vlastní trubky, ale rovněž pro upevnění na ventilech, přírubách, armaturách a podobně, které jsou vestavěny do anebo připevněny k dané trubce.

Vynález se rovněž týká způsobu poskytování izolačního systému na trubkách nebo kontejnerech výše uvedeného druhu. Způsob podle tohoto vynálezu je takového druhu, v němž je systém izolace opatřen na trubici nebo kontejneru majících povrch s teplotou, která je po kratší nebo delší intervaly nižší než je teplota rosného bodu okolního vzduchu, v němž je tepelná izolační vrstva opatřena okolo trubky nebo kontejneru tak, že vytváří (formuje) kapilární aktivní štěrbinu mezi povrchem trubky nebo kontejneru a tepelnou izolační vrstvou, že v této tepelně izolační vrstvě je zajištěn jeden nebo více kapilárně činných otvorů, kteréžto otvory spojují vnitřní stranu izolační vrstvy s její vnější stranou, takže kondenzovaná voda může být přenášena kapilární akcí s povrchu trubky nebo kontejneru na vnější stranu izolační vrstvy, či na vnější stranu difúzí prostupné vrstvy uspořádané na izolační vrstvě, odkud se může odpařovat do okolního vzduchu, a který se vyznačuje tím, že okolo dané izolační vrstvy je umístěn vodu odpuzující membránový obal tak, že formuje vnější štěrbinu mezi vnější stranou izolační vrstvy a tímto obalem.

Přehled obrázků na výkresech

Ztvárnění tohoto vynálezu bude nyní dále podrobněji popsáno pomocí odkazů na příslušný výkres (Obr. 1/1), který znázorňuje příčný průřez trubkou chladící vody, obklopenou přednostním ztvárněním izolačního systému podle tohoto vynálezu.

• * • «

- 7 Příklady provedení vynálezu

Na Obr. je znázorněna trubka s chladící vodou, jejíž vnější strana je pokryta vodu absorbující vrstvou 2, jako je vrstva plsti, která vyplňuje vnitřní štěrbinu. Vodu absorbující vrstva 2 3® obklopena tepelnou izolační vrstvou 3 jako je vrstva minerálních vláken. Tepelná izolační vrstva je ve znázorněném ztvárnění obklopena difúzně neprostupnou vrstvou 4, ale prostřednictvím použití difúzně neprostupné tepelně izolační vrstvy jako je vrstva celulární plastické hmoty nebo vrstva celulární pryže, difúzně neprostupná vrstva 4 může být vynechána.

Osově se protahující štěrbina 5. je opatřena v tepelně izolační vrstvě 3 a v obklopující difúzně neprostupné vrstvě a částech vodu pohlcující vrstvy 2, která působí jako kapilárně nasávací knotová látka, procházejí skrze štěrbinu a jsou uspořádány tak, že pokrývají vnější stranu difúzně neprostupné vrstvy 4. Vodu pohlcující vrstva 2 na vnější straně difúzně neprostupné vrstvy 4 je obklopena vodotěsným membránovým obalem 6.

Prstencová dutina mezi difúzně neprostupnou vrstvou 4 a vodotěsnou membránou 6 formuje vnější, teplou štěrbinu

7.

Příklad

Pro účely jasnosti způsobu činnosti izolačního systému znázorněného na výkrese se předpokládá, že povrchová teplota trubky studené vody je 5°C. Tato teplota odpovídá teplotě tlaku nasycení 875 Pa. Jestliže bude mít okolní vzduch teplotu 20°C a relativní vlhkost vzduchu 65%, toto odpovídá parciálnímu tlaku 1 545 Pa. Po tu dobu co je systém izolace suchý, bude k přesunu vlhkosti docházet prostřednictvím difúze z okolního vzduchu majícího vyšší parciální tlak 1 545 Pa k povrchu trubky majícího nižší parciální tlak 875 Pa.

