CN109997005B

CN109997005B - 真空绝热体

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Publication number: CN109997005B
Application number: CN201780055083.6A
Authority: CN
Inventors: 安德里亚斯·温克勒; 约亨·海梅耶
Original assignee: LIBO HAIER HOUSEHOLD APPLIANCES OCHSENHAUSEN CO; Liebherr Home Appliances Lienz Co ltd
Current assignee: LIBO HAIER HOUSEHOLD APPLIANCES OCHSENHAUSEN CO; Liebherr Home Appliances Lienz Co ltd
Priority date: 2016-09-13
Filing date: 2017-09-12
Publication date: 2021-08-03
Anticipated expiration: 2037-09-12
Also published as: WO2018050279A1; DE102017117733A1; US20190170430A1; CN109997005A; MY196454A; RU2727433C1; EP3452768A1; EP3452768B1; US10690395B2; ES2875723T3

Abstract

一种真空绝热体，其包括至少一种真空密闭的覆盖物，所述覆盖物围绕至少一个抽空的区域，其中一种或多种芯材料布置在所述抽空的区域中，并且其中所述真空密闭的覆盖物具有至少一个抽空开口，所述抽空开口设置有至少一个阀，所述阀具有至少一个阀盘，所述阀盘在打开状态下打开抽空开口，并且在关闭状态下释放所述抽空开口，其中用于真空密闭密封抽空开口的机构布置在阀盘的密封区域外部。

Description

真空绝热体

本发明涉及真空绝热体，其包括至少一种真空密闭的覆盖物，所述覆盖物围绕至少一个抽空的区域，其中一种或多种芯材料如珍珠岩布置在所述抽空的区域中。

通常可选择在真空室内部或外部抽空这种真空绝热体，其中真空绝热体的抽空开口的关闭对于真空室外部的抽空是特别重要的。一方面，真空绝热体的抽空开口在抽空过程中必须具有足够大的横截面，以便迅速排气或抽空；另一方面，在进行抽空之后，必须再次可靠地并且以气密方式关闭该开口。为了达到真空绝热体的典型使用寿命，进入完全真空的绝热体(即所使用的真空绝热体)的气体引入速率应在10^-8-10^-7mbar*l/s的范围内。

真空密闭的覆盖物优选地部分或完全由一种或多种高阻隔膜形成。

从现有技术中已知，在具有抽空喷嘴的薄膜覆盖的真空绝热体的情况下，将薄膜管放置在真空密闭的覆盖物或抽空喷嘴处，其中使所需的抽空横截面保持开放的抽空管在抽空过程中被引导穿过所述薄膜管。一旦完成抽空过程，就将抽空管从薄膜管中取出，然后将后者热密封。

此外，从金属覆盖的真空绝热板领域中已知，通过放置在抽空开口上方的吸盘进行抽空，并且一旦抽空过程发生，则通过连接在真空空间中的设备或通过焊接工艺关闭抽空开口。

本发明的基本目的是进一步开发一种最初提到的种类的真空绝热体，使得它可以以相对简单的方式被抽空。

该目的通过具有权利要求1的特征的真空绝热体来实现。

因此提供的是，真空密闭的覆盖物具有至少一个抽空开口，所述抽空开口设置有至少一个阀，所述阀具有阀盘，所述阀盘在打开状态下打开所述抽空开口，并且在关闭状态下释放所述抽空开口，其中用于真空密闭密封所述抽空开口的机构布置在所述阀盘的密封区域外部。

通过这样的真空绝热体可以使真空绝热体的抽空喷嘴在不同的抽空站之间转移的时间内或者在两个抽空过程之间的时间内至少以气密方式关闭，使得没有大量的气体渗透到真空绝热体的内部，从而显著增加其导热性。该关闭必须能够在可能的情况下再次打开到完整的横截面，以用于后期或用于进一步的抽空步骤。真空绝热体的阀盘用于此目的，其可以在关闭位置和打开位置之间来回移动，并且打开以重复抽空过程。

