CN109154641B - 具有反射材料增强的真空隔热制品 - Google Patents

具有反射材料增强的真空隔热制品 Download PDF

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Abstract

提供了真空隔热制品，其包括设置在第一壁和第二壁之间的排空空间和设置在该排空空间内的反射材料。还提供了制造这种制品的方法。

Description

具有反射材料增强的真空隔热制品
相关申请
本申请要求美国专利申请62/303,519，“具有反射材料增强的真空隔热制品”(2016年3月4日提交)和美国专利申请62/375,953，“真空隔热燃料箱”(2016年8月17日提交)的优先权和权益，这两个申请都以全文并入本文并用于任何和所有目的。
技术领域
本发明涉及真空隔热制品领域。
背景技术
真空隔热制品可应用于许多领域，包括电子和能量存储应用。在某些在极端条件下操作的应用中(例如，能量存储应用)，需要改进隔热性能。因此，本领域需要改进的真空隔热制品和制造这种制品的相关方法。
发明内容
为了满足这些需求，本发明提供了一种真空隔热制品，包括：第一壁和第二壁；第一隔热空间，形成在第一壁和第二壁之间；第一通气孔与第一隔热空间连通，为来自第一隔热空间的气体分子提供出口通道，第一通气孔是可密封的以便在气体分子通过第一通气孔排出之后，在第一隔热空间内维持第一真空；在第一通气孔处密封第一隔热空间的第一密封；以及设置在第一隔热空间内的至少一部分反射材料。
本发明还提供了包括第一和第二壁的制品，所述第一和第二壁限定了设置在它们之间的密封真空空间；和设置在密封的真空空间内的至少一部分反射材料。
进一步提供了方法，该方法适当地包括在第一壁和第二壁之间形成真空密封空间；以及在真空密封空间中设置至少一部分反射材料。该方法可以进一步包括在真空密封空间中设置多部分反射材料。不受任何特定实施方式或理论的束缚，所公开的制品可表现出比一些现有制品提高50％、60％或70％的隔热性能，这取决于测试性能的条件。
本发明还提供了真空隔热容器，包括：第一壁和第二壁，所述第一壁和第二壁限定设置在所述第一壁和第二壁之间的减压的第一隔热空间；第二壁包围第一壁，且第一壁封闭并限定储存容积；第一导管，设置成使储存容积与容器外部的环境流体连通；和第一通气孔与第一隔热空间连通，为来自第一隔热空间的气体分子提供出口通道，第一通气孔是可密封的以便在气体分子通过第一通气孔排出后，在第一隔热空间内维持第一真空；在第一通气孔处密封第一隔热空间的第一密封；以及设置在第一隔热空间内的至少一部分反射材料。
进一步提供了方法，包括将一定量的流体置于根据本发明的容器的储存容积中。
其他公开的方法包括从根据本发明的容器的储存容积中移除一定量的流体。
还提供了方法，该方法包括从根据本发明的容器的溢出容积中去除一定量的流体。
附图说明
当结合附图阅读时，将进一步理解上述发明内容以及以下详细描述。出于说明本发明的目的，在附图中示出了本发明的示例性实施方式；然而，本发明不限于所公开的具体方法、组合物和装置。另外，附图不一定按比例绘制。在附图中：
图1描绘了示例性容器的剖视图；
图2描绘了替代示例性容器的剖视图；
图3描绘了替代示例性容器的剖视图；
图4描绘了替代示例性容器的剖视图；
图5A描绘了示例性制品的外部和剖视图；
图5B描绘了图5A的示例性制品的示例性横截面；
图6A提供了示例性制品的剖视图；
图6B提供了图6A的制品的截面的放大视图；和
图7提供了示例性制品的剖视图。
具体实施方式
通过参考结合作为本发明一部分的附图和实施例的以下详细描述，可以更容易地理解本发明。应理解，本发明不限于本文描述和/或示出的具体装置、方法、应用、条件或参数，并且本文使用的术语仅出于以举例的方式描述特定实施方式的目的，而不旨在限制要求保护的发明。此外，如在包括所附权利要求的说明书中所使用的，单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括复数，并且对特定数值的引用至少包括该特定值，除非上下文另有明确规定。本文使用的术语“多个”意味着不止一个。当表达值的范围时，另一个实施方式包括从一个特定值和/或到另一个特定值。类似地，当通过使用先行词“约”将值表示为近似值时，将理解该特定值形成另一个实施方式。所有范围都包括端值并且可组合，并且应该理解，可以以任何顺序执行步骤。
应当理解，为了清楚起见，在各实施方式的上下文中描述的本发明的某些特征也可以在单个实施方式中组合提供。相反，为简洁起见，在单个实施方式的上下文中描述的本发明的各种特征也可以单独提供或以任何子组合提供。进一步地，对以范围描述的值的引用包括该范围内的每个值。
在一个方面，本发明提供真空隔热制品，包括：第一壁和第二壁；形成在第一壁和第二壁之间的第一隔热空间；与第一隔热空间连通的第一通气孔，为来自第一隔热空间的气体分子提供出口通道，第一通气孔是可密封的以便在气体分子通过第一通气孔排出后在第一隔热空间内保持第一真空；在第一通气孔处密封第一隔热空间的第一密封件；以及设置在第一隔热空间内的至少一部分反射材料。
隔热空间可以被排空(例如真空空间)。一些示例性真空隔热结构(以及用于形成和使用这种结构的相关技术)可以在美国公布的专利申请2015/0110548、2014/0090737、2012/0090817、2011/0264084、2008/0121642和2005/0211711中找到，全部来自A.Reid，并且所有这些都通过全文引用并入本文用于任何和所有目的。