Toto bude mít za výsledek formaci kondenzované vody na povrchu dané trubky. Tato kondenzovaná voda bude, jak je vytvořena, absorbována vodu pohlcující vrstvou 2 a bude vysávána skrze štěrbinu 5 kapilární činností simultánně se zvyšováním své teploty a, následně, parciálního tlaku.

Navlhčování vrstvy absorbující vodu 2 znamená, že parciální tlak se bude rovnat tlaku nasycení při teplotě, kterou má vodu pohlcující vrstva v konkrétním místě.

V závislosti na tepelné izolační kapacitě izolační vrstvy 3, teplota difúzně neprostupné vrstvy 4 a teplota membránového obalu 6 budou skoro stejné, a pouze o 1-2°C nižší, než je teplota okolního vzduchu.

Parciální tlak ve štěrbině 7 mezi difúzně neprostupnou vrstvou 4 a membránou 6 se bude následně rovnat tlaku nasycení při 18-19°C, to jest, asi 2 100 Pa. Protože tento parciální tlak je asi o 550 Pa vyšší než je parciální tlak okolního vzduchu, difúze, která byla na počátku navlhčování namířena směrem dovnitř, bude postupně nahrazována směrem ven orientovanou difúzí, což bude mít za následek vysychání tohoto systému izolace.

Vysychání bude postupovat tak dlouho, pokud zde bude v tomto systému přebytečná vlhkost, obzvláště na povrchu trubky. Následně, je vytvořeno ekvilibrium při nízkém obsahu vlhkosti, kde parciální tlak uvnitř dutiny mezi difúzně neprostupnou vrstvou 4 a membránovým obalem 6. se bude rovnat parciálnímu tlaku okolního vzduchu, a následně k difúzi vlhkosti nebude docházet ani do.

ani ven ze systému, který takto zůstane suchým a vlastní tepelný izolační materiál si tudíž podrží svou původní tepelnou izolační kapacitu.

Jestliže bude membránový obal 6 zcela difúzně neprostupný, nebude moci docházet k žádné směrem dovnitř směřující difúzi (navlhčování), anebo žádné směrem ven směřující difúzi (vysychání), ale jak je tomu, toto není požadováno, ledaže byl izolační materiál aplikován ve vlhkém stavu. Jak je uvedeno v úvodu, v praxi nebude prakticky • ♦

- 9 možné učinit membránový obal 6 zcela a permanentně difúzně nepropustným, dokonce ani použitím kovového pláště, kvůli spojům v tomto plášti.

Jakékoli nezamýšlené úniky přivozené v membráně 6, například, poškozením anebo nedostatečným těsněním spojení, nebudou působit žádné zvlhčování tohoto izolačního systému, protože budou pouhým výsledkem zlepšených možností difúze vlhkosti skrze netěsnosti v membráně 6.

Bez ohledu na to, jestliže je membránový obal 6 vyroben z vodou zcela nepropustného a difúzně neprostupného materiálu, jako je kovový plášť, k netěsnostem (únikům) bude docházet, například, v podobě nedostatečně utěsněných spojů. Tyto netěsnosti mohou dát vzniknout pronikání vody z čištění anebo, v případě venkovních instalací, z deště. Když se používá izolační systému podle tohoto vynálezu, pronikající vlhkost bude difundovat ven danými netěsnostmi, působíce tak vysoušení tohoto systému izolace.

Avšak, jak bylo uvedeno výše, může být výhodné tam, kde je daná trubka vystavena přímému vlivu vody, nedělat plášť z kovu, ale ze srovnatelně difúzi otevřeného materiálu jako je, například, folie PVC, protože zcela podstatná množství vody mohou vtékat dokonce i malými netěsnostmi ve spojích pláště, kteroužto vodu pak bude obtížné znova vysoušet prostřednictvím difúze týmiž netěsnostmi.

