CN108474611A - 真空隔热体、储存箱、车辆用储存箱以及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了真空隔热体，所述真空隔热体包括：热扩散块，其设置于所述第三空间；热电模块，其与所述热扩散块接触并进行热交换，所述热电模块设置于所述第三空间；以及吸热设备，其与所述热电模块进行热交换，所述吸热设备设置于所述第一空间或者第二空间。根据本发明，能够获得很高的隔热性能以及热传递性能。

Description

真空隔热体、储存箱、车辆用储存箱以及车辆
技术领域
本发明涉及一种真空隔热体、储存箱、车辆用储存箱以及车辆。尤其，涉及一种例如在车辆内能够以所期望的温度保管食物的真空隔热体、储存箱、车辆用储存箱以及车辆。
背景技术
为了在车辆中保管简便的饮料罐或少量的食物，有时在车辆内设置储存箱。所述储存箱主要设置于肘靠等的内部空间，从而驾驶员能够方便地取用。在高级车辆中设置所述储存箱，从而提高了车辆的形象，进一步提高了用户的便利性。
在设置于所述车辆内的储存箱使用车辆的空调系统的情况下，储存箱无法达到所期望的温度，或者达到目标温度的速度过慢。考虑到这样的问题，最近介绍有使用热电模块(TEM：Thermo Electric Module)的装置。
所述热电模块，是利用热电效应来进行冷却或者加热的半导体机构。所述热电效应(thermo electric effect)是指，热量与电之间的可逆且直接的能量转换。所述热电效应是，由材料内部的电荷载体(charge carrier)、即电子和空穴的移动而产生的现象。
所述热电效应可分为塞贝克效应(Seebeck effect)和珀耳帖效应(Peltiereffect)。
所述塞贝克效应是温度差直接转换为电的现象。因此，可利用由热电材料两端的温度差所产生的电动势来应用于发电领域。所述珀耳帖效应是，当电路中电流流动时，在上部接合处(upper junction)产生热量，而在下部接合处(lower junction)吸收热量的现象。因此，利用由从外部施加的电流所形成的两端之间的温度差，来能够应用于制冷领域。另一方面，所述塞贝克效应和所述珀耳帖效应是在热力学上可逆的，这与焦耳加热(Jouleheating)不同。
介绍有一种利用上述热电效应固定安装于车辆中，或者利用车辆的点烟器插口(cigar jack)的电流来能够储存食物的设备。然而，为了实现隔热效果，这些物品使用以发泡聚氨酯为例的隔热材料。因此，使用较厚的隔热壁，但是，存在有即使采用了较厚的隔热壁也无法充分获得隔热性能的问题。
为了解决上述问题，提出了将隔热壁形成为真空的结构。例如，在日本公开特许JP2003202183号的“设置有热电模块的隔热箱体”中公开了，以外壳的表面积形成为设置于热电模块的传热面面积的五倍作为特征的技术。此外，公开了在外壳和内壳之间设置真空隔热材料的结构。在上述对比文件的第31段至第45段中，作为具有低导热率的材料例示了聚苯乙烯。
但是，根据如上所述的现有技术，无法充分获得真空度。据此，存在有无法充分获得隔热效果的问题。另外，由于无法提高热电模块的性能，因此，最终与消耗的电能相比，无法获得更大的冷却效果。
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的目的在于，提供一种能够提高热电模块的热传递性能的真空隔热体、储存箱、车辆用储存箱以及车辆。
本发明的目的在于，提供一种能够获得充分的隔热性能的真空隔热体、储存箱、车辆用储存箱以及车辆。
本发明提供一种能够长时间稳定地维持高隔热性能的真空隔热体、储存箱、车辆用储存箱以及车辆。
本发明提供一种即使在存在有振动的状态下，也能够稳定地执行利用真空的储存箱的功能的真空隔热体、储存箱、车辆用储存箱以及车辆。
解决问题的技术方案
在本发明中，为了获得空间内外部之间的高热传递性能，热传递块(block)和热电模块(module)设置成互相面接触。所述热传递块和所述热电模块彼此可以在真空空间的内部面接触。为了提高热传递性能，在隔热空间的外部设置有吸热设备(heat sink)。
在本发明中，为了获得高隔热性能，将隔热空间构成为高真空空间，并且在隔热空间的内部插入有用于防止隔热壁收缩的支撑单元。
在本发明中，为了能够长时间稳定地维持隔热性能，在板构件的一个面紧固连接有螺母，所述热扩散块等部件通过与所述螺母紧固连接的螺栓来进行固定。
在本发明中，为了在高真空空间的内部提高热传递性能，在所述热电模块和所述热扩散块的接触面插入有热接口模块。为了进一步提高热传递性能，所述热接口模块由金属材质形成，所述金属可以为铟或者铅。
在本发明中，为了在将电源引入隔热空间的内部时也不会因从外部施加的冲击而产生短路等的问题，切开部件而形成电线引导部，使得设置于隔热空间内部的部件不与电线相接触。
在本发明中，为了能够防止在产品的生产过程中因空气流动而引起的短路等问题，用于设置热电模块的部分和用于设置排气端口的部分，互相形成为一体，由此能够防止电源的泄露，并且能够使储存箱稳定地进行动作。
在本发明中，为了防止因引入到所述高真空空间内部的导线的释气而产生的真空损伤，并且防止导线的短路，而且允许导线弯曲，可以仅覆盖所述导线的外部的至少一部分。
发明效果
根据本发明，能够获得由高真空度产生的隔热效果的提高，同时通过基于所述真空压的真空压接作用来能够提高设置于所述真空空间部的部件的面接触，由此提高热导率，从而能够提高热电模块的热传递性能。
根据本发明，在无需进行如螺栓紧固连接等额外的紧固连接操作的情况下，热电模块通过所述真空空间部的真空压来能够设置于所述真空空间部的内部。