如美国专利7,681,299和7,374,063(通过全文引用并入本文用于任何和所有目的)中所解释的，隔热空间的几何形状可以使得其引导空间内的气体分子朝向来自空间的通气孔或其他出口。真空隔热空间的宽度在整个空间长度上不需要是均匀的。该空间可以包括成角度的部分，使得限定空间的一个表面朝向限定空间的另一个表面会聚。结果，分开上述表面的距离可以在通气孔附近发生变化，使得在通气孔与真空空间连通的位置附近的距离最小。在低分子浓度的条件下，气体分子和距离变化的部分之间的相互作用用于将气体分子引向通气孔。
相比施加在结构外部以排空空间的手段，空间的分子引导几何形状提供了在空间内密封的更深度真空。由于本发明的几何形状显著增加了气体分子离开空间而不是进入空间的可能性，因此实现了空间内更深度真空的这种有点违反直觉的结果。实际上，隔热空间的几何形状起到止回阀的作用，以便于气体分子在一个方向上自由通过(通过由通气孔限定的出口通道)，同时阻止在相反方向上通过。
与由隔热空间的几何形状提供的更深度真空相关的另一个好处是可以在真空空间内不需要吸气剂的情况下实现。开发这种在没有吸气剂的情况下达到深度真空的能力为微型装置和具有窄宽度的隔热空间的装置提供了更深度真空，其中空间限制将限制吸气剂的使用。
还可以包括其他真空增强特征，诸如在限定真空空间的表面上的低发射率涂层。通常本领域已知，这种涂层的反射表面倾向于反射辐射能量的热传递射线。限制穿过涂覆表面的辐射能量的通过增强了真空空间的隔热效果。
在一些实施方式中，制品可包括以一定距离间隔开的第一壁和第二壁，以在它们之间限定隔热空间，以及与隔热空间连通的通气孔，为来自隔热空间的气体分子提供出口通道。通气孔是可密封的以便在气体分子通过通气孔排出后在隔热空间内保持真空。第一壁和第二壁之间的距离在邻近通气孔的隔热空间的部分中是可变的，使得隔热空间内的气体分子在隔热空间的排空期间被引向通气孔。朝向通气孔的气体分子的方向赋予气体分子相对于隔热空间比进入可能性更大的排出可能性，从而不需要隔热空间中的吸气剂而提供更深度真空。
根据本发明的具有气体分子引导几何形状的结构的构造不限于任何特定类型的材料。用于形成根据本发明的包括隔热空间的结构的合适材料包括例如金属、陶瓷、准金属或它们的组合。
空间的会聚以下述方式提供分子的引导。当在空间的排空期间气体分子浓度变得足够低以使得结构几何形状成为一阶效应时，空间通道的可变距离部分的会聚壁引导在空间中的气体分子朝向通气孔。真空空间的会聚壁部分的几何形状起到止回阀或二极管的作用，因为气体分子离开空间而不是进入的可能性大大增加。
通过将真空空间的会聚壁部分类比为面对颗粒流的漏斗，可以理解结构的分子引导几何形状对分子排出与进入的相对概率的影响。取决于漏斗相对于颗粒流的取向，通过漏斗的颗粒数量会有很大变化。很明显，当漏斗定向为颗粒流首先接触漏斗入口而不是漏斗出口的会聚表面时，更多数量的颗粒将通过漏斗。
本文提供了包括用于隔热空间的会聚壁出口几何形状以便像漏斗一样从空间引导气体颗粒的装置的各种实例。应当理解，本发明的气体引导几何形状不限于会聚壁漏斗结构，而是可以使用其他形式的气体分子引导几何形状。
真空隔热制品可包括外(第二)壁和内(第一)壁，内(第一)壁和外(第二)壁之间的容积形成第一隔热空间(如本文其他地方所述，隔热空间可以相对于隔热空间外部的环境密封)。制品可以包括布置在内(第一)壁和外(第二)壁之间的第一圆环，第一圆环具有围绕第一圆环呈圆形布置的第一斜边，面对内(第一)壁和外(第二)壁中的至少一个；以及形成在第一斜边处且与第一隔热空间连通的第一通气孔。真空隔热制品可进一步包括第一圆形隔热密封件，其在第一通气孔处密封第一隔热空间。对该示例性结构的进一步讨论可以在美国公开的专利申请No.2015/0260332找到，其全部内容通过引用并入本文用于任何和所有目的。
应当理解，真空(即，所公开的装置和方法中的任何真空)可以通过前述申请中的方法或通过本领域已知的任何其他方法实现。
隔热空间可具有例如小于约760托至约1×10-7托的压力。约10-1、10-2、10-3、10-4、10-5、10-6和约10-7托的压力都被认为是合适的。隔热空间可以不含氧化物或基本上不含氧化物。隔热空间内的反射材料可以不含氧化物或基本上不含氧化物。
根据本发明的制品可以由经选择以使得制品在高达约2500华氏度、高达约2400华氏度、高达约2300华氏度、高达约2200华氏度、高达约2100华氏度，或者甚至高达约2000华氏度的温度下保持其形状和完整性的材料形成。
在一些实施方式中，外(第二)壁和内(第一)壁可以以同心方式设置，例如，内(第一)管和外(第二)管。管的横截面可以是圆形的，但是管的横截面也可以是偏心的、多边形的或其他形状的。管可具有相同的横截面形状，但也可具有不同的横截面形状。如本文其他地方所述，内(第一)壁和外(第二)壁之间的隔热空间可以具有恒定的横截面，但也可以具有变化的横截面。
壁也可以是平的、弯曲的或其他形状。一个壁可以是平的而另一个壁可以是弯曲的。壁可以是圆柱形的，但也可以是杯形或其他形状(例如，以形成圆柱形制品的盖子或底部)。根据使用者的需要，制品可以是平的、弯曲的、球形的、立方体的、胶囊形的、多边形的、圆柱形的或其他形状。
所述至少一部分反射材料的特征在于为片的形式。反射材料可以是矩形或正方形，但也可以是带状或条状，例如，纵横比大于1，例如2、3、4、5、6、7、8、9。反射材料可以以螺旋方式缠绕，以便在第一和第二壁之间的空间中呈现多层。或者，反射材料可以作为多个单独的部分存在，例如多个片。
在一些实施方式中，反射材料作为圆筒状物存在，其通过将材料片的一部分固定到材料片的另一部分上而形成。
