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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Vakuum-Wärmedämmkörper und einen Wärmedämmbehälter und eine Wärmedämmwand, die selbige verwenden.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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In den letzten Jahren wird als Maßnahme gegen die globale Erwärmung eine Energieeinsparung stark gefordert, und die Energieeinsparung ist ein dringendes Problem bei elektrischen Haushaltsgeräten. Insbesondere in einem Kühlschrank, einem Gefrierschrank oder bei der Warm- und Kalt-Lagerung, wie in einem Verkaufsautomaten, wird vom Gesichtspunkt der effizienten Wärmenutzung ein Wärmedämmmaterial (Wärmedämmstoff) mit ausgezeichneten Wärmedämmeigenschaften gewünscht.
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Als allgemeiner Wärmedämmstoff (Wärmedämmmaterial) wird Faserdämmstoff wie Glaswolle oder ein geschäumter Körper wie Urethanschaum verwendet. Um jedoch die Wärmedämmeigenschaften dieser Wärmedämmstoffe zu verbessern, ist es erforderlich, die Dicke des Wärmedämmstoffs zu erhöhen, und in einem Fall, in dem die Größe des Platzes, in den der Wärmedämmstoff gefüllt wird, begrenzt ist und daher eine Platzeinsparung oder eine effektive Ausnutzung des Platzes erforderlich ist, kann der Wärmedämmstoff nicht verwendet werden.
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Folglich wird ein Vakuum-Wärmedämmstoff als Wärmedämmstoff mit hoher Wärmedämmleistung vorgeschlagen. Der Vakuum-Wärmedämmstoff ist ein Wärmedämmkörper, in dem ein Kernmaterial, das die Funktion eines Abstandshalters aufweist, in ein Hüllelement eingesetzt ist, das Gasbarrieren-Eigenschaften aufweist, und durch Evakuieren des Inneren versiegelt wird.
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Der Vakuum-Wärmedämmstoff weist Wärmedämmeigenschaften auf, die ungefähr 20-mal größer sind als die Wärmedämmeigenschaften von Urethanschaum. Somit weist der Vakuum-Wärmedämmstoff so ausgezeichnete Eigenschaften auf, dass sogar wenn die Dicke des Vakuum-Wärmedämmstoffs verringert wird, ausreichende Wärmedämmeigenschaften erzielt werden können.
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Folglich erfüllt der Vakuum-Wärmedämmstoff die Kundenanforderungen, ein Innenvolumen eines Wärmedämmgehäuses zu vergrößern. Außerdem erregt der Vakuum-Wärmedämmstoff Aufmerksamkeit als ein effektives Element zur Energieeinsparung, da er die Wärmedämmeigenschaften verbessert.
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Ferner sind in dem Kühlschrank oder dergleichen, in dem der Vakuum-Wärmedämmstoff zusätzlich zwischen einem inneren Kasten und einem äußeren Kasten des Wärmedämmgehäuses angeordnet ist, das ein Kühlschrankgehäuse bildet, und in dem ferner Urethanschaum aufgeschäumt und eingefüllt ist, die Wärmedämmeigenschaften verbessert, und ein Innenvolumen des Wärmedämmgehäuses ist vergrößert (siehe zum Beispiel PTL 1).
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Ferner wird in letzter Zeit in Erwägung gezogen, den Vakuum-Wärmedämmstoff für einen Gefrierbehälter zu verwenden, in dem Objekte bei einer Temperatur gelagert werden, die niedriger ist als die in einem Kühlschrank, oder für einen Tank für flüssiges Erdgas (LNG) oder dergleichen, in dem Objekte bei ultraniedriger Temperatur gelagert werden müssen, die noch tiefer ist als die des Gefrierbehälters (siehe zum Beispiel PTL 2).
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Wenn der Vakuum-Wärmedämmkörper in dem Gefrierbehälter eingesetzt wird, kann wegen seiner guten Wärmedämmeigenschaften die Energieeinsparung vergrößert werden. Wenn der Vakuum-Wärmedämmkörper in einem Gefrierbehälter wie einem LNG-Tank eingesetzt wird, kann ferner das Eindringen von Wärme in den Wärmedämmbehälter effizient unterbunden werden, und daher kann die Erzeugung von abdampfendem Gas (boil off gas, BOG) verringert werden.
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Da jedoch die Kühl-Lagertemperatur des Gefrierbehälters ungefähr in einem Bereich von –60°C bis –25°C liegt und ferner eine Temperatur von LNG die ultraniedrige Temperatur von –162°C ist, ist ein Vakuum-Wärmedämmkörper mit Wärmedämmeigenschaften erforderlich, die so groß wie möglich sind, und daher wird es gewünscht, die Wärmedämmeigenschaften weiter zu verbessern.
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Die vorliegende Erfindung wurde angesichts solcher Gegebenheiten gemacht, und ein Ziel von ihr ist es, die Wärmedämmeigenschaften eines Vakuum-Wärmedämmkörpers zu verbessern, der einen Wärmedämmbehälter oder dergleichen ausbildet.
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Liste der Anführungen
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Patentliteratur
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- PTL 1: Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2013-53822
- PTL 2: Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2010-249174
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ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Vakuum-Wärmedämmkörper: ein Kernmaterial mit Luftdurchlässigkeit; und ein Hüllelement, das das Kernmaterial unter Vakuum versiegelt, wobei das Kernmaterial aus mindestens zwei Schichten aus Wärmedämm-Kernmaterialien mit unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeiten ausgebildet ist, wobei mindestens zwei der mindestens zwei Schichten der Wärmedämm-Kernmaterialien, die das Kernmaterial bilden, aus Materialien ausgebildet sind, die Änderungsgradienten der Wärmeleitfähigkeit aufweisen, die sich entsprechend der Temperatur ändern, wobei die Änderungsgradienten der Wärmeleitfähigkeit der Wärmedämm-Kernmaterialien einander überschneiden.
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Damit weist der Vakuum-Wärmedämmkörper zwei Schichten der Wärmedämm-Kernmaterialien auf, die unterschiedliche Wärmeleitfähigkeiten in einem Vakuum-Zustand aufweisen, und die Wärmedämmeigenschaften werden in einem breiten Temperaturbereich größer im Vergleich zu einer herkömmlichen Konfiguration, in der eine einzelne Schicht des Wärmedämm-Kernmaterials, das nur aus Faserstoff wie Glaswolle oder Steinwolle ausgebildet ist, unter Vakuum versiegelt wird, und daher können die guten Wärmedämmeigenschaften in einem ultraniedrigen Temperaturbereich erzielt werden. Somit kann der Vakuum-Wärmedämmstoff, der in der Lage ist, Wärme effektiv in einem breiten Temperaturbereich zu dämmen, von einem Kühlschrank bis zu einem Wärmedämmbehälter, der ein Objekt auf ultraniedriger Temperatur hält, wie LNG oder Wasserstoffgas, geschaffen werden. Ferner kann eine Dicke einer Wand einer Wärmedämmstruktur, die ausgebildet wird, indem der Vakuum-Wärmedämmkörper verwendet wird, verringert werden, da die Wärmedämmeigenschaften verbessert werden.
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Zuerst wird das Wissen der Erfinder, die eine solche Erfindung erzielt haben, beschrieben.
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Die vorliegenden Erfinder haben eine Studie durchgeführt, in der Arten von Kernmaterialien, die Stärke des Vakuums und das Hüllelement geändert und kombiniert wurden, um die Wärmedämmeigenschaften des Wärmedämmkörpers zu verbessern. Als Ergebnis kann man folgende Erkenntnisse erhalten.
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Das heißt, man erhält die Kenntnis, dass, wenn ein Kunstharzschaum wie z. B. Beispiel offenporiger Urethanschaum, als Kernmaterial anstelle von geschlossenporigem Urethanschaum verwendet und unter Vakuum versiegelt wird, sich die Wärmeleitfähigkeit λ im Vergleich zu der von unter Atmosphärendruck verwendetem geschlossenporigem Urethanschaum verringert (die Wärmedämmeigenschaften werden verbessert). Als Nächstes werden mindestens zwei Arten von Wärmedämm-Kernmaterialien mit unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeiten λ eingefüllt und unter Vakuum im Hüllelement versiegelt. Materialien der zwei Arten von Wärmedämm-Kernmaterialien weisen Änderungsgradienten der Wärmeleitfähigkeit λ auf, die sich entsprechend der Temperaturänderung ändern, und die Änderungsgradienten der Wärmeleitfähigkeit der Wärmedämm-Kernmaterialien überschneiden sich entsprechend der Änderung einer mittleren Temperatur eines Objektes, das wärmegedämmt werden soll. Entsprechend der Kombination der Materialien erhält man die Erkenntnis, dass die Wärmedämmeigenschaften im niedrigen Temperaturbereich verbessert werden.