根据本发明，所述热扩散模块和所述吸热设备只紧固连接于各个板构件，而不是穿过所述真空空间部的单体的紧固连接，从而在不降低热导率的性能的情况下，也能确保可靠的紧固连接力。
根据本发明，在设置于所述真空空间部内部的各个部件的接触面，设置有释气较小的金属材质的热接口模块，并且在设置于所述真空空间部外部的各个部件的接触面，设置有液状的热接口模块，从而能够进一步提高热传导性能。
根据本发明，为了向设置比于所述真空空间部的热电模块供电，设置于所述真空空间部的内部的电线以护套被剥离的方式设置，从而能够进一步减少释气。此时，为了防止电线之间的短路，电线护套以突出护套彼此隔开间隔的方式配置，从而能够防止电线之间发生短路或者电线和外部部件之间发生短路。
根据本发明，所述金属材质的热接口模块设置在热电模块和板构件的之间，从而即使在板构件因高真空压而发生变形时，也能防止热传导性能降低。
附图说明
图1是根据实施例的车辆的俯视图。
图2是根据实施例的车辆用储存箱的图。
图3是去除了门的状态下的储存箱的上侧立体图。
图4是支撑架(holder)与储存箱接触的部分的剖视图。
图5是储存箱的剖面图。
图6是车辆用储存箱的分解立体图。
图7是用于说明热电模块的功能的图。
图8是储存箱的用于设置热电模块的某一面的概略性剖视图。
图9是示出真空空间部的内部的图。
图10是用于说明在所述支撑单元的制作过程中所使用的各个树脂的研究结果的图表。
图11是示出对树脂的真空维持能力进行实验而获得的结果的图。
图12是示出通过分析从PPS和低释气PC排放的气体的成分而获得的结果的图表。
图13是对高温排气时被大气压损坏的最大变形温度进行测量的图。
图14是示出抗传导片及其周边部的多个实施例的图。
图15是对真空压和气体传导率进行比较的图表。
图16是储存箱的用于设置热电模块的部分的剖视图。
图17是用于说明热扩散块和第一板构件之间的紧固连接的图。
图18是用于说明第二板构件和吸热设备之间的紧固连接的图。
图19是放大热电模块和第二板构件之间的接触面而示出的图。
图20是分解热电模块的周边部而示出的分解立体图。
图21是用于说明封堵电源孔的密封端子的作用的图。
图22是示出根据实施例的储存箱的冷却性能的实验结果的图表。
具体实施方式
图1示出了本发明一实施例的车辆的俯视图。
在本发明一实施例的车辆100，设置有至少一个储存箱。例如，储存箱可以是控制台箱(console box)储存箱101、肘靠储存箱102、手套箱储存箱103、乘客侧储存箱104以及门侧储存箱104中的至少一个，其中，所述控制台箱储存箱101放置于主要由驾驶员使用的控制台箱，所述肘靠储存箱102放置于主要由驾驶员或者副驾驶员使用的肘靠，所述手套箱储存箱103放置于主要由所述副驾驶员使用的手套箱，所述乘客侧储存箱104只要由后座的乘客使用，所述门侧储存箱104设置于车辆的门。所述储存箱101、102、103、104可以执行冷藏和保温中的至少一个功能，或者可以起到冷暖箱的功能。
以下，在实施例的说明中，以冷藏为中心进行说明。但是，在记载为冷藏/保温的情况下，可理解为均包括选择冷藏、保温以及冷藏和保温的情况的概念。
所述储存箱可利用热电模块来执行冷藏/保温的功能。
图2是本发明一实施例的车辆用储存箱的立体图。
参照图2，车辆用储存箱200包括：本体3，在所述本体3的内部具有用于保管物品的空间，并且所述本体3的外部的至少一部分能够开放；门1，用户通过所述门1对所述本体3的开放的部分进行开闭；以及，凹陷部2，其在将本体安装于车辆时，用于使本体设置于车辆的准确位置。
所述凹陷部2将本体3和门1中的至少一个，与车辆相匹配地进行组装。因此，在车辆行驶的过程中，即使施加有振动和冲击，车辆用储存箱200和组装于车辆100时所对应的部分也不会彼此分离，从而能够维持稳定的性能。所述凹陷部2缓冲所述振动和冲击，由此也能减少施加于车辆用储存箱200的不良影响。
在所述车辆用储存箱200不安装于车辆而与车辆分离使用的情况下，可以不设置所述凹陷部2。在该情况下，可以将所述车辆用储存箱200称为储存箱。下面，在没有特殊称呼而称为储存箱的情况下，应当理解为包括所述车辆用储存箱的概念。
在所述本体3的某一侧面设置有吸热设备(heat sink)83，所述吸热设备83从用于形成储存箱的外表面的第二板构件20的外表面吸收热量。所述吸热设备83能够促进热交换。被所述吸热设备83吸收的热量，可经由热导管80、翅片(fin)84、管道82以及风扇81向外部排出，其中，所述热导管80用于使所述吸热设备83的热量快速移动到外部，所述翅片84用于使热量快速进行对流冷却，所述管道82将用于设置所述翅片84的空间与外部分离，所述风扇81用于使空气流向所述管道82。
所述吸热设备83、热导管80、翅片84、管道82以及风扇81可配置于与储存箱的内部环境不同的外部环境。因此，能够快速地从所述内部环境向所述外部环境排放热气或者冷气。
图3是去除了门的状态下的储存箱的上侧立体图。
参照图3，在储存箱200的内部空间，可设置有支撑架90。在所述支撑架90，可放置水瓶或者饮料罐等的取食用机构。所述支撑架可以与储存箱的第一板构件10接触，由此来自所述第一板构件10的冷气能够快速地传递至所述支撑架90。此时，所述支撑架90采用铝等的热导率高的材质，从而能够更加快速地执行所述取食用机构的冷气传递。
图4是支撑架与储存箱接触的部分的剖视图。
参照图4，所述第一板构件10和支撑架90可以互相面接触。为了提高在所述第一板构件10和支撑架90之间的接触面经过的热量的热导率，可以对所述第一板构件10和支撑架90进行加压紧固连接。在所述第一板构件10和支撑架90的接触面插入热接口模块(TIM：Thermal Interface Module)42c，以进一步促进热传导。
