ES2708400B2 - Flexible continuous vacuum insulation panel - Google Patents
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Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Panel de aislamiento de vacío continúo flexibleFlexible continuous vacuum insulation panel
Objeto de la invenciónObject of the invention
El objeto de la presente invención se refiere a un panel de aislamiento térmico flexible que emplea el vacío realizado en su interior, como método para impedir la conducción de calor y sonido.The object of the present invention relates to a flexible thermal insulation panel that uses the vacuum inside, as a method to prevent the conduction of heat and sound.
Las principales características innovadoras son:The main innovative features are:
- La cámara de vacío que posee en su interior, la cual permite contener un elevado vacío, así como un largo tiempo de utilización del panel y la flexibilidad del panel.- The vacuum chamber that it has inside, which allows to contain a high vacuum, as well as a long time of use of the panel and the flexibility of the panel.
- La facilidad de fabricación y coste de los materiales del panel.- The ease of manufacturing and cost of panel materials.
- La posibilidad de realizar paneles de un elevado tamaño.- The possibility of making panels of a large size.
- El procedimiento de carga de vacío permite la fabricación de paneles VIP de una forma sencilla y barata.- The vacuum loading procedure allows the manufacture of VIP panels in a simple and cheap way.
Campo de aplicación de la invenciónField of application of the invention
La presente invención se encuadra en el sector de la eficiencia energética y dentro de éste, en el sector del aislamiento térmico y acústico de espacios cerrados.The present invention falls within the sector of energy efficiency and within it, in the sector of thermal and acoustic insulation of enclosed spaces.
Antecedentes de la invenciónBackground of the invention
Los graves efectos del calentamiento global son cada vez más evidentes y es necesario aplicar urgentemente las herramientas que disponemos para combatirlo. Una de estas herramientas (posiblemente la principal) es la eficiencia energética y dentro de esta, destaca el aislamiento térmico. El sistema de aislamiento térmico más utilizado es la instalación de paneles aislantes.The serious effects of global warming are increasingly evident and it is necessary to urgently apply the tools we have available to combat it. One of these tools (possibly the main one) is energy efficiency and within this, thermal insulation stands out. The most commonly used thermal insulation system is the installation of insulating panels.
El mejor método de aislamiento térmico es la realización de vacío. Actualmente se comercializan paneles de aislamiento por vacío, denominados VIP (vacuum insulated panel), que principalmente se utilizan en el aislamiento de frigoríficos, transporte refrigerado y debido a la normativa de la Unión Europea de edificios de consumo energético casi nulo, se comienzan a instalar en edificios. En estos paneles VIP, el vacío se realiza en los poros de un material rígido, el cual resiste la fuerza de la presión atmosférica.The best method of thermal insulation is the realization of vacuum. Currently vacuum insulated panels, called VIP (vacuum insulated panel), which are mainly used in the insulation of refrigerators, refrigerated transport and due to the European Union regulations for buildings with almost zero energy consumption, are marketed, they are beginning to install in buildings In these VIP panels, the vacuum is made in the pores of a rigid material, which resists the force of atmospheric pressure.
Los paneles VIP, aunque disponen de un elevado aislamiento térmico, tienen las siguientes deficiencias:The VIP panels, although they have a high thermal insulation, have the following deficiencies:
1° Al disponer de un vacío discontinuo, el aislamiento térmico es del orden de 0’007 W/ m K .1 ° By having a discontinuous vacuum, the thermal insulation is of the order of 0’007 W / m K.
2° Disponen de una vida útil de unos 25 años, debido a que los gases atmosféricos atraviesan su cubierta exterior y al disponer de poco volumen de vacío, no pueden almacenar estos gases sin que aumente la presión interna.2 ° They have a useful life of about 25 years, because the atmospheric gases pass through their outer casing and because they have a small volume of vacuum, they cannot store these gases without increasing the internal pressure.
3° Son costosos de fabricar, debido a que se emplea una campana de vacío en su elaboración.3 ° They are expensive to manufacture, because a vacuum bell is used in its elaboration.
4° No pueden fabricarse paneles de grandes dimensiones, debido a las limitaciones y coste de las campanas de vacío de elevado tamaño. 4 ° Large panels cannot be manufactured, due to the limitations and cost of large vacuum bells.
5° Tienen unos elevados puentes térmicos en los bordes o efectos de borde, debido a sus bajas dimensiones.5 ° They have high thermal bridges at the edges or edge effects, due to their low dimensions.