如果阀盘处于关闭位置，则部分抽空的真空绝热体可以被带到新的抽空站，而没有大量气体渗透到真空绝热体中的任何风险。

在这一点上指出的是，术语“阀盘”包括适用于关闭阀开口或抽空喷嘴的任何希望的元件。这里的阀盘可以是板形的，但是本发明也涵盖任何其他形状。

根据本发明，对阀盘的这些中间(即非最终)封闭的典型密封紧密性要求在10^-5-10^-3mbar*l/s的进入真空绝热体的气体引入速率的范围内。

一旦真空绝热体的抽空终止，就会发生围绕阀盘的密封区域的真空密闭密封(＝最终密封)，从而确保仍然仅存在非常小的气体引入速率或仅有非常少的气体每单位时间通过抽空口进入真空绝热体。真空密闭密封可以例如通过多个塑料层的配合进行，所述塑料层例如通过热作用密封在一起。

聚烯烃，特别是聚乙烯可以例如被认为是塑料。

如上所述，阀盘还必须在阀的关闭状态下提供一定的密封效果。因此优选地提供的是，阀盘在所述阀的关闭状态下与至少一个阀座配合，所述阀座的密封材料的肖氏硬度≤80肖氏硬度，优选≤40肖氏硬度。密封材料还可以供选择地或另外地布置在阀盘处。

在本发明的另一个实施方案中提供的是，阀盘包含至少一种磁性材料，特别是铁磁性材料，所述材料布置成使得其可以与至少一种外部磁体(即，不属于真空绝热体的磁体)，特别是电磁体配合。因此可以通过施加磁力来移动阀盘。在此特别有利的是，磁体或电磁体是吸盘或另一种抽吸机构的部件，其密封地放置在抽空开口周围的真空绝热体上。

在本发明的另一个实施方案中提供的是，阀盘和/或与阀盘配合的阀座具有至少一个定心辅助机构，从而确保阀盘正确地布置在阀座中。阀盘和/或阀座可设置有一个或多个，优选外周的密封材料，以在关闭的阀盘的情况下具有存在足够的气密性的效果。

阀盘和/或阀座可以是全部或部分弹性的。这带来的优点是，阀盘或阀座的任何不规则形状都不会导致泄漏，而是通过相应的其他部件的弹性变形来补偿。如上所述，有利的是，阀盘和/或阀座具有至少一个密封件，特别是扁平密封件，其临时，即在两个抽空过程之间密封所述阀。

在本发明的另一个实施方案中提供的是，阀在没有任何真空密闭密封的关闭状态下密封，即在最终密封之前密封，使得通过阀的气体引入速率在10^-5-10^-3mbar*l/s的范围内。

另外提供的是，用于真空密闭密封的机构部分或全部由一种或多种气密性薄膜，特别是高阻隔膜形成。这里可以想到的是，其中一种膜是真空绝热体的阀的部件，并且其中一种膜形成真空绝热体的外部覆盖物的区域。一旦在真空绝热体内达到足够的真空水平，就会发生围绕抽空开口的真空密闭密封，即最终密封，从而防止或减少通过抽空开口的另外的气体引入。

在本发明的另一个实施方案中提供的是，真空绝热体具有至少一个稳定的区域元件，特别是一块金属片，其一方面形成所述阀盘的阀座或其部分区域，并且另一方面充当真空密闭密封步骤的支撑件。因此，这块金属板可以是真空绝热体的部分，其在其外侧被薄膜覆盖，特别是被真空密封薄膜覆盖，例如被高阻隔膜覆盖。所述区域元件可以配置成使得当阀盘处于关闭位置时阀与围绕阀的部分齐平地终止，从而整体实现平坦表面。

本发明还涉及一种装置，该装置包括至少一个根据权利要求1至10中任一项所述的真空绝热体和至少一个放置到真空绝热体的抽空开口上的吸盘，所述吸盘以密封方式位于所述真空绝热体上围绕抽空开口的区域中，并且所述吸盘具有至少一个具有真空的区域，在所述区域中布置有至少一个用于打开所述阀的提升元件。因此，真空绝热体的内部可以被抽空，其中提升元件或另一种元件任选地也适用于在抽空过程发生之后再次关闭阀，优选地提供的是，所述提升元件被设计为电磁体。

在本发明的该实施方案中，吸盘因此不仅用于抽空真空绝热体，而且同时影响阀盘的状态。吸盘具有一个或多个提升元件，例如电磁体，其在运行中或者根据运行状态升高阀盘并因此打开抽空开口，从而可以抽空真空绝热体。随后，同样通过电磁体或简单地通过切断电磁体，通过将阀盘移回到阀座上，可以实现阀的关闭。可以由已经存在于真空绝热体中的真空引起或辅助该移动。