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Die vorliegende Erfindung wird auf der Grundlage dieses Wissens erzielt, und wie oben beschrieben ist der Wärmedämmkörper ausgebildet, indem mindestens zwei Schichten der Wärmedämm-Kernmaterialien mit unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeiten im Hüllelement unter Vakuum versiegelt werden. Ferner weist der Vakuum-Wärmedämmkörper zwei Schichten der Wärmedämm-Kernmaterialien auf, die unterschiedliche Wärmeleitfähigkeiten in einem Vakuum-Zustand aufweisen, und daher weist der Vakuum-Wärmedämmkörper gute Wärmedämmeigenschaften in einem breiten Temperaturbereich auf im Vergleich zu der herkömmlichen Konfiguration, in der eine einzelne Schicht des Wärmedämm-Kernmaterials, das aus Faserstoff wie Glaswolle oder Steinwolle ausgebildet ist, unter Vakuum versiegelt ist. Insbesondere weist der Vakuum-Wärmedämmkörper die guten Wärmedämmeigenschaften im ultraniedrigen Temperaturbereich auf, und ferner kann die Dicke der Wand der Wärmedämmstruktur, die ausgebildet wird, indem der Vakuum-Wärmedämmkörper verwendet wird, verringert werden, da die Wärmedämmeigenschaften verbessert werden, und daher kann eine effektive Technik des Wärmedämmkörpers geschaffen werden, wie etwa der Wärmedämmbehälter, der eine Substanz auf ultraniedriger Temperatur hält, wie etwa LNG oder Wasserstoffgas.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Querschnittsansicht eines Kühlschranks, bei dem ein Vakuum-Wärmedämmkörper gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
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2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Vakuum-Wärmedämmkörpers gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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3 ist ein Graph, der den Zusammenhang zwischen Temperatur eines Kernmaterials und der Wärmeleitfähigkeit des Vakuum-Wärmedämmkörpers gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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4 ist eine Vorderansicht eines Wärmedämmgehäuses eines Kühlschranks, das durch einen Vakuum-Wärmedämmkörper gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgebildet wird.
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5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Teils einer Wand des Wärmedämmgehäuses gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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6 ist eine Querschnittsansicht, die eine schematische Konfiguration eines Tankers vom Membran-Typ zum Transport von LNG veranschaulicht, der einen Innentank aufweist, bei dem ein Wärmedämmkörper gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
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7 ist eine schematische perspektivische Ansicht und eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht der schematischen perspektivischen Ansicht, die eine Zwei-Schichten-Struktur einer Innenfläche des Innentanks gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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8 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Vakuum-Wärmedämmkörpers, der in einer Wärmedämmstruktur des Innentanks gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
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9 ist ein Graph, der einen Zusammenhang zwischen dem auf ein Kernmaterial wirkenden Druck und der Wärmeleitfähigkeit eines Vakuum-Wärmedämmkörpers gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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10 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Vakuum-Wärmedämmkörpers gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachstehend werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Zu beachten ist, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die beispielhaften Ausführungsformen beschränkt ist.
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ERSTE BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORM
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1 ist eine Querschnittsansicht eines Kühlschranks, bei dem ein Vakuum-Wärmedämmkörper gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Vakuum-Wärmedämmkörpers gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Aufbau des Kühlschranks
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Zuerst wird eine Gestaltung eines Kühlschranks beschrieben.
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In 1 weist der Kühlschrank gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ein Wärmedämmgehäuse 1 auf, an dem ein äußerer Kasten 2 aus Metall (zum Beispiel Stahl) und ein innerer Kasten 3 aus Hartharz (zum Beispiel ABS-Harz) vorgesehen ist. Ferner wird in einem Zustand, in dem der Vakuum-Wärmedämmkörper 5 im Wärmedämmraum 4 angeordnet ist, der durch den äußeren Kasten 2 und den inneren Kasten 3 des Wärmedämmgehäuses 1 gebildet wird, Wärmedämmschaum 6, der aus hartgeschäumtem Urethanschaum ausgebildet wird, eingefüllt und geschäumt.
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Der Innenraum des Wärmedämmgehäuses 1 ist durch die Trennplatte 7 in das Kühlfach 8, das obere Gefrierfach 9, das Eisbereitungsfach 10, das untere Gefrierfach 11, das Gemüsefach 12 unterteilt, und jedes Fach weist eine Tür auf (nicht gezeigt). Die Tür ist ebenfalls ähnlich wie das Wärmedämmgehäuse 1 ausgebildet. Obwohl nicht gezeigt, weist der Kühlschrank auf dem Kältemaschinen-Prinzip beruhende Elemente auf (einen Kompressor, einen Verdampfer, einen Kondensator oder dergleichen).
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Aufbau des Vakuum-Wärmedämmkörpers
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Als Nächstes wird eine Gestaltung des Wärmedämmkörpers 5, der im Wärmedämmraum 4 angeordnet ist, mit Bezug auf 2 beschrieben.
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Wie in 2 gezeigt, ist der Wärmedämmkörper 5 ausgebildet, indem luftdurchlässiges Kernmaterial 14 und ein gasadsorbierender Stoff 15 im Hüllelement 13 unter Vakuum versiegelt werden. Hier umfasst Versiegeln unter Vakuum einen Zustand, in dem der Druck des Wärmedämmraumes verringert wird, so dass er kleiner ist als der Atmosphärendruck.
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Das Hüllelement 13 wird ausgebildet, indem Außenteile aus einer ebenen dünnen Platte 13a und eine dünne vertiefte Platte 13b aus Metall, wie Edelstahl, Aluminium oder Stahl mit einer Dicke von 1,5 mm oder gasundurchlässigem Kunstharz mit guten Gasbarriereneigenschaften, wie Ethylen-Vinylalkohol-Copolymerharz (EVOH), zusammengeschweißt werden, und das Hüllelement 13 selbst weist Festigkeit auf.
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Ferner ist das unter Vakuum im Hüllelement 13 versiegelte Kernmaterial 14 aus zwei Schichten aus einem ersten Wärmedämm-Kernmaterial 16 mit einer Wärmeleitfähigkeit, die sich stark entsprechend der Temperatur ändert, und einem zweiten Wärmedämm-Kernmaterial 17 mit einer Wärmeleitfähigkeit, die sich kaum entsprechend der Temperatur ändert, ausgebildet. Ferner sind das erste Wärmedämm-Kernmaterial 16 und das zweite Wärmedämm-Kernmaterial 17 aus Materialien ausgebildet, in denen Änderungsgradienten der Wärmeleitfähigkeit einander überschneiden.
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Zum Beispiel ist in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform das erste Wärmedämm-Kernmaterial 16 aus offenporigem Kunstharz ausgebildet, und das zweite Wärmedämm-Kernmaterial 17 ist aus Fasermaterial ausgebildet.
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Das offenporige Kunstharz, welches das erste Wärmedämm-Kernmaterial
16 bildet, wird aus offenporigem Urethanschaum ausgebildet, der im
japanischen Patent Nr. 5,310,928 für den vorliegenden Anmelder offenbart wird, and obwohl der detaillierte Aufbau davon weggelassen wird, indem die Beschreibung von PTL 1 durch Bezugnahme hier mit aufgenommen wird, wird es nachstehend kurz beschrieben.
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Das heißt das offenporige Kunstharz wird zum Beispiel durch eine Copolymerisationsreaktion von offenporigem Urethanschaum ausgebildet, der durch ein Integralschäumen gebildet und in den Wärmedämmraum eingefüllt wird. Viele Poren in einer Kernschicht in einem Mittelteil des Wärmedämmraums werden mit einem ersten Durchdringungsloch verbunden, und Poren in einer Randschicht neben einer Grenzfläche zwischen einem Gehäuse, das den Wärmedämmraum ausbildet, sind mit einem zweiten Durchdringungsloch verbunden, das aus Pulver ausgebildet ist, das geringe Hydrophilie zum Urethanharz aufweist. Ferner ist das offenporige Kunstharz so ausgebildet, dass Poren überall im Bereich zwischen der Kernschicht und der Randschicht mit dem ersten Durchdringungsloch und dem zweiten Durchdringungsloch verbunden sind.
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In dem offenporigen Kunstharz, zum Beispiel dem offenporigen Urethanschaum, mit der oben beschriebenen Struktur, wird eine Oberfläche im offenporigen Urethanschaum größer, da seine Porosität groß ist, und da Wärme von einer Außenseite entlang einer Oberfläche des offenporigen Urethanschaums transportiert wird, werden die Wärmedämmeigenschaften verbessert, da die Oberfläche größer wird. Somit wird durch Verwendung des im
japanischen Patent Nr. 5,310,928 offenbarten offenporigen Kunstharzes eine geschlossene Pore, die in der Randschicht neben einer Innenfläche eines Kastens bleibt, in eine offene Pore geändert, und die Oberfläche wird größer, und daher sind die Wärmedämmeigenschaften des offenporigen Urethanschaums besser als die eines allgemeinen geschlossenporigen Urethanschaums.
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Ferner hält das offenporige Kunstharz, welches das erste Wärmedämm-Kernmaterial 16 ausbildet, eine Form des Vakuum-Wärmedämmkörpers 5 (trägt zur Verbesserung von Eigenschaften bei, wie Festigkeit oder Stabilität des Vakuum-Wärmedämmkörpers), indem es das Hüllelement 13 des Vakuum-Wärmedämmkörpers 5 stützt, und wenn die Porosität des offenporigen Kunstharzes groß wird, werden die Wärmedämmeigenschaften des offenporigen Kunstharzes verbessert, während die Eigenschaften des Formhaltens verschlechtert werden. Folglich wird die Porosität des offenporigen Kunstharzes bestimmt, indem die Wärmedämmeigenschaften und die mechanische Festigkeit in Betracht gezogen werden. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform liegt eine Größe einer Pore im Bereich von 30 μm bis 200 μm und die Porosität beträgt 95% oder mehr.
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Ferner ist das zweite Wärmedämm-Kernmaterial 17 aus Fasermaterial ausgebildet, und vom Standpunkt der Verbesserung der Schwerentflammbarkeit wird anorganisches Fasermaterial verwendet. Insbesondere umfassen Beispiele für das anorganische Fasermaterial Glasfaserwolle, Keramikfasern, Mineralfaserwolle, Steinwolle oder dergleichen, und in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform wird Glasfaserwolle mit einem mittleren Faserdurchmesser im Bereich von 4 μm bis 10 μm (Glasfaser mit einem relativ großen Faserdurchmesser) verwendet und wird verwendet, nachdem sie gebrannt wurde.