Para resolver los citados problemas la presente invención aporta las siguientes características:To solve the aforementioned problems, the present invention provides the following characteristics:
1° Al disponer de una cámara de vacío y por lo tanto de un espacio de vacío continuo, el aislamiento térmico del panel puede estar cerca de 0,001 W/ m K .1 ° By having a vacuum chamber and therefore a continuous vacuum space, the thermal insulation of the panel can be close to 0.001 W / m K.
2° Disponen de una vida útil muy superior a los 25 años, debido a que los gases atmosféricos que atraviesan su cubierta exterior, pueden ser almacenados sin que aumente la presión interna, al tener un elevado volumen de vacío.2 ° They have a useful life much greater than 25 years, because the atmospheric gases that cross its outer cover, can be stored without increasing the internal pressure, having a high volume of vacuum.
3° Son sencillos y baratos de fabricar, debido a que se emplea un sistema de prensado.3 ° They are simple and cheap to manufacture, because a press system is used.
4° Pueden fabricarse paneles de gran tamaño, debido a que se emplea un método sencillo y barato para la realización de vacío en su interior.4 ° Large panels can be manufactured, because a simple and cheap method is used for the realization of vacuum inside.
5° Tienen unos bajos puentes térmicos en los bordes o efectos de borde, debido a sus altas dimensiones.5 ° They have low thermal bridges at the edges or edge effects, due to their high dimensions.
Por parte del solicitante se desconoce la existencia de alguna invención que reúna las novedosas características presentes en la invención aquí propuesta y cuyos elementos caracterizadores se detallan a continuación.On the part of the applicant, the existence of some invention that meets the novel features present in the invention proposed here and whose characterizing elements are detailed below is unknown.
Descripción de la invenciónDescription of the invention
El panel de aislamiento de vacío continuo flexible, consiste en un recinto cerrado con una elevada resistencia al paso de calor y sonido. Esta resistencia se logra, por medio de la realización de vacío en una cámara interna, situada entre las paredes del recinto cerrado. El vacío es el sistema de aislamiento térmico y acústico más eficaz existente. Su eficacia depende del grado de depresión conseguido. La presente invención emplea, el método de obtención de vacío mediante fuerza elástica con el objeto de conseguir el vacío necesario.The flexible continuous vacuum insulation panel consists of a closed enclosure with a high resistance to heat and sound. This resistance is achieved, by means of the realization of vacuum in an internal chamber, located between the walls of the closed enclosure. Vacuum is the most effective thermal and acoustic insulation system available. Its effectiveness depends on the degree of depression achieved. The present invention employs the method of obtaining vacuum by elastic force in order to achieve the necessary vacuum.
Las paredes de la invención están constituidas por dos componentes:The walls of the invention are constituted by two components:
- Un componente exterior, que forma la envolvente del panel y constituye la parte visible del panel y está en contacto con el aire atmosférico que rodea el panel y por lo tanto resiste la presión atmosférica. Este componente exterior, es un medio de contención de vacío flexible, como por ejemplo un material barrera multicapa. Este medio de contención, debe de tener una elevada resistencia al paso de los gases atmosféricos a través de él, ya que su función es la de contener dentro de su volumen el vacío. El medio de contención debe de tener, también, una buena resistencia a la tracción. La figura 1(a), muestra con carácter ilustrativo y no limitativo, la representación en perspectiva de una posible realización de la invención, en la que mediante cortes se muestra la estructura y componentes interiores. En esta figura, se aprecia como el medio de contención de vacío envuelve el resto de componentes. La figura 1(b) muestra la sección en planta, la figura 1(c) muestra la sección transversal y la figura 1(d) muestra la sección longitudinal, de la posible realización de la invención. - An outer component, which forms the envelope of the panel and constitutes the visible part of the panel and is in contact with the atmospheric air surrounding the panel and therefore resists atmospheric pressure. This outer component is a means of flexible vacuum containment, such as a multilayer barrier material. This means of containment must have a high resistance to the passage of atmospheric gases through it, since its function is to contain the vacuum within its volume. The containment medium must also have good tensile strength. Figure 1 (a) shows, in an illustrative and non-limiting manner, the perspective representation of a possible embodiment of the invention, in which the internal structure and components are shown by means of cuts. In this figure, it can be seen how the vacuum containment means envelops the rest of the components. Figure 1 (b) shows the section in plan, Figure 1 (c) shows the cross section and Figure 1 (d) shows the longitudinal section of the possible embodiment of the invention.
