CN104884715B - 隔热板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种隔热板(10)，其具有两个凹形外层(14,16)和由两个大致平行的板(26,28)形成的内部拉紧件(24)。所述层和板的周边被固定至围绕板(10)的周边延伸的热屏障(22)，真空密封(25)密封边缘。使用时，在该板内产生部分真空，这导致凹形层(14,16)变平且拉紧板(26,28)处于张紧。这种拉伸载荷产生了坚固刚硬的结构，无需会产生热效率低下的内部支承。

Description

隔热板
技术领域
本发明涉及隔热板，尤其但非唯一地涉及用在建筑外包层中的隔热板。
背景技术
众所周知，为了改善建筑物的热效率，人们希望改进施加到建筑物上的隔热装置，并且还已知，可在施工时或完工后将附加的隔热装置施加到建筑物的内表面或外表面上。这样的隔热装置包括但不限于封装在封套承重基材内的发泡材料及类似物、可夹在建筑物墙体和由防护材料如木材制成的外覆层之间的纤维材料以及真空隔热板。最后这种隔热装置往往被设计成使其被纳入到新建筑物设计之中，以使标准尺寸的板可被安装到在建造过程中所形成的标准尺寸开口内。
JP2003-44054公开了一种隔音板，其在一个实施例中包括大致弹性的外封套，外封套包括两个凹形板，这两个凹形板沿其外周缘相连接并在其中点处通过间隔件被隔开，当在两外板之间形成部分真空时，该间隔件保持两外板隔开。在一个实施例中，间隔条连带配设有角部加强件，想要提供更大刚度。这样的间隔件往往会成为传热机构，因而是不期望的。
JP2003-166298公开了另一种隔音板，其包括两个隔音板，在这两个隔音板之间有内部空间，在该内部空间中形成部分真空。这两个隔音板通过排列的间隔件保持隔开，而排列的间隔件明显削弱了真空隔绝能力。
WO2007/074503公开了一种具有拉紧件的真空隔音板，拉紧件用于阻尼外板所遭受的声能量。为此，这些拉紧件尤其在沿板宽的多点处与该板接合，每个点是各所述板的延长部。因此，所述拉紧件尤其与外层接触并将起到热能传递作用。
CN201660977也是真空隔绝板，其具有外板和真空点以及由两层构成的刚性支承结构，其中所述刚性支承结构具有许多元件，它们接触外表层但被用于将外表层隔开并在形成真空时使外表层保持分开，从而在施加真空时避免板瘪塌。这种设置将在两外板之间形成较为明显的热路径。刚性支承结构看起来并未连接至外板的周边。
因此，人们需要一种隔热板装置，其具有更高的隔热性，同时保持较小厚度，以便例如允许提供优良隔热性，而没有不利地影响整个墙体厚度。
发明内容
因此，本发明提供一种隔热板，包括：外壳，该外壳具有第一外层和第二外层，且第一外层和第二外层各自具有外周边；在第一外层和第二外层之间围绕外周边延伸的隔热屏障；使第一外层的外周边与第二外层的外周边连接的真空密封；真空出口；真空出口阀；以及拉紧件，其包括位于所述两个外层之间的一对拉紧板，第一拉紧板中间延伸并在第一外层的周边处连接至第一外层，第二拉紧板中间延伸并在第二外层的周边处连接至第二外层。
第一外层和第二外层均最好被弯曲，从而在其内侧具有凹弯面。
第一和第二拉紧板均可包括片材并可包括外周边，其中所述外周边分别连接至所述第一和第二外层的相邻周边。
所述拉紧板优选包括向外表面和向内表面，其中所述向内表面包括热反射面。作为替代或补充，所述拉紧板的向外表面中的一个或多个包括热反射面。
所述第一和第二外层中的一个或多个外层的向外表面有利地包括热反射面。
所述真空密封有利地包括金属箔。在一种配置中，所述真空密封被焊接连接至所述第一和第二层中的每一层。替代地，所述真空密封通过胶粘合被连接至所述第一和第二层中的每一层。