为了进行所述加压紧固连接，在所述第一板构件10的内表面紧固连接有螺母96。所述螺母96可通过焊接等方法来紧固连接于所述第一板构件10。在所述支撑架90的设置位置中的与所述螺母96相对应的位置，设置有头部扩张的孔，螺栓95插入于所述孔。通过使所述螺栓95与所述螺母96进行紧固连接，来能够维持所述第一板构件10和所述支撑架90之间的加压紧固连接。
图5是储存箱的剖面图。
参照图5，在一实施例的储存箱中，来自第一板构件10的冷气经由支撑架90以热传导方式迅速地进行传递。因此，用户能够迅速地取食冷藏食物。热电模块40在紧固连接有所述支撑架90的第一板构件10的侧面一同紧固连接，从而能够使所述取食用机构更加迅速地冷却。
附图标记20是用于构成储存箱200的外部表面的第二板构件20，附图标记30是用于维持所述第一板构件10和所述第二板构件10之间的间隔部的真空压的支撑单元30。对此，后面进行更详细的说明。
图6是车辆用储存箱的分解立体图。
参照图6，所述本体3和所述门1可以由真空隔热体构成。为此，所述真空隔热体包括：第一板构件10，其构成低温空间的壁；第二板构件20，其构成高温空间的壁；以及真空空间部50，其定义为所述第一板构件10和所述第二板构件20之间的间隔部。还包括用于阻碍所述第一板构件10、第二板构件20之间进行热传递的抗传导片60。
所述抗传导片60，能发挥对所述板构件之间的热传递进行阻碍的热阻单元的作用。所述热阻单元可包括所述抗传导片，所述热阻单元是指，能够阻碍所述板构件之间进行热传递(在此，热传递可包括传导、对流以及辐射的形式)的单元。
在所述储存箱中，所述第一板构件10可称为内壳体，所述第二板构件20可称为外壳体。在所述第二板构件20可设置有排气端口21，所述排气端口21用于排出真空空间部50的空气而形成真空状态。在所述第二板构件20可设置有用于放置吸气剂的吸气剂端口(getter port)23，以维持真空状态。在通过将吸气剂放置在所述吸气剂端口23内，来能够进一步提高结束排气后的真空度，并且能够长时间维持高真空度。在所述第二板构件20可设置有电源孔22，所述电源孔22用于向设置于所述真空空间部50内的热电模块40供电。
第一板构件10可以限定：用于形成在所述第一板构件10侧设置的第一空间的壁的至少一部分。第二板构件20可以限定：用于形成在所述第二板构件20侧设置的第二空间的壁的至少一部分。第一空间和第二空间可以定义为温度互不相同的空间。这里，就用于形成各个所述空间的壁而言，不仅可发挥作为直接与空间接触的壁的作用，而且还可以发挥作为不与空间接触的壁的作用。例如，该实施例的真空隔热体也可以适用于还具有与各个空间接触的单独的壁的物品。
根据频繁开闭、冲击较多的车辆用储存箱的特性，为了防止所述门1发生故障，所述门1可适用采用非真空隔热体的泡沫树脂的隔热结构。但是，为了使利用高隔热性能的冷藏效果最大化，真空隔热体可适用于所述门。
在所述电源孔22以焊接方式紧固连接有密封端子71，从而维持所述真空空间部50的密闭。在所述密封端子的端子内侧部，可连接有真空空间部50的内部的电线，而在所述密封端子的端子外侧部连接有来自外部的电线，从而能够维持供电。
为了减少所述真空空间部50的变形，可设置支撑单元30。所述支撑单元30包括杆31。所述杆31在第一板构件与第二板构件之间，朝向与所述板构件实质垂直的方向延伸而成。在所述杆31的至少某一端，可追加设置有支撑板35。所述支撑板35用于使至少两个杆31相连接，并且朝向与所述第一板构件10、第二板构件20平行的方向延伸而成。
热扩散块41的内侧面可以与所述第一板构件10的外侧面相接触。热电模块40的内侧面可以与所述热扩散块41的外侧面相接触。所述热电模块40的外侧面可以与所述第二板构件20的内侧面相接触。在各个所述部件的接触面插入设置有热接口模块，从而能够快速进行热传导。
当所述储存箱用作冷藏箱时，所述热电模块40可以从所述热扩散块41吸收热量，并向所述第二板构件20释放热量。此时，为了能够以热传导方式迅速移动热量，可以在各个接触面插入设置热接口模块。
图7是用于说明热电模块的功能的图，参照图7，极性不同的半导体40a设置成以串联方式连接的结构。所述热电模块40根据电流的流向，在某一面形成第一温度部40c，而在另一面形成第二温度部40b。
所述第一温度部40c和所述第二温度部40b分别可以与热扩散块41的外侧面和第一板构件20的内侧面相接触。
图8是储存箱的用于设置热电模块的某一面的概略性剖视图。
参照图8，在所述真空空间部50的内部空间，设置有支撑单元30、热扩散块41以及热电模块40。热扩散块41与所述第一板构件10的外表面相接触。热电模块40的内表面与所述热扩散块41的外侧相接触。所述第二板构件20的内表面与所述热电模块40的外表面相接触。所述热扩散块41与第一板构件10以较宽的面积进行热传导。相对于此，所述热扩散块41与所述热电模块40以相对较小的面积进行热传导。由此，对于作为产生作用的部分你的热电模块40的作用，所述热扩散块41是被动式热传递构件，并不发挥对热传导的对抗体的作用。
根据上述结构，所述热扩散块41从第一板构件10以较宽的面积吸收热量，该吸收的热量通过热电模块40来传递到第二板构件20。所述吸热设备83与所述第二板构件20的外侧面相接触，由此从第二板构件20吸收热量。所述吸热设备83的面积可设置成，大于在与热电模块40相对应的方向上的面积。由此，能够使第二板构件20迅速地冷却。