- Una componente interior, que soporta la envolvente exterior (medio de contención de vacío), evitando que en esta envolvente quede su cara superior pegada a su cara inferior, debido a la fuerza de la presión atmosférica. Esta componente interior está constituida por cuatro o más, siempre en número par, medios de soporte, como por ejemplo chapas de aluminio, separados por unos medios de separación elásticos y que poseen una baja conductividad térmica, como por ejemplo tacos de corcho, como muestra la serie de figuras 1 con carácter ilustrativo y no limitativo. Estos medios de separación, deben poseer una constante elástica lo suficientemente elevada para que al deformarse, con la fuerza de la presión atmosférica transmitida a través de los medios de soporte, logren mantener la separación deseada de los medios de soporte. Los medios de soporte y los medios de separación, son los que resisten la fuerza de la presión atmosférica de 1 Kg/cm2 al realizar el vacío dentro de la invención.- An inner component, which supports the outer envelope (vacuum containment means), avoiding that in this envelope its upper face is glued to its lower face, due to the force of atmospheric pressure. This inner component is constituted by four or more, always in even number, support means, such as for example aluminum sheets, separated by elastic separation means and having a low thermal conductivity, such as cork blocks, as shown the series of figures 1 illustrative and not limiting. These separation means must have an elastic constant high enough so that when deformed, with the force of the atmospheric pressure transmitted through the support means, they can maintain the desired separation of the support means. The support means and the separation means are those that resist the force of the atmospheric pressure of 1 Kg / cm2 when performing the vacuum within the invention.
La separación de los medios de soporte, realizada con los medios de separación, forma la cámara donde se realiza el vacío que a su vez es mantenido por el medio de contención, es decir la envolvente exterior.The separation of the support means, carried out with the separation means, forms the chamber where the vacuum is made which in turn is maintained by the containment means, that is to say the outer envelope.
Los medios de soporte son dos o más por cada cara del panel y cada medio de soporte ocupa una parte de la superficie del panel, como indica la serie de figuras 1 con carácter ilustrativo y no limitativo. La figura 1(a), muestra la representación en perspectiva de una posible realización de la invención flexible, en la que mediante cortes se visualizan la estructura y componentes interiores. La figura 1(b) muestra la sección en planta, la figura 1(c) muestra la sección transversal y la figura 1(d) muestra la sección longitudinal, de una posible realización de la invención. En la serie de figuras 1 se observa que los medios de soporte son cuatro o más por cada panel y posibilitan la flexibilidad del mismo.The support means are two or more for each face of the panel and each support means occupies a part of the panel surface, as indicated by the series of figures 1 for illustrative and non-limiting nature. Figure 1 (a) shows the perspective representation of a possible embodiment of the flexible invention, in which the internal structure and components are visualized by means of cuts. Figure 1 (b) shows the section in plan, Figure 1 (c) shows the cross section and Figure 1 (d) shows the longitudinal section of a possible embodiment of the invention. In the series of figures 1 it can be seen that the support means are four or more for each panel and allow the flexibility thereof.
Como se utiliza un medio de contención de vacío flexible en la invención y debido a la alta adhesión de esta envolvente con los medios de soporte, provocada al realizar el vacío dentro del panel, la envolvente podría romperse con los bordes de las placas de los medios soporte. Para evitar esta circunstancia, se intercala un medio de protección, como por ejemplo una lámina compuesta de poliuretano y teflón, intercalada entre el medio de contención del vacío (la envolvente) y los medios de soporte (las placas), como muestra la serie de figuras 1, con carácter ilustrativo y no limitativo. Esta lámina de los medios de protección, también permite la flexibilidad del panel, como se describe a continuación. Al someter a la invención a un esfuerzo de flexión, la envolvente tendrá un movimiento de desplazamiento respecto a los medios soporte. El medio de protección, al evitar el contacto de la envolvente con los medios soporte, permite este desplazamiento. Este medio de protección debe ir perfectamente unido mecánicamente con las placas del medio soporte, con un medio de fijación, como por ejemplo un adhesivo. La razón para la existencia de esta unión mecánica, se debe a la necesaria separación de las placas de los medios soportes, para que estas giren y se puedan adaptar a la superficie de aislamiento y lograr un panel flexible. En el espacio entre las placas, al no existir una superficie resistente, la fuerza de la presión atmosférica podría juntar la lámina del medio de protección superior con la inferior, eliminando la cámara de vacío. La unión mecánica del medio de protección y las placas del medio de soporte, otorga una resistencia a la deformación (provocada por la presión atmosférica) al medio de protección.As a flexible vacuum containment means is used in the invention and due to the high adhesion of this envelope with the support means, caused by performing the vacuum inside the panel, the envelope could break with the edges of the media plates support. To avoid this circumstance, a protection means, such as a sheet composed of polyurethane and Teflon, is inserted between the vacuum containment means (the envelope) and the support means (the plates), as the series of Figures 1, illustrative and not limiting. This sheet of protection means also allows panel flexibility, as described below. By subjecting the invention to a bending effort, the envelope will have a movement of displacement relative to the support means. The protection means, by avoiding contact of the envelope with the support means, allows this displacement. This protection means must be perfectly mechanically connected with the plates of the support means, with a fixing means, such as an adhesive. The reason for the existence of this mechanical union is due to the necessary separation of the plates from the support means, so that they rotate and can adapt to the insulation surface and achieve a flexible panel. In the space between the plates, in the absence of a resistant surface, the force of the atmospheric pressure could join the upper protection sheet with the lower one, eliminating the vacuum chamber. The mechanical connection of the protection means and the plates of the support means gives a resistance to deformation (caused by atmospheric pressure) to the protection means.