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Ferner ist das Fasermaterial, das das zweite Wärmedämm-Kernmaterial 17 bildet, in ein luftdurchlässiges Hüllelement (nicht gezeigt) versiegelt und in eine Form entlang des Wärmedämmraumes 4 ausgebildet. Die Form entlang des Wärmedämmraumes 4 kann leicht ausgebildet werden, indem Bindemittel in das Fasermaterial gemischt wird, jedoch wird in einem solchen Fall ein Anteil des Fasermaterials mindestens in einem Bereich von 5% bis 90% eingestellt.
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In dem Vakuum-Wärmedämmkörper 5, der wie oben beschrieben ausgebildet ist, ist das erste Wärmedämm-Kernmaterial 16 so angeordnet, dass es einem Innenraum gegenüber liegt, der das Kühlfach 8 oder dergleichen des Wärmedämmgehäuses 1 bildet, und ein zweites Wärmedämm-Kernmaterial 17 ist so angeordnet, dass es einer Außenseite gegenüber liegt.
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Wirkung des Vakuum-Wärmedämmkörpers
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Als Nächstes werden Wirkungen des Vakuum-Wärmedämmkörpers beschrieben
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Der Vakuum-Wärmedämmkörper 5 ist so ausgebildet, dass Kernmaterial 14 eine Zwei-Schichten-Struktur aus erstem Wärmedämm-Kernmaterial 16, das aus dem offenporigen Kunstharz ausgebildet ist, und zweitem Wärmedämm-Kernmaterial 17, das aus einem Faser-Kernmaterial ausgebildet ist, wie die herkömmliche Glaswolle oder Steinwolle, aufweist. Somit sind die Wärmedämmeigenschaften in einem weiten Temperaturbereich größer, insbesondere in einem niedrigen Temperaturbereich, im Vergleich zu einer Konfiguration, bei der ein Einschicht-Kernmaterial, das nur aus Fasermaterial ausgebildet ist, wie die herkömmliche Glaswolle oder Steinwolle, unter Vakuum versiegelt wird.
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Das heißt, wie als Kenntnis beschrieben, wenn Kunstharzschaum, zum Beispiel offenporiger Urethanschaum, als Kernmaterial anstelle von geschlossenporigem Urethanschaum verwendet und unter Vakuum versiegelt wird, wird im Änderungsgradienten der Wärmeleitfähigkeit des offenporigen Urethanschaums die Wärmeleitfähigkeit λ verringert, da das Ausmaß des Vakuums Pa größer wird und daher die Wärmedämmeigenschaften verbessert werden. Der Grund hierfür ist, dass weil ein Zustand der Luft-Wärmedämmung in den Poren bevor das Kernmaterial unter Vakuum versiegelt wird, sich zur Vakuum-Wärmedämmung ändert, und die Wärmeleitfähigkeit durch den Anstieg des Ausmaßes des Vakuums verringert wird. Ferner wird zusätzlich zu dem Vakuum-Wärmedämmeffekt, wie bereits oben beschrieben, die innere Oberfläche der Poren vergrößert (Vergrößerung der wärmeleitenden Fläche), weil das offenporige Kunstharz verwendet wird, und diese Konfiguration führt zu einer Verringerung der Wärmeleitfähigkeit, und daher werden die Wärmedämmeigenschaften verbessert.
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3 zeigt den Zusammenhang zwischen Temperatur °C und der Wärmeleitfähigkeit λ von Glaswolle und offenporigem Urethanschaum. Wie in 3 gezeigt, ändert sich die Wärmeleitfähigkeit λ einer einzelnen Schicht Glaswolle kaum, wenn die Temperatur °C geändert wird, während die Wärmeleitfähigkeit λ einer einzelnen Schicht des offenporigen Urethanschaums sich stark ändert, und die Änderungsgradienten der Wärmeleitfähigkeit sowohl von Glaswolle als auch von offenporigem Urethanschaum unterscheiden sich voneinander. Ferner schneidet sich der Änderungsgradient der Wärmeleitfähigkeit der einzelnen Schicht des offenporigen Urethanschaums mit dem Änderungsgradienten der Wärmeleitfähigkeit der einzelnen Schicht Glaswolle, und die Wärmeleitfähigkeit λ der einzelnen Schicht des offenporigen Urethanschaums muss kleiner sein als die Wärmeleitfähigkeit λ der einzelnen Schicht Glaswolle, wenn die Temperatur °C klein wird. Ferner wird im ultraniedrigen Temperaturbereich die Wärmeleitfähigkeit λ der einzelnen Schicht des offenporigen Urethanschaums, der einen größeren Änderungsgradienten der Wärmeleitfähigkeit aufweist, kleiner, und es zeigt sich eine größere Wärmedämmeigenschaft. Ferner muss natürlich im Änderungsgradienten der Wärmeleitfähigkeit der einzelnen Schicht des offenporigen Urethanschaums die Wärmeleitfähigkeit λ kleiner sein, wenn das Ausmaß des Vakuums Pa größer wird, und die Wärmedämmeigenschaften werden weiter verbessert.
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Hiermit muss die Wärmeleitfähigkeit λ der einzelnen Schicht des offenporigen Urethanschaums kleiner sein als die Wärmeleitfähigkeit λ der einzelnen Schicht Glaswolle, wenn die Temperatur °C klein wird, und im ultraniedrigen Temperaturbereich zeigt die einzelne Schicht des offenporigen Urethanschaums, die den größeren Änderungsgradienten der Wärmeleitfähigkeit aufweist, wegen ihrer Wärmedämmungseigenschaften die besseren Wärmedämmeigenschaften. Das heißt, sie wird ähnlich der von Glaswolle/offenporigem Urethanschaum (Mehrschicht), wie in 3 gezeigt.
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Folglich kann der Vakuum-Wärmedämmstoff dafür ausgebildet sein, Wärme effektiv in einem breiten Temperaturbereich zu dämmen, von einem Kühlschrank bis zu einem Wärmedämmbehälter, der eine Substanz auf ultraniedriger Temperatur hält, wie LNG oder Wasserstoffgas.
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Ferner kann, da die Wärmedämmeigenschaften verbessert werden, eine Dicke der Wand der Wärmedämmstruktur, die ausgebildet wird, indem der Vakuum-Wärmedämmkörper verwendet wird, verringert werden, und daher kann ein Innenvolumen des Kühlschranks, des Gefrierschranks, des LNG-Tanks oder dergleichen vergrößert werden.
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Ferner ist im Vakuum-Wärmedämmkörper 5 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das zweite Wärmedämm-Kernmaterial 17, das aus Fasermaterial oder Pulvermaterial ausgebildet ist, unter den Wärmedämm-Kernmaterialien, die Kernmaterial 14 bilden, in das Hüllelement 13 eingefüllt, nachdem das zweite Wärmedämm-Kernmaterial 17 in einen luftdurchlässigen Beutel gefüllt wurde, und dann wird der offenporige Urethanschaum eingefüllt und aufgeschäumt. Somit kann das zweite Wärmedämm-Kernmaterial 17, das aus dem Fasermaterial oder dem Pulvermaterial flexibel geformt ist und seine Form leicht verliert, einfach in das Hüllelement 13 eingefüllt werden, und daher wird die Produktivität erhöht und die Kosten können verringert werden.
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Ferner wird, da der gasadsorbierende Stoff 15 im Vakuum in den Vakuum-Wärmedämmkörper 5 zusammen mit dem Kernmaterial 14 eingeschweißt wird, Gas, das im ersten Wärmedämm-Kernmaterial 16 oder im zweiten Wärmedämm-Kernmaterial 17 verblieben ist, oder Gas, das im offenporigen Kunstharz enthalten ist, das das erste Wärmedämm-Kernmaterial 16 bildet, und das allmählich aus dem offenporigen Kunstharz freigesetzt wird, durch den gasadsorbierenden Stoff 15 adsorbiert. Als Folge davon wird ein Anstieg des Innendrucks durch das Gas zuverlässig unterdrückt, und daher kann die Deformation des Vakuum-Wärmedämmkörpers 5 verhindert werden, und gleichzeitig können seine Wärmedämmeigenschaften vorteilhaft für eine lange Zeit aufrecht erhalten werden.
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Insbesondere kann in der vorliegenden Ausführungsform, da der gasadsorbierende Stoff 15 an einer Seite des offenporigen Kunstharzes angeordnet ist, das das erste Wärmedämm-Kernmaterial 16 bildet, das aus dem offenporigen Kunstharz im Lauf der Zeit freigesetzte Gas effizient über die offenen Poren adsorbiert werden, und daher kann der Anstieg des Innendrucks effizient verhindert werden und eine Verschlechterung der Wärmedämmeigenschaften kann effizient verhindert werden.
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Man beachte, dass der gasadsorbierende Stoff 15 eine Gasmischung adsorbiert, wie etwa Wasserdampf oder in einem abgedichteten Raum, wie den oben beschriebenen Wärmedämmraum 4, verbliebene oder eintretende Luft. Beispiele für den gasadsorbierenden Stoff 15 umfassen eine chemische Adsorptions-Substanz, wie etwa Calciumoxid oder Magnesiumoxid, eine physikalische Adsorptions-Substanz, wie Zeolith und eine Mischung daraus, ohne darauf beschränkt zu sein. Ferner kann auch Zeolith vom Typ ZSM-5 mit Kupfer-Ionenaustausch benutzt werden, das Adsorptionseigenschaften sowohl der chemischen Adsorption als auch der physikalischen Adsorption und eine große Adsorptionskapazität aufweist.
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In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform wird ein Adsorptionsmaterial, das Zeolith vom Typ ZSM-5 mit Kupfer-Ionenaustausch enthält, verwendet. Selbst wenn offenporiges Kunstharz mit der Neigung, kontinuierlich Gas im Verlauf der Zeit freizusetzen, als Kernmaterial verwendet wird, wird die Gasadsorption weiterhin durch das Zeolith vom Typ ZSM-5 mit Kupfer-Ionenaustausch, das die hohe Adsorptionsfähigkeit und die große Adsorptionskapazität aufweist, zuverlässig für eine lange Zeit durchgeführt, und daher kann der Anstieg des Innendrucks verhindert werden und die Verschlechterung der Wärmedämmeigenschaften kann zuverlässig im Wärmedämmgehäuse 1 für lange Zeit verhindert werden.