所述支撑单元30可包括：第一支撑单元37，其设置于用于设置热电模块40和所述热扩散块41的部分；第二支撑单元38，其设置于板构件10、20面向的部分。
所述第一支撑单元37可以以低于所述第二支撑单元38的高度设置。这样的目的在于，也能向用于设置所述热电模块40和所述热扩散块41的部分提供充分的强度，由此能够防止板构件10、20因真空压而发生变形。
热电模块40具有未设置所述支撑单元且直接与第二板构件20相接触的接触面积。所述接触面积，可以作为用于提高热电模块40和第二板构件20之间的接触可靠性的部分而起到作用。换句话说，无需为了提高热电模块40的两个面的热导率而设置额外的加压结构，利用真空空间部50的真空压来能够对热电模块40和第二板构件20之间的接触面、以及热电模块40和热扩散块41之间的接触面进行加压。当然，为此，所述真空空间部50的真空度可维持相当高的水准。
在所述第一支撑单元37中，考虑到所述第二板构件20的支撑作用以及热电模块40的两个面的加压作用，可以对杆31的间隔进行调整。例如，热电模块40的边缘和最靠近该热电模块40的杆31之间的间隔可设置为，杆31彼此之间的间隔的1.1倍至3倍左右的大小。由此，能够确保针对热电模块40的两个面的加压作用的高的可靠性。
对于所述支撑单元，进行更详细说明。
图9是示出真空空间部的内部的图。
参考图9，所述真空空间部50设置成第三空间，所述第三空间的压力与第一空间、第二空间的压力不同，优选为所述第三空间处于真空状态，从而能够减少隔热损失。所述第三空间的温度可以设置为，所述第一空间的温度和所述第二空间的温度之间的温度。所述第三空间设置为处于真空状态的空间。因此，所述第一板构件10和所述第二板构件20通过各个上述空间的压力差大小的力，来受到使它们在彼此靠近的方向上收缩的力。其结果，真空空间部50可以朝向使该真空空间部减小的方向变形。在这种情况下，由真空空间部50的收缩而导致的辐射传递量的增加、以及由板构件10、20之间的接触而导致的传导传递量的增加，可能会引起隔热损失。
为了减小所述真空空间部50的变形，可以设置有支撑单元30。所述支撑单元30包括杆31。为了支撑第一板构件10和第二板构件20之间的间隔，所述杆31可以朝向与所述板构件实质垂直的方向延伸而成。
在所述杆31的至少某一端，可追加设置有支撑板35。所述支撑板35用于使至少两个杆31相连接，并且朝向与所述第一板构件10、第二板构件20水平的方向延伸而成。所述支撑板可设置成板状，并且以格子形状设置，由此能够使所述支撑板与所述第一板构件10、第二板构件20相接触的面积变小，从而能够减少热传递。
所述杆31和支撑板在至少一个部分彼此固定，并一起插入于所述第一板构件10和所述第二板构件20之间。所述支撑板35与第一板构件10和第二板构件20中的至少一个相接触，从而能够防止所述第一板构件10和所述第二板构件20发生变形。此外，当以杆31的延伸方向为基准时，所述支撑板35的总截面面积大于所述杆31的总截面面积，从而经由所述杆31传递的热量可以通过支撑板35进行扩散。
为了获取高压缩强度、低释气(out gassing)和吸水率、低热传导率、高温下的高压缩强度以及优异的加工性，所述支撑单元30的材质可采用选自聚碳酸酯(PC，polycarbonate)、玻璃纤维(glass fiber)PC、低释气(low outgassing)PC、聚苯硫醚(PPS，poly phenylene sulfide)以及液晶聚合物(LCP，liquid crystal polymer)中的树脂。
对于抗辐射片32进行说明，所述抗辐射片32用于降低所述第一板构件10与所述第二板构件20之间通过所述真空空间部50来进行的热辐射。所述抗辐射片32可包含于所述抗热单元。所述抗热单元可包括由板构件形成的真空状态的空间。所述抗热单元可以是指，将用于阻断所述第一空间和所述第二空间之间的热传递的构件以全部或一部分的方式包括的结构。
所述第一板构件10、第二板构件20可以由能够防止腐蚀和提供充分强度的不锈钢材质形成。由于所述不锈钢材质的辐射率为较高的0.16，因此可能会产生较多的辐射热传递。另外，由树脂材质形成的所述支撑单元的辐射率低于所述板构件，并且所述支撑单元并没有设置于第一板构件10、第二板构件20的整个内表面，因此，所述支撑单元并不会对辐射热产生太大影响。因此，为了使所述抗辐射片重点对第一板构件10和第二板构件20之间的辐射热传递的降低发挥作用，所述抗辐射片可设置成横跨所述真空空间部50的大部分面积的板状。
作为所述抗辐射片32的材质，优选使用辐射率(emissivity)低的物品，在实施例中，可优选使用辐射率为0.02的铝薄板。另外，一个抗辐射片无法获得充分的辐射热阻断作用，因此，至少两个的抗辐射片32可以以彼此不接触的方式隔开规定间隔而设置。另外，至少某一个抗辐射片可以设置成与第一板构件10、第二板构件20的内表面相接触的状态。
图10是用于说明在所述支撑单元的制作过程中所使用的各个树脂的研究结果的图表。
参考图10，本申请的发明人对多种树脂进行了研究，大部分树脂因释气率和吸水率显著高而无法使用。因此，本申请的发明人研究了大致满足释气率和吸水率的条件的树脂。其结果，由于PE材质具有高释气率和低压缩强度，因此不适合使用PE。由于PCTFE材质具有非常高的价格，因此不优选使用PCTFE。由于PEEK材质具有高释气率，因此不适合使用PEEK。
对此，确认到，可以将选自聚碳酸酯(PC，polycarbonate)、玻璃纤维PC、低释气PC、聚苯硫醚(PPS，poly phenylene sulfide)以及液晶聚合物(LCP，liquid-crystalpolymer)中的树脂用作所述支撑单元的材质。但是，PC的释气率为低水准的0.19，因此，若将施加热量的同时进行排气的烘干时间增加到规定水准，则可以将PC用作所述支撑单元的材质。