反射材料可以是金属的，例如不锈钢或其他金属，例如箔形式的金属。反射材料可以是，例如铝、金、银、金属化聚合物膜，或其他低发射率膜。反射材料的厚度可以为，例如约0.0001至约0.01英寸，约0.001至约0.1英寸或甚至约0.01至约0.05英寸的范围。具有约0.0005英寸厚度的反射材料片被认为是特别合适的。
反射材料在红外范围内适当地反射。在一些实施方式中，对于从约2或3微米至约50微米、至约45微米、至约40微米、至约35微米、至约30微米、至约25微米，或甚至至约15或16微米范围的波长范围内，反射材料可具有小于约0.4、0.3、0.2、0.15、0.1、0.09、0.08、0.07、0.06、0.05、0.04、0.03、0.02，或甚至更低的发射率。
反射材料可具有设置在其上的涂层。合适的涂层可以是反射和/或不粘涂层。反射材料上的涂层可以是光滑的，但也可以是图案化的或非平坦的，以防止反射材料和任何相邻部件之间的粘附或摩擦。作为一个示例，可以将点、条纹、六边形、三角形或其他图案形状印刷到反射材料上。陶瓷糊剂被认为是用于在反射材料上印刷的特别合适的材料。反射材料的轮廓可以是光滑的，但也可以自身被图案化，例如凹陷、皱折、穿孔、皱纹或以其他方式粗糙化。可以选择图案以减少反射材料表面之间或甚至反射材料与壁之间的摩擦和/或粘附量。在一些实施方式中，反射材料可以作为单层存在。在其他实施方式中，反射材料可以以多层存在，其可以被称为多层隔热(MLI)。
反射材料合适地是在加工时(例如，当加热时，当经受真空时，或甚至在真空炉中加工时)经受很少除气至没有除气的材料。
根据本发明的制品可包括由隔离物隔开的多层相当薄的反射片；本文其他地方进一步详细地描述了示例性实施方式。应该理解的是，间隔物材料可以设置在反射材料的部分之间(例如，在相邻的反射材料片之间)。间隔物材料也可以设置在制品的壁和一部分反射材料之间，以减少或防止壁和反射材料之间的物理接触。
间隔物材料的轮廓可以是平的(例如，具有平坦或光滑的上表面和下表面的条带)，但也可以是不平坦的。作为示例，间隔物材料可具有表面图案(例如，刻痕、皱纹、折痕等)或甚至具有粗糙的表面。间隔物材料上还可以印刷有表面图案(例如，印刷的陶瓷糊剂)，以减小间隔物材料和与间隔物材料相邻的表面之间的接触面积和/或摩擦。
根据本发明的制品可包括设置在邻近外(第二)壁、邻近内(第一)壁或邻近外(第二)壁和内(第一)壁的进一步防护材料。防护材料可以是纺织的(例如，编织的(braided))、图案化的或两者。防护材料可以设置成防止或减少反射材料与第一和/或第二壁之间的接触。防护材料可以是陶瓷的或由其他材料形成。
所公开的制品可包括第三壁，第三壁设置成使得第二壁位于第一壁和第三壁之间。第三壁可以由与第一和/或第二壁相同的材料形成，但这不是必需的。制品可包括设置在第二和第三壁之间的第二隔热空间。第二隔热空间可以如第一隔热空间一样配置，其在本文其他地方描述。
一部分或多部分反射材料可以设置在第二隔热空间内。合适的反射材料在本文其他地方描述。作为一个示例，制品可以包括内(第一)、中间(第二)和外(第三)壁，在内(第一)壁和中间壁之间具有第一密封空间以及在中间壁和外(第二)壁之间具有第二密封空间。一部分或多部分反射材料可以设置在第一密封空间内，并且一部分或多部分间隔物材料可以设置在第一密封空间内。同样地，一部分或多部分反射材料可以设置在第二密封空间内，并且一部分或多部分间隔物材料可以设置在第二密封空间内。
本文公开的其他制品包括第一壁和第二壁，所述第一壁和第二壁限定设置在它们之间的密封真空空间；至少一部分反射材料设置在该密封真空空间内。第一和第二壁中的一个或两个可包括不锈钢。
合适的壁和壁构造在本文其他地方描述。壁可以是平的、弯曲的、管状的、多边形的或其他形状。
防护材料可以设置在邻近第一壁、邻近第二壁，或邻近第一壁和第二壁。制品可包括第三壁，第三壁设置成使得第二壁位于第一壁和第三壁之间。第二隔热空间可以设置在第二和第三壁之间。一部分或多部分反射材料可以设置在第二隔热空间内。
本发明公开的制品适用于电子装置(或其部件)、能量存储装置、化学品储存装置、燃烧装置等。
其他公开的方法包括在第一壁和第二壁之间形成排空的密封空间；在该真空密封空间中设置至少一部分反射材料。该方法可进一步包括在真空密封空间中设置多部分反射材料。
本发明还公开了方法。该方法包括将至少一部分反射材料设置在两个壁之间的空间中；并在所述空间内产生密封的真空。
该方法可以包括，例如，在真空密封空间中设置多部分反射材料。该方法还可以包括执行该方法以产生根据本发明的制品。
图5A和图5B提供了示例性制品。如图5A右上方所示，根据本发明的制品可以是管状构造。然而，制品不必是管状的，因为它们也可以是弯曲的、立方体的、杯形的或其他形状。
图5A左侧的剖视图示出了具有内(第一)壁520和外(第二)壁560的制品510。在这些壁之间形成真空空间540，并且在该空间内设置一定量(例如，螺旋片)的反射材料530。防护材料(例如，编织的陶瓷材料)550也可以存在于该空间中。防护材料可以以片状物、螺旋形物或甚至带状物的形式存在。防护材料可以设置在制品的第一壁、第二壁或两个壁附近。
图5B提供了图5A的制品的横截面视图。如图5B所示，示例性制品510具有外(第二)壁560和内(第一)壁520。防护材料550显示为在真空空间540内并邻近外(第二)壁560，但这不是必需的。反射材料540设置在制品510的防护材料550和内(第一)壁520之间。
