ES2214746T3 - Pared calorifuga. - Google Patents

Abstract

Pared termoaislante que comprende por lo menos dos capas de recubrimiento separadas entre sí, realizadas al menos en gran parte estancas al vacío, que están unidas entre sí por medio de un perfil de unión de sección en forma de U que transcurre a lo largo de su contorno, y que junto con el perfil de unión encierran un espacio intermedio en el que se puede hacer el vacío, que está relleno de un material termoaislante en el que se puede hacer el vacío, estando dotado el perfil de unión en forma de U de unos brazos cuyo espesor de material es al menos de un orden de magnitud similar al espesor de material de las capas de recubrimiento, que tiene una base en forma de lámina que cubre entre sí los dos brazos, caracterizada porque los brazos (21, 22), y la base (25) del perfil de unión están realizados como piezas separadas independientes, que se ensamblan por soldadura para formar el perfil de unión (20).

Description

Pared calorífuga.

La invención se refiere a una pared termoaislante que comprende por lo menos dos capas de recubrimiento separadas entre sí, realizadas al menos en gran parte estancas al vacío, que están unidas entre sí por medio de un perfil de unión de sección en forma de U que transcurre a lo largo de su contorno, y que junto con el perfil de unión encierran un espacio intermedio en el que se puede hacer el vacío, que está relleno de un material termoaislante en el que se puede hacer el vacío, estando dotado el perfil de unión en forma de U de unos brazos cuyo espesor de material es al menos de un orden de magnitud similar al espesor del material de las capas de recubrimiento, que tiene una base en forma de lámina que cubre entre sí los dos brazos.

Una pared termoaislante de esta clase se conoce por la patente US-A-5 634 256.

En las paredes y carcasas termoaislantes basadas en la técnica de aislamiento por vacío, como las que se emplean por ejemplo en los aparatos electrodomésticos, como los frigoríficos y congeladores, es conocido emplear como capa de recubrimiento exterior para estas paredes y carcasas unos materiales metálicos, como por ejemplo, chapa de acero inoxidable, debido a la estanqueidad permanente a la difusión que se requiere.

Para unir entre sí las dos capas de recubrimiento exteriores y por razones de estanqueidad a la difusión se utilizan también perfiles metálicos, que van soldados a las capas de recubrimiento exteriores de forma estanca a la difusión. Como perfiles de unión se emplean también, además de bandas de chapa delgada elementos de unión conformados con una sección de perfil en U, también fabricados en chapa delgada, cuyo espesor de material es todo él del mismo orden de magnitud que el espesor del material de las capas de recubrimiento exteriores, con el fin de poder garantizar la seguridad de proceso necesaria en el ciclo de fabricación de la pared termoaislante. Ahora bien, los elementos de unión con ese espesor del material dan lugar, por su conductibilidad térmica, a que aumente el coeficiente de conductibilidad térmica de la pared termoaislante. Este aumento no causa relativamente problemas cuando para el material de relleno de las paredes termoaislantes se emplean placas de fibra de vidrio, ya que éstas permiten obtener un coeficiente de conductibilidad térmica sumamente bajo para las paredes aislantes, gracias a sus propiedades. Pero al mismo tiempo, el empleo de placas de fibras de vidrio entraña el que los costes de fabricación de las paredes termoaislantes sean relativamente elevados, debido a los costes de las placas de fibra de vidrio. Además de esto, el empleo de las placas de fibra de vidrio, con un peso específico relativamente alto, da lugar a que las paredes y carcasas termoaislantes rellenas de éstas resulten pesadas a la hora de manejarlas, no sólo durante su fabricación y el montaje de un aparato frigorífico sino en última instancia también para el consumidor final, por el peso resultante. Otros materiales de apoyo disponibles, como por ejemplo, espuma de poliuretano o espuma de poliestireno de células abiertas, que no presentan las propiedades negativas de las placas de fibra de vidrio, son sin embargo inadecuados como material de relleno para paredes termoaislantes debido al mínimo coeficiente de transmisión de calor que se puede conseguir con su empleo, en combinación con los perfiles de unión hoy día disponibles, ya que el aumento de conductibilidad térmica provocado por estos perfiles de unión llega a alcanzar un orden de magnitud casi inservible para poder utilizarlo en aparatos frigoríficos.

