(57)【要約】  本発明は、密閉式の暖房装置、冷却装置、給水装置又はソーラー装置用の、１つの分離手段によって相互に隔てられた２つの室を有する膨張タンクにおいて、前記タンクのハウジングがｉ）  ポリエチレンテレフタラート、ポリアミド、ポリブチレンテレフタラート、ポリアセタール、ポリ塩化ビニル、ポリアクリルニトリル、ポリスチレンコポリマー、エチレンビニルアルコール、ポリビニルアルコール、ポリエーテルスルホン及びポリスルホンからなる内側面と、ｉｉ）  配向された繊維からなる巻き付けられた外側面とを有することを特徴とする、膨張タンクに関する。
2009505035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉式の暖房装置、冷却装置、給水装置又はソーラー装置用の、１つの分離手段によって相互に隔てられた２つの室を有する膨張タンクにおいて、前記タンクのハウジングが
ｉ）  ポリエチレンテレフタラート、ポリアミド、ポリブチレンテレフタラート、ポリアセタール、ポリ塩化ビニル、ポリアクリルニトリル、ポリスチレンコポリマー、エチレンビニルアルコール、ポリビニルアルコール、ポリエーテルスルホン及びポリスルホンからなる内側面と、
ｉｉ）  配向された繊維からなる巻き付けられた外側面とを有することを特徴とする、
膨張タンク。
【請求項２】
内側面が１〜５ｍｍの壁厚を有し、かつ外側面がタンクの１〜６回の巻き付けに相応する壁厚を有する、請求項１記載の膨張タンク。
【請求項３】
内側面の熱可塑性プラスチックは繊維強化されている、請求項１又は２記載の膨張タンク。
【請求項４】
外側面の繊維はガラス繊維、炭素繊維、テキスタイル繊維、天然繊維、アラミド繊維、ハイブリッド繊維、熱可塑性繊維又は金属テープのグループから選択される、請求項１から３までのいずれか１項記載の膨張タンク。
【請求項５】
外側面の繊維がエンドレス繊維である、請求項４記載の膨張タンク。
【請求項６】
外側面の繊維はガラス繊維からなる、請求項１から５までのいずれか１項記載の膨張タンク。
【請求項７】
配向された繊維が巻き付けられかつ２つの射出成形されたエンドキャップで密閉されている１つの押出成形されたプラスチック管からなる、請求項１から６までのいずれか１項記載の非隔膜式膨張タンク。
【請求項８】
押出成形されたプラスチック管は、射出成形されたエンドキャップと同じ材料からなる、請求項７記載の非隔膜式膨張タンク。
【請求項９】
ａ）  押出成形を用いて、管を巻き付けコアとして製造し、
ｂ）  前記管に適切な繊維配向物を巻き付け、かつ
ｃ）  カバー層、含浸層、着色層又は保護層で被覆することを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の膨張タンクのハウジングの製造方法。
【請求項１０】
ａ）  押出成形を用いて、管を巻き付けコアとして製造し、
ｂ）  前記管に適切な繊維配向物を巻き付け、かつ
ｃ）  前記の巻き付けられた管に２つの射出成形されたエンドキャップを設けることを特徴とする、請求項８記載の膨張タンクのハウジングの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉式の暖房装置、冷却装置、給水装置又はソーラー装置用の、１つの分離手段によって相互に隔てられた２つの室を有する膨張タンクにおいて、前記タンクのハウジングが
ｉ）  ポリエチレンテレフタラート、ポリアミド、ポリブチレンテレフタラート、ポリアセタール、ポリ塩化ビニル、ポリアクリルニトリル、ポリスチレンコポリマー、エチレンビニルアルコール、ポリビニルアルコール、ポリエーテルスルホン及びポリスルホンからなる内側面と、
ｉｉ）  配向された繊維からなる巻き付けられた外側面とを有することを特徴とする、
膨張タンクに関する。
【０００２】
例えば温水又は熱水暖房用の膨張タンクは、十分に公知である（例えば、DE 1667018及びDE 2641474並びにIKZ- Haustechnik Heft 1/2/2004 p. 24 - 28参照）。
【０００３】
水の加熱及び冷却の際に、暖房システム、冷却システム及び給水システム内で水の体積変動が生じる。前記体積変動を補償するために、今日ではいわゆる金属製の隔膜式耐圧膨張タンクが使用される。前記隔膜はガス（大抵は不活性ガス）と水とが満たされた室を相互に隔てる。DE 102 35 061には、両方の室が隔膜の代わりにピストンにより隔てられた膨張タンクが記載されている。この膨張タンクのハウジングは、金属から製造されている。ピストンを含めた前記タンクの製造は高価であり、かつ前記タンクの大きな自重により輸送コストも高い。さらに、鋼製タンクは腐食の問題も生じる。
【０００４】