应当理解，尽管一些实施方式包括圆柱形形状因子，但是本发明考虑了其他形状因子。例如，壁可以以平行方式设置。
图6A示出了进一步的示例性实施例，其中，该图示出了根据本发明的制品600的剖视图。在图6A的右侧是一个框，该框概述了图6B中所示的放大视图。
图6B呈现了图6A的框区域的放大视图。如图所示，制品可以包括外(第二)壁670和内(第一)壁680，外(第二)壁和内(第一)壁之间限定隔热空间690，该隔热空间可以如本文其他地方所描述的那样被排空。内(第一)壁可以在容积691内限定。图6B的示例性实施方式中，内(第一)壁680和外(第二)壁670是管状的并且彼此同心，从而形成具有容积(内腔)的管。该制品可包括端头配件692，该端头配件用于密封内(第一)壁680和外(第二)壁670之间，以便限定真空空间690。
在真空空间690内，可以设置第一量640的反射材料。如本文其他地方所述，反射材料可以是箔或其他片形式。反射材料的一部分可以固定到反射材料的另一部分上，以便形成密封或接合，例如，由反射材料的片或带形成管或圆筒。在真空空间690内，还可以设置第二量650和第三量660的反射材料。
间隔物材料可以设置在反射材料和制品的壁之间，或甚至设置在两种量的反射材料之间。在示例性图6B中，第一间隔物610设置在第一量640的反射材料和第二量650的反射材料之间。第二间隔物620可以设置在第二量650的反射材料和第三量660的反射材料之间。第三间隔物630可以设置在制品的内(第一)壁680和第三量660的反射材料之间。
图7提供了根据本发明的进一步制品700的剖视图。如图7所示，制品700可包括内(第一)壁710和外(第二)壁702，其内(第一)壁和外(第二)壁可限定在其之间的空间(未标记)(适当地是真空空间)。内(第一)壁710可以限定在容积708内。
在内(第一)壁710和外(第二)壁702之间限定的空间内，可以是一定量的反射材料704。间隔物材料706可以设置为与反射材料704接触。
如图7所示，间隔物材料706作为环绕反射材料704的圆环存在。应该理解，间隔物材料不必作为环绕圆环存在；间隔物材料可以以螺旋形式存在(类似于理发店杆上的条纹)。间隔物材料也可以作为条带(例如，圆环)存在，其平行于制品的主轴线、垂直于制品的主轴线，或者甚至相对于制品的主轴线成角度(锐角、钝角或45度)。
本发明提供了其他可替代的真空隔热容器，这种容器包括：第一壁和第二壁，其限定设置在第一和第二壁之间的减压的第一隔热空间。第二壁适当地包围第一壁，并且第一壁包围并限定储存容积。
容器还可以包括第一导管，该第一导管设置成使储存容积与容器外部的环境流体连通。容器还可以包括与第一隔热空间连通的第一通气孔，以提供来自第一隔热空间的气体分子的出口通道，第一通气孔是可密封的以便在气体分子通过第一通气孔排出后在第一隔热空间内保持第一真空；在第一通气孔处密封第一隔热空间的第一密封件；和设置在第一隔热空间内的至少一部分反射材料。
隔热空间可以被排空，例如真空空间。一些示例性真空隔热结构(以及用于形成和使用这种结构的相关技术)在本文其他地方描述。
应当理解，真空(即，所公开的装置和方法中的任何真空)可以通过前述申请中的方法或通过本领域已知的任何其他方法实现。
隔热空间可具有例如小于约760托至约1×10-7托的压力。约10-1、10-2、10-3、10-4、10-5、10-6和约10-7托的压力都被认为是合适的。隔热空间可以不含氧化物或基本上不含氧化物。
隔热空间内的反射材料可以不含氧化物或基本上不含氧化物。反射材料可以反射UV、IR或甚至可见光。反射材料可以条带、片或其他形式存在。
根据本发明的制品可以由经选择以使得制品在高达约2500华氏度、高达约2400华氏度、高达约2300华氏度、高达约2200华氏度、高达约2100华氏度，或者甚至高达约2000华氏度的温度下保持其形状和完整性的材料形成。
在根据本发明的容器中，第一壁和第二壁中的至少一个包括曲线区域。半球形和锥形壁都认为是合适的。第一壁或第二壁中的至少一个还可以包括直线区域。
容器可具有管状或桶状中央部分，其在管状区域的两端具有两个弯曲(例如，半球形)部分。容器的形状可以是球形、卵形、圆柱形或甚至多边形(例如，六边柱)。
容器可以是椭圆形的，具有扁平的顶部和底部以及弯曲的侧壁部分。容器可具有扁平部分、弯曲部分或这些的任何组合。
容器还可以包括一个或更多个配件(例如，支架、螺纹自锁机构等)，其允许容器与需要使用设置在容器内的流体的装置、交通工具或其他模态接合。
所公开的容器的储存容积可以相对于容器外部的环境密封，以便容纳流体以供稍后使用。流体(例如，氢气、氦气、氮气、氧气)可以储存在储存容积内。可以对储存容积内的内容物加压，例如增压以便将内容物保持为液体形式。因此，容器可以用于使内容物与容器外部的环境隔热。
在一些实施方式中，第一导管可以是隔热的，例如是真空隔热的。(或者，第一导管可包括导管的内(第一)壁和外(第二)壁之间的隔热填充空间)。第一导管可包括第一导管壁和第二导管壁，第一和第二导管壁限定在其之间的一个减压的隔热导管空间。
第一导管还可以包括与隔热导管空间连通的第一通气孔，以便为来自隔热导管空间的气体分子提供出口通道，第一通气孔是可密封的以便在通过第一通气孔排出气体分子后在隔热导管空间内保持第一真空，第一导管进一步包括在第一通气孔处密封第一隔热空间的第一密封件。
容器还可包括挡板壁。挡板壁可设置在容器的第一壁内，挡板壁至少部分地包围储存容积，并且挡板壁和容器的第一壁限定在它们之间的溢出容积，溢出容积能够与储存容积流体连通。
