CN107223191B - 真空隔热体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种真空隔热体，所述真空隔热体包括真空密封的包套，所述包套包围抽真空的区域，其中在所述抽真空的区域中设置有芯材，其中所述包套具有通过真空密封的覆盖薄膜覆盖的、用于通过所述芯材填充所述包套的开口，其中所述包套在伸向所述开口的边缘区域中向内折叠，使得所述开口缩小，并且随后再次向外折叠，其中向外折叠的区域和所述覆盖薄膜的区域环绕地以真空密封的方式彼此连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种真空隔热体，所述真空隔热体包括真空密封的包套，所述包套包围抽真空的区域，其中在所述抽真空的区域中设置有芯材，例如珠光体。
背景技术
这种真空隔热体例如从DE 10 2013 005 585 A1中已知。从该专利申请中已知的真空隔热体由扩散密封的，即真空密封的包套构成，所述包套的表面大于包套体的，例如内部容器的表面，包套贴靠在所述包套体上。因此例如可行的是，在包套中能够复制包套体的突出的或者回缩的轮廓。
在制造真空隔热体时优选将填料引入到包套中。为了能够有意义地执行填料的这种引入，在包套中设有开口，所述开口在进行填充之后必须真空密封地封闭。
这种真空密封的密闭由于如下原因是有问题的：包套的开口不具有限定的面来安置或铺设覆盖开口的覆盖薄膜。
发明内容
本发明因此基于下述目的，如下改进开始提出类型的真空隔热体：能够过程安全地执行对包套开口的封闭或密闭。
该目的通过一种真空隔热体实现，据此提出：包套具有通过真空密封的覆盖薄膜覆盖的开口，所述开口用于通过芯材填充包套，其中所述包套在伸向开口的边缘区域中首先向内折叠，使得开口缩小，并且随后再次向外折叠，其中向外折叠的区域以及覆盖薄膜的区域环绕地以真空密封的方式彼此连接。通过包套的开口的边缘区域的这种特殊的折叠实现包套的密闭面，所述密闭面能够过程安全地并且真空密封地与覆盖薄膜连接或者通过覆盖薄膜密闭。
本发明此外涉及一种真空隔热体。据此提出：包套具有通过真空密封的覆盖薄膜覆盖的开口，所述开口用于通过芯材填充包套，其中包套在伸向开口的边缘区域中设有辅助结构，边缘区域置于所述辅助结构上，使得该边缘区域形成平坦的面，并且其中所述边缘区域借助其平坦的面和覆盖薄膜的区域环绕地以真空密封的方式彼此连接。在这种情况下，为了提供包套的平坦的密闭面，在包套的开口的区域中使用辅助结构。包套的边缘区域置于该辅助结构上，使得所述边缘区域形成平坦的面，所述平坦的面形成用于覆盖薄膜的配对面，借助于所述覆盖薄膜真空密封地密闭包套。
也可以考虑这两个根据本发明的实施方案的组合，并且本发明也包括所述组合。因此，向外折叠的区域例如能够形成平坦的面，所述平坦的面贴靠在辅助结构上或者在上方放置在辅助结构上。优选地，向外折叠的区域或平坦的面形成包套的在开口的区域中的外面，覆盖薄膜随后能够施加到所述外面上。
通过其它轮廓件或辅助轮廓件，所述辅助轮廓件在下文中也称为辅助结构，在优选过大的薄膜套或包套中形成真空隔热体的开口的或所述真空隔热体的包套的开口的末端，所述开口针对呈覆盖薄膜形式的另一平坦的薄膜件形成优选平坦密闭的可行性。
为了尽可能避免对随后在包套和覆盖薄膜之间的密闭缝的污染，能够有意义的是，包套用芯材仅填充至辅助结构下方或填充至包套的向外折叠的边缘区域的下方。本发明的一个优选的设计方案在于，在借助于芯材的填充过程期间，借助适当的机构，例如覆盖装置或者有意义地定位的抽吸装置来保护密闭缝免于灰尘。