所述隔热屏障可包含多种材料，但最好选自以下材料：塑料、陶瓷、橡胶或木材。
在本发明的一种替代配置结构中，所述第一和第二外层在沿板宽的多个位置处被连接至相应的拉紧板，从而形成多个分立的容腔。这种配置结构还可包括多个外肋条，在所述外层连接至拉紧板的多个位置中的每一处，每个肋条均沿其长度被连接至所述外层。优选地，所述肋条(50)沿其长度成凸状。
有利地，上述每种配置结构中的所述第一和第二外层均沿其整个外周边被连接至相应的拉紧板。
本发明还提供一种制造如上所述的隔热板的方法，包括以下步骤：
a)提供具有第一外层和第二外层的外壳，第一外层和第二外层均具有外周边；
b)提供在所述第一和第二外层之间围绕外周边延伸的隔热屏障；
c)提供连接所述第一外层的外周边和所述第二外层的外周边的真空密封并将所述密封密封至这些层；
d)提供真空出口；
e)提供真空出口阀；
f)提供拉紧件，该拉紧件包括位于所述外层之间的一对拉紧板，第一拉紧板在第一外层内侧延伸并在第一外层的周边处被连接至所述第一外层，第二拉紧板在所述第二外层内侧延伸并在第二外层的周边处被连接至所述第二外层；
g)通过从所述板内抽气在所述板内形成部分真空，以使凹弯的外层至少部分变平，由此移向所述拉紧件并使所述拉紧件被拉伸并处于张紧；和
h)密封所述出口以将部分真空封存在所述板内并保持所述拉紧件处于张紧。
附图说明
现在将仅以示例方式参照附图来更详细描述本发明，其中：
图1是根据本发明方案的隔热板的横剖视图；
图2是图1所示的板的边缘部分的横剖细节图；
图3是组装好的隔热板的总体图；
图4是结合了本发明方案的隔热板的替代形式的横剖视图；
图5是图4所示的板的前视图；
图6是图5所示的其中一个肋条的侧视图并且示出了赋予其的曲率；以及
图7是也如图4和图5所示的组装好的板的总体图。
具体实施方式
现在，总体参见这些图且尤其参见图1-4，本发明的隔热板10包括具有第一外层14和第二外层16的外壳12和位于第一外层14和第二外层16之间的隔热屏障22，其中第一外层和第二外层均具有外周边14a、16a。隔热屏障22仅围绕第一和第二外层的外周边14a、16a延伸并形成周边支撑框，而没有朝外周边的内部延伸。需要强调的是，隔热屏障的宽度PW保持在最小，从而它不会过度延伸入或根本不会延伸入在周边之间的屏障区域的内部IP，于是避免或至少减小热能在板10的外层的外周边14a、16a之间的区域IP内经由隔热屏障传递的可能性。在一个优选配置中，隔热屏障局限于周边本身，实际上可形成外周边。所述第一和第二外层14、16均弯曲，从而在其内侧(14b,16b)具有凹弯面，其功能将在下文中来解释。真空密封25连接第一外层14的外周边14a和第二外层16的外周边16a，并且在图2中被最佳示出。贯穿隔热屏障22地设有真空出口30，它还设有简略示于标记31处的密封阀，真空出口和密封阀均用于建立和维持板10内的部分真空，如本文以下所述。拉紧件24包括具有外周边32、34的一对拉紧板26、28，这对拉紧板在所述外层14、16之间大致相互平行布置。所述第一拉紧板26中间延伸并在第一外层14的周边18处被连接至第一外层14，第二拉紧板28中间延伸并在第二外层16的周边20处被连接至第二外层16。连接可通过胶或机械式相互接合或通过焊接实现，如下文所述。拉紧板26、28通过隔热屏障22被彼此分隔开。一个或多个真空孔29设置在每个拉紧板26、28中，原因将在下文详述。第一和第二外层14、16均沿其整个外周边被连接至相应的拉紧板26、28。