本发明还涉及抽空一个或多个根据权利要求1至10中任一项所述的真空绝热体的方法。该方法的特征在于，至少一个吸盘放置在真空绝热体上，用于抽空真空绝热体，所述吸盘密封所述阀盘周围的区域并且具有至少一个提升元件，所述阀盘被提升以用于抽空，并且所述抽空开口因此被打开，并且所述阀盘在抽空后再次被降低到抽空开口上。该降低例如可以通过存在于真空绝热体中真空引起，或者还可以通过电磁体或另外的提升元件引起。

如上所述，提升元件可以由电磁体形成。

在本发明的另一个实施方案中提供的是，真空绝热体的抽空过程优选地在一个或多个吸盘处顺序进行，并且真空绝热体的抽空开口在所述真空绝热体在抽空站之间或在两个抽空过程之间转移时由所述阀盘关闭，任选地在相同的吸盘处关闭。

在时间上彼此跟随的多个抽空过程通常可以在不同的吸盘处或在相同的吸盘处进行。在两种情况下重要的是，在两个抽空过程之间通过阀盘进行抽空喷嘴即抽空开口的气密密封。

如上所述，有利的是真空密闭密封在最后的抽空过程之后进行，真空密闭密封优选在真空中进行。在本发明的框架内指定的真空密闭密封也可以称为真空密闭的最终密封，因为它优选地代表抽空过程的最后步骤。

当真空绝热体不是在一个步骤中抽空时，而是当需要多个抽空步骤以达到期望的最终真空时，总是可以有利地使用本发明。

我们通过举例的方式参考德国专利申请10 2015 008 162.4、10 2015 008 130.6和10 2015 008 159.4中描述的程序，并且这些程序与本发明的主题相关。

本发明还涉及一种绝热容器，优选为冷藏单元和/或冷冻单元，其具有至少一个温度受控且优选冷却的内部空间，并且具有至少一个壁，优选外壁，所述壁至少局部围绕温度受控且优选冷却的内部空间，其中至少一个根据权利要求1至10中任一项所述的真空绝热体位于温度受控且优选冷却的内部空间和壁之间。

优选地提供的是，除了真空绝热体或多个真空绝热体之外不存在另外的绝热件，并且因此它是全真空单元或全真空容器。

然而，本发明还涵盖以下实施方案，其中除了所述真空绝热体之外还存在至少一种另外的绝热材料。

根据单元的类型(冷藏单元、加热箱等)冷却或加热温度受控的内部空间。在本发明意义上的绝热容器具有至少一个温度受控的内部空间，其可以被冷却或加热，使得温度导致内部空间低于或高于例如21℃的环境温度。因此，本发明不限于冷藏单元和/或冷冻单元，而是通常应用于具有温度受控的内部空间的单元，例如也用于加热箱或热箱。

关于根据本发明的这种容器，根据本发明的真空绝热体优选地代表全真空系统，其布置在限定容器或单元的内部空间的内壁与容器或单元的外壳之间的空间中。应理解绝热是通过全真空系统产生的，该全真空系统仅包括或主要包括填充有芯材料的抽空的区域。该区域的边界可以例如通过真空密封薄膜形成，并且优选通过高阻隔膜形成。因此，只有这样的薄膜体可以作为绝热件存在于容器(优选为单元)的内壁和容器(优选为单元)的外壳之间，其具有被真空密封薄膜围绕的区域，在所述区域中存在真空并且其中布置有芯材料。除了在容器或单元的内侧和外侧之间的全真空系统之外，优选地不提供发泡和/或真空绝热板作为绝热件或不提供另外的绝热件。

这种以全真空系统形式的绝热件的优选形式可以在限定内部空间的壁和胎体的外壳之间和/或在关闭元件的内侧和外侧之间延伸，所述关闭元件例如门、翻盖、盖子等。因此，这适用于除了真空绝热体或多个真空绝热体之外还存在另外的绝热材料的实施方案。

