DE4007934A1 - Verfahren und geeignete anordnungen zum dauerhaften schutz vor kondensation in hohlraeumen, insbesondere von isolierglas - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, welches die Bildung von Kondensat beispielsweise zwischen den Scheiben von Isolierglaseinheiten, bei mehrschaligen Fassadenwänden, in konstruktiven Hohlkörpern wie Rohrkonstruktionen oder in Geräten dauerhaft verhindert.

Solche, im folgenen als Hohlräume zusammengefaßten Körper bedür­ fen einer Sicherung gegen die Bildung von Kondensat. Diese ist zu vermeiden, da Kondensat die Wandungen angreifen, die optische Durchsicht stören und als Tropfen Frostschäden verursachen kann.

Der Inhalt der Hohlräume wird im weiteren zusammengefaßt als Gas bezeichnet, ganz gleich, ob es sich um das Gasgemisch Luft oder um spezielle technische oder andere Gase handelt. Hiervon unterschieden wird als Zielrichtung der Erfindung Wasserdampf als Kondensatbilder.

Es ist bekannt und Stand der Technik, daß man beispielsweise für die Trocknung von Luftzwischenräumen in Isolierglaseinheiten Trockenmittel einsetzt, die in den Abstandshaltern oder in Versiegelungsmassen untergebracht sind. Hierdurch werden unvermeidbare Restmengen von Wasserdampf absorbiert, die durch den Randverbund eindiffundieren.

Weiterhin setzt ein fest eingeschlossenes Luftvolumen dem Luft­ druck eine Kraft entgegen, die bei Druckwechsel zu Belastungen auf die Wandungen des Hohlkörpers führt. Dies erhöht die Gefahr der Bildung von Mikroporosität und begünstigt die Dampfdiffusion bei nicht völlig dampfundurchlässigen Dichtstoffen.

Am Beispiel der bekannten Anwendung bei Isolierglasscheiben läßt sich der Vorgang sinnfällig zeigen: Im Bereich des Hohlraumes ist Trockenmittel angeordnet. Ist das Trockenmittel erschöpft, d. h. erhöht sich der Taupunkt in der Gas­ füllung zwischen den Scheiben, so beginnt beim Erreichen des Tau­ punktes die Kondensation von Wasserdampf innerhalb der Scheibe. Obwohl es möglich ist, dann solche Scheiben anzubohren und auszu­ spülen, ist nach dem Stand der Technik eine zuverlässige länger­ fristige Funktion der Isolierverglasung nur durch Auswechseln zu erreichen.

Diesem Mangel sollte mit OS DE 37 17 843 A1 (27. 05. 87) begegnet werden. Die Lösung sollte dadurch erreicht werden, daß der Schei­ benzwischenraum wenigstens an einer unteren Ecke ständig mit der äußeren Atmosphäre verbunden ist. Durch natürliche Konvektion soll die Luft den Scheibenzwischenraum durchstreichen und an mindestens einer der oberen Ecken den Scheibenzwischenraum wieder verlassen. Von der Annahme ausgehend, daß Außenluft stets kälter als Raumluft ist, könnte diese Anordnung eine dauerhafte Trocknung des Scheibenzwischenraumes unterstützen. Jedoch kehrt jedes feucht­ heiße Wetter bei kühlen Innenräumen den Effekt um. Andere Hohlräume, beispielsweise Rohrkonstruktionen von Wintergär­ ten oder tragende Teile von Karosserien werden bisher durch Schutzlacke, Spezialöle oder Hohlraumversiegelungen vor den Folgen der Kondensation im Inneren der Hohlräume geschützt. Auch hier ist der Schutz zeitlich begrenzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Dampfdruck von Gas­ füllungen in Hohlräumen dauerhaft so niedrig zu halten, daß keine Kondensatbildung eintreten kann. Weiterhin erlaubt es die Erfin­ dung, die zu schützende Konstruktion und/oder den Randverbund von mechanischen Kräften infolge von schwankenden Druckdifferenzen zwischen Hohlraum und Außenluft freizuhalten, weil so erfindungsgemäß Verformungen vermieden werden, die nicht nur aus der Sicht des Konstrukteurs unerwünscht sind, sondern die auch durch Mikroporösität zu erhöhter Dampfdiffusion führen können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß unvermeid­ bar systembedingt in abgeschlossene Hohlräume eindiffundierende Feuchtigkeit durch Absorptionseinrichtungen aufgenommen wird, die von außen her zugänglich und damit austauschbar und/oder regenerierbar sind.

Diese Verfahrensweise wird anhand der Prinzipbilder Fig. 1 bis Fig. 4 beispielhaft erklärt, wobei nicht alle sinngemäß gleich­ artigen Lösungen dargestellt sind.