金属材料をプラスチック材料に交換することは、タンクの壁厚を厚くする結果になる。この理由は、特に、大抵の汎用プラスチックのガス遮断作用が低いためである。これにより、タンク／システム中の必要な予圧が維持されずに、低下してしまう結果となる。タンク中の前記予圧を長期間にわたり維持したい場合には、前記タンクを厚い壁厚にしなければならない。この厚い壁厚に伴う材料コストは、この種の実施態様を不経済にしている。
【０００５】
DE 40 08 026には、射出成形方法を用いて製造された隔膜式膨張タンクが記載されている。大抵の汎用プラスチックの高いガス透過性の問題について、前記のDE 40 08 026には言及されていない。この文献にも、可塑化されたプラスチックが膨張タンクのために適しているという示唆はない。
【０００６】
従って、本発明の課題は、良好なガス遮断特性と同時に高い加水分解安定性を有しかつプラスチックのクリープに抵抗する薄い壁厚を有する膨張タンクを提供することであった。
【０００７】
前記課題は、意外にも、膨張タンクのハウジングが
ｉ）  ポリエチレンテレフタラート、ポリアミド、ポリブチレンテレフタラート、ポリアセタール、ポリ塩化ビニル、ポリアクリルニトリル、ポリスチレンコポリマー、エチレンビニルアルコール、ポリビニルアルコール、ポリエーテルスルホン及びポリスルホンからなる内側面と、
ｉｉ）  配向された繊維からなる巻き付けられた外側面とを有する、
冒頭に定義された膨張タンクにより解決された。
【０００８】
熱可塑性プラスチック：ポリエチレンテレフタラート、ポリアミド、ポリブチレンテレフタラート、ポリアセタール、ポリ塩化ビニル、ポリアクリルニトリル、ポリスチレンコポリマー、エチレンビニルアルコール、ポリビニルアルコール、ポリエーテルスルホン及びポリスルホンは、多様なガスに対して高い遮断作用を有している。特にこの場合に窒素ガスが重要であり、この窒素ガスは暖房装置中で不活性ガスとして使用されることが多い。膨張タンク用に特に適した材料は、ポリエチレンテレフタラート；ポリアミド、特にポリアミド６及びポリアミド６．６；ポリアクリルニトリル；ポリスチレンコポリマー（例えばＳＡＮ−このコポリマーの遮断特性はアクリルニトリル成分が多ければそれだけ高くなる。３５質量％より高いアクリルニトリル成分を有するのが有利である）；エチレンビニルアルコール、ポリビニルアルコール及びポリアセタール（＝ポリオキシメチレン）である。特に、ポリエチレンテレフタラート、ポリアミド、ＳＡＮ及びポリアセタールのような熱可塑性プラスチックが有利である。
【０００９】
汎用プラスチックのポリプロピレンと比べて、上記の材料は他の利点を有する。これは、比較的高い温度で使用することができ（比較的高い連続作業温度）かつより良好な機械特性、例えば強度、靭性及び引掻敏感性を有することができる。
【００１０】
これらの熱可塑性プラスチックは、強化されないか又は繊維強化されて使用することができる。強化のために、例えばK. Stoeckhert, Kunststofflexikon Carl Hanser Verlagに記載されているような短繊維、中繊維又は長繊維を使用することができる。
【００１１】
さらに、これらの熱可塑性プラスチックに、他の助剤、例えば滑剤又は充填剤を添加することができる。
【００１２】
巻き付け基体（巻き付けコア）として、一般に押出成形により製造された管が利用される（内側面ｉ））。材料コストを低減するために、この内側面は一般に０．５〜５ｍｍの壁厚を有する。１〜３ｍｍの壁厚が有利である。
【００１３】
一般に、この内側面の耐圧性及びガス遮断特性は、膨張タンクのケーシングについての全ての要求を満たすためには不十分である。特にこれは、経済的理由から僅かな壁厚を有するタンクを実現する場合に該当する。
【００１４】
従って、前記内側面は、配向された繊維で巻き付けられる。それにより、第２の外側面が生じ、これは前記ハウジングの耐圧性、クリープ特性及びガス遮断特性は改善される。
【００１５】
この巻き付けは例えばオンラインで回転ローラによりガラス繊維ストランドを用いて行われる。この巻き付けは、その周囲に多様な巻き付け方向で、及び付加的に縦方向にも行うことができる。この繊維／テープ／ストランドは、可能な限り良好な遮断作用を達成するために、互いに極めて狭く、場合により重なるように配置される。環境に対してプラスチック管の露出面は十分に低減され、それにより浸透に対して抵抗する。この圧力は維持される。この繊維／ストリップはガスの拡散に対して可能な限り不透過性であるのが好ましい。
【００１６】
最も経済的なのは、恐らく異形材−強化−延伸（Profil-Armierungs-Ziehen（PAZ, p. 11. Nationales Symposium SAMPE Deutschland e.V. 2005））である。このＰＡＺ法の場合に、熱可塑性樹脂加工（押出）及び繊維複合材製造（巻き付け法）の領域からなる２つの有利な製造方法が直列に接続されている。第３の方法工程の場合に繊維を含浸し、かつ硬化してエンドレス繊維強化された管にする。