可以获得全真空系统，使得用芯材料填充气密性薄膜的覆盖物，随后以真空密闭的方式密封。在一个实施方案中，覆盖物的填充和真空密闭密封两者都在正常或环境压力下进行。然后通过连接合适的接口进行抽空，该接口被插入到覆盖物中，即以抽空喷嘴的形式，并且具有连接吸盘或真空泵的阀。在抽空期间，正常或环境压力优选地存在于覆盖物外部。在该实施方案中，优选在制备的任何时间都不需要将覆盖物引入真空室中。在该情况下的一个实施方案中，在制备真空绝热的过程中可以省去真空室。

在一个实施方案中提供的是，根据本发明的容器是冷藏单元和/或冷冻单元，特别是家用电器或商用冷藏柜。这样的单元例如，包括设计用于家庭、旅馆房间、商业厨房或酒吧中的固定装置。例如，它还可以是一个酒柜。此外，本发明还涵盖了卧式冷藏机和/或冷冻机。根据本发明的单元可以具有用于连接到电源的接口，特别是连接到家用市电电源(例如插头)和/或可以具有站立辅助或安装辅助机构，例如调节支脚或用于固定在家具格(furniture niche)内的接口。例如，该单元可以是内置单元，也可以是独立单元。

容器或单元优选地配置成使得它可以在交流电压下操作，例如120V和60Hz或230V和50Hz的家用电源电压。在供选择的实施方案中可以设想，容器或单元被配置成使得其可以在例如5V、12V或24V的电压的直流电流下操作。在该实施方案中可以提供的是，插头电源设置在单元的内部或外部，通过该插头电源操作该单元。当容器具有用于控制内部空间温度的热电热泵时，尤其可以使用在直流电压下的操作。

特别地，可以提供的是，冷藏单元和/或冷冻单元具有柜式设计并且具有用户可在其前侧(在卧式的情况下在其上侧)可接近的有用空间。有用的空间可以分成多个隔室，这些隔室全部在相同温度或不同温度下运行。供选择地，可以仅提供一个隔室。还可以在有用的空间内或隔室内提供存储辅助设备，例如托盘、抽屉或瓶架(在卧式的情况下还有分隔板)，以确保冷藏货物或冷冻货物的理想储存，并且理想地使用空间。

有用的空间可以通过至少一个围绕垂直轴可枢转的门关闭。在卧式的情况下，可以想到围绕水平轴可枢转的盖子或滑动盖作为关闭元件。门或另外的闭合元件可以通过处于关闭状态的外周磁性密封件以基本上气密的方式连接到构架。门或另外的关闭元件优选地也是绝热的，其中绝热能够通过发泡和任选地通过真空绝热板实现，或者还优选地通过真空系统实现，特别优选地通过全真空系统实现。门存储区域可以任选地设置在门的内侧，以便也能够在那里存储冷藏货物。

在一个实施方案中，它可以是小型设备。在这样的单元中，由容器的内壁限定的有用的空间的体积例如小于0.5m³，小于0.4m³或小于0.3m³。容器或单元的外部尺寸优选地关于高度、宽度和深度在最多达1m的范围内。

真空密闭或防扩散覆盖或真空密闭或防扩散连接或术语高阻隔膜优选地理解为覆盖物或理解为连接或薄膜，通过该连接或薄膜引入真空绝热体中的气体大幅减少以使得由于气体引入导致的真空绝热体的热导率的增加在其使用寿命期间足够低。例如，使用寿命被认为是15年，优选地20年，特别优选地30年的时间段。由气体引入引起的真空绝热体的热导率的增加在其使用寿命期间优选地<100％，特别优选地<50％。

覆盖物或连接或高阻隔膜的表面特定气体流动速率优选地<10^-5mbar*l/s*m²，特别优选地<10^-6mbar*l/s*m²(根据ASTM D-3985测量)。该气体流动速率适用于氮和氧。对于其他类型的气体(特别是蒸汽)，同样存在低气体流动速率，优选地在<10^-2mbar*l/s*m²的范围内，特别优选地在<10^-3mbar*l/s*m²的范围内(根据ASTM F-1249-90测量)。上述热导率的小幅增加优选地通过这些小的气体流动速率实现。

由真空板领域已知的覆盖系统是所谓的高阻隔膜。优选理解在本发明的框架内是具有一个或多个阻隔层(通常为金属层或氧化物层，其中铝和氧化铝优选分别用作金属或氧化物)的单层或多层膜(优选能够密封)，其为气体引入的阻隔层满足上述要求(热导率和/或表面特定气体流动速率增加)。

