用于金屬反射絕緣材料的內(nèi)部熱絕緣材料的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種用于金屬反射絕緣材料的內(nèi)部熱絕緣材料，具有金屬箔平面網(wǎng)，所述金屬箔平面網(wǎng)具有從所述網(wǎng)變形的多個相互間隔的大致呈X形的凸起。每個凸起具有長度尺寸、寬度尺寸和高度尺寸，所述長度尺寸與寬度尺寸的比值限定為從1:1至4:1。在每個凸起周圍都留有從約1/8”至約1/2”的均勻的間隔。
【專利說明】用于金屬反射絕緣材料的內(nèi)部熱絕緣材料
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2014年3月13日提交的編號為61/952,501的美國臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)，通過參考將其全部內(nèi)容并入本文并形成本文的一部分。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本實用新型提供了用于形成金屬反射絕緣結(jié)構(gòu)的箔，并且更優(yōu)選提供了具有多個相互間隔凸起的箔，所述凸起可以相互堆疊以形成多層箔結(jié)構(gòu)，其表現(xiàn)出三種熱交換模式中的每一種(傳導(dǎo)、輻射和對流)，同時維持足夠的彈性以圍繞小直徑物體彎曲。
【背景技術(shù)】
[0004]如在美國專利I，934，174中描述的，多層金屬箔絕緣材料已經(jīng)使用了多年。這樣的金屬箔絕緣材料典型地在用于反射熱絕緣的高溫應(yīng)用中使用。在這些應(yīng)用中，金屬箔的層會被模壓以在所述層之間提供隔離，并且堆疊的層被保護在容器或者由剛性蓋中，以防止金屬箔疊層被在任何部分壓縮，這種壓縮會降低疊層的熱絕緣值。
[0005]美國專利4，251，598公開了具有多個層的反射絕緣面板，例如包封多個蜂窩狀箔片的外面板。所述層由鋁或不銹鋼制得，并且在材料的整個長度上預(yù)成型有相互之間以直角延伸的三角形肋，并且在堆疊時形成截留空氣以防止由于對流的熱損失的閉孔。
[0006]美國專利5，011，743公開了多層金屬箔絕緣材料，當多層金屬箔的一部分被壓縮以提供熱沉區(qū)域的時候，其可以提供增強的熱屏蔽性能，通過所述熱沉區(qū)域，熱量從疊層的絕緣部分收集并從熱屏蔽消散。這樣的多層金屬箔熱屏蔽由模壓金屬箔層的疊層通過壓縮所述疊層的一部分以形成所期望的熱沉區(qū)域而形成。所述層相互連接在一起或者釘在一起以防止所述層的分離。
[0007]美國專利5，763,857公開了具有金屬箔絕緣護套的加熱裝置，所述護套包含氣密腔室。
[0008]美國專利6，586，111公開了多層金屬箔絕緣面板，具有通過非褶皺的、基本平坦的金屬箔層的中間層隔離的至少兩個褶皺金屬層的層狀結(jié)構(gòu)。
[0009]美國專利公開2002/0098316A1公開了用于散熱和消聲的多層箔絕緣結(jié)構(gòu)。在一種實施方式中，由0.050英寸厚的膨脹金屬片料組成的保持層用于與其它箔層一起形成絕緣結(jié)構(gòu)。在膨脹金屬片中的孔允許通過聲音和空氣。
【實用新型內(nèi)容】
[0010]本實用新型提供了用于金屬反射絕緣材料的內(nèi)部熱絕緣材料，具有金屬箔平面網(wǎng)，所述金屬箔平面網(wǎng)具有由所述網(wǎng)變形的多個相互間隔的大致呈X形的凸起。每個凸起具有長度尺寸、寬度尺寸和高度尺寸，長度尺寸與寬度尺寸的比值限定為從1:1至4:1。在每個凸起周圍都留有均勻的間隔，并且其為從約1/8”至約1/2”。