La invención tiene como objetivo mejorar un perfil de unión según el preámbulo de la reivindicación 1 con medidas constructivas simples, de tal manera que se eviten los inconvenientes del estado de la técnica.

Este objetivo se resuelve de acuerdo con la invención por el hecho de que los brazos y la base del perfil de unión están realizados como piezas individuales e independientes, que se unen mediante soldadura para formar el perfil de unión.

Con sus brazos gruesos en proporción con la base, el perfil de unión objeto de la invención no solamente permite una transmisión de calor reducida al mínimo, con el empleo sin problemas de espesor de medios de fijación robustos para sujetar el perfil de unión con respecto a las capas de recubrimiento exteriores de chapa delgada, sino que también facilitan el ensamble del perfil de unión con estas capas de recubrimiento. Además de esto y debido al espesor del material de los brazos, situado en el orden de espesor del material de las capas de recubrimiento, se tiene la posibilidad de utilizar procedimientos de soldadura por rayo con alta seguridad de proceso, que a su vez permite una gran velocidad de proceso (por ejemplo, aprox. 10 m/min o más), por ejemplo, mediante el empleo de un procedimiento de soldadura por rayo láser, con lo cual se reducen notablemente los costes de fabricación de una pared termoaislante o de una carcasa termoaislante. El perfil de unión objeto de la invención permite además emplear materiales de aislamiento térmico económicos, tales como espuma de poliuretano de poros abiertos o espuma de poliestireno de células abiertas, como cuerpos de apoyo, sin que por ello se desplace el valor de la conductibilidad térmica \lambda de la pared aislante hacia un orden de magnitud que llegara a ser totalmente inservible para los aparatos frigoríficos.

La solución objeto de la invención ofrece además la posibilidad de poder combinar, según cada caso individual para la pared termoaislante diferentes espesores de material para la base realizada a modo de lámina, con distintos espesores de material para los brazos del perfil de unión. Además de esto cabe también la posibilidad de utilizar elementos base de diferentes perfiles que reduzcan la conductibilidad térmica, y que se puedan perfilar de modo especialmente económico como piezas individuales. Por la unión soldada de las piezas individuales entre los brazos y la base a modo de lámina, relativamente delgada con respecto a los brazos, se obtiene una unión de materiales que le confiere al perfil de unión una cierta rigidez, gracias a la cual se puede manejar este perfil de unión sin problemas durante la fabricación en serie.

El perfil de unión por una parte y las capas de recubrimiento de las paredes termoaislantes por otra se pueden fabricar por una parte especialmente resistentes a la difusión y por otra, de una forma especialmente estable, si de acuerdo con una forma de realización preferida del objeto de la invención está previsto que el perfil de unión y las capas de recubrimiento estén realizadas en acero inoxidable o en un acero protegido contra la corrosión.

Se consigue una velocidad de proceso especialmente elevada en la fabricación del perfil de unión si de acuerdo con una siguiente forma de realización preferida del objeto de la invención está previsto que la unión soldada entre los brazos y la base se realice mediante un procedimiento de soldadura por rayo.

El empleo de tales procedimientos de soldadura permite dosificar exactamente la aportación de energía necesaria para fundir las partes que se vayan a unir, de manera que únicamente se funde la zona de unión y su entorno inmediato, y de esta manera se evitan los daños causados por ejemplo por sobrecalentamiento, especialmente en la base en forma de lámina. La base y los brazos del perfil de unión en forma de U quedan soldados especialmente exentos de defectos de soldadura en toda la longitud de ensamble si de acuerdo con una siguiente forma de realización preferida del objeto de la invención está previsto que la unión soldada entre la base y los brazos este dispuesta esencialmente perpendicular al eje longitudinal de los brazos.

Los brazos y la base del perfil de unión en forma de U quedan unidos entre sí de forma especialmente duradera y robusta, si de acuerdo con otra forma de realización preferida del objeto de la invención está previsto que la base del perfil de unión en forma de U recubra al menos en parte los brazos. De acuerdo con otra forma de realización preferida del objeto de la invención está previsto que el perfil de unión esté compuesto por varias piezas longitudinales que estén unidas entre sí a los brazos mediante uniones machihembradas.