上述值或高阻隔膜的组成是示例性的，优选的值不限制本发明。

将参考附图中所示的实施方案更详细地解释本发明的进一步的细节和优点。示出了：

图1：在抽空开口的区域中贯穿根据本发明的真空绝热体的剖视图；

图2：根据图1的剖视图，其上放置有吸盘；

图3：贯穿带有插入的阀盘的抽空开口的剖视图；和

图4：在其上放置有吸盘的抽空开口的区域中贯穿真空绝热体的剖视图。

图1示出了根据本发明的真空绝热体，其具有附图标记10。

真空绝热体10包括诸如珍珠岩的芯材料，其用作用于抽空状态的支撑材料。该芯材料被真空密闭的覆盖物优选为高阻隔膜20围绕，其防止气体进入真空绝热体达到不允许的高的程度。附图标记可以形成双面薄膜片。

附图标记30表示真空绝热体的薄膜材料中的开口，即抽空开口。所谓的吸附泵，即主流量分配器32和诸如沸石34的气体吸收材料的机构，位于真空绝热体内的抽空开口下方。

流量分配器的任务是在抽空过程中配置真空绝热体内的流动，使得尽可能多的区域可以被均匀地抽空或将流动朝向抽空开口输送。沸石34的任务是吸附分子如水。

薄膜材料20是该吸附泵36的双面薄膜片，并且如上所述，可以设计为高阻隔膜。它可以是与真空绝热体的实际真空密闭的覆盖物相同的薄膜材料，或者也可以是不同的薄膜。

附图标记22表示吸附泵的一个金属片零件，如图1所示，在真空绝热体中位于下方，即指向内侧。用关闭的阀盘提供密封的扁平密封件用附图标记40标记。阀盘用附图标记50表示，其铁芯用附图标记60表示。出于最终密封的目的由吸附泵36的薄膜片20密封的薄膜片70位于阀盘50的上侧。

阀盘50可在两个不同位置之间来回移动。在根据图1所示的位置，它打开抽空开口，从而可以进行抽空过程。

抽空状态由图2得出。在该状态下，抽吸泵100放置在薄膜20上或向外放置在真空绝热体上。

吸盘密封抽空开口30周围的区域是通过密封件或通过至少一个外周密封件110(例如O形环密封件)实现的。

用于用集成补偿材料的最终密封的加热(可选地永久加热)机构由附图标记130标记，并且在抽空过程结束时是需要的。附图标记140表示吸盘100的电磁体，其被驱动以打开和关闭阀盘50。在此处所示的状态下，阀盘50处于打开状态。

附图标记150通常标记打开阀盘的开启器。附图标记160表示真空连接器，带有集成管线的真空套管标记为170。

图3示出了处于关闭状态的阀盘50。

从图3中可以看出，金属片零件22在阀盘的区域中，即在阀座中具有凹槽，即被深冲，使得阀盘仅不显著地在处于关闭状态的吸附泵的上侧突出。阀盘例如可以由塑料制成，或者可以具有例如塑料盖51，所述塑料盖具有例如2mm的厚度，并且中心有一个定位销52，其确保阀盘50正确插入。附图标记24表示阀座区域中的密封件，其例如可以具有1mm的高度。

附图标记30表示由吸附泵100的电磁体驱动的铁芯。

在真空绝热体的上侧上方的阀盖的悬垂部分用L标记，并且例如等于1.5mm。

在密封期间对折痕形成特别重要的区域被圈出。

最后，图4示出了处于打开状态的阀盘50，其具有吸盘100和真空绝热体的上部区域。

在所有附图中，相同或具有相同功能的零件具有相同的附图标记。

Claims

1. 一种真空绝热体，其包括至少一种真空密闭的覆盖物，所述覆盖物围绕至少一个抽空的区域，其中一种或多种芯材料布置在所述抽空的区域中，

所述真空密闭的覆盖物具有至少一个

抽空开口，所述抽空开口设置有至少一个阀，所述阀具有一个阀盘，所述阀盘在打开状态下打开所述抽空开口，并且在关闭状态下释放所述抽空开口，

其特征在于：

其中用于真空密闭密封抽空开口的机构布置在所述阀盘的密封区域外部且位于所述阀盘的上侧。

2. 根据权利要求 1 所述的真空绝热体，其特征在于，所述用于真空密闭密封的机构由一个或多个塑料层形成；和/或其特征在于，所述真空密闭密封被配置成使得在具有真空密闭密封的状态下，通过所述抽空开口的气体引入速率在