[0011]本實用新型提供了用于金屬反射絕緣材料的內(nèi)部熱絕緣材料，具有金屬箔平面網(wǎng)，所述金屬箔平面網(wǎng)具有由所述網(wǎng)變形的多個相互間隔的大致呈X形的凸起。每個凸起具有兩個臂，其在每個臂的中間部分交叉以在兩個臂的第一部分之間形成第一銳角，在每個臂的第二部分之間形成第二鈍角，第一銳角為65度至75度，并且第二鈍角與第一銳角互補。每個凸起具有長度尺寸、寬度尺寸和高度尺寸，高度尺寸與寬度尺寸的比值為約3:2。
[0012]本實用新型還提供了具有第一金屬箔平面網(wǎng)的第一面板的絕緣面板，所述金屬箔平面網(wǎng)具有由所述網(wǎng)變形的多個相互間隔的大致呈X形的凸起。每個凸起具有長度尺寸、寬度尺寸和高度尺寸，長度尺寸與寬度尺寸的比值限定為從1:1至4:1。在每個凸起周圍都留有均勻的間隔，并且其為從約1/8”至約1/2”。所述絕緣面板還具有堆疊在所述第一面板上方的第二面板，第二面板具有第二金屬箔平面網(wǎng)，所述第二金屬箔平面網(wǎng)具有由第二網(wǎng)變形的多個相互間隔的大致呈X形的凸起。每個凸起具有長度尺寸、寬度尺寸和高度尺寸，長度尺寸和寬度尺寸的比值限定為從1:1至4:1。在每個凸起周圍都留有均勻的間隔，并且其為從約1/8”至約1/2”。
[0013]本實用新型還提供了具有多個層的絕緣面板，所述層相互堆疊在一起，外圍部分被對齊，并具有交替的奇數(shù)層和偶數(shù)層。具有金屬箔平面網(wǎng)的每個層具有由所述網(wǎng)變形的多個相互間隔的大致呈X形的凸起。每個凸起具有長度尺寸、寬度尺寸和高度尺寸，長度尺寸與寬度尺寸的比值限定為從1:1至4:1。在每個凸起周圍都留有均勻的間隔，并且其為從約1/8”至約1/2”。奇數(shù)面板的長度尺寸沿著第一方向延伸，而偶數(shù)面板的長度尺寸沿著第二方向延伸，所述第二方向與第一方向呈90°。
[0014]本實用新型還提供了具有多個紋理層的絕緣面板，所述紋理層相互堆疊在一起，外圍部分被對齊，并具有交替的奇數(shù)層和偶數(shù)層。具有金屬箔平面網(wǎng)的每個層具有由所述網(wǎng)變形的多個相互間隔的大致呈X形的凸起。每個凸起具有長度尺寸、寬度尺寸和高度尺寸，長度尺寸與寬度尺寸的比值限定為從1:1至4:1。在每個凸起周圍都留有均勻的間隔，并且其為從約1/8”至約1/2”。奇數(shù)面板的長度尺寸沿著第一方向延伸，并且偶數(shù)面板的長度尺寸沿著第二方向延伸，所述第二方向與第一方向呈90°。該面板進一步具有約22標準尺度厚的內(nèi)部不銹鋼薄層材料，形成保護箔疊層免受刺穿和擠壓損害的內(nèi)壁。一對端蓋包封覆蓋層和疊層的相對末端，從而以單獨層彼此表面接觸而維持該結(jié)構(gòu)，并防止一個層相對于另一個層的相對移動。
【附圖說明】
[0015]圖1為具有端蓋的熱絕緣面板的透視圖；
[0016]圖2為預(yù)成型以提供多個間隔凸起的箔層的透視圖；
[0017]圖3A為圖2的箔層的部分A的放大圖；
[0018]圖3B為圖3A的單個凸起的平面圖；
[0019]圖4為圖2的凸起的側(cè)視圖；
[0020]圖5為具有臺階橫截切面的箔層疊層的等距視圖；
[0021]圖6為示出在兩個相鄰箔層之間的材料接觸點的圖像的平面圖；
[0022]圖7為箔疊層從第一方向的側(cè)視圖；并且
[0023]圖8為如在圖7中所示的相同疊層的側(cè)視圖，但是是從與第一方向呈45°的第二方向觀察的。
【具體實施方式】
[0024]雖然本實用新型易受許多不同形式的實施方式的影響，但是在附圖中示出并將在本文中詳細描述的是它的特定實施方式，應(yīng)當理解的是，本公開應(yīng)被認為是本實用新型原理的示例性描述，并不意圖將本實用新型限定至所描述的特定實施方式。