辅助轮廓件能够在密闭过程结束之后被移除或者能够保留在真空隔热体上。如果所述辅助轮廓件被移除，那么在最终成形时在真空隔热体的内部中施加真空之后仅仅存在薄膜的多重层。
如在上文中所解释的那样，本发明的一个设计方案提出：例如在由薄膜软管构成的薄膜套或包套的矩形的开口中，通过缩细的折叠部首先实行软管开口的缩小，所述软管开口随后再次展开折叠到完整的软管横截面上。在薄膜套或包套的角区域中，在此选择性地实行限定的薄膜折叠或者接受薄膜所产生的褶皱。
在本发明的一个优选的设计方案中提出，包套和/或覆盖薄膜部分地或者完全地构成为高阻隔薄膜。
此外可以考虑的是，包套和/或覆盖薄膜部分地或完全地由铝复合薄膜构成。
在本发明的另一设计方案中提出，真空密封的包套作为袋存在。袋的横截面能够圆形地或者有棱角地构成。
该袋能够是单侧敞开的，其中敞开的侧是用于通过芯材进行填充的开口。
此外可以考虑的是，包套的表面大于包套体的或者包套体部段的表面，包套贴靠在所述包套体或包套体部段上。这实现：相应地在包套上复制包套体的轮廓。
如在上文中所解释的那样，优选提出：包套的向外折叠的区域具有平坦的、优选水平的表面，并且该平坦的表面形成用于真空密封地封闭开口的两个密闭面之一。面中的另一个通过覆盖薄膜的部段形成。
在本发明的另一设计方案中提出，所述包套的开口设置在真空隔热体的主面中，通过所述开口填入芯材。根据本发明，主面理解为真空隔热体的完整的侧。优选地，所述完整的侧是真空隔热体的两个最大的侧或面之一。在柜状的冷却或冷冻设备中，其例如能够是设备后壁的区域，也就是说，是真空隔热体的朝向设备的后侧的部段。在箱的情况下，其能够是箱底部，也就是说，是真空隔热体的指向冷却或冷冻箱的底部的区域。
如果其是封闭元件，例如冷却和/或冷冻设备的门或顶盖，那么其前侧或上侧是有益的。由此，在这种情况下，填充开口通过包套的如下侧形成，所述侧朝向封闭元件的前侧或上侧。
如在上文中所解释的那样，该开口在通过芯材进行填充之后借助于薄膜补丁安全地封闭，也就是说通过覆盖薄膜安全地封闭。
本发明此外涉及一种用于制造根据本发明的真空隔热体的方法。
在此优选提出：包套在伸向开口的边缘区域中向内折叠，使得开口缩小，并且随后再次向外折叠，其中向外折叠的区域和覆盖薄膜的区域环绕地以真空密封的方式彼此连接。
优选地，此外提出：包套在伸向开口的边缘区域中设有辅助结构，边缘区域置于所述辅助结构上，使得所述边缘区域形成平坦的面，并且其中边缘区域借助其平坦的面和覆盖薄膜的区域环绕地以真空密封的方式彼此连接。
优选提出：所有连接这两个薄膜部分即真空隔热体的薄膜和覆盖薄膜的焊接部位于一个平面中。
所述方法的其它优选的设计方案在下文中描述。
本发明此外涉及一种热绝缘的容器，优选冷却和/或冷冻设备，所述冷却和/或冷冻设备具有被调温的并且优选被冷却的内腔并且具有至少局部地给出被调温的并且优选被冷却的内腔的壁部，其中在被调温的并且优选被冷却的内腔和壁部之间存在根据本发明的真空隔热体。该真空隔热体例如能够位于柜体的外壁部和内部容器之间或者也能够位于门或其它封闭元件的，例如设备的顶盖的外侧和内侧之间。
应当指出，术语“一个”或“一”不表示限制于恰好一个相应的构件，而是也包括多个所述构件。因此，例如能够存在包套中的多个开口、多个辅助轮廓件、多个覆盖薄膜、多个被冷却的内腔或者所提到的元件中的恰好一个。这相应适用于真空隔热体的或热绝缘的容器的、优选冷却和/或冷冻设备的所有其它部件。