Al subdividir el perfil de unión en los correspondientes tramos longitudinales parciales se simplifica notablemente la fabricación de perfiles de esquina de geometría complicada, por ejemplo, para aparatos frigoríficos, quedando siempre perfectamente garantizado el ensamble en posición exacta de los distintos trozos parciales debido a la unión machihembrada entre ellos. Por otra parte, gracias a la unión machihembrada entre los distintos trozos longitudinales queda asegurado que la soldadura del perfil de unión con las capas de recubrimiento exteriores también se pueda efectuar por el punto de unión de los distintos trozos parciales, sin recurrir a medidas auxiliares adicionales, de manera que se asegura también de forma sencilla la estanqueidad al vacío en los puntos de unión en una misma operación de trabajo.

De acuerdo con una siguiente forma de realización preferida del objeto de la invención está previsto que la base del perfil de unión esté dotada de conformados que aumenten su anchura efectiva.

Gracias a una medida de este tipo se reduce notablemente la conductividad térmica de la base y con ello se limita al menos esencialmente un incremento del valor de la conductividad térmica \lambda.

La carcasa termoaislante para un aparato frigorífico y su puerta destinada a cerrar el compartimiento frigorífico queda realizada de forma especialmente conveniente si de acuerdo con una siguiente forma de realización preferida del objeto de la invención está previsto que la carcasa y la puerta estén realizadas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9.

Gracias a la construcción especialmente conveniente de la pared termoaislante, tanto en el aspecto termotécnico como en cuanto a los costes de fabricación, ésta resulta especialmente adecuada para la producción en serie de una carcasa termoaislante para un aparato frigorífico o para una puerta de un aparato frigorífico. Igualmente se pueden eliminar la carcasa y la puerta de forma especialmente respetuosa con el medio ambiente.

La estructura de la pared termoaislante se puede emplear de un modo igualmente ventajoso, como para la fabricación de un aparato frigorífico, para la fabricación de una mufla de horno de una cocina doméstica, si de acuerdo con una última forma de realización preferida del objeto de la invención está previsto que la carcasa termoaislante de la mufla del horno esté realizada de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9.

La invención se explica a continuación sirviéndose de dos ejemplos de realización representados de forma simplificada en el dibujo adjunto.

Las figuras muestran:

Fig. 1 una carcasa termoaislante de un frigorífico doméstico con una envolvente exterior y un revestimiento interior, que están unidos mediante un perfil de sección en forma de U formando un espacio intermedio relleno de un material termoaislante, en una vista en sección lateral,

Fig. 2 un detalle de la carcasa, girada 90º, en la zona del perfil de unión, según una primera forma de realización para el perfil de unión, cuyos brazos realizados reforzados, en comparación con su base en forma de lámina, están unidos con ajuste de material, en sección,

Fig. 3 detalle de la carcasa girada 90º, en la zona del perfil de unión, cuyos tramos longitudinales están ensamblados con una unión machihembrada, en una representación longitudinal en perspectiva,

Fig. 4 detalle de la carcasa girada 90º, en la zona del perfil de unión, según una segunda forma de realización para el perfil de unión, cuyos brazos realizados reforzados, en comparación con su base en forma de lámina, están formados mediante un plegado múltiple del material en forma de lámina, en sección, y

Fig. 5 diversas variantes de realización del perfil de unión, cada una con una base con perfilado diferente.