每个拉紧板26、28均包括内表面和外表面36、38、40和42，它们中的一个或多个可包括反射面如镜面用于反射热辐射。在一个例子中，板的内表面40、42都具有这种反射面以在它们之间反射热辐射。在另一配置中，外表面36、38具有这种反射面以在热辐射进入位于所述拉紧板之间的空间或空腔60内之前对其进行反射。应理解，在需要时，所述表面中的任一个或多个或者所述表面的组合均可根据需要设有这种反射面。
现在更具体参见图2，从该图中将看到，真空密封25包括在这两个外周边14a、16a之间并围绕板10的整个周缘延伸的套罩，以跨接两个外周边14a、16a之间的任何间隙。真空密封25可由多种材料如金属、塑料或橡胶制成，只要它能如此接合或以其它方式连接至外层14、16，即在两个外层14、16之间形成不透气密封。连接方法的例子包括胶粘合，其中胶50被(沿图2中的曲折线)置于该密封的接触面52、54与内/外层之间。另一个例子可包括相邻部分的焊接。焊接可采取电子束焊接形式并可沿图2中的箭头W方向进行。如果采用焊接，则可在部分真空气氛中形成焊缝，该部分真空也可与用于部分抽空板10自身内部的部分真空相同。隔热屏障22布置在相对的周边18、20之间并用于使这两个周边隔开，同时减少它们之间的任何传热。因此，屏障22须是绝热的或具有低传热性。由于屏障22的内表面面临部分真空环境，故该屏障需要有一定强度，但该强度不需要太高，因为外层14、16将承受任何载荷中的大部分并连同期望强度一起提供所需的刚性。读者也将理解，隔热屏障所经受的大部分载荷是压力载荷，许多高隔热性材料的强度足以承受上述配置中施加于该材料的载荷。此外，外层14、16和拉紧件24各自提供支承隔热屏障22的结构强度中的相当一部分。图2还详细示出了真空出口30和阀31，其操作将在下文中描述。
读者将会理解，需要减少经过板10的热传递，这至少部分通过采用部分真空来实现，部分通过使用隔热屏障22实现。真空密封25跨接外层14、16之间的间隙，因此也可能跨接隔热屏障22，以使热量可经由真空密封从板的一侧传递至另一侧。但应理解，通过将密封22的厚度T减至最小和/或使用具有低传热性的材料，这种热传递被保持在绝对最小值。薄金属膜没有很大的可用于减少热传递的横截面积，但一旦被粘合至或以其它方式连接至外层14、16时将形成极好的真空密封。这种金属膜可用塑料膜或这样的其它材料替代，即其具有更低的传热能力但仍能密封该装置并粘合至所述板，同时维持良好的真空密封。隔热屏障可由塑料(包括硬质聚氯乙烯(UPVC))、陶瓷、橡胶或木材制成，并可根据需要包裹在由塑料或金属制成的外皮(未示出)内。此外应理解，当拉紧板26、28以片材形式提供时，表面可涂覆有热反射材料，以进一步增强产品的隔热性能，因为任何进入内部IP的热量均可在内部被反射，而不是透过该结构传递出去。本领域技术人员还能够想到其它材料和方法。
图3示出了板10的外部并进一步突显出外层14、16的弯曲性质。外周边14a、16a和真空密封25也清晰可见。读者应注意，外层优选在形成板自身宽度和高度的两维上弯曲。它的成形可通过吹塑或压制来实现，但这种成形优选能在每个外层被连接至其各自拉紧件之前给每个外层提供自支承凹形内轮廓。使用时，这种轮廓将在产生真空时变平，但正是这种变平与拉紧板26、28的张紧一起提供了本发明中的高刚性。
图4-7示出了本发明的另一配置，该配置非常适用于较大的板尺寸。该配置包括相同的基本构件，即内层和外层14、16、拉紧件24和拉紧板26、28、隔热屏障22、真空密封25、真空出口30和阀31，因而在此不再赘述这些构件。读者应理解，上文针对图1-3的实施例所描述的选择和配置同样可应用于图4-7的配置。与图4-7的配置的不同之处在于，提供了多个而不是单个凹弯部段，如图4中的标记48所标示，以及提供了附接于凹弯部段且最佳示于图5和图6的肋条50。设置多个真空孔29，每个腔中设有至少一个。