容器还可包括配置成中断储存容积和溢出容积之间的流体连通的截流装置。可以使用阀门、活塞或其他装置。使用者可以从溢出容积中回收流体(例如，以蒸汽形式)。溢出容积可以配置成从储存容积接收流体(例如，已经沸腾的流体)。
容器还可以包括溢出导管，该溢出导管包括第一溢出导管壁和第二溢出导管壁，第一和第二溢出导管壁限定在它们之间的减压的隔热溢出导管空间。
溢出管道还可以包括与隔热溢出管道空间连通的第一通气孔，以便为来自隔热溢出管道空间的气体分子提供出口通道，第一通气孔是可密封的以便在通过第一通气孔排空气体分子之后在隔热溢出导管空间内保持第一真空，第一溢出导管进一步包括在第一通气孔处密封第一隔热空间的第一密封件。
容器可包括包围容器的外套材料。外套材料可以接触容器的第二壁。外套材料可包括纺织(woven)复合材料、编织复合材料、无纺复合材料或它们的任何组合。
外套材料可以配置成改善容器承受内部或甚至外部压力或外部冲击的能力。外套材料可以是复合材料，例如由一种或多种纤维类和一种或多种聚合物基质形成的复合材料。外套材料可以包围容器的一部分或甚至包围整个容器。在一些实施方式中，外套材料包围容器表面积的至少50％。
容器还可包括设置在储存容积内的流体。氢气、氦气、氮气和其他气体都被认为是合适的这种流体。流体可以是液体形式或蒸气形式。
容器还可包括与储存容积热连通的热源。该热源可以设置在容器内，但也可以设置在容器的外部。热源可以是电池供电的、太阳能供电的、化学供电的，或甚至由设置在容器内的流体(例如氢气)的反应供电的。
本发明还提供了方法。该方法适当地包括将一定量的流体置入根据本发明的容器的储存容积中。流体可包括氢气。该方法还可包括将流体密封在容器内。
其他公开的方法包括从根据本发明的容器的储存容积中移除一定量的流体。真空可以帮助恢复；也可以通过利用容器内加压流体的压力来实现恢复。使用者还可以将部分或全部流体转换成电能、热能或甚至机械能。
进一步公开的方法包括从根据本发明的容器的溢出容积中移除一定量的流体。流体可包括氢气。使用者还可以将部分或全部流体转换成电能、热能或甚至机械能。
所公开的容器可以用作交通工具的燃料箱，例如飞机(有人驾驶和无人驾驶)、海上交通工具、汽车等。这些容器还可以用于民居(临时和永久)、商业运营、医疗设施等的燃料箱。
图1描绘了根据本发明的示例性隔热容器100的剖视图。如图所示，容器100可包括真空区域102，该真空区域可形成在容器的第一(内)壁104和第二(外)壁107之间。认为内(第一)壁104可以限定在其中的限定压力容器和储存容积。
容器100还可包括穿通件106；穿通件106可以使储存容积与容器外部的环境流体连通，例如，在燃料箱实施方式中，其中燃料材料(例如，气体或其他流体)储存在限定在内(第一)壁108内的储存容积内。穿通件106可包括阀、导管(包括隔热导管，如本文其他地方所述)，或调节流体流动的其他模态(例如，塞子)。
如图1所示，容器100还可以包括反射材料(例如，反射辐射屏障)108，其可以设置在真空区域内。合适的反射材料在本文其他地方描述；同样如本文其他地方所述，制品可包括一种或多种量的间隔物材料。
图2提供了根据本发明的替代容器200的剖视图。如图所示，容器200可包括隔热真空区域202，其形成在容器的第一(内)壁204和第二(外)壁(未标记)之间。容器200还可包括穿通件206；穿通件206可以使储存容积与容器外部的环境流体连通。穿通件206可包括阀、导管(包括隔热导管，如本文其他地方所述)，或调节流体流动的其他模态。容器200还可包括设置在真空区域内的反射材料210。
容器200还可包括设置在装置内的屏障(可以是蒸汽冷却的)或挡板208。挡板可以包围储存容积，该储存容积可以包含流体(例如，氢气)。容器200可以进一步限定蒸发流动路径212，其允许蒸气从容器内的储存容积中逸出。例如，当容器内置有在储存条件下放出蒸气的材料时，可以使用这种方法。容器还可以包括设置在容器外部的外套或其他保护物，以保护容器免受环境因素的影响。
图3提供了另一替代容器300。如图所示，容器200可包括隔热真空区域302，其形成在容器314的第一(内)壁304和第二(外)壁之间。容器300还可包括穿通件306；穿通件306可以使储存容积与容器外部的环境流体连通。穿通件包括阀、导管(包括隔热导管，如本文其他地方所述)，或调节流体流动的其他模态。容器300还可包括设置在真空区域302内的反射材料(未示出)。
容器300可进一步包括设置在装置内的蒸气冷却屏障或挡板308。挡板可以包围储存容积，该储存容积可以包含流体(例如，氢气)。容器300可以进一步限定蒸发流动路径312，其允许蒸气从容器内的储存容积中逸出。容器300可进一步包括外套材料310。
图4提供了另一种替代容器400。如图所示，容器400可包括隔热真空区域402，其形成在容器的第一(内)壁404和第二(外)壁414之间。容器400还可包括穿通件406；穿通件406可以使储存容积与容器外部的环境流体连通。穿通件包括阀、导管(包括隔热导管，如本文其他地方所述)，或调节流体流动的其他模态。
容器400还可包括设置在真空区域内的反射材料(未示出)。
容器400可进一步包括设置在装置内的蒸气冷却屏障或挡板408。挡板可以包围储存容积，该储存容积可以包含流体(例如，氢气)。容器400可以进一步限定蒸发流动路径412，其允许蒸气从容器内的储存容积中逸出。
容器400可进一步包括外套材料410。容器400可进一步包括溢出导管414，其允许使用者限定在挡板408和壁404之间的溢出区域中回收蒸气或其他流体。
示例性实施方式