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Ferner kann, da das Fasermaterial, das das zweite Wärmedämm-Kernmaterial 17 bildet, als anorganisches Fasermaterial, wie etwa Glaswolle oder Steinwolle, vorgesehen ist, eine davon erzeugte Menge Wasser auf einem geringen Ausmaß gehalten werden, und die Wärmedämmeigenschaften können vorteilhaft beibehalten werden. Das heißt, da das anorganische Fasermaterial eine geringe Wasserabsorptionsfähigkeit (Hygroskopizität) aufweist kann die Menge des Wassers im Innern des Wärmedämmgehäuses 1 auf dem kleineren Stand gehalten werden. Hiermit kann verhindert werden, dass sich die Adsorptionsfähigkeit des gasadsorbierenden Stoffs 15 durch Adsorption von Wasser verschlechtert, und die Gasadsorptionsfähigkeit des gasadsorbierenden Stoffs 15 wird vorteilhaft beibehalten, und daher können die Wärmedämmeigenschaften vorteilhaft erhalten werden.
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Ferner wird, da das anorganische Fasermaterial gebrannt ist, sogar wenn das Wärmedämmgehäuse 1 aus irgendeinem Grund defekt ist, verhindert, dass das anorganische Fasermaterial sich stark ausdehnt, und daher kann die Form des Wärmedämmgehäuses 1 beibehalten werden. Zum Beispiel kann in einem Fall. bei dem das anorganische Fasermaterial unter Vakuum versiegelt ist, ohne gebrannt worden zu sein, obwohl es von verschiedenen Bedingungen abhängt, die Größe des anorganischen Fasermaterials, wenn das Wärmedämmgehäuse 1 defekt ist, 2- bis 3-mal größer sein als die ursprüngliche Größe, wobei jedoch durch Brennen des anorganischen Fasermaterials die Größe des anorganischen Fasermaterials, wenn Wärmedämmgehäuse 1 defekt ist, auf weniger als das 1,5-fache der ursprünglichen Größe verringert werden kann, und daher die Formhaltefähigkeit verbessert werden kann.
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In dem Wärmedämmgehäuse 1, der wie oben beschrieben ausgebildet ist, kann, da das erste Wärmedämm-Kernmaterial 16 so angeordnet ist, dass es einem Innenraum des Wärmedämmkastens gegenüber liegt, oder zum Innenraum zeigt, der das Kühlfach 8 oder dergleichen bildet, die Wärmedämmung effizient erzielt werden, und die guten Wärmedämmeigenschaften können erhalten werden. Das heißt, die Wärmeleitfähigkeit λ des offenporigen Kunstharzes, das das erste unter Vakuum versiegelte Wärmedämm-Kernmaterial 16 bildet, ist kleiner als die von Glaswolle, Steinwolle oder dergleichen, die das ebenso unter Vakuum versiegelte Wärmedämm-Kernmaterial 17 bildet. Somit führt mit einer oben beschriebenen Anordnung das erste Wärmedämm-Kernmaterial 16, das eine geringe Wärmeleitfähigkeit λ aufweist, eine starke Wärmedämmung bei niedrigen Temperaturen durch, und dann führt das zweite Wärmedämm-Kernmaterial 17, das außerhalb des ersten Wärmedämm-Kernmaterials 16 angeordnet ist, eine Wärmedämmung bei hoher Temperatur durch, und daher kann das zweite Wärmedämm-Kernmaterial 17, das eine etwas höhere Wärmeleitfähigkeit λ aufweist, Wärme stark dämmen, und kalte Luft in dem Vakuum-Wärmedämmkasten kann aufrecht erhalten werden und durch Verwenden jeder Wärmedämmeigenschaft effizient gehalten werden.
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Gemäß der obigen Beschreibung weist das Kernmaterial 14, das den Vakuum-Wärmedämmkörper 5 bildet, eine Zwei-Schichten-Struktur auf, aus erstem Wärmedämm-Kernmaterial 16, das aus dem offenporigen Kunstharz ausgebildet ist, und zweitem Wärmedämm-Kernmaterial 17, das aus Faser-Kernmaterial ausgebildet ist, wie etwa Glaswolle oder Steinwolle. Anders als diese Konfiguration kann erstes Wärmedämm-Kernmaterial 16, ausgebildet aus einem organischen Wärmedämm-Material, und zweites Wärmedämm-Kernmaterial 17, ausgebildet aus einem anorganischen Wärmedämm-Material verwendet werden. Ferner kann eine Konfiguration verwendet werden, in der die Größe der Wärmeleitfähigkeit λ des ersten Wärmedämm-Kernmaterials 16 und die Größe der Wärmeleitfähigkeit λ des zweiten Wärmedämm-Kernmaterials 17 in einem positiven Temperaturbereich und einem negativen Temperaturbereich vertauscht sind. Das heißt, anders als in dieser Konfiguration schneiden sich die Wärmeleitfähigkeit λ des ersten Wärmedämm-Kernmaterials 16, das aus dem organischen Wärmedämm-Material ausgebildet ist, und die Wärmeleitfähigkeit λ des zweiten Wärmedämm-Kernmaterials 17, das aus dem anorganischen Wärmedämm-Material ausgebildet ist, an einer vorgegebenen Temperatur (im Allgemeinen im negativen Temperaturbereich). Ferner umfasst ein Beispiel für das organische Wärmedämm-Material offenporigen Urethanschaum, und ein Beispiel für das anorganische Wärmedämm-Material umfasst Glaswolle. Im positiven Temperaturbereich ist die Wärmeleitfähigkeit λ des organischen Wärmedämm-Materials größer als die Wärmeleitfähigkeit λ des anorganischen Wärmedämm-Materials, und im negativen Temperaturbereich ist die Wärmeleitfähigkeit λ des anorganischen Wärmedämm-Materials größer als die Wärmeleitfähigkeit λ des organischen Wärmedämm-Materials.
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Mit dieser Konfiguration kann der Vakuum-Wärmedämmkörper auf eine Anwendungsumgebung angewendet werden, bei der eine Temperaturdifferenz zwischen einer Seite mit hoher Temperatur und einer Seite mit niedriger Temperatur groß ist. Zum Beispiel wird der Vakuum-Wärmedämmkörper optimal für einen Gefrierschrank für ultraniedrige Temperaturen oder einen cryogenen Froster benutzt, bei denen die Temperaturdifferenz zwischen einer Umgebungstemperatur (Raumtemperatur) und einer Kammer-Innentemperatur (unter –100°C) groß ist.
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ZWEITE BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORM
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In einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Wärmedämmgehäuse eines Kühlschranks selbst als Vakuum-Wärmedämmkörper ausgebildet.
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4 ist eine Vorderansicht des Wärmedämmgehäuses des Kühlschranks, das durch den Vakuum-Wärmedämmkörper gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgebildet wird. Ferner ist 5 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Teils einer Wand des Vakuum-Wärmedämmgehäuses gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Man beachte, dass das gleiche Bezugszeichen einem Teil zugewiesen wird, das das gleiche ist wie in der ersten beispielhaften Ausführungsform und dessen Beschreibung daher weggelassen wird, und nur unterschiedliche Teile beschrieben werden.
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In 4 und 5 werden Kernmaterial 14 und ein gasadsorbierender Stoff 15 in den Wärmedämm-Raum 24 des Wärmedämmgehäuses 21 selbst eingefüllt (nachfolgend als Vakuum-Wärmedämmgehäuse bezeichnet) und unter Vakuum versiegelt.
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Ebenso wie in der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird Kernmaterial 14 aus zwei Schichten aus einem ersten Wärmedämm-Kernmaterial 16 mit einer Wärmeleitfähigkeit, die sich stark entsprechend der Temperatur ändert, und einem zweiten Wärmedämm-Kernmaterial 17 mit einer Wärmeleitfähigkeit, die sich kaum entsprechend der Temperatur ändert, ausgebildet, und das erste Wärmedämm-Kernmaterial 16 und das zweite Wärmedämm-Kernmaterial 17 sind aus Materialien ausgebildet, in denen Änderungsgradienten der Wärmeleitfähigkeit einander schneiden.
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Das Vakuum-Wärmedämmgehäuse
21 wird mit einem Verfahren hergestellt, das im
japanischen Patent 5,310,928 offenbart und kurz beschrieben wird. Ein Hüllelement, in dem ein Faser-Kernmaterial angeordnet ist, das ein zweites Wärmedämm-Kernmaterial
17 bildet, wird im Wärmedämm-Raum
24 des Wärmedämmgehäuses
21 angeordnet, und dann wird flüssiges Urethan vom Urethan-Flüssigkeits-Einspritz-Anschluss
31 eingespritzt (siehe
4), der an mehreren geeigneten Teilen am äußeren Kasten
2 oder am inneren Kasten
3 vorgesehen ist. Ferner wird durch Aufschäumen und Härten das erste Wärmedämm-Kernmaterial
16 und das zweite Wärmedämm-Kernmaterial
17 eingefüllt und dann werden durch Vakuum-Versiegeln über den Urethan-Flüssigkeits-Einspritz-Anschluss
31 oder durch Vakuum-Versiegeln des gesamten Vakuum-Wärmedämmgehäuses
21 nachdem das gesamte Vakuum-Wärmedämmgehäuse
21 in einer Vakuumkammer angeordnet wurde, und ein Vakuum-Versiegelungs-Anschluss, wie etwa der Urethan-Flüssigkeits-Einspritz-Anschluss
31, versiegelt. Man beachte, dass Belüftungslöcher
32 verteilt an geeigneten Teilen an dem äußeren Kasten
2 oder dem inneren Kasten
3 vorgesehen sind, um Luft im Wärmedämmraum
4 problemlos freizusetzen, wenn die Urethan-Flüssigkeit eingespritzt wird, und die Belüftungslöcher
32 werden ebenso wie der Urethan-Flüssigkeits-Einspritz-Anschluss
31 nach der Vakuum-Versiegelung versiegelt.