Die abgeschlossenen Hohlräume (3) stehen in Verbindung mit einer oder mehreren Absorptionseinrichtungen (1). Fig. 1 zeigt einen Trockenmittelbehälter (1), der durch eine Öff­ nung in der Wandung (2) des Hohlraumes (3) in unmittelbarem Kon­ takt zum eingeschlossenen Gasvolumen steht. Die hier beispiels­ weise als Flansch ausgebildete äußere Fläche des Trockenmittel­ behälters (1) ist gegen die Wandung (2) verschraubt und abgedich­ tet und besitzt ein Schauglas, durch welches man eine Signalein­ richtung sehen kann, beispielsweise eine Farbe, die vor Erschöp­ fung des Filters umschlägt. Damit ist das Auswechseln geboten.

Die Anordnung nach Fig. 2 besitzt eine Signaleinrichtung, die einen Impuls liefert, der das zu erwartende Ende der Wirksamkeit des Trockenmittels meldet. Dieser Impuls löst ein sichtbares oder hörbares Signal aus und/oder löst eine selbsttätige Auswechslung des Trockenmittels oder der Absorptionseinrichtung (1) aus. Der Gasinhalt des Hohlraumes (3) bleibt dabei im Hohlraum an Ort und Stelle. Bei größeren Hohlräumen kann es daher zweckmäßig sein mehrere Absorptionseinrichtungen an verschiedenen Stellen zu verwenden, oder es wird eine Anordnung nach Fig. 3 gewählt. Hier führt eine Rohrleitung vom Trockenmittelbehälter 1 zu einem möglichst dampfdichten und elastische Behälter (4), in Fig. 3 als Wellrohr dargestellt. Die Elastizität des Behälters (4) muß wesentlich größer sein als die der Wandungen (2) des abgeschlossenen Hohlraumes. Durch Temperatur- oder Luftdruck­ schwankungen werden Volumenverschiebungen vom oder zum ela­ stischen Behälter (4) bewirkt. Dabei wird das Trockenmittel durchströmt und eine intensive Absorption gewährleistet. Fig. 4 zeigt eine ähnliche Anordnung, wobei der Trockenmittel­ behälter (1) außerhalb des Hohlraumes (3) angeordnet und damit in vielen Fällen leichter zugänglich ist. Die in Fig. 3 und Fig. 4 skizzierten Lösungswege bewirken durch die Elastizität des Be­ hälters (4) eine weitgehende Entlastung der Wandungen (2) von Druckschwankungen.

Erfindungsgemäß sind auch andere Kombinationen möglich, bei­ spielsweise die Verbindung der Absorptionseinrichtung (1) mit der Außenluft, was zur völligen Entlastung der Wände (2) aber zu höherer Belastung des Absorptionsmittels führt. Die zweckmäßige Lösung ist von Fall zu Fall zu ermitteln.

Als weiteres Beispiel ist eine Anordnung nach Fig. 5 dargestellt. Hier sind als abgeschlossene Hohlräume (3) zwei kleine Isolier­ glasscheiben (21) mit einer großen (22) verbunden. Die Glasdicken sind gleich. Bei Luftdruckschwankungen werden die großen Flächen der Isolierglasscheibe (22) stärker verformt als die kleineren der Isolierglasscheiben (21). Somit werden bei Druckschwankungen Vo­ lumenströme entstehen, die über Leitungen durch die Absorptionseinrichtung (1) geführt werden, welche erfindungsgemäß auswechselbar und/oder regenerierbar ist.

Eine vorteilhafte Anordnung für eine Vielzahl von zu schützenden Hohlräumen ergibt sich auch nach Fig. 6. Hierbei sind die Hohlräume (3) beispielsweise als Isolierglasscheiben anzusehen. Die Absorp­ tionseinrichtung (1) ist hier um eine Pumpe (11) ergänzt. Hier­ durch wird dauernd oder in Intervallen der Gasinhalt der Hohlräume (3) über Leitungen umgewälzt und getrocknet. Weiterhin ist es möglich, durch Zuschaltungen eines elastischen Behälters (4) die Druckentlastung zu erreichen. Weiterhin zeigt Fig. 6 eine Variante für bewegliche Teile des Systems. Bei einer Isolierverglasung wäre das beispielsweise eine verschiebbare isolierverglaste Tür. Dabei verbinden Ventile (6) die verschiebbare Isolierverglasung in Normalstellung mit dem Leitungssystem. Derartige Ventile können sich beispielsweise gegenseitig bei Berührung öffnen. Für eine ausreichende Zeit ohne Kontakt mit der Absorptionseinrichtung (1) ist keine Kondensation zu erwarten, wenn die Wirksamkeit des Randverbundes bei Isolierglas dem Stand der Technik entspricht.