[0025]圖1示出了熱絕緣面板結(jié)構(gòu)10，具有在相對的端蓋14之間延伸的絕緣疊層12。絕緣疊層12具有相互堆疊在一起的多個箔層16，它們的末端對齊，容納在端蓋的通道內(nèi)，以維持相鄰箔層之間的彼此表面接觸，并防止所述層的相對移動。面板結(jié)構(gòu)10在橫截面維度上是弓形的，具有半徑R，用于與例如管道的類似形狀的物體相一致。面板結(jié)構(gòu)還可以具有在端蓋之間延伸并包封絕緣疊層的一個蓋板(未示出)或者兩個蓋板。
[0026]圖2示出具有平面材料網(wǎng)18的單獨箔層16，多個通常呈X形的凸起20通過例如模壓的方法而變形或壓印。凸起20在層16的整個尺寸上相互間隔以在其間形成氣穴(airpockets) 22，并具有兩個臂24，在每個臂的中間部分相互交叉。
[0027]圖3A、B示出每個凸起20具有長度尺寸、寬度尺寸和高度尺寸。凸起的縱橫比通過外部矩形邊界區(qū)域25限定，其具有長度尺寸26和寬度尺寸28，比值為從1:1至4:1，并且最優(yōu)選的比值為3:2。在外部邊界區(qū)域25內(nèi)，在每個凸起周圍都留有均勻間隔30。均勻間隔典型地為1/8”至1/2”，并且最優(yōu)選為1/8”。在每個凸起20周圍的均勻間隔30允許每個單獨的凸起終止于基材箔片，由此形成單獨的氣穴22。多個單獨氣穴在給定箔片上的存在抑制了箔層之間的對流，并改善了系統(tǒng)的熱絕緣特性。由于其提供平坦的表面區(qū)域來允許包含一系列凸起的更大箔片的彎曲，每個凸起周圍的均勻間隔30還可用于其它的目的。如果每個凸起周圍的均勻間隔并不存在，那么所述凸起將一起連接成為單個均勻網(wǎng)格圖案。均勻間隔允許箔片容易地關(guān)于半徑彎曲。為了容易地圍繞管道系統(tǒng)、管線和具有彎曲部分的設(shè)備部件安裝箔片，易于彎曲箔片的能力是關(guān)鍵的。X形凸起的精確尺寸可以不同于目前設(shè)計的2”X3”的實施方式。降低外部矩形邊界區(qū)域25的總體尺寸將降低包含一系列凸起的箔片可以彎曲的最小彎曲半徑。與降低外部矩形邊界區(qū)域25的總體尺寸相關(guān)的負面影響在于，與用一系列具有更大矩形邊界區(qū)域的凸起形成箔片所需要的坯體尺寸相比，需要更大的坯體(更多的材料)來形成由一系列凸起組成的箔片。為了彎曲并拉伸所述材料越過由更小的X形圖案形成的額外的峰和谷，需要更多的材料，所述更小的X形圖案是使用更小的外部矩形邊界區(qū)域的副產(chǎn)物。
[0028]每個X形凸起的幾何構(gòu)型均由矩形內(nèi)部邊界區(qū)域33限定，其通過均勻間隔30而與外部矩形邊界區(qū)域25偏移。所述X形由兩個中心線35來界定，其呈對角線延伸以連接內(nèi)部邊界區(qū)域33的相對角。中心線在它們各自的中點36相互交叉35以形成銳角和與所述銳角互補的鈍角。銳角α為約65度至75度，并且最優(yōu)選為約65度。每個臂24的均勻?qū)挾鹊湫偷貫?/8”至3/4”，優(yōu)選約0.4”。限定X形的內(nèi)部腿部的線與在其間延伸的中心線平行。所述X形被進一步限定以使得與內(nèi)部矩形邊界區(qū)域交叉的角線部分37的長度均為等長的。