A continuación, se describe con detalle el proceso por el cual la invención obtiene el vacío necesario.Next, the process by which the invention obtains the necessary vacuum is described in detail.
- Método de obtención de vacío por medio de fuerza elástica. En este método, la invención es sometida a la fuerza de aplastamiento ejercida por un medio de compresión, como por ejemplo una prensa hidráulica. Las figuras 2, muestra con carácter ilustrativo y no limitativo, el proceso de obtención de vacío dentro de una posible realización de la invención y que a continuación se describe con detalle. En la figura 2(a), se muestra la invención situada dentro del medio de compresión en este caso, una prensa. Una parte del medio de contención del vacío, es decir de la envolvente del panel, sobresale de la prensa y dispone de una abertura. También se observa, como al no ejercer presión la prensa, los medios de separación no están comprimidos y la distancia entre los medios de soporte es máxima. En la figura 2(b), la invención se encuentra en la mitad de su proceso de compresión. Los medios de separación, al estar comprimidos a la mitad, ejercen la mitad de su fuerza. El aire del interior de la invención está siendo expulsado al exterior, a través de la abertura del medio de contención de vacío. En la figura 2(c), la invención se encuentra totalmente comprimida y el aire de su interior a sido totalmente expulsado. Los medios de separación, al estar totalmente comprimidos, ejercen su máxima fuerza. Se observa también que mientras la invención se encuentra totalmente comprimida, la abertura del medio de contención de vacío se cierra mediante un medio de sellado, como por ejemplo un dispositivo de termosellado. En la figura 2(d), la prensa ha liberado a la invención de su presión y ya no ejerce fuerza sobre la invención. La fuerza elástica de los medios de separación está ejercida completamente contra los medios soportes y estos a su vez soportan el medio de contención de vacío, aplastado por la presión atmosférica. La cámara de vacío tiene su volumen definitivo que siempre será menor que el volumen inicial de la cámara llena de aire. En la serie de figuras 1 y 2, se observa como los medios de soporte tienen unas hendiduras en donde alojan los medios de separación. A su vez, los medios de protección tiene unas hendiduras en su superficie, en donde se sitúan los medios de separación. La superficie de estas hendiduras es la zona de unión mecánica de los medios de protección con una de las caras de los medios de soporte. Las dimensiones y forma de las hendiduras mencionadas, son las adecuadas para lograr alojar la deformación de los medios de separación, según transcurre el aplastamiento de la invención por el medio de compresión, y sobre todo en el momento de máximo aplastamiento. Se logra así, la planitud de las superficies en contacto y el desalojo de todo el aire, como muestran la serie de figuras 2. Las hendiduras de los medios soporte aumentan la rigidez de estos y su capacidad de resistir la fuerza de la presión atmosférica.- Method of obtaining vacuum by means of elastic force. In this method, the invention is subjected to the crushing force exerted by a compression means, such as a hydraulic press. Figures 2, illustrates, in an illustrative and non-limiting manner, the process of obtaining a vacuum within a possible embodiment of the invention and which is described in detail below. In Figure 2 (a), the invention is shown located within the compression means in this case, a press. A part of the middle of Containment of the vacuum, that is to say the envelope of the panel, protrudes from the press and has an opening. It is also observed, as the press does not exert pressure, the separation means are not compressed and the distance between the support means is maximum. In Figure 2 (b), the invention is in the middle of its compression process. The separation means, being compressed in half, exert half their force. The air inside the invention is being expelled to the outside, through the opening of the vacuum containment means. In Figure 2 (c), the invention is fully compressed and the air inside has been fully expelled. The separation means, being fully compressed, exert their maximum force. It is also noted that while the invention is fully compressed, the opening of the vacuum containment means is closed by means of a sealing means, such as a heat sealing device. In Figure 2 (d), the press has released the invention from its pressure and no longer exerts force on the invention. The elastic force of the separation means is exerted completely against the support means and these in turn support the vacuum containment means, crushed by atmospheric pressure. The vacuum chamber has its definitive volume that will always be smaller than the initial volume of the chamber filled with air. In the series of figures 1 and 2, it can be seen how the support means have recesses in which the separation means house. In turn, the protection means has grooves on its surface, where the separation means are located. The surface of these grooves is the area of mechanical attachment of the protection means with one of the faces of the support means. The dimensions and shape of the aforementioned grooves are adequate to achieve the deformation of the separation means, as the crushing of the invention takes place by means of compression, and especially at the time of maximum crushing. Thus, the flatness of the surfaces in contact and the evacuation of all the air are achieved, as shown in the series of figures 2. The grooves of the support means increase their stiffness and their ability to withstand the force of atmospheric pressure.