La figura 1 muestra una carcasa termoaislante 10 adecuada para ser empleada en un frigorífico o congelador doméstico, en cuyo interior está previsto un espacio útil 11, que está revestido por una capa de recubrimiento 12 que sirve de revestimiento interior. Separada de la capa de recubrimiento 12 está prevista otra capa de recubrimiento 13, que sirve de revestimiento exterior y que igual que el revestimiento interior está realizada de chapa de acero inoxidable o de chapa de acero protegida contra la corrosión. Mediante la separación entre la capa de recubrimiento 12 y la capa de recubrimiento 13 queda libre un espacio intermedio que está relleno de un material de apoyo 14 termoaislante en el que se pueda hacer el vacío, como por ejemplo, espuma de poliuretano de células abiertas o espuma de poliestireno de células abiertas, presente en forma de planchas. Estos materiales sirven también como materiales aislantes y de apoyo de una puerta 15 que cierra el espacio útil 11 aislándolo térmicamente y que va articulada en la carcasa 10, y que está formada por dos capas de recubrimiento 16 y 17 separadas entre sí, entre las cuales va colocado el material de apoyo 14. Tanto las capas de recubrimiento 16 y 17 de la puerta 15 como las de la carcasa 10 están unidas entre sí estancas al vacío mediante un perfil de unión 20 ó 30 respectivamente, realizado con una sección en forma de U, de los cuales, el perfil de unión 20 descrito mediante el ejemplo de la carcasa 10 está representado con mayor detalle en la figura 2, y la forma alternativa del perfil de unión 30 descrito mediante el ejemplo de la carcasa 10 está representado con mayor detalle en la figura 4.

Tal como muestra especialmente la figura 2, el perfil de unión 20 está compuesto por varias partes individuales independientes, estando dispuestas las partes que sirven como brazos 21 del perfil de sección en U dispuestas en las caras interiores enfrentadas entre sí de las capas de recubrimiento 12 y 13, cuyo espesor de material s1 equivale esencialmente al espesor del material s2 de los brazos 21.

Para simplificar su fabricación y facilitar el ensamble con respecto a las capas de recubrimiento, los brazos 21 y 22 están subdivididos en tramos longitudinales L1 y L2 que pueden ensamblarse entre sí (véase al respecto la figura 3). El tramo longitudinal L1 lleva en sus extremos frontales una lengüeta 23, que para formar una unión machihembrada se puede introducir en una ranura 24 realizada en una de las caras frontales del tramo longitudinal L2. Los brazos 21 y 22 están unidos entre sí únicamente por un elemento de unión que sirve como base 25 del perfil en U, cuya longitud está ajustada a la longitud de los trozos parciales L1 y L2 de los brazos 21 y 22, y cuyo espesor de material s3 es notablemente menor en comparación con el espesor del material s2 de los brazos 21 y 22. Para el espesor del material s2 de los brazos 21 y 22 se han obtenido unos resultados muy útiles con un valor de 0,4 mm, y para el espesor del material s3 de la base 25, un valor de 0,1 mm, en lo que se refiere a una conducción del calor notablemente reducida a través de la base 25 y a la fijación de un proceso seguro de los brazos 21 y 22 a lo largo de las caras interiores de las capas de recubrimiento mediante un procedimiento de soldadura por rayo. La base 25 está unida a los brazos 21 y 22 también mediante un procedimiento de soldadura por rayo, por ejemplo, soldadura por rayo láser o soldadura por chorro de electrones, donde el ajuste del material conseguido mediante el procedimiento de soldadura ocupa toda la superficie de contacto entre las partes que forman la unión, con el fin de lograr suficiente fuerza de unión entre las partes de la unión.

En estado montado, el perfil de unión 20 está intercalado entre las capas de recubrimiento 12 y 13, estando orientada su base 25 hacia el material de apoyo 14. De esta manera, al hacer el vacío en el espacio intermedio relleno del material de apoyo 14, la base 25 en forma de lámina se puede apoyar contra el material de apoyo, quedando al mismo tiempo retranqueada de los bordes libres de la carcasa 10 para protegerla contra daños involuntarios. La fijación estanca al vacío del perfil de unión 20 a las capas de recubrimiento 12 y 13 se consigue mediante un cordón de soldadura S que transcurre a lo largo de los brazos 21 y 22, y que para evitar inclusiones de aire que reduzcan la capacidad aislante del vacío se debe prever lo más próxima posible a la base 25 del perfil de unión 20 (véase al respecto la figura 3).