通过对预计可使用于真空空间部内部的树脂的材质进行了多方面的研究，来本申请的发明人已经确认了最佳材料。在下文中，参考附图，描述所进行的研究的结果。
图11是示出对树脂的真空维持能力进行实验而获得的结果的图。
参考图11，是示出了在使用各个树脂来制造支撑单元之后对能够维持真空的性能进行了测试而获得的结果的图表。首先，用乙醇对使用所选择的材料来制造的支撑单元进行洗涤，并且在低压状态下放置48个小时，并在外部气体中暴露2.5个小时，然后将支撑单元设置于真空隔热体中，并且在90℃下进行了约50个小时的排气过程，之后测量了支撑单元的真空维持性能。
在所述LCP的情况下，可以确认到其初始排气性能最佳，但真空维持性能很差。这可以预测是由LCP对温度的敏感性导致的。此外，根据图表的特性，当将最终容许压力设为5×10-3托(torr)时，可以预测其真空性能将会维持0.5年左右的时间。因此，LCP与其它材质相比，不适合用作支撑单元的材质。
在玻璃纤维PC(G/F PC，glass fiber)的情况下，可以确认到其排气速度快，但其真空维持性能低下。这可以判断为是存在添加剂的影响。此外，根据图表的特性，可以预测玻璃纤维PC在相同的条件下能够将其真空性能位置8.2年左右的时间。因此，玻璃纤维PC与其它材质相比，不适合用作支撑单元的材质。
在低释气PC(O/G PC，low outgassing PC)的情况下，与上述两种材质相比，低释气PC的真空维持性能优异，可以预测低释气PC在相同的条件下能够将其真空性能维持34年左右的时间。但是，可以看到低释气PC的初始排气性能低，因此，低释气PC的制造效率降低。
在PPS的情况下，可以确认到真空维持性能非常优异，且其排气性能也非常优异。因此，当将真空维持性能为基准时，最优选将PPS材质用作支撑单元的材质。
图12示出通过分析从PPS和低释气PC排放的气体的成分而获得的结果，其中，横轴表示气体的分子量，纵轴表示气体的浓度。图12(a)是对从低释气PC排放的气体进行分析的图，可以看到，H2系列(I)、H2O系列(II)、N2/CO/CO2/O2系列(III)以及碳氢化合物系列(IV)均匀地排放出。图12(b)是对从PPS排放的气体进行分析的图。可以看到，H2系列(I)、H2O系列(II)以及N2/CO/CO2/O2系列(III)的放出量很小。图6(c)是对从不锈钢排放的气体排放的图，可以看到从不锈钢排放出与从PPS释放的气体类似的气体。其结果，可以确认到，PPS的气体的排放量与不锈钢的气体的排放量类似。
通过分析结果，可再次确认到PPS作为支撑单元的材料是优异的。
图13是对高温排气时被大气压损坏的最大变形温度进行测量的结果的图。此时，所述杆31以2mm的直径且以小于30mm的间隔设置。参考图13，可以确认到：在PE的情况下，在60℃下发生了断裂；在低释气PC的情况下，在90℃下发生了断裂；在PPS的情况下，在125℃下发生了断裂。
通过如上所述的分析结果，可以确认到最优选将PPS用作在真空空间部的内部使用的树脂。但是，在制造成本的方面上，也可以使用低释气PC。
图14是示出抗传导片及其周边部的多个实施例的图。虽在图6中简要地示出了抗传导片的结构，但参考图14更能详细理解。
首先，优选地，图14(a)中示出的抗传导片可适用于本体3的真空隔热体。详细而言，为了将真空隔热体的内部维持在真空状态，需对所述第一板构件10和所述第二板构件20进行密封。在这种情况下，由于两个板构件的各自的温度互不相同，因此在两个板构件之间可能会发生热传递。为了防止两种不同类型的板构件之间发生热传导，设置抗传导片60。
在所述抗传导片60可设置有密封部61，所述密封部61定义为用于形成所述第三空间的壁的至少一部分，并且用于密封所述抗传导片60的两端，以维持真空状态。所述抗传导片60可以设置为以微米为单位的薄板，以减少沿着所述第三空间的壁传递的热传导量。所述密封部61可以设置为焊接部。即，抗传导片60和板构件10、20可以彼此熔接。为了在抗传导片60和板构件10、20之间互相引起熔接作用，抗传导片60和板构件10、20可以由相同的材质制作，并且将不锈钢材质用作该材质。所述密封部61并不限于焊接部，也可以通过诸如捻缝(caulking)的方法设置。抗传导片60可以设置成曲线形状。因此，所述抗传导片60的热传导距离，设置成比各个板构件的直线距离长，从而可以进一步减少热传导量。
沿着所述抗传导片60发生温度变化。因此，为了阻断与外部之间的热传递，优选在所述抗传导片60的外部设置屏蔽部62，由此产生隔热作用。换言之，在储存箱的情况下，第二板构件20为高温，第一板构件10为低温。此外，在抗传导片60中发生从高温到低温的热传导，因此随着热量的流向，抗传导片60的温度会急剧发生变化。因此，当所述抗传导片60向外部开放时，经由开放位置所产生的热传递可能会非常严重。为了减少这样的热损失，将屏蔽部62设置于所述抗传导片60的外部。例如，当所述抗传导片60暴露在低温空间和高温空间中的任一空间时，所述抗传导片60无法发挥与暴露的量相当的抗传导件的作用，因此是非优选的。
所述屏蔽部62也可以设置成与所述抗传导片60的外表面接触的多孔性物质，屏蔽部62也可以设置成放置于抗传导片60的外部的、如额外的衬垫那样的隔热结构物，屏蔽部62也可以设置成本体3中使用的真空隔热体在关闭门1时对应的部分。