Debido a la sencillez del sistema de carga de vacío, la invención puede realizarse en grandes tamaños, abaratando el proceso de fabricación. Cuanto mayor es el tamaño de un panel de vacío, menor es la longitud de pestaña de la envolvente por unidad de superficie del panel y por lo tanto se minimiza la perdida de aislamiento del panel de vacío debido a los efectos de borde.Due to the simplicity of the vacuum loading system, the invention can be carried out in large sizes, making the manufacturing process cheaper. The larger the size of a vacuum panel, the smaller the flange length of the envelope per unit area of the panel and therefore the loss of insulation of the vacuum panel due to edge effects is minimized.
Se describe a continuación el estudio de la conductividad del panel de aislamiento de vacío continuo.The study of the conductivity of the continuous vacuum insulation panel is described below.
Para simplificar se hallará la resistencia térmica de un panel de aislamiento rígido, es decir con dos medios de soporte, uno superior y uno inferior, y que ocupan toda la superficie del panel y sin medios de protección. La resistencia térmica del interior de la invención Ri es: Ri = 2 Rs Rc donde Rs es la resistencia térmica de cada uno de los medios soporte, la cual es un dato conocido y Rc es la resistencia térmica de la cámara interna donde se realiza el vacío.To simplify the thermal resistance of a rigid insulation panel, that is to say with two support means, one upper and one lower, which occupy the entire surface of the panel and without protection means. The thermal resistance of the interior of the invention Ri is: Ri = 2 Rs Rc where Rs is the thermal resistance of each of the support means, which is a known data and Rc is the thermal resistance of the internal chamber where the internal empty.
A su vez Rc se obtiene de 1/Rc = N/Rt 1/Rv donde N es el número de medios de separación, Rt es la resistencia térmica de cada uno de los medios de separación y Rv es la resistencia térmica del volumen de la cámara de vacío. Si la invención se carga con un alto vacío la Rv es un número muy elevado y el termino 1/Rv tiende a cero, con lo que Rc = Rt/N , a su vez Rt = e / k S donde e es el espesor del medio de separación, k su conductividad y S su superficie, Luego Rc = e / k S N . El producto de S por N es un término muy bajo del orden de milésimas, debido a la pequeña superficie de los medios de separación. El valor de la conductividad k de los medios de separación es del orden de centésimas. Por lo tanto, como el valor del término k S N es del orden de las diez milésimas, la resistencia térmica de la cámara interna de vacío Rc es muy elevada. Como Ri = 2 Rs Rc y el valor de Rs es muy bajo, la Ri es aproximadamente el valor de Rc. Luego el valor teórico de la resistencia térmica de la invención es elevado lo que implica una bajísima conductividad.In turn Rc is obtained from 1 / Rc = N / Rt 1 / Rv where N is the number of separation means, Rt is the thermal resistance of each of the separation means and Rv is the thermal resistance of the volume of the vacuum chamber. If the invention is loaded with a high vacuum the Rv is a very high number and the term 1 / Rv tends to zero, whereby Rc = Rt / N, in turn Rt = e / k S where e is the thickness of the separation medium, k its conductivity and S its surface, then Rc = e / k SN. The product of S by N is a very low term of the order of thousandths, due to the small area of the separation means. The value of the conductivity k of the separation means is of the order of hundredths. Therefore, since the value of the term k S N is of the order of ten thousandths, the thermal resistance of the internal vacuum chamber Rc is very high. Since Ri = 2 Rs Rc and the value of Rs is very low, the Ri is approximately the value of Rc. Then the theoretical value of the thermal resistance of the invention is high which implies a very low conductivity.