实施方式1：一种真空隔热制品，包括：第一(内)壁和第二壁；第一隔热空间，形成在外(第二)壁和内(第一)壁之间；与第一隔热空间连通的第一通气孔，为来自第一隔热空间的气体分子提供出口通道，第一通气孔是可密封的以便在气体分子通过第一通气孔排出后在第一隔热空间内保持第一真空；在第一通气孔处密封第一隔热空间的第一密封件；以及设置在第一隔热空间内的至少一部分反射材料。
实施方式2：根据实施方式1所述的制品，其中，所述外(第二)壁和内(第一)壁以同心的方式设置。
实施方式3：根据实施方式1所述的制品，其中，所述外(第二)壁和内(第一)壁以平行的方式设置。
实施方式4：根据实施方式1-3中任一项所述的制品，其中，所述至少一部分反射材料的特征为片的形式。
实施方式5：根据实施方式1-4中任一项所述的制品，其中，所述至少一部分反射材料包括金属。
实施方式6：根据实施方式1-5中任一项所述的制品，其中，所述至少一部分反射材料包括设置在其上的涂层。
实施方式7：根据实施方式6所述的制品，其中，涂层包括不粘涂层。
实施方式8：根据实施方式1-7中任一项所述的制品，其中，所述制品包括多部分反射材料。
实施方式9：根据实施方式1-8中任一项所述的制品，进一步包括邻近外(第二)壁、邻近内(第一)壁或邻近外(第二)壁和内(第一)壁设置的防护材料。
实施方式10：根据实施方式9所述的制品，其中，防护材料的特征在于为纺织的、图案化的或两者。
实施方式11：根据实施方式9-10中任一项所述的制品，其中，防护材料包含陶瓷。
实施方式12：根据实施方式4所述的制品，其中，所述片的特征在于呈螺旋形。
实施方式13：根据实施方式1-12中任一项所述的制品，其中，反射材料的特征在于被图案化。
实施方式14：根据实施方式1-13中任一项所述的制品，进一步包括第三壁，所述第三壁设置为使得第二壁在第一壁和第三壁之间。
实施方式15：根据实施方式14所述的制品，进一步包括设置在第二壁和第三壁之间的第二隔热空间。
实施方式16：根据实施方式15所述的制品，进一步包括设置在第二隔热空间内的一部分反射材料。
实施方式17：一种制品，包括：第一壁和第二壁，所述第一壁和第二壁限定设置在它们之间的密封真空空间；设置在密封真空空间内的至少一部分反射材料。
实施方式18：根据实施方式17所述的制品，其中第一壁和第二壁中的至少一个包括不锈钢。
实施方式19：根据实施方式17-18中任一项所述的制品，其中，所述第一壁和第二壁的至少一部分彼此平行。
实施方式20：根据实施方式17-19中任一项所述的制品，其中，所述第一壁和第二壁中的至少一个是弯曲的。
实施方式21：根据实施方式17-20中任一项所述的制品，进一步包括邻近所述第一壁、邻近所述第二壁，或邻近所述第一壁和所述第二壁设置的防护材料。
实施方式22：根据实施方式17-21中任一项所述的制品，进一步包括第三壁，所述第三壁设置为使得第二壁在第一壁和第三壁之间。
实施方式23：根据实施方式22所述的制品，进一步包括设置在第二壁和第三壁之间的第二隔热空间。
实施方式24：根据实施方式23所述的制品，进一步包括设置在第二隔热空间内的一部分反射材料。
实施方式25：根据实施方式1-24中任一项所述的制品，其中，第一隔热空间的压力为约1×10-4至约1×10-8托。
实施方式26：根据实施方式1-25中任一项所述的制品，其中，第一隔热空间不含氧化物。
实施方式27：根据实施方式1-26中任一项所述的制品，其中，设置在第一隔热空间内的反射材料不含氧化物。
实施方式28：一种电子部件，包括根据实施方式1-27中任一项所述的制品。
实施方式29：一种方法，包括：将至少一部分反射材料设置在两个壁之间的空间中；以及在所述空间内产生密封的真空。
实施方式30：根据实施方式29所述的方法，包括将多部分反射材料设置在真空密封空间中。
实施方式31：根据实施方式29所述的方法，其中，该方法产生根据实施方式1-27中任一项所述的制品。
实施方式32：一种真空隔热容器，包括：第一壁和第二壁，所述第一壁和第二壁限定设置在所述第一壁和第二壁之间的减压的第一隔热空间；第二壁包围第一壁以及第一壁包围并限定储存容积；第一导管，设置成使储存容积与容器外部的环境流体连通；与第一隔热空间连通的第一通气孔，为来自第一隔热空间的气体分子提供出口通道，第一通气孔是可密封的以便在气体分子通过第一通气孔排出后在第一隔热空间内保持第一真空；在第一通气孔处密封第一隔热空间的第一密封件；和设置在第一隔热空间内的至少一部分反射材料。
实施方式33：根据实施方式32所述的容器，其中，所述第一壁和第二壁中的至少一个包括曲线区域。
实施方式34：根据实施方式32-33中任一项所述的容器，其中，所述第一壁和第二壁中的至少一个包括直线区域。
实施方式35：根据实施方式32-34中任一项所述的容器，其中，所述储存容积相对于所述容器外部的环境是密封的
实施方式36：根据实施方式32-35中任一项所述的容器，其中，所述第一导管包括第一导管壁和第二导管壁，所述第一导管壁和第二导管壁在它们之间限定减压的隔热导管空间。
实施方式37：根据实施方式36所述的容器，其中，所述第一导管包括与隔热导管空间连通的第一通气孔，以便为来自隔热导管空间的气体分子提供出口通道，第一通气孔是可密封的以便在通过第一通气孔排出气体分子之后在隔热导管空间内保持第一真空，第一导管进一步包括在第一通气孔处密封第一隔热空间的第一密封件。
实施方式38：根据实施方式32-37中任一项所述的容器，进一步包括挡板壁，所述挡板壁设置在所述容器的第一壁内，所述挡板壁至少部分地包围所述储存容积，以及所述挡板壁和容器的第一壁在它们之间限定溢出容积，溢出容积能够与储存容积流体连通。