图14(b)中示出的抗传导片可以优选适用于在门1设置的真空隔热体，详细说明与图14(a)不同的部分，并且相同的部分适用相同的说明。在所述抗传导片60的外侧还设置有侧框架70。在所述侧框架70，可设置用于在门和本体之间进行密封的部件、排气工序中所需的排气端口、用于维持真空状态的吸气端口等。这在本体的情况下可以方便安装部件，但是在门的情况下这些部件的安装位置受限制。
在使用于门1的真空隔热体的情况下，难以将所述抗传导片60设置于真空空间部的前端部、即真空空间部的拐角侧面部。这是因为，门的拐角边缘部与本体不同，会暴露在外部。更详细地，如果所述抗传导片60设置于真空空间部的前端部，则门1的拐角边缘部暴露在外部，因此会存在有为了实现所述抗传导片60的隔热而需要形成额外的隔热部的缺点。
图15是对真空压和气体传导率进行比较的图表。
参考图15，根据所述真空空间部50的内部的间隙大小，用实际热传递系数(eK)的图表示出了基于真空压的气体传导热(gas conductivity)。在真空空间部50的间隙为2.76mm、6.5mm以及12.5mm的三种情况下，进行了测量。真空空间部50的间隙以如下方式定义。当在所述真空空间部的内部存在有所述抗辐射片32时，所述间隙是所述抗辐射片和与该抗辐射片相邻的板构件之间的距离，当在所述真空空间部的内部不存在有抗辐射片时，所述间隙是第一板构件和第二板构件之间的距离。
可以看到，对于与现有的储存箱(设置有通过发泡聚氨酯来形成的隔热材料)的实际热传递系数0.0196W/mK相对应的点而言，间隙大小较小，因此，即使为2.76mm的情况下，真空压也是2.65×10-1托。另一方面，可以看到，即使真空压降低，基于气体传导热的隔热效果的降低效果也形成饱和的点，是真空压大致为5×10-4托的点。此外，在大于5×10-3托时，隔热效果急剧下降。在该背景下，现有的所述5×10-3托的压力可以确定为气体传导热的降低效果形成饱和的点。因此，为了获得没有热辐射传递的最高的隔热性能，优选将所述真空空间部的真空压维持在5×10-3Torr以下。
从上面的说明中可知，对于真空空间部50的内部的压力而言，为了降低热辐射传递，维持为气体非常稀薄的几乎真空的状态。因此，在板构件10、20之间施加有相当大的压力，并且在板构件10、20彼此之间的距离变小的方向上施加收缩力。对于所述收缩力施加于热电模块40的两个面的情况，已进行了说明。
图16是储存箱的用于设置热电模块的部分的剖视图。参照图16，对穿过热电模块的热传递的路径进行说明。
参照图16，在第一板构件10的外表面设置有热扩散块41。在热扩散块41的外侧面的大致中间位置，设置有热电模块40。热电模块40的外侧与第二板构件20的内侧面相接触。在所述第二板构件20的外表面设置有吸热设备83。
如上所述，所述真空空间部50处于几乎接近零的真空状态。因此，较大的收缩力作用于所述板构件10、20之间。与所述热电模块40的内外侧面相接触的热扩散块41和第二板构件20，以传导的方式进行热传递。因此，若接触界面彼此隔开间隔而产生间隙，则无法进行热传导，而且，由于设置于所述真空空间部50的内部，因此，无法形成基于所述间隙的对流作用，并且只会产生基于辐射的热传递。可以预测基于所述辐射的热传递会变得极少。因此，使所述接触界面完全接触是重要的。
从这个角度来说，由所述真空空间部50的真空压而引起的板构件10、20之间的收缩力，增加热电模块40和热扩散块41之间的面接触、热电模块40和第二板构件20之间的面接触，由此能够提高热传导的性能。而且，在热电模块40和热扩散块41之间的接触面、热电模块40和第二板构件20之间的接触面以及热扩散块41和第一板构件10之间的接触面，设置热接口模块42b、42c、42d，由此能够增加热传导。
此处所使用的热接口模块，可以使用以铟或铅为例的金属材质。由此，能够使所述真空空间部50的内部的释气(outgassing)的影响最小化。
在其他情况下，在所述吸热设备83和第二板构件20之间的接触面所使用的热接口模块42a，可以使用高温润滑脂(heat grease)。这是因为，该接触面为所述真空空间部50的外部，因此不存在释气的影响。
图17是用于说明热扩散块和第一板构件之间的紧固连接的图。
如上所述，各个构件之间的接触面的品质，是决定热传导性能的一个主要因素。因此，优选地，所述热扩散块41和所述第一板构件10之间的紧固连接，通过螺栓和螺母来使确保较强的紧固力。
参照图17，通过焊接等方法，在第一板构件10紧固连接螺母96。在所述热扩散块41设置有头部形成为较大的孔，螺母96设置于所述头部。之后，将螺栓95贯通所述孔并与螺母96紧固连接。就所述螺栓95和所述螺母96彼此紧固连接的部位而言，在整个热扩散块41可以设置4-6处左右。在所述热扩散块41和所述第一板构件10之间的接触面，可插入有金属材质的热接口模块42a。
图18是用于说明所述第二板构件和所述吸热设备之间的紧固连接的图。
如上说明，各个构件之间的接触面的品质决定热传导性能。因此，优选地，所述吸热设备83和所述第二板构件20之间的紧固连接，通过螺栓和螺母来确保较强的紧固力。
参照图18，通过焊接等方法，在第二板构件20紧固连接螺母96。在所述吸热设备83设置有头部形成为较大的孔，螺母96设置于所述头部。之后，将螺栓95贯通所述孔并与螺母96紧固连接。就所述螺栓95和所述螺母96彼此紧固连接的部位而言，在整个所述吸热设备83可以设置6-10处左右。在所述吸热设备83和所述第二板构件20之间的接触面，可插入有利用高温润滑脂的液状的热接口模块。
图19是放大热电模块和第二板构件之间的接触面而示出的图。