Si se utiliza un medio de contención de vacío que provoque unos bajos puentes térmicos en sus bordes, debidos a la conductividad de su material de fabricación y a su sistema de sellado, la conductividad de la invención es bajísima. If a vacuum containment means is used that causes low thermal bridges at its edges, due to the conductivity of its manufacturing material and its sealing system, the conductivity of the invention is very low.
Descripción de los dibujosDescription of the drawings
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la solicitud de patente, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the patent application, in accordance with a preferred example of practical implementation of the same, a set of said description is attached as an integral part of said description. Drawings where, for illustrative and non-limiting purposes, the following has been represented:
Figura 1(a).- Muestra una representación en perspectiva de una posible realización de la invención, en la que mediante cortes se muestra la estructura y componentes interiores.Figure 1 (a) .- Shows a perspective representation of a possible embodiment of the invention, in which the internal structure and components are shown by cuts.
Figura 1(b).- Muestra la sección en planta de una posible realización de la invención.Figure 1 (b) .- Shows the plan section of a possible embodiment of the invention.
Figura 1(c).- Muestra la sección transversal de una posible realización de la invención.Figure 1 (c) .- Shows the cross section of a possible embodiment of the invention.
Figura 1(d).- Muestra la sección longitudinal de una posible realización de la invención.Figure 1 (d) .- Shows the longitudinal section of a possible embodiment of the invention.
Figura 2(a).- Muestra la posible realización de la invención situada dentro del medio de compresión.Figure 2 (a) .- Shows the possible embodiment of the invention located within the compression means.
Figura 2(b).- Muestra la posible realización de la invención en la mitad de su proceso de compresión, expulsando el aire de su interior.Figure 2 (b) .- Shows the possible embodiment of the invention in the middle of its compression process, expelling the air from inside.
Figura 2(c).- Muestra la posible realización de la invención totalmente comprimida, sin aire en su interior y como es sellada.Figure 2 (c) .- Shows the possible embodiment of the invention fully compressed, without air inside and as sealed.
Figura 2(d).- Muestra la posible realización de la invención liberada de la compresión y como al actuar la fuerza elástica de los medios de separación, se crea la cámara de vacío.Figure 2 (d) .- It shows the possible embodiment of the invention released from compression and as the elastic force of the separation means acts, the vacuum chamber is created.
Realización de la invenciónEmbodiment of the invention
A la vista de las figuras se puede observar en ellas un ejemplo de realización de la invención. Se describe a continuación detalladamente los componentes mostrados en las figuras.In view of the figures an example of embodiment of the invention can be observed therein. The components shown in the figures are described in detail below.
La realización de la invención, descrita a continuación, consiste en un panel de aislamiento de vacío continuo con unas dimensiones de 2000mm de alto x 2000mm de ancho x 15mm de espesor.The embodiment of the invention, described below, consists of a continuous vacuum insulation panel with dimensions of 2000mm high x 2000mm wide x 15mm thick.
La figura 1(a), muestra la representación en perspectiva de la posible realización de la invención, en la que mediante cortes se visualizan la estructura y componentes interiores. La figura 1(b), muestra la sección en planta y las figuras 1(c) y 1(d) muestran las secciones en alzado de la posible realización de la invención. En la figura 1(b), se representa completamente la realización de la invención. En el resto de figuras de esta descripción, se representa una parte de la realización de la invención o de unas dimensiones menores, con el fin de que los componentes de la realización de la invención se aprecien correctamente. Las figuras muestran todos los componentes de la posible realización de la invención y que a continuación se describen detalladamente. Figure 1 (a) shows the perspective representation of the possible embodiment of the invention, in which the internal structure and components are visualized by means of cuts. Figure 1 (b) shows the section in plan and Figures 1 (c) and 1 (d) show the elevational sections of the possible embodiment of the invention. In Figure 1 (b), the embodiment of the invention is fully represented. In the rest of the figures of this description, a part of the embodiment of the invention or of smaller dimensions is represented, so that the components of the embodiment of the invention are correctly appreciated. The figures show all the components of the possible embodiment of the invention and are described in detail below.