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Zu diesem Zeitpunkt wird Kernmaterial 14 des Vakuum-Wärmedämmgehäuses 21 ähnlich der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform angeordnet, so dass das erste Wärmedämm-Kernmaterial 16 einer Seite des Innenraums gegenüber liegt, der das Kühlfach 28 oder dergleichen des Vakuum-Wärmedämmgehäuses 21 bildet, und dass das zweite Wärmedämm-Kernmaterial 17 einer Außenseite gegenüber liegt.
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Der Innenraum des Vakuum-Wärmedämmgehäuses 21 ist in der vorliegenden Ausführungsform durch die Trennplatte 27 in das Kühlfach 28 und das Gefrierfach 30 unterteilt, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Innenraum kann in eine Vielzahl von Aufbewahrungsfächern unterteilt sein (Kühlfach, Gefrierfach, Eisbereitungsfach, Gemüsefach oder dergleichen), die ähnlich wie in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform unterschiedliche Verwendungen aufweisen.
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Ferner haben sowohl das Kühlfach 28 als auch das Gefrierfach 30 eine Tür (nicht gezeigt), und die Tür hat einen Aufbau ähnlich wie das Vakuum-Wärmedämmgehäuse 21.
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In der oben beschriebenen Konfiguration zeigt das Vakuum-Wärmedämmgehäuse 21 des Kühlschranks eine Wirkung, die der des in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Vakuum-Wärmedämmgehäuses 5 ähnlich ist, wobei ferner eine Dicke einer Wand des Kühlschranks verringert werden kann.
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Das heißt, im Vakuum-Wärmedämmgehäuse 21 weist das Kernmaterial 14 die Zwei-Schichten-Struktur auf, aus erstem Wärmedämm-Kernmaterial 16, das aus dem offenporigen Kunstharz ausgebildet ist, und zweitem Wärmedämm-Kernmaterial 17, das aus dem Faser-Kernmaterial ausgebildet ist, wie etwa Glaswolle, und daher weist das Vakuum-Wärmedämmgehäuse 21 einen Aufbau auf, bei dem eine Wärmedämmschicht, die aus herkömmlichem harten Polyurethanschaum ausgebildet ist, und ein allgemeines Vakuum-Wärmedämm-Material, bei dem ein Kernmaterial in einem laminierten Hüllelement, das eine abgeschiedene Aluminium-Gasbarrieren-Schicht enthält, integriert sind. Ferner wird, da das Vakuum-Wärmedämmgehäuse 21 selbst eine hohe Wärmedämmung aufweist, durch diese Konfiguration die Erfordernis beseitigt, die Wärmedämmschicht vorzusehen, die aus herkömmlichem harten Polyurethanschaum ausgebildet ist, und daher kann eine Dicke des Wärmedämmraums 4, der eine tragende Wärmedämmwand bildet, verringert werden, und eine Kapazität des Vakuum-Wärmedämmgehäuses 21 kann vergrößert werden.
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Ferner weist das offenporige Kunstharz, welches das erste Wärmedämm-Kernmaterial 16 ausbildet, kleine Poren mit zum Beispiel 30 μm bis 200 μm auf. Daher ist, wenn das Innere des Wärmedämmraumes 4 unter Vakuum versiegelt wird, der Entlüftungswiderstand (die Abgabewiderstand) des offenporigen Kunstharzes groß, und es wird Zeit benötigt, den Druck eines Innenraums des offenporigen Designs zu verringern.
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In dem Vakuum-Wärmedämmgehäuse 21 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform kann jedoch, da das erste Wärmedämm-Kernmaterial 16, das aus dem offenporigen Kunstharz ausgebildet ist, und das zweite Wärmedämm-Kernmaterial 17, das aus dem Fasermaterial ausgebildet ist, in den Wärmedämmraum 4 gebracht werden, eine Dicke des ersten Wärmedämm-Kernmaterials 16 um eine Dicke des zweiten Wärmedämm-Kernmaterials 17 verringert werden. Als Folge davon wird, weil die Dicke des ersten Wärmedämm-Kernmaterials 16 verringert ist, eine Länge des Durchlaufs durch die offenen Poren im offenporigen Kunstharz, welches das erste Wärmedämm-Kernmaterial 16 bildet, kürzer, und daher wird der Entlüftungswiderstand verringert und die Produktivität kann verbessert werden, indem die Zeit für das Vakuum-Versiegeln verringert wird.
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Ferner kann in einem Vakuum-Wärmedämmgehäuse 21 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform, da die Dicke des ersten Wärmedämm-Kernmaterials 16, das aus dem offenporigen Kunstharz mit einem großen Entlüftungswiderstand ausgebildet ist, verringert und dadurch die Länge des Durchlaufs durch die offenen Poren verkürzt ist, das Gas, das allmählich aus dem Inneren des offenporigen Kunstharzes abgegeben wird, verringert werden, wobei gleichzeitig das Gas zu dem gesamten aus den offenen Poren gebildeten Durchlass diffundiert. Somit wird eine Menge des Gases verringert, und eine Verschlechterung der Wärmedämmeigenschaften kann verhindert werden. Da das Gas diffundiert, kann ferner eine Deformation durch teilweisen Anstieg des Drucks verhindert werden.
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Ferner ist in dem Vakuum-Wärmedämmgehäuse 21 ein Mangel an Festigkeit durch die Verringerung der Dicke des ersten Wärmedämm-Kernmaterials 16, das aus dem offenporigen Kunstharz ausgebildet wird, durch das zweite Wärmedämm-Kernmaterial 17 kompensiert aus dem Fasermaterial ausgebildet wird, wie Glaswolle oder Steinwolle, die einen kleinen Entlüftungswiderstand aufweisen. Daher kann zusätzlich zur Deformation durch einen Anstieg des Innendrucks auch eine Deformation durch einen Mangel an Festigkeit verhindert werden.
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Außerdem ist bei Glaswolle, Steinwolle oder dergleichen, welche das zweite Wärmedämm-Kernmaterial 17 bilden, die Wärmeleitfähigkeit klein und deren Wärmedämmeigenschaften sind gut, und daher können die Wärmedämmeigenschaften des Vakuum-Wärmedämmgehäuses 21 ausgezeichnet sein, sogar wenn die Dicke des ersten Wärmedämm-Kernmaterials 16 verringert wird. Ferner kann bei dem Vakuum-Wärmedämmgehäuse 21, da die Menge von Gas, das aus dem Wärmedämm-Kernmaterial, das aus dem offenporigen Kunstharz oder dergleichen ausgebildet wird, das einen großen Entlüftungswiderstand aufweist, freigesetzt wird, kleiner wird, die Verschlechterung der Wärmedämmeigenschaften ebenfalls verhindert werden.
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Andererseits wird bei dem Vakuum-Wärmedämmgehäuse 21 eines der Wärmedämm-Kernmaterialien aus dem offenporigen Kunstharz ausgebildet und das andere Wärmedämm-Kernmaterial wird aus dem Fasermaterial ausgebildet, das einen Entlüftungswiderstand aufweist, der kleiner ist als der des Wärmedämm-Kernmaterials, das aus dem offenporigen Kunstharz ausgebildet ist. Somit wird, wie oben beschrieben, das Versiegeln unter Vakuum durchgeführt, nachdem das offenporige Kunstharz in den Wärmedämmraum 4 eingespritzt und durch Integralschäumen aufgeschäumt wurde, in einem Zustand, in dem das Fasermaterial im Wärmedämmraum 4 angeordnet ist, und daher können die Produktionskosten verringert werden, indem die Produktivität stark erhöht wird, und das Vakuum-Wärmedämmgehäuse 21 kann zu einem geringen Preis bereitgestellt werden.
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DRITTE BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORM
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In einer dritten beispielhaften Ausführungsform wird ein Vakuum-Wärmedämmkörper für eine Wärmedämmstruktur eines LNG-Innentanks eines LNG-Tankers benutzt.
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6 ist eine Querschnittsansicht, die einen schematischen Aufbau eines Tankers vom Membran-Typ zum Transport von LNG veranschaulicht, der einen Innentank aufweist, bei dem der Vakuum-Wärmedämmkörper gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform verwendet wird. 7 ist eine schematische perspektivische Ansicht und eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht einer Zwei-Schichten-Struktur einer Innenfläche des Innentanks gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform. 8 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Vakuum-Wärmedämmkörpers, der in der Wärmedämmstruktur des Innentanks gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform verwendet wird.
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Wie in den 6 bis 8 gezeigt, umfasst der Wärmedämmbehälter 41, der durch eine Hülle selbst ausgebildet wird, eine doppelte innere und äußere Wärmedämmstruktur mit einem primären Wärmeschutz und einem sekundären Wärmeschutz, der im Innern eines Behälters angeordnet ist, der einen Tank bildet.
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In 7 und 8 enthält der Wärmedämmbehälter 41 einen äußeren Behälter-Tank 42 und einen inneren Behälter-Tank 44, der im Innern des äußeren Behälter-Tanks 42 angeordnet ist, mit einem Zwischentank 43 dazwischen. Der innere Behälter-Tank 44 sowie der Zwischentank 43 sind jeweils aus einer Membran aus Edelstahl oder Invar (Nickel-Stahl mit 36% Nickel) ausgebildet, so dass eine Konfiguration mit einer großen Festigkeit gegen Schrumpfen durch Wärme geschaffen wird.