参照图19，所述第二板构件20设置成薄板状，热电模块40由陶瓷形成。若由所述真空空间部50所引起的收缩力施加于第二板构件20，则第二板构件20可以与所述热电模块40的边缘部线接触，在所述热电模块40的中央部，第二板构件20和所述热电模块40可以彼此隔开间隔。这种情况，通过对设置于支撑单元35的杆31的间隔进行调节，来能够产生多种形式。换句话说，在所述边缘部和杆之间的间隔变远的情况下，彼此隔开间隔的程度可能会更大。在该情况下，热传导性能将会降低。
为了解决该问题，所述热接口模块42b可以使用铟或铅。
所述铟的熔点为156度，温度低。因此，在将真空空间部50的真空度形成为设定值之后，对采用铟的所述热接口模块42b进行加热，从而能够对所述热电模块40的中央部的第二板构件20和所述热电模块40彼此隔开间隔而可能会产生的部分进行填充。在该情况下，能够防止热传导性能降低。
所述铅的熔点虽为327度，但具有软的性质。因此，当将真空空间部50的真空度形成为设定值而使第二板构件20发生变形时，采用铅的所述热接口模块42b能够对所述热电模块40的中央部的第二板构件和所述热电模块40彼此隔开间隔而可能会产生的部分进行填充。在该情况下，能够防止热传导性能降低。
也可以在所述热扩散块41和所述热电模块40之间的接触面设置同样结构，由此能够提高接触面的热传导性能。
参照图20和图21，对向热电模块施加电源的结构进行说明。
图20是分解热电模块的周边部而示出的分解立体图。
参照图20，在支撑单元30设置有至少两个的抗辐射片32，所述抗辐射片32以与支撑板35隔开规定间隔而插入。所述抗辐射片32可以以隔开规定间隔而被杆31支撑，所述杆31用于使支撑板35连接。在此，在各个抗辐射片32之间可设置有垫片。虽然未图示，但是所述垫片设置在所述抗辐射片之间，由此能够防止抗辐射片的接触。
在用于设置所述热电模块40的位置，可以不设置支撑单元30，热电模块40和热扩散块41可以直接与板构件10、20相接触。
为了向所述热电模块40施加电源，一对电线213可以从电源孔22延伸至热电模块40。为了尽可能减少释气，所述一对电线213尽量可以以护套剥离的状态设置。
为了防止弯曲时彼此之间发生短路，并且为了防止设置于真空空间部内部的各个部件之间发生接触，在所述一对电线213可以设置有树脂材料的突出护套214。通过所述突出护套214，来能够将相邻的部件，例如一对电线以隔开规定间隔的方式设置。此时，未设置有突出护套214的部分，换句话说，例如只设置有铜材质导线的部分形成弯曲，由此能够提供规定的弯曲部。
所述突出护套214与支撑单元30的材质一样，可以使用释气较小的材质。例如，可以使用聚碳酸酯(PC，polycarbonate)、玻璃纤维(glass fiber)PC、低释气(lowoutgassing)PC、聚苯硫醚(PPS，poly phenylene sulfide)以及液晶聚合物(LCP，liquidcrystal polymer)。更优选地，可以使用作为与支撑单元相同的材质的PPS。在所述护套整体使用释气较小的聚碳酸酯(PC，polycarbonate)、玻璃纤维(glass fiber)PC、低释气(lowoutgassing)PC、聚苯硫醚(PPS，poly phenylene sulfide)以及液晶聚合物(LCP，liquidcrystal polymer)的情况下，护套可以设置成整体。但是，由于普通的电线护套会使用具有可塑性的聚氯乙烯树脂，因此可以采用导线整体未被覆盖的所述突出护套214的方式。
为了在所述电线213经过的路径上防止电线213发生短路，可以切开所述抗辐射片32的整个区域中的规定区域。具体而言，在所述电线213经过的路径上，通过切开所述抗辐射片32来能够形成电线引导部324。所述电线引导部324可以与用于设置热传导模块40的热电模块设置部322一同被切开。
为了将所述真空空间部50处于真空状态，通过所述排气端口21进行排气。在空气排出过程的初期，在所述排气端口21可能会产生较强的流速。为了防止由所述较强的流速而引起的抗辐射片32的变形以及抗辐射片32彼此之间的接触，通过对抗辐射片32的与所述排气端口21相对应的位置进行切开，来形成排气端口设置部323。所述排气端口设置部323可以与所述电线引导部324一同被切开。
图21是用于说明封堵电源孔的密封端子的作用的图。
参照图21，所述密封端子71例如包括圆筒形的密封框架74。所述密封框架74的形状可设置成，与所述电源孔22的形状类似的形状。两个电源端子72可以穿过所述密封框架74的中央。可以通过封固材料73对所述电源端子72和所述密封框架74之间的间隔进行密封。所述封固材料73可以是玻璃材质。
所述电源端子72进入到所述电源孔22的内部，并且电源端子72的一端部可以与所述电线213相连接。所述电源端子72的另一端部可以与外部电源相连接。通过将密封框架74覆盖电源孔22，并且将密封框架74与第二板构件20进行焊接，来能够对构件之间的间隔进行密封。
图22是示出根据实施例的储存箱的实验结果的图形。
参照图22，将真空空间部50的间隔设为10mm，将储存箱的内部容量设为11升，热电模块40使用LG Innotek的N49，并施加了50W的电力，在储存箱的内部设置了500cc的饮料。
通过提供如上述的结构，测量了储存箱的内部温度从25度降至15度的时间，其结果为0.9小时。而且，确认到：之后也能充分下降到零下的温度，还能达到零下19度。
在上面实施例中，以储存箱用作冷藏箱的情况为中心进行了说明。但是，可以很容易预测到：通过切换向热电模块40供应的电流的方向，来能够将所述储存箱200用作保温箱。
产业上的可利用性
根据本发明，通过在真空隔热体设置热电模块来能够提供一种储存箱。进而，也能提供适合车辆的储存箱。因此，能够进一步增加消费者的需求，并且很大程度上可以期待的产业上的应用。