实施方式39：根据实施方式38所述的容器，进一步包括截流装置，所述截流装置配置成中断所述储存容积与所述溢出容积之间的流体连通。
实施方式40：根据实施方式39所述的容器，进一步包括溢出导管，所述溢出导管包括第一溢出导管壁和第二溢出导管壁，所述第一溢出导管壁和第二溢出导管壁在它们之间限定减压的隔热溢出导管空间。
实施方式41：根据实施方式40所述的容器，其中，所述溢出导管包括与所述隔热溢出导管空间连通的第一通气孔，以便为来自所述隔热溢出导管空间的气体分子提供出口通道，所述第一通气孔是可密封的以便在通过第一通气孔排出气体分子之后在隔热溢出导管空间内保持第一真空，第一溢出导管进一步包括在第一通气孔处密封第一隔热空间的第一密封件。
实施方式42：根据实施方式32-41中任一项所述的容器，进一步包括包围容器的外套材料。
实施方式43：根据实施方式42所述的容器，其中，所述外套材料接触容器的第二壁。
实施方式44：根据实施方式42-43中任一项所述的容器，其中，所述外套材料包含纺织复合材料、编织复合材料、无纺复合材料或它们的任何组合。
实施方式45：根据实施方式42-44中任一项所述的容器，其中，所述外套材料包围所述容器的表面积的至少50％。
实施方式46：根据实施方式32-45中任一项所述的容器，进一步包括设置在储存容积内的流体。
实施方式47：根据实施方式46所述的容器，其中，所述流体包括氢气。
实施方式48：根据实施方式32-47中任一项所述的容器，进一步包括与储存容积热连通的热源。
实施方式49：一种方法，包括：将一定量的流体置于根据实施方式1-17中任一项所述的容器的储存容积中。
实施方式50：根据实施方式49所述的方法，其中，所述流体包括氢气。
实施方式51：一种方法，包括：从实施方式32-48中任一项所述的容器的储存容积中移除一定量的流体。
实施方式52：一种方法，包括：从根据实施方式38所述的容器的溢出容积中移除一定量的流体。
实施方式53：根据实施方式51-52中任一项所述的方法，其中，所述流体包括氢气。

Claims (54)

1.一种真空隔热制品，包括：
第一壁和第二壁；
形成在所述第一壁和所述第二壁之间的第一隔热空间；
与所述第一隔热空间连通的第一通气孔，以便为来自所述第一隔热空间的气体分子提供出口通道，所述第一通气孔是可密封的以便在气体分子通过所述第一通气孔排出后在所述第一隔热空间内保持第一真空；
在所述第一通气孔处密封所述第一隔热空间的第一密封件；
设置在所述第一隔热空间内的多部分独立式反射材料；以及
设置在相邻的所述独立式反射材料之间的间隔物材料。
2.根据权利要求1所述的制品，其中，所述第一壁和第二壁以同心的方式设置。
3.根据权利要求1所述的制品，其中，所述第一壁和第二壁以平行的方式设置。
4.根据权利要求1所述的制品，其中，至少一部分所述独立式反射材料的特征在于为片的形式。
5.根据权利要求1所述的制品，其中，至少一部分所述独立式反射材料包含金属。
6.根据权利要求1所述的制品，其中，至少一部分所述独立式反射材料包括设置在其上的涂层。
7.根据权利要求6所述的制品，其中，所述涂层包括不粘涂层。
8.根据权利要求1所述的制品，其中，至少一部分所述独立式反射材料对于2微米至50微米范围内的波长具有小于0.4的发射率。
9.根据权利要求1所述的制品，进一步包括邻近所述第一壁、邻近所述第二壁，或邻近所述第一壁和所述第二壁设置的防护材料，所述防护材料设置用于减少所述反射材料与所述第一壁或所述第二壁之间的接触。
10.根据权利要求9所述的制品，其中，所述防护材料的特征在于为纺织的、图案化的或两者。
11.根据权利要求9所述的制品，其中，所述防护材料包含陶瓷。
12.根据权利要求4所述的制品，其中，所述片的特征在于呈螺旋形。
13.根据权利要求1所述的制品，其中，所述独立式反射材料的特征在于：(a)在所述独立式反射材料上具有被图案化的材料；(b)所述独立式反射材料被凹陷化、皱折化、被穿孔、皱纹化，或以其他方式粗糙化；或者(a)和(b)两者。
14.根据权利要求1所述的制品，进一步包括第三壁，所述第三壁设置为使得所述第二壁在所述第一壁和所述第三壁之间。
15.根据权利要求14所述的制品，进一步包括设置在所述第二壁和所述第三壁之间的第二隔热空间。
16.根据权利要求15所述的制品，进一步包括设置在所述第二隔热空间内的一部分反射材料。
17.一种真空隔热制品，包括：
第一壁和第二壁，所述第一壁和所述第二壁限定设置在它们之间的第一密封真空空间；
设置在所述第一密封真空空间内的多部分独立式反射材料；和
设置在相邻的所述独立式反射材料片之间的间隔物材料。
18.根据权利要求17所述的制品，其中，所述第一壁和所述第二壁中的至少一个包括不锈钢。
19.根据权利要求17所述的制品，其中，所述第一壁和所述第二壁的至少一部分彼此平行。
20.根据权利要求17所述的制品，其中，所述第一壁和所述第二壁中的至少一个是弯曲的。
21.根据权利要求17所述的制品，进一步包括邻近所述第一壁、邻近所述第二壁，或邻近所述第一壁和所述第二壁设置的防护材料。
22.根据权利要求17所述的制品，进一步包括第三壁，所述第三壁设置为使得所述第二壁在所述第一壁和所述第三壁之间。
23.根据权利要求22所述的制品，进一步包括设置在所述第二壁和所述第三壁之间的第二密封真空空间。
24.根据权利要求23所述的制品，进一步包括设置在所述第二密封真空空间内的一部分反射材料。
25.根据权利要求1所述的制品，其中，所述第一密封真空空间的压力为1×10-4托至1×10-8托。
26.根据权利要求1所述的制品，其中，所述第一密封真空空间不含氧化物。