[0029]圖4示出每個凸起的高度尺寸32，其為約0.10英寸至約0.75英寸，更優(yōu)選為約0.20英寸至約0.50英寸，甚至更優(yōu)選為約0.25英寸至約0.35英寸，并且最優(yōu)選為約0.33英寸。在本實用新型的優(yōu)選形式中，材料網(wǎng)18的厚度為約0.0015英寸至約0.010英寸，并且更優(yōu)選為約0.0020英寸。凸起的每個臂具有底部40、面部42、過渡部分44和頂部46。凸起的最遠端具有第一端板50、第二端板52以及連接所述第一和第二端板的柱54。從底部40至過渡部分44，所述臂的面部42向上和向內(nèi)逐漸變細以形成比底部更窄的頂部，并且角度與鉛垂線呈O度至約45度，并且最優(yōu)選約20°?？深A(yù)期的是，面部42、過渡部分44和頂部可以使用平面壁或者沿著它們的長度部分通常呈圓形的壁來替換，其并不會背離本實用新型的范圍。
[0030]第一和第二端板50、52以與沿著臂的中心延伸的水平軸呈一定角度徑向向內(nèi)相互朝向地逐漸變細，所述角度為大小相等的，但是位于軸的相對側(cè)。由此，所述臂的最末端具有逐漸變細的末端部分，其具有比所述臂的中間部分更小的寬度。第一和第二端板50、52和柱54具有外表面，從底部至過渡部分，所述臂以與豎直軸呈一定角度地向內(nèi)逐漸變細，所述角度在與如上所述的用于面部42的相同角度范圍內(nèi)，但是并不必須與所述面部的角度相等?？深A(yù)期的是，端板50、52和柱54可以使用圓形末端來代替，而并不會背離本實用新型的范圍。
[0031]如在圖3B和4中所最佳地示出的，在本實用新型的優(yōu)選形式中，在每個相鄰臂的最遠端部分32之間的間隔60為從約0.125英寸至約0.50英寸，并更優(yōu)選為從約0.22英寸至約0.28英寸，并且最優(yōu)選為約0.25英寸。
[0032]圖5示出七層結(jié)構(gòu)箔層16的疊層80，每個層相對于另一個層例如旋轉(zhuǎn)90°。雖然示出七層，但是應(yīng)當理解的是，所述疊層可以具有2至10個紋理層，奇數(shù)層以X形凸起的長度尺寸沿著第一方向延伸，而偶數(shù)層以所述長度尺寸沿著第二方向延伸，所述第二方向與第一方向呈約90°。圖6示出在相鄰的箔層16之間的材料接觸點82和氣穴84。通過旋轉(zhuǎn)所述層，如所示出的，接觸面積被大的空穴84最小化。
[0033]圖7示出沿著垂直于疊層80的邊緣的線的端視圖，顯示出沿著穿過疊層的垂直線延伸的空氣通道90。在奇數(shù)層和偶數(shù)層中的三個空氣通道分別形成豎直柱92、94。類似地，七個空氣通道在所有的層中對齊以形成豎直柱96。所述豎直柱允許疊層80彎曲以與管道和設(shè)備的輪廓相一致。圖8示出旋轉(zhuǎn)45°的疊層的側(cè)視圖，并且不存在空氣通道。
[0034]X形圖案用在相鄰的凸起之間形成的氣室84降低對流。熱傳導(dǎo)是通過使每個相鄰的層旋轉(zhuǎn)90度從而降低所述層之間的接觸面積，由此減少所述層之間的傳導(dǎo)，并降低相鄰層之間嵌套的趨勢而解決的。經(jīng)過所述疊層的熱輻射通過在凸起之間的大的平面區(qū)域22反射熱量而被最小化。由此，每個熱傳遞機制均通過單獨的箔16和所述箔的疊層而解決。
[0035]雖然本實用新型描述了目前被認為是最實用和優(yōu)選的實施方式，但是應(yīng)當理解的是，本實用新型并不限于所公開的實施方式，而是意圖覆蓋包括在權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的不同的改進和等效布置。在不背離權(quán)利要求中所限定的本實用新型的新穎性方面的情況下，可以做出本實用新型的改進和變形。所附的權(quán)利要求應(yīng)當在廣義上并以與本實用新型的精神和范圍相一致的方式解釋。
【主權(quán)項】