Claims (17)

1.一种真空隔热体，其包括：
第一板构件，限定用于形成第一空间的壁的至少一部分；
第二板构件，限定用于形成第二空间的壁的至少一部分，所述第二空间的温度与所述第一空间的温度不同；
密封部，密封所述第一板构件和所述第二板构件而提供第三空间，所述第三空间的温度是所述第一空间的温度和所述第二空间的温度之间的温度，所述第三空间是处于真空状态的空间；
支撑单元，用于保持所述第三空间；
抗热单元，用于减少所述第一板构件和所述第二板构件之间的热传导量；
热扩散块，设置于所述第三空间；
热电模块，与所述热扩散块接触并进行热交换，所述热电模块设置于所述第三空间；以及
吸热设备，与所述热电模块进行热交换，所述吸热设备设置于所述第一空间或者第二空间。
2.根据权利要求1所述的真空隔热体，其中，
所述热扩散块与所述第一板构件相接触，所述热电模块与所述第二板构件相接触，所述吸热设备与所述第二板构件相接触。
3.根据权利要求2所述的真空隔热体，其中，
包括：
螺母，与所述第一板构件的内表面紧固连接；以及
螺栓，插入所述热扩散块，并与所述螺母紧固连接。
4.根据权利要求2所述的真空隔热体，其中，
包括：
螺母，与所述第二板构件的外表面紧固连接；
螺栓，插入所述吸热设备，并与所述螺母紧固连接；以及
液状的热接口模块，插入于所述吸热设备和所述第二板之间的接触面。
5.根据权利要求1所述的真空隔热体，其中，
在所述热电模块和所述热扩散块中的至少一个的两个面，插入有热接口模块。
6.根据权利要求5所述的真空隔热体，其中，
所述热接口模块的材质为金属。
7.根据权利要求6所述的真空隔热体，其中，
所述金属为铟或铅。
8.根据权利要求1所述的真空隔热体，其中，
包括用于向所述热电模块施加电源的电线，
所述支撑单元包括：
杆，设置在所述第一板构件和所述第二板构件之间，以及
至少一个的抗辐射片，被所述杆支撑；
所述抗辐射片包括电线引导部，所述电线引导部是在所述电线经过的路径上切开所述抗辐射片而成的。
9.根据权利要求8所述的真空隔热体，其中，
所述电线引导部与热电模块设置部、排气端口设置部形成为一体，所述热电模块设置部与设置所述热电模块的位置相对应，所述排气端口设置部与设置排气端口的位置相对应。
10.根据权利要求1所述的真空隔热体，其中，
包括用于向所述热电模块施加电源的电线，
所述电线包括：
内部的导线；
树脂材料的护套，用于覆盖所述导线的外部的至少一部分。
11.根据权利要求10所述的真空隔热体，其中，
所述树脂材料的材质，使用聚碳酸酯、玻璃纤维聚碳酸酯、低释气聚碳酸酯、聚苯硫醚以及液晶聚合物。
12.根据权利要求10所述的真空隔热体，其中，
所述护套彼此隔开间隔而覆盖所述导线。
13.根据权利要求1所述的真空隔热体，其中，
在所述板构件还设置有吸气剂端口。
14.一种储存箱，其中，
包括：
本体，提供能够储存储存物的内部空间，以及
门，从外部空间能够开闭所述本体；
所述本体和所述门中的至少一个设置为真空隔热体，
所述真空隔热体包括：
第一板构件，限定用于形成所述内部空间的壁的至少一部分；
第二板构件，限定用于形成所述外部空间的壁的至少一部分；
密封部，密封所述第一板构件和所述第二板构件而提供真空空间部，所述真空空间部的温度是所述内部空间的温度和所述外部空间的温度之间的温度，所述真空空间部是处于真空状态的空间；
支撑单元，用于保持所述真空空间部；
热电模块，设置于所述真空空间部，具备通过热电效应来使温度彼此不同的第一面和第二面；
热扩散块，与所述热电模块的第一面和第二面中的一个面接触并进行热交换，所述热扩散块具备第三面和第四面，使得热量能够扩散；以及
吸热设备，与所述热电模块的第一面与第二面中的另一个面进行热交换，所述吸热设备设置于所述外部空间；
不与所述热电模块的第一面和第二面中的一个面接触的、所述热扩散块的第三面和第四面中的某一个面，设置成与所述热电模块的第一面和第二面相比更宽；
通过所述真空空间部的真空压，使所述热电模块的两个面牢固地进行面接触。
15.根据权利要求14所述的储存箱，其中，
在所述板构件还设置有吸气剂端口。
16.一种车辆用储存箱，其中，
包括：
本体，提供能够储存储存物的内部空间；
门，从外部空间能够开闭所述本体；以及
凹陷部，至少设置于所述本体和车辆之间的间隔，用于使所述本体设置于所述车辆的准确位置，
所述本体和所述门中的至少一个设置为真空隔热体，
所述真空隔热体包括：
第一板构件，限定用于形成所述内部空间的壁的至少一部分；
第二板构件，限定用于形成所述外部空间的壁的至少一部分；
密封部，密封所述第一板构件和所述第二板构件而提供真空空间部，所述真空空间部的温度是所述内部空间的温度和所述外部空间的温度之间的温度，所述真空空间部是处于真空状态的空间；
支撑单元，用于保持所述真空空间部；
抗热单元，用于减少所述第一板构件和所述第二板构件之间的热传递量；
热扩散块，设置于所述真空空间部，与所述第一板构件面接触；
热电模块，设置于所述真空空间部，所述热电模块的两个面与所述热扩散块和所述第二板构件面接触并进行热交换；以及
吸热设备，与所述第二板构件进行热交换，所述吸热设备设置于所述外部空间，
所述热扩散块和所述吸热设备中的至少一个，利用螺栓和螺母来与所述板构件进行紧固连接。
17.一种车辆，其安装有权利要求1至13中任一项所述的真空隔热体、或权利要求14或15所述的储存箱、或权利要求16所述的车辆用储存箱。
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