在上述配置中，第一和第二外层14、16在沿板10宽度W的多个分立位置46处被连接至相应的拉紧板26、28，从而形成多个分立的容腔48。
在所述外层14、16被连接至拉紧板26、28的每个所述位置46处，每个外肋条50均沿其长度L被连接至所述外层14、16。如图6最佳所示，每个肋条50均沿其长度成凸状，原因将在下文详述。肋条50的曲率能适应相关外皮的曲率。在一个替代配置中，肋条50可仅具有与相关层的曲率对应的弯曲内表面，而外表面可以是大致平坦的(未示出)。
应理解，第一和第二外层14、16可由多种材料制成，只要它们适于成形为大致凹形即可。合适的材料包括钣金(如铝、钢、不锈钢等)、塑料(包括强化塑料)、玻璃纤维和类似片材。这样的材料可在简单的压制机中被压制成期望的凹形，或者在其为塑料时可采用热成型技术来形成，或者在采用玻璃纤维或类似材料时可通过模制到模型中的方式被铺放成期望形状。相同的片状材料可用于拉紧件24，但任何这种所选材料都应当能在形成真空时适应并抵抗拉伸载荷，以确保在内部封有真空之后在拉紧件内仍保持张紧。某些塑料可能不适于这种应用，因为它们经过一段时间之后会松弛并减小拉伸载荷。
上述配置结构的强度源自将板10内部抽成部分真空，以使凹弯的内层和外层14、16沿图1和图4中的箭头I方向有效内缩。这种运动导致该板沿其宽度W略微扩张，这进而在拉紧件24的拉紧板26、28上产生拉伸载荷。通过关闭阀31来密封出口30，这将维持真空和拉紧件24中的张力，该张力将以鼓皮绷紧在鼓上的方式在板内产生刚性。这种张力和强度在没有使用将载荷从一个外层14传递至另一个外层16的内构件的情况下产生，因此这种配置避免了现有技术的其中一个问题，所述现有技术使用这种内构件并因此形成不期望的传热路径。当在图4-7的配置结构中抽真空时会产生相同的拉伸载荷，但此时该载荷在各肋条50之间被分散，从而实际上形成多个拉紧区。图4中的每个凹形部段将以上文针对图1的配置所述的方式被吸向相关的拉紧板26、28。但是，图4的配置中的肋条50也将起到抵抗外层14、16内吸缩的作用并进一步提供结构刚性。应理解，外层14、16的弯曲性质以及在拉紧件24和肋条50内提供张力极大增强了结构完整性和强度，因此形成了轻便、坚固且耐用的隔热板。与现有技术相比，在没有或几乎没有跨接间隙的结构的情况下使用真空极大增强了隔热效率。
附图虽未示出的但对以上方案有用的是在板外周边上的安装点，其允许该板被安装在建筑物中的框架内或标准开口内。

Claims (15)

1.一种隔热板(10)，包括：
a.外壳(12)，具有第一外层(14)和第二外层(16)，第一外层和第二外层各自具有外周边(14a,16a)；
b.在所述第一外层和第二外层(14,16)之间围绕外周边延伸的隔热屏障(22)；
c.使所述第一外层(14)的外周边(14a)与所述第二外层(16)的外周边(16a)连接的真空密封(25)；
d.真空出口(30)；
e.真空出口阀；
f.拉紧件(24)，包括位于两个所述第一外层和第二外层(14,16)之间的一对拉紧板(26,28)，第一拉紧板(26)中间延伸并在该第一外层(14)的周边(18)处被连接至该第一外层，第二拉紧板(28)中间延伸并在该第二外层(16)的周边(20)处被连接至该第二外层。
2.根据权利要求1所述的隔热板，其特征在于，所述第一外层和第二外层均被弯曲，从而在其内侧(14b,16b)具有凹弯面。