Weiterhin werden am Beispiel der Isolierverglasung Lösungsbei­ spiele über kleine Schläuche für Schwenk- oder Drehkippfenster in der Nähe der Dreh- oder Kippunkte verwendet.

Fig. 7 zeigt ein hohles Scharnier, beispielsweise für Schwenkfen­ ster, wobei mit (62) eine elastische Dichtung gekennzeichnet ist.

Fig. 8 zeigt zwei Beispiele eines vorteilhaften Anschlusses von Leitungen an zu schützende Hohlräume. Ein Steckanschluß ergibt sich, indem ein Loch in der Wand (2) mit einer elastischen Tülle versehen wird, die ein hohles Schiebestück steckerartig und dich­ tend aufnimmt. Daneben ist eine sichtbare Verbindung skizziert. Hier wird eine elastische Tülle (63) verwendet, deren konischer Kopf in die Wandung (2) geschoben wird. Im Bereich des Konusrandes verhindert ein Ring aus Metall, Glasfaser oder anderen nicht dehn­ baren Materialien das Aufweiten des elastischen Konus beim Ein­ schrauben eines Gegenstückes. Beim fortschreitenden Festdrehen wird der Konus von innen und der äußere Teil der elastischen Tülle (63) von außen durch den Bund des Gegenstückes gegen die Wandung des Körpers gedrückt. Es sind aber auch andere bekannte Verbindungen erfindungsgemäß einsetzbar, beispielsweise Konusverbindungen, wie sie in der Medizin an Schläuchen von Infusionsgeräten üblich sind.

Neben den in Fig. 1 bis Fig. 3 benannten Beispielen für eine Absorp­ tionseinrichtung, die in den zu schützenden Hohlraum hineinragt, werden für außenliegende Absorptionseinrichtungen vorteilhafterweise Aufnahmekörper für Trockenmittelkartouchen oder für pulverförmiges oder flüssiges Trockenmittel benutzt.

Fig. 9 zeigt beispielhaft eine Anordnung zur Aufnahme einer Kartouche für körnige Trockenmittel. In das Aufnahmerohr (12) aus dampfdichtem Material wird die Kartouche eingeschoben und durch Kopfstück (13) verschlossen, wobei hier ein Konus als Dichtung gezeichnet ist. Diese Dichtung wird durch eine kraftbegrenzende Vorrichtung zusammengehalten, hier durch zwei federbelastete Ankerplatten (14). Die angedeuteten Stromlei­ tungen (15) stellen Kontakte zu Elektroden in der Kartouche dar, die bei steigender Feuchtigkeitsaufnahme des Trockenmittels Signal zur Auswechslung geben.

Für eine wartungsarme Regenerierung des Trockenmittels ergibt sich eine vorteilhafte Ausgestaltung, indem man die Anordnung nach Fig. 9 aus Kieselglas oder anderem hitzebeständigem Material nie­ driger Wärmeausdehnung herstellt, wobei die Anschlußstücke für Zu- und Ableitung der zu trocknenden Gase wärmeisoliert oder soweit von der Kartouche entfernt sind, daß weder die Anschlüsse noch die Ventile (16) durch Hitzeeinwirkung beschädigt werden können.

In Fig. 9 besteht zwischen den Ventilen (16) eine hitzebeständige stangenartige Verbindung (17), in der ein elastisches Element die Kraft beim Ausdehnen begrenzt. Beim Aufheizen der Kartouche zum Regenerieren erhitzt sich auch Verbindung (17) und schließt durch Ausdehnung beide Leitungsanschlüsse über die Ventile (16). Im weiteren Verlauf der Aufheizung wächst der Druck im nunmehr abgeschlossenen Innenraum des Aufnahmerohres (12). Hierdurch hebt sich Kopf (13) nach Überwindung der Vorspannung der Federn zwischen den Ankerplatten (14) und läßt den aus dem Trockenmit­ tel ausgetretenen Dampf entweichen.

Erfindungsgemäß können auch andere Ventile nach den üblichen Methoden der Steuertechnik verwendet werden.

Die Beheizung der Kartouche kann sowohl durch elektrische Heizleiter innerhalb der Kartouche erfolgen, die ähnlich den Meßkontakten (15) an ein Stromnetz angeschlossen sind, als auch durch außenliegende Wärmequellen wie beispielsweise elektrische Heizleiter um den Mittelteil des Aufnahmerohres (12) durch Gasflammen im zu heizenden Bereich oder durch Ein­ bringen des zu heizenden Bereichs in eine gebündelte Linie von Sonnenstrahlen.