Claims

izolace pro trubku nebo uzavřený obal (kontejner), povrchovou teplotu, která je po kratší nebo delší úseky nižší než je teplota rosného bodu okolního a zahrnující vnitřní kapilárně činnou štěrbinu mezi trubky nebo kontejneru a obklopující tepelně vrstvou.

v níž jsou opatřeny jeden nebo více činných otvorů, které spojují vnitřní stranu vrstvy s její vnější stranou, takže kondenzovaná být přenášena kapilární akcí s povrchu trubky nebo vnější stranu izolační vrstvy, odkud se může okolního vzduchu, vyznačující se izolační vrstvy je obklopena vodu obalem tak, že mezi vnější stranou

1. Systém mající časové vzduchu, povrchem izolační kapilárně izolační voda může kontejneru na odpařovat do tím, že vnější strana odpuzujícím membránovým izolační vrstvy a tímto štěrbina.
2. Systém izolace podle nároku tím, že membránový obal je
3. Systém izolace podle nároku t í m, že membránový obal pláštěm.

obalem je zformována vnější

1, vyznačující se difúzí prostupný.

2, vyznačující se je plastickým anebo kovovým
4. Systém izolace podle jakéhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že uvnitř kapilárně činné štěrbiny mezi povrchem trubky anebo kontejneru a obklopující tepelně izolační vrstvou je opatřena vnitřní kapilárně činná vrstva, tato kapilárně činná vrstva alespoň částečně vyplňuje tuto štěrbinu.
5. Systém izolace podle jakéhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že kapilárně sající materiál

-lije uspořádán v kapilárně činném otvoru anebo otvorech v izolační vrstvě.
6. Systém izolace podle jakéhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že tepelně izolační vrstva má difúzí neprostupný povrch.
7. Systém izolace podle jakéhokoli z nároků 1-5, vyznačující se tím, že tepelně izolační vrstva se skládá z izolačního materiálu, který je, jako takový, difúzí neprostupný.
8. Systém izolace podle nároku 6 anebo 7, vyznačuj ící se t í m, že dutina mezi vnější stranou izolační vrstvy a obklopujícím membránovým obalem je alespoň částečně naplněna kapilárně sajícím materiálem.
9. Způsob poskytnutí izolačního systému na trubce anebo kontejneru, majících povrchovou teplotu, která je po kratší nebo delší časové úseky nižší než je teplota rosného bodu okolního vzduchu, v němž je okolo trubky nebo kontejneru opatřena tepelná izolační vrstva tak, že formuje vnitřní kapilárně činnou štěrbinu mezi povrchem trubky nebo kontejneru a tepelnou izolační vrstvou, že v této tepelně izolační vrstvě je opatřen jeden nebo více kapilárně činných otvorů, kteréžto otvory spojují vnitřní stranu izolační vrstvy s její vnější stranou, takže kondenzovaná voda může být přenášena kapilární akcí s povrchu trubky nebo kontejneru na vnější stranu izolační vrstvy, odkud se může odpařovat do okolního vzduchu, vyznačující se tím, že okolo izolační vrstvy je umístěn vodu odpuzující membránový obal tak, že formuje dutinu mezi vnější stranou izolační vrstvy a tímto obalem.

í ^S -ΙΣΙΟ. Způsob podle nároku 9,vyznačující se tím, že se používá vodou nepropustného a difúzí prostupného membránového obalu.

| 11. Způsob podle nároku 9 anebo 10, vyznačující se j t í m, že se používá membránového obalu v podobě plastického s anebo kovového pláště.

1 <
12. Způsob podle jakéhokoli z nároků 9-11, vyznačuj í - í · císetím, že materiál kapilárního sání je uspořádán

I uvnitř vnitřní kapilárně činné štěrbiny, tento materiál í alespoň částečně vyplňuje tuto štěrbinu.
13. Způsob podle jakéhokoli z nároků 9-12, vyznačuj í - ! c í s e t í m, že materiál kapilárního sání je uspořádán í uvnitř kapilárně činného otvoru nebo otvorů v izolační | vrstvě.