3.根据权利要求1所述的隔热板，其特征在于，所述第一拉紧板和第二拉紧板(26,28)均包括片材并包括外周边(32,34)，其中所述外周边(32,34)分别连接至所述第一外层和第二外层(14,16)的相邻周边。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的隔热板(10)，其特征在于，所述拉紧板(26,28)包括向外表面(36,38)和向内表面(40,42)，其中所述向内表面包括热反射面。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的隔热板(10)，其特征在于，所述拉紧板(26,28)包括向外表面(36,38)和向内表面(40,42)，其中所述向外表面中的一个或多个包括热反射面。
6.根据权利要求3所述的隔热板(10)，其特征在于，所述第一外层和第二外层(14,16)中的一个或多个外层的向外表面(14c,16c)包括热反射面。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的隔热板(10)，其特征在于，所述真空密封(25)包括金属箔。
8.根据权利要求6所述的隔热板(10)，其特征在于，所述真空密封(25)被焊接连接至所述第一外层和第二外层(14,16)中的每层。
9.根据权利要求6所述的隔热板(10)，其特征在于，所述真空密封(25)通过胶粘合被连接至所述第一外层和第二外层(14,16)中的每层。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的隔热板(10)，其特征在于，所述隔热屏障(22)选自以下材料：塑料、陶瓷、橡胶和木材。
11.根据权利要求1-3中任一项所述的隔热板(10)，其特征在于，所述第一外层和第二外层(14,16)在沿所述隔热板(10)的宽度W的多个位置(46)处被连接至相应的拉紧板(26,28)，从而形成多个分立的容腔(48)。
12.根据权利要求11所述的隔热板(10)，其特征在于，包括多个外肋条(50)，在所述第一外层和第二外层(14,16)被连接至所述拉紧板(26,28)的所述多个位置(46)中的每个处，每个肋条(50)均沿其长度L被连接至所述第一外层和第二外层(14,16)。
13.根据权利要求12所述的隔热板(10)，其特征在于，所述肋条(50)沿其长度成凸状。
14.根据权利要求1-3中任一项所述的隔热板(10)，其特征在于，所述第一外层和第二外层(14,16)均沿其整个外周边被连接至相应的拉紧板(26,28)。
15.一种制造根据权利要求1-3中任一项所述的隔热板的方法，包括以下步骤：
a)提供具有第一外层(14)和第二外层(16)的外壳(12)，第一外层和第二外层均具有外周边(18,20)；
b)提供在所述第一外层和第二外层(14,16)之间围绕外周边延伸的隔热屏障(22)；
c)提供连接所述第一外层(14)的外周边(14a)和所述第二外层(16)的外周边(16a)的真空密封(25)并将所述真空密封密封至这些层；
d)提供真空出口(30)；
e)提供真空出口阀(31)；
f)提供拉紧件(24)，该拉紧件包括位于所述第一外层和第二外层(14,16)之间的一对拉紧板(26,28)，第一拉紧板(26)中间延伸并在第一外层(14)的周边(18)处被连接至所述第一外层(14)，第二拉紧板(28)中间延伸并在第二外层(16)的周边(20)处连接至所述第二外层(16)；
g)通过从所述隔热板内抽气在所述隔热板内形成部分真空，从而导致凹弯的外层(14,16)至少部分变平，由此移动向所述拉紧件(24)并导致所述拉紧件被拉伸且处于张紧；以及
h)密封该真空出口(30)以将部分真空封存在该隔热板内并保持所述拉紧件(24)处于张紧。
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