27.根据权利要求1所述的制品，其中，设置在所述第一密封真空空间内的所述反射材料不含氧化物。
28.一种电子部件，包括根据权利要求1所述的制品。
29.一种制备真空隔热制品的方法，包括：将多部分独立式反射材料设置在两个壁之间的空间中；将间隔物材料设置在相邻的所述独立式反射材料片之间；以及在所述空间内产生密封的真空。
30.根据权利要求29所述的方法，其中，所述方法产生根据权利要求1所述的制品。
31.一种真空隔热容器，包括：
第一壁和第二壁，所述第一壁和所述第二壁限定设置在所述第一壁和所述第二壁之间的减压的第一隔热空间；
所述第二壁包围所述第一壁以及所述第一壁包围并限定储存容积；
第一导管，设置成使所述储存容积与所述容器外部的环境流体连通；和
与所述第一隔热空间连通的第一通气孔，以便为来自所述第一隔热空间的气体分子提供出口通道，所述第一通气孔是可密封的以便在气体分子通过所述第一通气孔排出后在所述第一隔热空间内保持第一真空；
在所述第一通气孔处密封所述第一隔热空间的第一密封件；以及
设置在所述第一隔热空间内的至少一部分独立式反射材料。
32.根据权利要求31所述的容器，其中，所述第一壁和所述第二壁中的至少一个包括曲线区域。
33.根据权利要求31所述的容器，其中，所述第一壁和所述第二壁中的至少一个包括直线区域。
34.根据权利要求31所述的容器，其中，所述储存容积相对于所述容器外部的环境是密封的。
35.根据权利要求31所述的容器，其中，所述第一导管包括第一导管壁和第二导管壁，所述第一导管壁和所述第二导管壁在它们之间限定减压的隔热导管空间。
36.根据权利要求35所述的容器，其中，所述第一导管包括与所述隔热导管空间连通的第一通气孔，以便为来自所述隔热导管空间的气体分子提供出口通道，所述第一通气孔是可密封的以在通过所述第一通气孔排出气体分子之后在所述隔热导管空间内保持第一真空，所述第一导管进一步包括在所述第一通气孔处密封所述第一隔热空间的第一密封件。
37.根据权利要求31所述的容器，进一步包括挡板壁，所述挡板壁设置在所述容器的所述第一壁内，所述挡板壁至少部分地包围所述储存容积，以及所述挡板壁和所述容器的所述第一壁在它们之间限定溢出容积，所述溢出容积能够与所述储存容积流体连通。
38.根据权利要求37所述的容器，进一步包括截流装置，所述截流装置配置成中断所述储存容积与所述溢出容积之间的流体连通。
39.根据权利要求38所述的容器，进一步包括溢出导管，所述溢出导管包括第一溢出导管壁和第二溢出导管壁，所述第一溢出导管壁和所述第二溢出导管壁在它们之间限定减压的隔热溢出导管空间。
40.根据权利要求39所述的容器，其中，所述溢出导管包括与所述隔热溢出导管空间连通的第一通气孔，以便为来自所述隔热溢出导管空间的气体分子提供出口通道，所述第一通气孔是可密封的以在通过所述第一通气孔排出气体分子之后在所述隔热溢出导管空间内保持第一真空，所述溢出导管进一步包括在所述第一通气孔处密封所述第一隔热空间的第一密封件。
41.根据权利要求31所述的容器，进一步包括包围所述容器的外套材料。
42.根据权利要求41所述的容器，其中，所述外套材料接触所述容器的所述第二壁。
43.根据权利要求41所述的容器，其中，所述外套材料包括纺织复合材料、编织复合材料、无纺复合材料或它们的任何组合。
44.根据权利要求41所述的容器，其中，所述外套材料包围所述容器的表面积的至少50％。
45.根据权利要求31所述的容器，进一步包括设置在所述储存容积内的流体。
46.根据权利要求45所述的容器，其中，所述流体包括氢气。
47.根据权利要求31所述的容器，进一步包括与所述储存容积热连通的热源。
48.一种应用根据权利要求31所述的真空隔热容器的方法，包括：将一定量的流体置于根据权利要求31所述的容器的储存容积中。
49.根据权利要求48所述的方法，其中，所述流体包括氢气。
50.一种应用根据权利要求31所述的真空隔热容器的方法，包括：从根据权利要求31所述的容器的储存容积中移除一定量的流体。
51.一种应用真空隔热容器的方法，包括：从所述容器的溢出容积中移除一定量的流体，所述容器包括：
第一壁和第二壁，所述第一壁和所述第二壁限定设置在所述第一壁和所述第二壁之间的减压的第一隔热空间；
所述第二壁包围所述第一壁以及所述第一壁包围并限定储存容积；
第一导管，设置成使所述储存容积与所述容器外部的环境流体连通；和
与所述第一隔热空间连通的第一通气孔，以便为来自所述第一隔热空间的气体分子提供出口通道，所述第一通气孔是可密封的以便在气体分子通过所述第一通气孔排出后在所述第一隔热空间内保持第一真空；
在所述第一通气孔处密封所述第一隔热空间的第一密封件；
设置在所述第一隔热空间内的至少一部分独立式反射材料，
所述容器进一步包括挡板壁，所述挡板壁设置在所述容器的所述第一壁内，所述挡板壁至少部分地包围所述储存容积，以及所述挡板壁和所述容器的所述第一壁在它们之间限定溢出容积，所述溢出容积能够与所述储存容积流体连通。
52.根据权利要求51所述的方法，其中，所述流体包括氢气。
53.根据权利要求1所述的制品，其中，所述间隔物材料包括：(a)刻痕、折痕，或皱纹；(b)在所述间隔物材料上印刷的表面图案；或者(a)和(b)两者。
54.根据权利要求1所述的制品，进一步包括邻近所述第一壁、邻近所述第二壁，或邻近所述第一壁和所述第二壁设置的防护材料，所述防护材料设置用于减少所述反射材料与所述第一壁或所述第二壁之间的接触。
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