In diesem Fall wird die Absorptionseinrichtung entweder fest installiert, so daß sie zur Zeit der größten Sonneneinstrah­ lung wirksam wird oder der Sonne nachgeführt wird.

Neben der Gewinnung von Heizenergie bietet sich erfindungsgemäß auch fotovoltaische Energie zum Betrieb der Meß-, Steuer- und Regeleinrichtungen sowie etwaiger Pumpen an. Eine solche Kombination von Anordnungen würde das Erfindungsziel des dau­ erhaften Schutzes vor Kondensation am vollkommensten verwirk­ lichen, da es sich autonom mit Energie versorgen kann und somit von Versorgungsstörungen unabhängig ist.

Fig. 10 zeigt beispielsweise einen Ausschnitt aus einer doppelt verglasten Wintergartenkonstruktion, bei der gleichzeitig der isolierende Gasraum zwischen den Scheiben und die Rohrkonstruktion erfindungsgemäß geschützt werden. Dabei sind plane Glasscheiben (25), Einfach- oder Sicherheitsglas, mit einer dauerhaften elastischen Klebung (26) auf den Rohrträgern (27) des Stahlgerüstes befestigt. Die Dehnungsfugen zur nächsten Scheibe sind mit dauerhafter elastischer Kittmasse (28) glatt und wasserdicht verschlossen. Fig. 10 zeigt als Eckkonstruktion scharfgewinkelte Gläser (29), aber auch andere übliche Formen oder Konstruktionen wie Eckpfeiler oder zylindrisch gebogene Gläser erfüllen erfindungsgemäß ihren Zweck, wenn der Gasaustausch im abgeschlossenen System so möglich ist, wie es die Pfeile in Fig. 10 andeuten.

Claims (9)

1. Verfahren und hierfür geeignete Anordnungen zum dauerhaften Schutz vor Kondensation in Hohlräumen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasfüllung der Hohlräume durch von außerhalb der Hohlräume zugänglichen Absorptionseinrichtungen auf Taupunktwerten unterhalb der Gebrauchstemperaturen gehalten wird, wobei die dauerhafte Absorptionswirkung durch Austausch erschöpfter Absorptionsmedien und/oder deren Regenerieren aufrechterhalten wird.

2. Verfahren und hierfür geeignete Anordnungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorptionseinrichtung zusätzlich zu Anspruch 1 im Druckausgleich mit der Außenluft steht, indem eine Öffnung zur Außenluft oder ein elastischer Behälter zwischen Absorptionseinrichtung und Außenluft geschaltet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorptionseinrichtung unmittelbar am zu schützenden Hohlraum angeordnet ist oder in ihn hineinragt.

4. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorptionseinrichtung räumlich vom zu schützenden Hohlraum getrennt ungeordnet und mit ihn durch Schlauch- und/oder Rohrleitungen verbunden ist.

5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab­ sorptionseinrichtung am oder im elastischen Behälter angeordnet ist.

6. Anordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorptionseinrichtung aus einer auswechselbaren Vorrichtung besteht, die vorzugsweise einen sichtbaren Farbindikator oder ein Feuchtemeßgerät enthält, welches ein Signal gibt, das zur Anzeige oder zur Steuerung eines Wechselvorganges dient.

7. Anordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorptionseinrichtung im eingebauten Zustand regeneriert werden kann, indem man beispielsweise durch Heizen die gebundene Feuchtigkeit ganz oder teilweise wieder austreibt, wobei für die gebildeten Dämpfe ein Weg durch Ventile geschaltet wird, der diese in die Umgebung ableitet.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Regenerieren der aktiven Masse der Absorptionseinrichtung benötigte Energie aus dem Stromnetz, aus Prozeßwärme, aus gebündelten Sonnenstrahlen sowie aus anderen regenerierbaren Energien oder aus Kombinationen dieser Energiequellen gewonnen wird.

9. Anordnung nach Anspruch 4 bis 8, dadurch gekennzeichet, daß bei zu schützenden beweglichen Hohlräumen, beispielsweise in Rolltüren oder anderen Gegenständen, der Gasaustausch zwischen Hohlraum und Absorptionseinrichtung über flexible Leitungen, Gelenke oder Kupplungseinrichtungen erfolgt, die in der normalen Lage die Verbindung zwischen Hohlraum und Absorptionseinrichtung gewährleisten, bei vorübergehender Bewegung des Hohlraumes die Leitungsteile trennen und verschließen und bei Rückkehr in die Ausgangslage wieder verbinden und öffnen.