被调温的内腔根据设备的类型(冷却设备、热柜等)要么被冷却要么被加热。根据本发明的热绝缘的容器具有至少一个被调温的内腔，其中该内腔能够被冷却或加热，使得在内腔中产生低于或高于例如21℃的环境温度的温度。也就是说，本发明不受限于冷却和/或冷冻设备，而是一般性地涉及具有被调温的内腔的设备，例如也涉及热柜或热箱。
在一个实施方式中提出，根据本发明的容器是冷却和/或冷冻设备，尤其是家用电器或商用的冷却设备。例如包括如下设备，所述设备针对在家庭中、在旅馆房间中、在商用厨房中或者在酒吧中的静态的设置来设计。其例如也能够是红酒冷柜。此外，本发明也包括冷却和/或冷冻箱。根据本发明的设备能够具有：用于连接到电流供给装置上，尤其连接到家庭电网上的接口(例如插头)；和/或直立辅助装置或安装辅助装置，例如调节脚；或用于固定在家具壁龛内部的接口。所述设备例如能够是嵌入式设备或落地式设备。
优选地，容器或设备构成为，使得所述容器或设备能够通过交变电压来运行，例如通过例如120V和60Hz或者230V和50Hz的家庭电网电压来运行。在一个替选的实施方式中可以考虑的是，所述容器或设备构成为，使得所述容器或设备能够通过例如5V、12V或者24V的电压的直流电流来运行。在该设计方案中能够提出：在设备内部或外部设有入式电源供应件，经由所述入式电源供应件运行所述设备。尤其当容器具有用于对内腔调温的热电式热泵时，能够应用借助于直流电压的运行。
特别地，能够提出：冷却和/或冷冻设备具有柜状的造型并且具有可用空间，所述可用空间在其前侧上(在箱的情况下在上侧上)对于使用者而言是可进入的。可用空间能够被划分为多个隔间，所述隔间均在相同的或者在不同的温度中运行。作为替选方案，仅设有一个隔间。在可用空间或隔间内部也能够设有贮存辅助件，例如储物格、抽屉或瓶架(在箱的情况下也是空间分隔器)，以便确保对冷却或冷冻物品的最佳的贮存和最佳的空间利用。
可用空间能够通过至少一个围绕竖直轴线可枢转的门封闭。在箱的情况下，可以考虑围绕水平轴线可枢转的活动盖板或者滑动顶盖作为封闭元件。门或者其它封闭元件能够在闭合的状态中借助环绕的磁体密封装置与柜体基本上气密地连接。优选地，门或其它封闭元件也是热绝缘的，其中热绝缘借助起泡装置或者必要时借助真空绝缘板来实现，或者优选也借助真空系统并且尤其优选借助全真空系统来实现。在门的内侧上必要时能够设有门架，以便也能在该处贮存冷却物品。
在一个实施方式中，所述设备能够是小型设备。在这种设备中，通过容器的内壁所限定的可用空间例如具有小于0.5m3、小于0.4m3或者小于0.3m3的体积。容器或设备的外尺寸优选在高度、宽度和深度方面处于直至1m的范围中。
关于这种根据本发明的容器，根据本发明的真空隔热体优选是全真空系统，所述全真空系统设置在对容器或设备的内腔限界的内壁和容器或设备的外皮之间的空间中。全真空系统可理解为一种热绝缘部，所述热绝缘部仅仅或者主要由抽真空的区域构成，所述抽真空的区域用芯材填充。对该区域的限界例如能够通过真空密封的薄膜并且优选通过高阻隔薄膜形成。由此，在容器的、优选设备的内壁和容器的、优选设备的外皮之间能够仅存在如下薄膜体作为热绝缘部，所述薄膜体具有通过真空密封的薄膜所包围的区域，在所述区域中存在真空并且在所述区域中设置有芯材。作为热绝缘部的起泡部和/或真空绝缘板或者除了全真空系统之外的其它热绝缘部优选不设置在容器或设备的内侧和外侧之间。
这种优选类型的呈全真空系统形式的热绝缘部能够在对内腔限界的壁和柜体的外皮之间延伸和/或在封闭元件的内侧和外侧之间延伸，所述封闭元件例如是门、活动盖板、顶盖等。
本发明涉及一种真空隔热体，所述真空隔热体具有芯，优选由粉末填料构成的芯，所述芯的薄膜套至少是两件式的，即由包套和覆盖薄膜构成。如在上文中所解释的那样，有利的是，在进行填充之后包套的部段被用作为平坦的元件来封闭填充开口。优选提出：连接这两个薄膜部分，即包套和覆盖薄膜的所有焊接部位于一个平面中。