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Der erste Wärmedämmkasten 45 als Wärmedämmstruktur angeordnet zwischen dem Behälter-Innentank 44 und dem Zwischentank 43, ist durch den Kasten-Rahmenkörper 46 gestaltet, der eine Öffnung an einer Oberfläche aufweist und aus Holz, wie etwa Sperrholz ausgebildet ist, sowie durch pulverförmiges Wärmedämm-Material 47, das in den Kasten-Rahmenkörper 46 eingefüllt und aus Perlit oder dergleichen ausgebildet ist. Man beachte, dass pulverförmiges Wärmedämm-Material 47 anstatt aus Perlit aus Glaswolle oder dergleichen ausgebildet sein kann, wobei in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform pulverförmiges Wärmedämm-Material 47 verwendet wird.
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Ferner ist der zweite Wärmedämmkasten 48, der zwischen Zwischentank 43 und Behälter-Außentank 42 angeordnet ist, ausgebildet, indem der Vakuum-Wärmedämmkörper 49 auf eine Bodenfläche des Kasten-Rahmenkörpers 46 gelegt wird, der aus Holz ausgebildet ist und eine Öffnung an einer Oberfläche aufweist ähnlich wie der erste Wärmedämmkasten 45, und indem pulverförmiges Wärmedämm-Material 47, wie etwa Perlit, in einen Öffnungs-Seitenteil ähnlich dem ersten Wärmedämmkasten 45 eingefüllt wird. Ferner ist in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform im zweiten Wärmedämmkasten 48 der Vakuum-Wärmedämmkörper 49 so angeordnet, dass er einer Außenseite zugewandt ist, das heißt in Richtung des Behälter-Außentanks 42.
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Im Vakuum-Wärmdämmkörper 49 ist ähnlich wie in der ersten beispielhaften Ausführungsform und der zweiten beispielhaften Ausführungsform das Kernmaterial 14 aus zwei Schichten aus einem ersten Wärmedämm-Kernmaterial 16 mit einer Wärmeleitfähigkeit, die sich stark entsprechend der Temperatur ändert, und einem zweiten Wärmedämm-Kernmaterial 17 mit einer Wärmeleitfähigkeit, die sich kaum ändert, ausgebildet. Änderungsgradienten der Wärmeleitfähigkeit des ersten Wärmedämm-Kernmaterials 16 und des zweiten Wärmedämm-Kernmaterials 17 überschneiden einander, und detaillierte Konfigurationen davon sind ähnlich denen in der ersten beispielhaften Ausführungsform und der zweiten beispielhaften Ausführungsform. Ferner ist das Hüllelement 53 ähnlich dem in der ersten beispielhaften Ausführungsform mit einer einfachen flachen Form ausgebildet und aus dünnen vertieften Metallplatten 53a, 53a ausgebildet, die aneinander befestigt und an Umfangsteilen davon geschweißt sind. Die dünne vertiefte Metallplatte hat eine Ionisierungs-Tendenz, die gleich oder kleiner ist als die von Edelstahl und weist eine hohe Korrosionsfestigkeit auf.
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Ein Vakuum-Wärmedämmkörper 49 gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform erzielt eine ähnliche Wirkung wie der in der ersten beispielhaften Ausführungsform und der zweiten beispielhaften Ausführungsform beschriebene Vakuum-Wärmedämmkörper 5 und das Vakuum-Wärmedämmgehäuse 21, und daher wird die Beschreibung der Wirkung nicht wiederholt. In einem Fall, in dem jedoch der Vakuum-Wärmedämmkörper 49 als Wärmedämm-Material des LNG-Innentanks benutzt wird, ist die Korrosionsfestigkeit von dünnen Metallplatten 53a, 53a, die das Hüllelement ausbilden, das das Kernmaterial 14 unter Vakuum versiegelt, extrem hoch im Vergleich zu einer Konfiguration, bei der ein herkömmliches Hüllelement aus laminierten Platten eine im Allgemeinen aufgedampfte Aluminiumschicht aufweist. Somit können zum Beispiel, wenn der Vakuum-Wärmedämmkörper 49 Seewasser ausgesetzt wird, Risse oder Brüche durch Korrosion verhindert werden, und daher weist er eine hohe Zuverlässigkeit auf.
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Ferner können, da das Kernmaterial 14 die Zwei-Schichten-Struktur aus erstem Wärmedämm-Kernmaterial 16 aufweist, das aus dem offenporigen Kunstharz ausgebildet ist, und zweitem Wärmedämm-Kernmaterial 17, das aus Faser-Kernmaterial ausgebildet ist, wie etwa Glaswolle, die Wärmedämmeigenschaften des Kernmaterials 14 vergrößert werden. Somit kann eine Dicke des zweiten Wärmedämmkastens 48 selbst verringert werden, indem eine Menge an pulverförmigem Wärmedämm-Material 47 im zweiten Wärmedämmkasten 48, bei dem der Vakuum-Wärmedämmkörper 49 verwendet wird, verringert wird, und daher kann eine Kapazität des Wärmedämmbehälters vergrößert werden.
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Ferner kann bei dem Wärmedämmkörper 49, der als Wärmedämm-Material des LNG-Innentanks verwendet wird, da das erste Wärmedämm-Kernmaterial 16 an einer Seite angeordnet ist, so dass es dem Innenraum des Innenbehälters 44 des Tanks oder dem Innenraum, in dem eine Substanz, wie etwa LNG gelagert wird, gegenüber liegt, der Wärmedämmbehälter 41 effizient gegen Wärme gedämmt werden, und daher können seine Wärmedämmeigenschaften vergrößert werden. Das heißt, mit der oben beschriebenen Konfiguration führt das erste Wärmedämm-Kernmaterial 16, das eine geringe Wärmeleitfähigkeit λ aufweist, eine starke Wärmedämmung bei niedrigen Temperaturen des Innenraums durch, und dann führt das zweite Wärmedämm-Kernmaterial 17, das außerhalb des ersten Wärmedämm-Kernmaterials 16 angeordnet ist, eine Wärmedämmung in einem niedrigen Temperaturbereich durch, der eine relativ höhere Temperatur aufweist, nachdem das erste Wärmedämm-Kernmaterial 16, das eine geringe Wärmeleitfähigkeit λ aufweist, Wärme stark dämmt. Hiermit kann das zweite Wärmedämm-Kernmaterial 17, das eine etwas höhere Wärmeleitfähigkeit λ aufweist, Wärme stark dämmen, und daher kann eine Substanz auf ultraniedriger Temperatur in dem Behälter gegen Wärme gedämmt werden und effizient gelagert werden, indem jede Wärmedämmeigenschaft genutzt wird. Dies ist insbesondere effektiv, weil die Substanz, wie etwa LNG, das im Wärmedämmbehälter 41 gelagert wird, eine ultraniedrige Temperatur von –162°C aufweist.
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Ferner kann, da das als gasadsorbierener Stoff 15 verwendete Zeolith vom Typ ZSM-5 eine chemische Gasadorptionseigenschaft aufweist, und vom Zeolith vom Typ ZSM-5 adsorbiertes Gas kaum freigesetzt wird, der Grad des Vakuums im Innern des Vakuum-Wärmedämmkörpers 49 vorteilhaft aufrechtbehalten werden. Somit wird, wenn leicht entzündbarer Treibstoff oder dergleichen, wie etwa LNG, befördert wird, sogar dann wenn der gasadsorbierende Stoff aus irgendeinem Grund entzündliches Gas adsorbiert, das Gas anschließend durch den Einfluss eines Temperaturanstiegs oder dergleichen nicht wieder freigesetzt, und die Sicherheit des Vakuum-Wärmedämmkörpers 49 kann verbessert werden, indem eine Entzündungs-Verhinderungs-Eigenschaft des Vakuum-Wärmedämmkörpers 49 verbessert wird.
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VIERTE BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORM
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9 zeigt einen Zusammenhang zwischen Innendruck und Wärmeleitfähigkeit λ von offenporigem Urethanschaum und Glaswolle bei einer Mittentemperatur von 24°C. Wie in 9 gezeigt, ändert sich die Wärmeleitfähigkeit λ einer einzelnen Schicht des offenporigen Urethanschaums kaum, wenn der Druck geändert wird, während die Wärmeleitfähigkeit λ einer einzelnen Schicht Glaswolle sich mit dem Druck stark ändert, und daher unterscheiden sich die Änderungsgradienten der Wärmeleitfähigkeit des offenporigem Urethanschaums und der Glaswolle voneinander. Da ferner die Wärmeleitfähigkeit λ des offenporigen Urethanschaums bei oder um Atmosphärendruck klein gehalten wird, können die Wärmedämmeigenschaften in gewissem Umfang aufrecht erhalten werden.
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Bei dem Vakuum-Wärmedämmkörper gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform werden zwei Materialien für die Wärmedämm-Kernmaterialien des Vakuum-Wärmedämmkörpers benutzt. Das heißt, ein luftdurchlässiges Kernmaterial wird in einem Hüllelement unter Vakuum versiegelt, und das Kernmaterial ist aus mindestens zwei Schichten der Wärmedämm-Kernmaterialien mit unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeiten ausgebildet. Ferner wird in mindestens zwei der mindestens zwei Schichten der Wärmedämm-Kernmaterialien, die das Kernmaterial bilden, der Änderungsgradient der Wärmeleitfähigkeit mit dem Druck geändert, wobei ein Größenzusammenhang zwischen den Wärmeleitfähigkeiten der zwei Wärmedämm-Kernmaterialien bei Atmosphärendruck und im Vakuum-Zustand gewechselt wird.