1.一種用于金屬反射絕緣材料的內(nèi)部熱絕緣材料，包含金屬箔平面網(wǎng)，所述金屬箔平面網(wǎng)具有由所述網(wǎng)變形的多個相互間隔的大致呈X形的凸起，每個凸起具有兩個臂，所述臂在每個臂的中間部分相互交叉，每個凸起具有長度尺寸、寬度尺寸和高度尺寸，所述長度尺寸與寬度尺寸的比值限定為從I: I至4:1，在每個凸起周圍都留有從約1/8”至約1/2”的均勻的間隔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)部熱絕緣材料，其特征在于，每個臂具有底部、頂部以及連接所述底部和頂部的面部，所述臂的面部從底部至頂部向內(nèi)逐漸變細以與豎直軸形成第三角，所述第三角為從約O度至約45度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)部熱絕緣材料，其特征在于，每個所述臂具有端部，所述端部具有的寬度尺寸小于所述臂中間部分的寬度尺寸。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)部熱絕緣材料，其特征在于，所述端部具有第一端板和第二端板，其相互朝向地由所述臂向內(nèi)逐漸變細。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)部熱絕緣材料，其特征在于，所述第一端板具有從底部至頂部由所述臂向內(nèi)逐漸變細的表面，并與豎直軸形成第四角，所述第四角為從約O度至約45度。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)部熱絕緣材料，其特征在于，每個所述臂具有端部，并且在第一凸起上的一個臂的端部與在第二凸起上的第二臂之間的距離為從約0.125英寸至約0.5英寸。7.—種用于金屬反射絕緣材料的內(nèi)部熱絕緣材料，包含金屬箔平面網(wǎng)，所述金屬箔平面網(wǎng)具有由所述網(wǎng)變形的多個相互間隔的大致呈X形的凸起，每個凸起具有兩個臂，所述臂在每個臂的中間部分相互交叉以形成在每個臂的第一部分之間的第一銳角、在每個臂的第二部分之間的第二鈍角，所述第一銳角為65度至75度，并且所述第二鈍角與所述第一銳角互補，每個凸起具有長度尺寸、寬度尺寸和高度尺寸，所述長度尺寸與寬度尺寸的比值為約3:2。8.—種絕緣面板，包含: 第一金屬箔平面網(wǎng)的第一面板，具有由所述網(wǎng)變形的多個相互間隔的大致呈X形的凸起，每個凸起具有長度尺寸、寬度尺寸和高度尺寸，所述長度尺寸與寬度尺寸的比值限定為1:1至4:1，在每個凸起周圍都留有從約1/8”至約1/2”的均勻的間隔；和 堆疊在第一面板上的第二面板，所述第二面板具有第二金屬箔平面網(wǎng)，所述第二金屬箔平面網(wǎng)具有由第二網(wǎng)變形的多個相互間隔的大致呈X形的凸起，每個凸起具有長度尺寸、寬度尺寸和高度尺寸，所述長度尺寸與寬度尺寸的比值限定為從1:1至4:1，在每個凸起周圍都留有從約1/8”至約1/2”的均勻的間隔。9.一種絕緣面板，包含: 多個紋理層，所述紋理層以外圍部分被對齊而相互堆疊在一起，以形成具有交替的奇數(shù)層和偶數(shù)層的層狀結(jié)構(gòu)，具有金屬箔平面網(wǎng)的每個層具有由所述網(wǎng)變形的多個相互間隔的大致呈X形的凸起，每個凸起具有兩個臂，所述臂在每個臂的中間部分相互交叉，每個凸起具有長度尺寸、寬度尺寸和高度尺寸，所述長度尺寸與寬度尺寸的比值限定為1:1至4:1，在每個凸起周圍都留有從約1/8”至約1/2”的均勻的間隔，所述奇數(shù)層的長度尺寸沿著第一方向延伸，而所述偶數(shù)層的長度尺寸沿著第二方向延伸，所述第二方向與第一方向呈90°。