包套的不平坦的薄膜部分能够回折到密闭接缝下方，也就是说向内折叠，并且该回折部能够贴靠在密闭接缝上。
在焊接区域的角处，密闭接缝中的不平坦的薄膜部分的包套能够多次相互上下折叠。
在制造真空隔热体时证实有问题的是，主要障碍是将要被使用的粉末填料例如珠光体的放置。为了良好的绝缘特性，这些填料基本上必须由细颗粒材料构成。这些填料倾向于在运输时吸收空气，由此降低填料的密度。
在填料中施加低压时，所述填料由于收缩而大幅度压缩，这是对周围的高密度的套的巨大挑战。
根据已知的方法提出，使填料流化并且填充到双壁的轮廓容器或真空隔热体的中间空间中。在每个泵送过程之后，在此必须排出用于进行流化的空气，这大幅提高了过程持续时间。
在这种背景下，本发明的另一目的在于，提供一种方法，借助于所述方法可实现真空隔热体的快速填充。
该目的通过通过粉末状的芯材来填充根据本发明的真空隔热体的方法实现。据此提出：在不将粉末状的芯材流化的情况下进行真空隔热体的填充。
已经证实：通过沉降(Setzung)或者通过机械压缩挤压到一定密度上的，即挤压到大于简单的(未沉降的)填料的密度的密度上的过滤珠光体，也能够在不进行流化的情况下有意义地分为三维的轮廓体或三维的真空隔热体。
优选地，以压缩的方式(通过沉降或者加载压力)维持用于真空隔热体的芯材的所需要的量。通过尽可能大的开口将所维持的粉末填充到绝缘腔中，即填充到真空隔热体中，其中优选发生尽可能小的空气运动。在真空隔热体中，如所述真空隔热体在冷却和/或冷冻设备的壳体中或者在所述冷却和/或冷冻设备的门或其它封闭元件中使用那样，这优选能够通过如下方式来实现：使用绝缘元件或真空隔热体的完整的侧来进行填充，尤其真空隔热体的这两个最大的侧中的一个。在制造方面，在冷却和/或冷冻设备中，设备后壁或箱底部在冷却和/或冷冻设备中并且在门中提供正面。
填充开口优选是整个主面或者是这种主面的大部分。
本发明的一个优选的设计方案提出：执行根据本发明的用于制造根据本发明的真空隔热体的方法。这意味着：在制造真空隔热体时优选使用这两种方法。
填充开口如在上文中所描述的那样通过薄膜补丁真空密封地封闭。
在上文中详细描述的全真空系统在根据本发明的方法的范畴中能够被保持为，使得包套通过芯材来填充并且紧接着通过覆盖薄膜真空密封地密闭。在一个实施方式中，在正常压力或环境压力下不仅进行对包套的填充而且进行对包套的真空密封的密闭。抽真空因此通过适当地将加入到包套或者覆盖薄膜中的接口，例如抽真空连接器，连接到真空泵上来实现，所述抽真空连接器能够具有阀。优选地，在抽真空期间在包套外部存在正常或环境压力。在该实施方式中，优选在制造的任何时间点都不需要将包套引入到真空室中。就此而言，在一个实施方式中，在制造真空绝缘体期间能够弃用真空室。
真空密封的或扩散密封的包套或者真空密封的或扩散密封的连接部或术语高阻隔薄膜优选理解为如下包套或连接部或薄膜，借助于所述包套或连接部或薄膜减小到真空隔热体中的气体进入，使得在真空隔热体的使用寿命期间，因气体进入而引起的真空隔热体的导热能力的提高是足够低的。例如可将15年，优选20年并且尤其优选30年的时间段确定为使用寿命。优选地，在真空隔热体的使用寿命期间，因气体进入而引起的真空隔热体的导热能力的提高小于100％并且尤其优选小于50％。