En la figura 4 está representada otra forma de realización de un perfil de unión 30 con sección en forma de U, cuyos brazos 32 y 33 unidos entre sí a través de su base 31 están fabricados de un trozo de chapa de acero inoxidable cuyo espesor de material corresponde al espesor del material s2 de la base 31. Los brazos 32 y 33 unidos de una misma pieza a la base 31 están formados mediante estratificación múltiple sin intersticios de los bordes laterales del trozo de material en forma de lámina, por ejemplo, mediante plegado múltiple, de manera que los brazos 32 y 33 presentan un espesor de material s3 que se corresponde esencialmente con el espesor del material s1 de las capas de recubrimiento 12 y 13. Para facilitar su aplicación, el perfil de unión 30 puede estar subdividido en varios trozos parciales, igual que el perfil de unión 20, que se unen entre sí de forma análoga a los trozos parciales L1 y L2 del perfil de unión 20, y que se fijan igual que aquellos de forma estanca al vacío mediante soldadura a las capas de recubrimiento 12 y 13.

Tal como se deduce especialmente de la figura 5, caben distintas formas para la base 25 ó 31, donde las formas de sección que se pueden utilizar como variante de la superficie lisa reducen adicionalmente la transmisión de calor de la base 25 ó 31 al aumentar su longitud efectiva.

El perfil de unión descrito mediante el ejemplo de la carcasa 10 se puede aplicar también para unir las capas de recubrimiento 16 y 17 de la puerta 15, realizándose debidamente las capas de recubrimiento para la introducción del perfil de unión.

A diferencia del ejemplo de realización descrito, cabe imaginar también que el perfil de unión (20, 30) esté colocado encima de los extremos libres de las capas de recubrimiento (12, 13, 16, 17).

La estructura de una pared termoaislante descrita mediante el ejemplo del frigorífico o congelador doméstico, por ejemplo, en forma de una carcasa 10, se puede aplicar también a una mufla de horno termoaislante a utilizar en una cocina doméstica, donde a diferencia de la pared termoaislante empleada con fines frigoríficos es preciso adaptar el material de apoyo 14 situado entre las capas de recubrimiento 12 y 13 de acuerdo con los requisitos térmicos en una mufla de horno.

Claims (9)

1. Pared termoaislante que comprende por lo menos dos capas de recubrimiento separadas entre sí, realizadas al menos en gran parte estancas al vacío, que están unidas entre sí por medio de un perfil de unión de sección en forma de U que transcurre a lo largo de su contorno, y que junto con el perfil de unión encierran un espacio intermedio en el que se puede hacer el vacío, que está relleno de un material termoaislante en el que se puede hacer el vacío, estando dotado el perfil de unión en forma de U de unos brazos cuyo espesor de material es al menos de un orden de magnitud similar al espesor de material de las capas de recubrimiento, que tiene una base en forma de lámina que cubre entre sí los dos brazos, caracterizada porque los brazos (21, 22), y la base (25) del perfil de unión están realizados como piezas separadas independientes, que se ensamblan por soldadura para formar el perfil de unión (20).

2. Pared termoaislante según la reivindicación 1, caracterizada porque el perfil de unión (20) y las capas de recubrimiento (12, 13) son de acero inoxidable o de un acero protegido contra la corrosión.

3. Pared termoaislante según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la unión soldada entre los brazos (21, 22) y la base (25) se efectúa mediante un procedimiento de soldadura por rayo.

4. Pared termoaislante según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la unión soldada entre la base (25) y los brazos (21, 22) está dispuesta esencialmente perpendicular al eje longitudinal de los brazos (21, 22).

5. Pared termoaislante según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la base (25) del perfil de unión (20) en forma de U recubre al menos en parte sus brazos (21, 22).

6. Pared termoaislante según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el perfil de unión (20) está compuesto de varios trozos parciales longitudinales (L1 y L2), que están unidos entre sí en los brazos (21, 22) mediante uniones machihembradas.

7. Pared termoaislante según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la base (25) del perfil de unión (20) tiene conformados que incrementan su longitud eficaz.

8. Carcasa termoaislante para un aparato frigorífico, con por lo menos un compartimiento frigorífico que se puede cerrar mediante una puerta, caracterizada porque la carcasa (10) y la puerta (15) están realizadas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7.

9. Carcasa termoaislante para la mufla de un horno de cocina doméstica, caracterizada porque la carcasa está realizada de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7.