En esta realización de la invención, para conseguir la flexibilidad, dispone de 26 soportes (1) fabricados en chapa de aluminio, como muestran la serie de figuras 1, que soportan la envolvente (2) exterior del panel de vacío, aplastada por la fuerza de la presión atmosférica. La mitad superior de la envolvente (2) es soportada por 13 soportes (1), enfrentados a otros 13 soportes (1) que soportan la mitad inferior de la envolvente (2). Esta envolvente (2) es un material barrera complejo formado por tres películas de PET metalizado más una película de sellado de LDPE. La envolvente (2) ajusta su forma, para contener el núcleo del panel de vacío, mediante dos mitades de dimensiones 2000mm de alto x 2000mm de ancho. Estas dos mitades de la envolvente (2), se unen ajustándose al núcleo (de dimensiones 1900mm de alto x 1900mm de ancho), mediante la fusión de la pestaña (3) de 50mm de ancho de la mitad de la envolvente (2) con su otra mitad que tiene el mismo tamaño de pestaña (3). La unión de las dos mitades de la envolvente (2) se realiza por termofusión, con una pinza de termosoldadura, de las películas de sellado de LDPE de las pestañas (3). Cada soporte (1) tiene unas dimensiones de 1mm de espesor, 1900mm de largo y 100mm de ancho, y una superficie de 0,19 m2. Los soportes (1) están separados unos de otros por una distancia de 50mm. Cada soporte (1) tiene 12 hendiduras (4) de forma circular, realizadas con una máquina embutidora en el aluminio del soporte (1). En cada par de estas hendiduras (4) (una perteneciente al soporte (1) superior y la otra perteneciente al soporte (1) inferior, enfrentadas las dos), se aloja un separador (5). Los separadores (5) mantienen separados cada par de soportes (1) enfrentados. Como existen 12 hendiduras (4) por cada uno de los soportes (1) y existen 13 soportes (1) superiores y 13 soportes (1) inferiores, luego el número total de separadores (5) de la realización de la invención es de 156. Estos separadores (5) tienen forma cilíndrica, son fabricados en corcho con una conductividad de 0.044 W/m K y con unas dimensiones de 10mm de radio de la base del cilindro y 20mm de altura sin comprimir por la presión atmosférica y de 10mm de altura comprimidos por la presión atmosférica.In this embodiment of the invention, to achieve flexibility, it has 26 supports (1) made of aluminum sheet, as shown in the series of figures 1, which support the outer shell (2) of the vacuum panel, crushed by force of atmospheric pressure. The upper half of the envelope (2) is supported by 13 supports (1), facing another 13 supports (1) that support the lower half of the envelope (2). This envelope (2) is a complex barrier material formed by three metallized PET films plus an LDPE sealing film. The envelope (2) adjusts its shape, to contain the core of the vacuum panel, by two halves of dimensions 2000mm high x 2000mm wide. These two halves of the envelope (2), are joined by adjusting to the core (dimensions 1900mm high x 1900mm wide), by fusing the flange (3) 50mm wide of the half of the envelope (2) with its other half that has the same tab size (3). The joining of the two halves of the envelope (2) is carried out by thermofusion, with a heat-welding clamp, of the LDPE sealing films of the tabs (3). Each support (1) has dimensions of 1mm thick, 1900mm long and 100mm wide, and an area of 0.19 m2. The supports (1) are separated from each other by a distance of 50mm. Each support (1) has 12 grooves (4) in a circular shape, made with a stuffing machine in the aluminum of the support (1). In each pair of these slits (4) (one belonging to the upper support (1) and the other belonging to the lower support (1), facing the two), a spacer (5) is housed. The dividers (5) keep each pair of brackets (1) facing each other apart. Since there are 12 slits (4) for each of the supports (1) and there are 13 upper supports (1) and 13 lower supports (1), then the total number of separators (5) of the embodiment of the invention is 156 These separators (5) have a cylindrical shape, are made of cork with a conductivity of 0.044 W / m K and with dimensions of 10mm radius of the base of the cylinder and 20mm high uncompressed by atmospheric pressure and 10mm of height compressed by atmospheric pressure.
Entre la envolvente (2) y los soportes (1), existe la protección (6), consistente en una lámina plástica de poliuretano. La misión de esta protección (6), es evitar el contacto directo de la envolvente (2) con los soportes (1) y eliminar los posibles daños. Para conseguir la flexibilidad de la realización de la invención, la protección (6) dispone de una fina capa de teflón en contacto con la envolvente (2). Se permite así, un pequeño desplazamiento de la envolvente (2) sobre la protección (6), al flexionar el panel de vacío. La protección (6) dispone de unos alojamientos (7), en los que mediante un adhesivo de poliuretano se alojan y adhieren los soportes (1). La cara de los soportes (1) que no está en contacto con los alojamientos (7), así como la zona de la protección (6) localizada entre los soportes (1), reciben una finísima capa de aluminizado, con el fin de evitar la transmisión de la radiación infrarroja.Between the envelope (2) and the supports (1), there is the protection (6), consisting of a polyurethane plastic sheet. The mission of this protection (6) is to avoid direct contact of the enclosure (2) with the supports (1) and eliminate possible damage. To achieve the flexibility of the embodiment of the invention, the protection (6) has a thin layer of Teflon in contact with the envelope (2). Thus, a small displacement of the envelope (2) over the protection (6) is allowed, by flexing the vacuum panel. The protection (6) has housings (7), in which the supports (1) are housed and adhered by means of a polyurethane adhesive. The face of the supports (1) that is not in contact with the housings (7), as well as the protection zone (6) located between the supports (1), receive a very thin layer of aluminized, in order to avoid The transmission of infrared radiation.