优选地，包套或连接部或高阻隔薄膜的针对面的气体透过率小于10-5mbar*l/s*m2并且尤其优选小于10-6mbar*l/s*m2(根据ASTM D-3985来测量)。该气体透过率适用于氮和氧。对于其它气体种类(尤其水蒸气)而言，同样存在优选在小于10-2mbar*l/s*m2的范围中的并且尤其优选在小于10-3mbar*l/s*m2的范围中的低的气体透过率(根据ASTM F-1249-90来测量)。优选地，通过这些低的气体透过率实现了在上文中所提到的导热能力的低的提高。
从真空板的领域中已知的包套系统是所谓的高阻隔薄膜。在本发明的范围内优选将其理解为单层或多层薄膜(所述单层或多层薄膜是能密封的)，所述单层或多层薄膜具有一个或多个阻隔层(通常是金属层或者氧化物层，其中作为金属或者氧化物优选使用铝或氧化铝)，所述阻隔层满足在上文中所提到的作为屏障防止气体进入的要求(导热能力的提高和/或针对面的气体透过率)。
上文中所提到的值或高阻隔薄膜的构造是示例性的、优选的说明，所述说明不对本发明进行限制。
本发明的其它细节和优点根据在附图中所示出的实施例来详细阐述。
附图说明
附图示出：
图1示出具有辅助轮廓件的、邻接于包套体的真空隔热体的示意图，以及
图2示出在焊接过程之后并且在移除辅助轮廓件之后根据图1的装置的示意图。
具体实施方式
图1以附图标记10示出冷却和/或冷冻设备，例如冷却和冷冻箱，所述冷却和冷冻箱具有被冷却的内腔12。在根据图1的视图中，冷却或冷冻箱以倒扣的方式示出，使得内部容器的敞开侧位于下方。
被冷却的内腔12通过内部容器20限界，箱的外侧通过外壳30限界。在这两个元件之间存在覆盖框架40，所述覆盖框架将内部容器20和外壳30彼此连接。这些元件共同形成包套体，所述包套体的内腔至少部分地由真空隔热体填充。
真空隔热体包括高阻隔薄膜100，所述高阻隔薄膜在内部容器的、覆盖框架的以及外壳的内侧上伸展，并且所述高阻隔薄膜具有根据图1位于上方的填充开口110。
包套或真空隔热体构成为三维结构。
在填充开口110的区域中，高阻隔薄膜通过部段101向内折叠，使得产生填充开口的缩细部。连接片102连接在其上，所述连接片在再次弯曲之后将向外折叠的区域103与区域101连接。
区域103形成包套的向外折叠的区域，所述包套能够构成为薄膜袋。整体上，包套的边缘区域由此通过在剖面中呈U形的结构形成，所述结构由部段101、102和103构成，其中部段103形成包套的端部部段并且平坦地且优选水平地构成。
附图标记200表示薄膜补丁，即覆盖薄膜，所述覆盖薄膜同样平坦地构成并且尺寸确定为，使得所述覆盖薄膜完全覆盖开口110。覆盖薄膜200以其边缘区域置于向外折叠的部段103上，更确切地说，环绕地置于所述部段上，使得在密闭之后在真空隔热体的内部存在以真空密封的方式封闭的区域。
如从图1中所得出的那样，包套的U形的边缘或端部部段围绕辅助结构300，其中产生包套100的端部区域的所提到的U形的结构。
由此可行的是，连接这两个薄膜，即连接包套100和覆盖薄膜200的所有焊接部位于一个平面中。由此确保了可靠且过程安全地制造包套和覆盖部之间的密闭接缝，所述包套和覆盖部这两者都能够构成为高阻隔薄膜。
辅助轮廓件300由此大致用作为在密闭过程中的配对焊接框架。
附图标记S表示包套和覆盖部之间的共同的密闭平面。
附图标记400表示真空隔热体内部的填料，所述填料例如能够构成为珠光体。
在此处所示出的实施例中，填充开口是真空隔热体的整个(根据图1位于上方的)面，所述面朝向冷却或冷冻箱的下侧。由此，其是真空隔热体的主面，通过所述主面，粉末填料被排出到隔热体中，由此产生尤其简单的填充。原则上，真空隔热体的其它面也适合作为填充开口，例如侧面或者设置在背侧的面。