的范围内。

3. 根据权利要求 2 所述的真空绝热体，其特征在于，所述塑料为聚烯烃。

4. 根据前述权利要求中任一项所述的真空绝热体，其特征在于，所述阀盘在所述阀的关闭状态下与阀座配合，所述阀座的密封材料的肖氏硬度≤ 80肖氏硬度。

5.根据权利要求4所述的真空绝热体，其特征在于，所述阀盘具有至少一种磁性材料，所述磁性材料为铁磁性材料，所述材料布置成使得其可以与至少一种外部磁体配合，所述外部磁体为电磁体。

6.根据权利要求4所述的真空绝热体，其特征在于，所述阀盘和/或与关闭的阀的阀盘配合的所述阀座具有至少一个定心辅助机构。

7.根据权利要求4所述的真空绝热体，其特征在于，所述阀盘和/或与关闭的阀的阀盘配合的所述阀座是完全或部分弹性的，所述阀盘和/或所述阀座具有至少一个密封阀的密封件，所述密封件为扁平密封件。

8. 根据权利要求4所述的真空绝热体，其特征在于，所述阀在关闭状态下在没有真空密闭密封的情况下密封，使得通过所述阀的气体引入速率在

的范围内。

9.根据权利要求4所述的真空绝热体，其特征在于，所述用于真空密闭密封的机构部分或全部由一种或多种高阻隔膜形成。

10.根据权利要求4所述的真空绝热体，其特征在于，所述真空绝热体具有至少一个稳定的区域元件，所述区域元件为一块金属片，其一方面形成所述阀盘的阀座，并且另一方面充当真空密闭密封步骤的支撑件。

11. 根据权利要求 10 所述的真空绝热体，其特征在于，所述区域元件配置成使得阀与围绕所述阀的部分齐平地终止，并在关闭状态下整体形成平坦表面。

12. 一种装置，其包括至少一个根据权利要求 1 至 10 中任一项所述的真空绝热体和至少一个放置在所述真空绝热体的抽空开口上的吸盘，其中所述吸盘在所述抽空开口周围的区域中密封地位于所述真空绝热体上，并且其中所述吸盘具有至少一个处于真空的区域，在所述区域中布置至少一个提升元件以打开所述阀，使得所述真空绝热体的内部可以被抽空，其中所述提升元件或另一个元件适用于在抽空过程发生之后再次关闭阀，所述提升元件被设计为电磁体。

13. 一种抽空根据权利要求 1 至 10 中任一项所述的真空绝热体的方法，其特征在于，至少一个吸盘放置在真空绝热体上，用于抽空所述真空绝热体，所述吸盘密封所述阀盘周围的区域并且具有至少一个提升元件，所述阀盘被提升以用于抽空，并且所述抽空开口因此被打开，并且所述阀盘在抽空后再次被降低到抽空开口上。

14. 根据权利要求 13 所述的方法，其特征在于，所述阀盘通过所述吸盘的至少一个电磁体移动。

15. 根据权利要求 13 或权利要求 14 所述的方法，其特征在于，所述真空绝热体的抽空过程在一个或多个吸盘处顺序进行；并且其特征在于，所述真空绝热体的抽空开口在所述真空绝热体在抽空站之间或在两个抽空过程之间转移时由所述阀盘关闭。

16. 根据权利要求 13 所述的方法，其特征在于，所述真空密闭密封在最后的抽空过程之后进行，其中所述真空密闭密封在真空中进行。

17.一种绝热容器，为冷藏单元和/或冷冻单元，其具有至少一个

温度受控且冷却的内部空间，并且具有至少一个壁，所述壁至少局部围绕温度受控且冷却的内部空间，其中至少一个根据权利要求 1 至 10 中任一项所述的真空绝热体位于所述温度受控且冷却的内部空间和壁之间。

18. 根据权利要求 17 所述的绝热容器，其特征在于，除了真空绝热体以外，在所述内部空间和所述壁之间不存在另外的绝热件。