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Mit dieser Konfiguration können, sogar wenn das Hüllelement defekt ist und der Vakuum-Wärmedämmkörper einem Druck bei oder um den Atmosphärendruck ausgesetzt ist, da eines der Wärmedämm-Kernmaterialien aus offenporigem Urethanschaum ausgebildet ist, der die Wärmeleitfähigkeit λ klein hält, die Wärmedämmeigenschaften beibehalten werden.
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Ferner wird in 9 der offenporige Urethanschaum als das Material benutzt, bei dem sich die Wärmeleitfähigkeit λ kaum ändert, wenn der Druck geändert wird, und die Glaswolle wird als das Material benutzt, bei dem sich die Wärmeleitfähigkeit λ mit dem Druck stark ändert. Als sich von dieser unterscheidende Kombinationen können Styrolfasern und Glaswolle, Zellulosefasern und Silica-Pulver und Zellulosefasern und Glaswolle verwendet werden.
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FÜNFTE BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORM
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In 2, 4 und 5 ist der gasadsorbierende Stoff an der Seite des Wärmedämm-Kernmaterials angeordnet, das aus offenporigem Kunstharz ausgebildet ist, und zusammen mit dem Kernmaterial unter Vakuum versiegelt. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform wird ein Trocknungsmittel oder ein gasadsorbierender Stoff an einer Seite des Wärmedämm-Kernmaterials angeordnet, in dem der Grad des Vakuums durch Vakuum-Versiegelung kaum verringert wird, mit anderen Worten, an einer Seite des Wärmedämm-Kernmaterials, in dem eine Anzahl von Absaug-Durchlässen klein ist.
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Indem einer oder beide von Trocknungsmittel und gasadsorbierendem Stoff zum Beispiel an der Seite von organischem Schaummaterial angeordnet werden, in dem eine ausreichende Vakuum-Versiegelung wegen der kleinen Anzahl von Absaug-Durchlässen schwierig ist, kann der Innendruck des Vakuum-Wärmedämm-Materials verringert werden, und die Wärmedämmeigenschaften können verbessert werden, ohne die Zeitdauer eines Vakuum-Versiegelungsprozesses zu verlängern.
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ANDERE BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Wie oben beschrieben, weist der Vakuum-Wärmedämmkörper der vorliegenden Erfindung gute Wärmedämmeigenschaften auf, und daher kann die Dicke der Wärmedämmstruktur, in der der Vakuum-Wärmedämmkörper verwendet wird, verringert werden. Es können jedoch verschiedene Änderungen innerhalb eines Umfangs, in dem das Ziel der vorliegenden Erfindung erreicht werden kann, durchgeführt werden.
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Zum Beispiel werden in jeder der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen das Vakuum-Wärmedämmgehäuse 21 des Kühlschranks oder der Vakuum-Wärmedämmkörper 49 des Wärmedämmbehälters für den LNG-Innentank als Beispiel beschrieben, eine Konfiguration und eine Form des Vakuum-Wärmedämmkörpers und der Vakuum-Wärmedämmstruktur, in der der Vakuum-Wärmedämmkörper eingesetzt wird, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Das heißt die Wärmedämmstruktur kann als Wärmedämmwand oder dergleichen ausgebildet sein, wie etwa eine Tür in einer im Wesentlichen ebenen Plattenform anstelle einer behälterähnlichen Form. Ferner kann die Wärmedämmungsstruktur ein Behälter sein, der kein LNG-Innentank ist, zum Beispiel ein Gehäuse eines tragbaren Kühlschranks, ein Gehäuse eines Thermostat-Tanks, ein Gehäuse eines Heißwassertanks oder dergleichen.
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Ferner wird in allen der beispielhaften Ausführungsformen der offenporige Urethanschaum als offenporiges Kunstharz verwendet, das offenporige Kunstharz ist jedoch nicht darauf beschränkt, und zum Beispiel kann Copolymer-Kunstharz, das offenporigen Phenolharzschaum oder einen oder beide aus offenporigem Urethanschaum und offenporigen Phenolharzschaum enthält, verwendet werden. Ferner ist es effektiv, wenn das offenporige Kunstharz so ausgebildet ist, dass Poren in einer Randschicht zusammen mit einer Kernschicht ausgebildet sind, wie im
japanischen Patent Nr. 5,310,928 beschrieben, das offenporige Kunstharz kann jedoch nur durch die Kernschicht ausgebildet sein, die ausgebildet wird, indem die Randschicht aus dem allgemeinen offenporigen Kunstharz entfernt wird, bei dem die Randschicht keine offenen Poren aufweist. Auf die gleiche Weise kann, obwohl anorganisches Fasermaterial wie etwa Glaswolle als Beispiel für das Wärmedämm-Material beschrieben wird, das einen Entlüftungswiderstand aufweist, der kleiner ist als der des offenporigen Kunstharzes, wohlbekanntes organisches Fasermaterial anstelle des anorganischen Fasermaterials verwendet werden, und es kann pulverförmiges Material wie etwa Perlit verwendet werden.
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Ferner kann das Hüllelement des Vakuum-Wärmedämmkörpers zum Beispiel eine Schichtpressplatte 61 sein, die herkömmlich verwendet wird, wie in 10 gezeigt. Die Schichtpressplatte 61 wird ausgebildet, indem Oberflächen-Schutzschicht 62, die aus einer Nylonfolie, Polyethylen-Terephthalat-Folie, Polypropylen-Folie oder dergleichen besteht, Gasbarrieren-Schicht 63, ausgebildet aus Metallfolie, wie etwa Aluminiumfolie, Kupferfolie oder Edelstahlfolie, Beschichtungsfolie, bei der Metall oder Metalloxid auf Kunststofffolie als Basismaterial abgeschieden ist, und Folie, bei der eine wohlbekannte Beschichtungsbehandlung auf eine Oberfläche der Beschichtungsfolie angewendet wird, und Wärmeschweißschicht 64, ausgebildet aus thermoplastischem Kunstharz oder dergleichen, wie Polyethylen niedriger Dichte, einstückig laminiert werden.
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Auf diese Weise sind aus der Beschreibung jeder der beispielhaften Ausführungsformen verschiedene Abwandlungen und andere Ausführungsformen für einen Fachmann offensichtlich. Folglich sollte die Beschreibung jeder der beispielhaften Ausführungsformen nur als ein Beispiel verstanden werden, und daher ist die Beschreibung jeder der beispielhaften Ausführungsformen vorgesehen, um einem Fachmann die beste Ausführungsweise der Erfindung zu lehren. Eine detaillierte Struktur und/oder eine Funktion kann innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung wesentlich geändert werden.
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Wie oben beschrieben ist in der vorliegenden Erfindung der Vakuum-Wärmedämmkörper ausgebildet, indem das luftdurchlässige Kernmaterial im Hüllelement unter Vakuum versiegelt wird, und das Kernmaterial ist aus mindestens zwei Schichten der Wärmedämm-Kernmaterialien mit unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeiten ausgebildet. Ferner sind mindestens zwei der mindestens zwei Schichten der Wärmedämm-Kernmaterialien, die das Kernmaterial bilden, aus Materialien ausgebildet, die Änderungsgradienten der Wärmeleitfähigkeit aufweisen, die mit der Temperatur geändert werden, und die Änderungsgradienten der Wärmeleitfähigkeit der Wärmedämm-Kernmaterialien schneiden einander.
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Hiermit weist der Vakuum-Wärmedämmkörper zwei Schichten der Wärmedämm-Kernmaterialien auf, die unterschiedliche Wärmeleitfähigkeiten in einem Vakuum-Zustand aufweisen, und die Wärmedämmeigenschaften werden in einem breiten Temperaturbereich größer im Vergleich zu einer herkömmlichen Konfiguration, in der eine einzelne Schicht des Wärmedämm-Kernmaterials, das aus Faserstoff wie Glaswolle oder Steinwolle ausgebildet ist, unter Vakuum versiegelt wird, und daher können die guten Wärmedämmeigenschaften sogar in einem ultraniedrigen Temperaturbereich erzielt werden. Somit kann der Vakuum-Wärmedämmstoff, der in der Lage ist, Wärme effektiv in einem breiten Temperaturbereich zu dämmen, von einem Kühlschrank bis zu einem Wärmedämmbehälter, der eine Substanz auf ultraniedriger Temperatur hält, wie LNG oder Wasserstoffgas, vorgesehen werden. Ferner kann eine Dicke einer Wand einer Wärmedämmstruktur, die ausgebildet wird, indem der Vakuum-Wärmedämmkörper verwendet wird, verringert werden, da die Wärmedämmeigenschaften verbessert werden.
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Ferner ist in der vorliegenden Erfindung der Vakuum-Wärmedämmkörper ausgebildet, indem das luftdurchlässige Kernmaterial im Hüllelement unter Vakuum versiegelt wird, und das Kernmaterial ist aus mindestens zwei Schichten der Wärmedämm-Kernmaterialien mit unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeiten ausgebildet. Ferner wird in mindestens zwei der mindestens zwei Schichten der Wärmedämm-Kernmaterialien, die das Kernmaterial bilden, der Änderungsgradient der Wärmeleitfähigkeit mit dem Druck geändert, und ein Größenzusammenhang zwischen den Wärmeleitfähigkeiten der zwei Wärmedämm-Kernmaterialien wird bei Atmosphärendruck und im Vakuum-Zustand gewechselt.
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Hiermit können, sogar wenn das Hüllelement aus irgendeinem Grund defekt ist, da das Wärmedämm-Kernmaterial mit der Wärmeleitfähigkeit, die kleiner ist als die des anderen Wärmedämm-Kernmaterials bei Atmosphärendruck, vorgesehen ist, die Wärmedämmeigenschaften in gewissem Umfang beibehalten werden. Somit kann, wenn der Wärmedämmkörper für einen Kühlschrank benutzt wird, eine plötzliche Verschlechterung der Wärmedämmeigenschaften durch Bruch des Hüllelementes vermieden werden, und daher werden nicht alle Lebensmittel im Kühlfach verderben.