如果移除辅助轮廓件并且施加真空，那么产生在图2中所示出的状态。由此可以看到，包套的在密闭区域中的薄膜折叠部由向内折叠的区域101、连接部段102和向外折叠的区域103构成，其中后者经由密闭缝连接或者与覆盖薄膜连接。如从图2中所看到的那样，密闭接缝下方的不平坦的薄膜部分由此回折并且该回折部贴靠在密闭接缝上。
Claims (15)
1.一种真空隔热体，所述真空隔热体包括真空密封的包套，所述包套包围抽真空的区域，其中在所述抽真空的区域中设置有芯材，
其特征在于，
所述包套具有通过真空密封的覆盖薄膜覆盖的开口，所述开口用于以所述芯材填充所述包套，其中所述包套在伸向所述开口的边缘区域中向内折叠，使得所述开口缩小，并且随后再向外折叠，其中向外折叠的区域和所述覆盖薄膜的区域环绕地以真空密封的方式彼此连接。
2.根据权利要求1所述的真空隔热体，其特征在于，所述包套在伸向所述开口的边缘区域中设有辅助结构，所述边缘区域置于所述辅助结构上，使得所述边缘区域形成平坦的面，并且其中所述边缘区域借助其平坦的面和所述覆盖薄膜的区域环绕地以真空密封的方式彼此连接，其中所述覆盖薄膜与所述包套真空密封地密闭。
3.根据权利要求1或2所述的真空隔热体，其特征在于，所述包套和/或所述覆盖薄膜部分地或者完全地构成为高阻隔薄膜。
4.根据权利要求1或2所述的真空隔热体，其特征在于，所述包套和/或所述覆盖薄膜部分地或者完全地由铝复合薄膜构成。
5.根据权利要求1或2所述的真空隔热体，其特征在于，所述包套作为袋存在，和/或所述包套的表面大于包套体的或包套体部段的表面，所述包套贴靠在包套体或包套体部段上。
6.根据权利要求1或2所述的真空隔热体，其特征在于，所述向外折叠的区域具有平坦的表面。
7.根据权利要求1或2所述的真空隔热体，其特征在于，设有辅助结构，所述包套的所述边缘区域围绕所述辅助结构向外折叠。
8.根据权利要求1或2的真空隔热体，其特征在于，所述包套的开口设置在所述真空隔热体的主面中。
9.一种热绝缘的容器，所述热绝缘的容器具有被调温的内腔和至少一个至少局部包围所述被调温的内腔的壁部，
其特征在于，
在所述被调温的内腔和所述壁部之间存在根据权利要求1至8中任一项所述的真空隔热体。
10.根据权利要求9所述的热绝缘的容器，其特征在于，所述热绝缘的容器是冷却和/或冷冻设备，其中所述被调温的内腔是被冷却的内腔。
11.一种用于制造根据权利要求1至8中任一项所述的真空隔热体的方法，其特征在于，提供具有通过真空密封的覆盖薄膜覆盖的开口的包套，所述开口用于以所述芯材填充所述包套，将所述包套在伸向所述开口的边缘区域中向内折叠，使得所述开口缩小，并且随后再向外折叠，其中将向外折叠的区域和所述覆盖薄膜的区域环绕地以真空密封的方式彼此连接。
12.一种通过粉末状的芯材来填充根据权利要求1至8中任一项所述的真空隔热体的方法，
其特征在于，
执行所述填充，而不将所述芯材流化。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述芯材是珠光体。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述芯材在通过所述芯材填充所述真空隔热体之前通过加载压力或者通过沉降压缩。
15.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，用所述芯材填充所述真空隔热体经由所述真空隔热体的主面进行。
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