【００１７】
この巻き付けは、所望な寸法に管を切断した後でも特別な巻き付け法で行うことができる。この繊維は、既に引抜成形によりプラスチックで含浸させることができる。管及び繊維の局所的な加熱により、管との結合を達成することができる。
【００１８】
次の材料：例えばガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、天然繊維又はＰＡ繊維をベースとする繊維、繊維ストランド又はテープが巻き付けのために適している。多様な材料からなるハイブリッド繊維を使用することも有利である。ガラス繊維が有利であり、特にガラスからなるエンドレス繊維が有利である。
【００１９】
金属、例えばアルミニウム、又はガス遮断作用を有する材料、例えばエチレンビニルアルコール又はポリビニルアルコールからなる薄いストリップ（テープ）も同様にこの巻き付け技術で適用することができる。
【００２０】
引抜成形のために、有利に熱塑性加工可能なプラスチックが使用される。特に、内側面の製造の際に利用される熱可塑性樹脂と適合性であり、それにより内側面と外側面との良好な付着を達成できることが留意される。
【００２１】
外側層の壁厚は使用した繊維に著しく依存する。一般に、１〜２０層の繊維が外側層として適用される（通常では５〜３０マイクロメートルの繊維の平均直径の場合）。
【００２２】
本発明による膨張タンクの有利な、非隔膜式の実施態様は図１に示されている。
【００２３】
このケーシングは、請求項１に記載されているように、主に押出により製造されかつ繊維を巻き付けた管からなる。前記管は、必要なタンク容量に応じて短くされる。前記管は、製造の際に既に又は製造に引き続き繊維ストランド／テープ／ストリップで巻き付けられる。この場合、層の数及び巻き付けの方向を変えることができる。
【００２４】
有利に管（１）の内側面と同じ材料からなる２つの有利に射出成形により製造されたカバー（２ａ及び２ｂ）で前記管を閉鎖する。有利に、前記カバーを射出成形して、必要な接続部が組み込まれる。一方のカバーには、ガスを供給及び排出する弁のための接続部が存在し、他方のカバーには、収容される水のための入口又は出口接続部が存在している。
【００２５】
前記タンクは、管内でスライド可能な分離手段（ピストン、フロート等）を有し、前記分離手段はガス室と水室とを隔てている。この分離手段は、例えばDE 102 35 061に記載されているような多様な構造的バリエーションに構成されていてもよい。他の実施態様を次に記載する：
−  前記分離手段は、シールを備えているか又は備えていない緻密なプラスチックからなる；
−  前記分離手段は、シールを備えているか又は備えていない、発泡したプラスチックからなる；
−  前記分離手段は、管の壁部に当接して変形可能な、例えば発泡体、液体又はゲルで充填されたクッションからなる；
−  境界層の形に拡がる液体上の分離体；
−  ブチルゴムからなるスライド可能な分離層。
【００２６】
この有利な実施態様の利点は次のようなものである：
−  良好なガス遮断特性を有する熱可塑性樹脂を用いて、管（１）及びカバー（２ａ及び２ｂ）を構成することにより、装置内の予圧の低下を抑制できる；
−  前記プラスチックのクリープ傾向を巻き付けにより対抗する。
【００２７】
−  この耐圧性は、巻き付けにより高められる；
−  前記管（１）は押出により製造される（連続的、金型交換なしで、僅かな在庫管理）；
−  管の巻き付けの後に、内側層中に適用されたのと同じ熱可塑性樹脂の他の層を適用することができる。それにより繊維の剥離が抑制される。プラスチック中に着色顔料を添加することにより、前記管を所望の色に着色することができ、塗装プロセスが節約される；
−  多様な大きさのタンク用に、同じ寸法形状を有するカバー（２ａ及び２ｂ）を使用することができる（僅かな数の射出成形金型）；
−  分離手段のピストン／フロートは、膜よりもメンテナンスを必要としない、
ａ．  モジュールは、多様な容量のために簡単に組み立てることができる；
ｂ．  リサイクル可能性は、分離手段及びタンクは同じ又は適合性の材料から製造され、古いタンクを簡単に再び原料として利用することができる；
ｃ．  プラスチックから製造されているため、腐食性ではない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による有利な非隔膜式膨張タンクを示す。
【図１】
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【国際調査報告】
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2009505035.tif 000005
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