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的絕緣面板，其特征在于，所述多個紋理層為從2層至10層。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的絕緣面板，其特征在于，每個臂具有底部、頂部以及連接所述底部和頂部的面部，所述面部從所述底部至頂部由所述臂向內(nèi)逐漸變細，從而與豎直軸形成第三角，所述第三角為從約O度至約45度。。12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的絕緣面板，其特征在于，每個所述臂具有端部，所述端部具有的寬度尺寸小于所述臂的中間部分的寬度尺寸。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的絕緣面板，其特征在于，所述端部具有第一端板和第二端板，其相互朝向地由所述臂向內(nèi)逐漸變細。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的絕緣面板，其特征在于，所述第一端板具有從所述底部至頂部由所述臂向內(nèi)逐漸變細的表面，并與豎直軸形成第四角，所述第四角為從約O度至約45度。15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的絕緣面板，其特征在于，每個所述臂具有端部，并且在第一凸起上的一個臂的端部和在第二凸起上的第二臂之間的距離為從約0.125英寸至約0.5英寸。16.—種絕緣面板，包含: 多個紋理層，所述紋理層以外圍部分被對齊相互堆疊在一起，并具有交替的奇數(shù)層和偶數(shù)層，具有金屬箔平面網(wǎng)的每個層具有由所述網(wǎng)變形的多個相互間隔的大致呈X形的凸起，每個凸起具有兩個臂，所述臂在每個臂的中間部分相互交叉，每個凸起具有長度尺寸、寬度尺寸和高度尺寸，所述長度尺寸與寬度尺寸的比值限定為從1:1至4:1，在每個凸起周圍都留有從約1/8”至約1/2”的均勻的間隔，所述奇數(shù)層的長度尺寸沿著第一方向延伸，而所述偶數(shù)層的長度尺寸沿著第二方向延伸，所述第二方向與第一方向呈90°; 置于所述紋理層的疊層上方的第一覆蓋箔層，并具有與所述疊層對齊的外周邊緣;并且 一對端蓋，其包封所述覆蓋層和所述紋理層的疊層的相對末端，以維持單獨層相互之間的表面接觸，并防止一個層相對于另一個層的相對移動。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的絕緣面板，在所述疊層的底部上還包含第二覆蓋箔，從而在所述第一和第二覆蓋箔之間包封多個紋理層。18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的絕緣面板，在橫截面維度上具有弓形輪廓。19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的絕緣面板，其特征在于，每個臂具有底部、頂部以及連接所述底部和頂部的面部，所述面部從底部至頂部由所述臂向內(nèi)逐漸變細，以與豎直軸形成第三角，所述第三角為從約O度至約45度。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的絕緣面板，其特征在于，所述第三角為20°。
【文檔編號】F16L59/02GK205640052SQ201520956902
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年9月17日
【發(fā)明人】M·托托雷羅
【申請人】特蘭斯科產(chǎn)品股份有限公司