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Ferner ist in der vorliegenden Erfindung eines der Wärmedämm-Kernmaterialien, die das Kernmaterial ausbilden, aus dem organischen Wärmedämm-Material ausgebildet, und das andere Wärmedämm-Material ist aus dem anorganischen Wärmedämm-Material ausgebildet.
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Hiermit werden die Wärmedämmeigenschaften in einem weiten Temperaturbereich gut, und der Vakuum-Wärmedämmkörper mit verschiedenen Verwendungen kann vorgesehen werden.
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Ferner ist in der vorliegenden Erfindung eines der Wärmedämm-Materialien, die das Kernmaterial bilden, aus offenporigem Kunstharz ausgebildet, und das andere Wärmedämm-Material ist aus dem Fasermaterial ausgebildet, wie Glaswolle oder Steinwolle oder aus dem Pulvermaterial, wie etwa Perlit.
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Hiermit werden die Wärmedämmeigenschaften in einem weiten Temperaturbereich gut, und der Vakuum-Wärmedämmkörper mit verschiedenen Verwendungen kann vorgesehen werden.
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Ferner ist in der vorliegenden Erfindung das Fasermaterial oder das Pulvermaterial des Wärmedämm-Kernmaterials, das das Kernmaterial ausbildet, in den luftdurchlässigen Beutel gefüllt.
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Hiermit kann das Fasermaterial oder das Pulvermaterial, das flexibel ist und leicht seine Form verliert, einfach in das Hüllelement eingefüllt werden, und daher wird die Produktivität erhöht und die Kosten können verringert werden.
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Ferner ist in der vorliegenden Erfindung der gasadsorbierende Stoff im Hüllelement zusammen mit dem Kernmaterial unter Vakuum versiegelt, und der gasadsorbierende Stoff ist im Hüllelement an einer Seite des Wärmedämm-Kernmaterials angeordnet, das aus dem offenporigem Kunstharz ausgebildet ist.
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Hiermit kann, wenn im Hüllelement verbleibendes Gas adsorbiert wird, das in den offenen Poren des offenporigen Kunstharzes nach dem Vakuum-Versiegeln verbleibende Gas durch den gasadsorbierenden Stoff effizient adsorbiert werden, und daher können eine Deformation des Wärmedämmkörpers durch einen Anstieg des Innendrucks durch das Fehlen des Gas-Adsorptions-Effektes oder eine Verschlechterung der Wärmedämmeigenschaften verhindert werden.
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Ferner ist in der vorliegenden Erfindung das Trocknungsmittel im Hüllelement zusammen mit dem Kernmaterial unter Vakuum versiegelt, und das Trocknungsmittel ist im Hüllelement an einer Seite des Wärmedämm-Kernmaterials angeordnet, in dem die Anzahl von Absaug-Durchlässen klein ist.
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Hiermit kann, wenn im Hüllelement verbleibendes Gas adsorbiert wird, in den offenen Poren des Wärmedämm-Kernmaterials mit der kleinen Anzahl von Absaug-Durchlässen verbleibende Feuchtigkeit durch das Trocknungsmittel effizient adsorbiert werden, und daher können eine Deformation des Wärmedämmkörpers durch einen Anstieg des Innendrucks durch das Fehlen der Feuchtigkeits-Adsorption oder eine Verschlechterung der Wärmedämmeigenschaften verhindert werden.
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Ferner ist in der vorliegenden Erfindung der gasadsorbierende Stoff im Hüllelement zusammen mit dem Kernmaterial unter Vakuum versiegelt, und der gasadsorbierende Stoff ist im Hüllelement an einer Seite des Wärmedämm-Kernmaterials angeordnet, in dem die Anzahl von Absaug-Durchlässen klein ist.
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Hiermit kann, wenn im Hüllelement verbleibendes Gas adsorbiert wird, in den offenen Poren des Wärmedämm-Kernmaterials mit der kleinen Anzahl von Absaug-Durchlässen verbleibendes Gas durch den gasadsorbierenden Stoff effizient adsorbiert werden, und daher können eine Deformation des Wärmedämmkörpers durch einen Anstieg des Innendrucks durch das Fehlen der Gasadsorption oder eine Verschlechterung der Wärmedämmeigenschaften verhindert werden.
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Ferner ist in der vorliegenden Erfindung das Hüllelement aus dünnen Metallplatten ausgebildet, und äußere Randteile der dünnen Metallplatten sind aneinander befestigt und deren Innenseite ist unter Vakuum versiegelt.
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Hiermit ist in dem Hüllelement, das aus der dünnen Metallplatte ausgebildet ist, die das Kernmaterial versiegelt, die Korrosionsfestigkeit extrem groß im Vergleich zu einem mehrschichtigen Hüllelement, das eine abgeschiedene Aluminiumschicht einer herkömmlichen allgemeinen Vakuum-Wärmedämmplatte aufweist. Somit können, sogar wenn es für den LNG-Tanker oder dergleichen verwendet wird und Seewasser ausgesetzt wird, Risse oder Brüche durch Korrosion verhindert werden, und daher kann die Haltbarkeit für eine lange Zeit auf einem höheren Niveau gehalten werden.
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Ferner ist in der vorliegenden Erfindung der Wärmedämmbehälter vorgesehen, der eine Substanz enthält, die eine Temperatur aufweist, die um mindestens 100°C niedriger ist als eine normale Temperatur, und das Wärmedämm-Kernmaterial, das bei der Temperatur, die um 100°C niedriger ist als eine normale Temperatur, eine kleinere Wärmeleitfähigkeit aufweist, ist im Wärmedämmbehälter an einer Seite mit kleinerer Temperatur angeordnet. Hier bedeutet normale Temperatur die atmosphärische Temperatur.
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Hiermit kann die Substanz auf ultraniedriger Temperatur in dem Behälter wärmegedämmt und effizient gelagert werden, indem jede der Charakteristiken der beiden Schichten der Wärmedämm-Kernmaterialien benutzt wird.
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Ferner ist in der vorliegenden Erfindung die Wärmedämmwand vorgesehen, die in einer Umgebung mit einer Temperatur gleich oder kleiner als 0°C benutzt wird, und das Wärmedämm-Kernmaterial mit kleinerer Wärmeleitfähigkeit ist in der Wärmedämmwand auf einer Seite mit kleinerer Temperatur angeordnet.
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Hiermit kann die Wärmedämmung an beiden Seiten der Wärmedämmwand effizient durchgeführt werden, indem die Charakteristiken der beiden Schichten der Wärmedämm-Kernmaterialien benutzt werden.
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Ferner kann der größte Wärmedämm-Effekt erhalten werden, indem die gesamte Wand des wärmegedämmten Raumes mit dem Vakuum-Wärmedämmkörper bedeckt wird im Vergleich zu einer Konfiguration, in der ein Teil der Wand mit dem Vakuum-Wärmedämmkörper bedeckt wird. Insbesondere kann die vorliegende Erfindung zum Beispiel für einen Gefrierbehälter ohne Fenster, einen Hinterhof eines Verbrauchermarktes, bei dem die Beleuchtung durch eine Beleuchtungseinrichtung sichergestellt ist, ein Gefrierlager oder dergleichen angewendet werden.
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GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
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Wie oben beschrieben, kann die vorliegende Erfindung den Vakuum-Wärmedämmkörper vorsehen, der gute Wärmedämmeigenschaften aufweist, sowie den Vakuum-Wärmedämmkörper, mit dem die Dicke der Wärmedämmstruktur verringert werden kann, die durch Benutzung des Wärmedämmkörpers ausgebildet wird. Und die vorliegende Erfindung kann umfangreich angewendet werden, auf Haushaltsgeräte, wie etwa Kühlschränke, auf industrielle Vakuum-Wärmedämmkörper, wie etwa Gefrierbehälter, die von Zügen, Schiffen oder Fahrzeugen getragen werden, den Hinterhof eines Verbrauchermarktes, ein Gefrierlager oder einen LNG-Lagertank und den Wärmedämmbehälter oder die Wärmedämmwand, bei der der Vakuum-Wärmedämmkörper verwendet wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wärmedämmgehäuse
- 2
- Äußerer Kasten
- 3
- Innerer Kasten
- 4, 24
- Wärmedämmraum
- 5, 49
- Vakuum-Wärmedämmkörper
- 6
- Wärmedämmschaum
- 7, 27
- Trennplatte
- 8, 28
- Kühlfach
- 9
- Oberes Gefrierfach
- 10
- Eisbereitungsfach
- 11
- Unteres Gefrierfach
- 12
- Gemüsefach
- 13, 53
- Hüllelement
- 14
- Kernmaterial
- 15
- Gasadsorbierender Stoff
- 16
- Erstes Wärmedämm-Kernmaterial
- 17
- Zweites Wärmedämm-Kernmaterial
- 21
- Vakuum-Wärmedämmgehäuse
- 25
- Trennplatte
- 30
- Gefrierfach
- 31
- Urethan-Flüssigkeits-Einspritz-Anschluss
- 32
- Belüftungsloch
- 41
- Wärmedämmbehälter
- 42
- Behälter-Außentank
- 43
- Zwischentank
- 44
- Behälter-Innentank
- 45
- Erster Wärmedämmkasten
- 46
- Kasten-Rahmenkörper
- 47
- Pulverförmiges Wärmedämm-Material
- 48
- Zweiter Wärmedämmkasten
- 53a, 53b
- Dünne Metallplatte
- 61
- Schichtpressplatte
- 62
- Oberflächen-Schutzschicht
- 63
- Gasbarrieren-Schicht
- 64
- Wärmeschweißschicht
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 5310928 [0039, 0041, 0067, 0098]