Una vez construida la realización de la invención, se debe proceder a la obtención de vacío en su interior, para lo cual se emplea el siguiente método:Once the embodiment of the invention has been constructed, the vacuum inside must be obtained, for which the following method is used:
Empleando una prensa de platos (10), como indica la serie de figuras 2. Los platos (11) son dos planchas de acero de forma cuadrada y de 2000mm de lado. La envolvente (2), del panel de vacío, dispone de una zona de evacuación (8) del aire interior, situada en una esquina de la pestaña (3), consistente en una zona de 50mm de longitud de la pestaña (3) sin sellar. La realización de la invención se sitúa entre los platos (11) y se activa la prensa (10). La prensa (10) desarrolla una fuerza de aplastamiento sobre el panel de 100 toneladas, extrayendo todo el aire del interior del panel. Una vez que el panel es sometido a la máxima fuerza de la prensa (10), se sella la zona de evacuación (8), con las pinzas termoselladoras (12), para a continuación ser liberado de la fuerza de la prensa. Los separadores (5) de caucho, que han sido comprimidos inicialmente por la fuerza de la prensa (10), ejercen su fuerza elástica y separan los soportes (1) de aluminio, creando un espacio entre ellos en el que existe el vacío. El proceso se describió anteriormente con detalle y se muestra en la serie de figuras 2.Using a plate press (10), as indicated by the series of figures 2. The plates (11) are two steel plates of square shape and 2000mm side. The envelope (2), of the vacuum panel, has an evacuation zone (8) of the indoor air, located in a corner of the flange (3), consisting of a 50mm length zone of the flange (3) without seal. The embodiment of the invention is located between the plates (11) and the press (10) is activated. The press (10) develops a crushing force on the 100 ton panel, extracting all the air inside the panel. Once the panel is subjected to the maximum force of the press (10), the evacuation zone (8) is sealed, with the heat-sealing pliers (12), to then be released from the force of the press. The rubber separators (5), which have been initially compressed by the force of the press (10), exert their elastic force and separate the aluminum supports (1), creating a space between them in which the vacuum exists. The process was described above in detail and is shown in the series of figures 2.
Se calcula a continuación la conductividad teórica en el centro de la realización de la invención:The theoretical conductivity at the center of the embodiment of the invention is calculated below:
Como antes se indicó la resistencia térmica del interior del panel de vacío Ri es Ri = 2 Rs 2 Rp Rc y la resistencia térmica de los soportes de aluminio es Rs = (0, 0000015 K m2 / W) / Ss , siendo Ss la superficie de los soportes, en este caso Ss = 0,19 x 13 = 2,47 m2, luego Rs = 0,0000006 K/W y la resistencia térmica de la protección plástica es Rp = ( 0,03 K m2 / W) / Sp , siendo Ss la superficie de la protección, en este caso Sp = 4 m2, luego Rp = 0,0075 K/W. Por lo tanto, Ri es aproximadamente (al tener Rs y Rp unos bajísimos valores) igual a la resistencia térmica de la cámara de vacío interna Rc y Rc = e / k S N. Los valores son: espesor separador de corcho e = 0,01 m , conductividad del corcho k = 0,044 W/m K , superficie de un separador de corcho S = 3,14 cm2 = 0,000314 m2 y número de separadores de corcho N = 156. Sustituyendo los valores anteriores, se obtiene Rc = 4,64 K/W y este valor es aproximadamente el valor de Ri, luego Ri = 4,64 K/W.As indicated above, the thermal resistance inside the vacuum panel Ri is Ri = 2 Rs 2 Rp Rc and the thermal resistance of the aluminum supports is Rs = (0.0000015 K m2 / W) / Ss, Ss being the surface of the supports, in this case Ss = 0.19 x 13 = 2.47 m2, then Rs = 0.0000006 K / W and the thermal resistance of the plastic protection is Rp = (0.03 K m2 / W) / Sp, Ss being the surface of the protection, in this case Sp = 4 m2, then Rp = 0.0075 K / W. Therefore, Ri is approximately (when Rs and Rp have very low values) equal to the thermal resistance of the internal vacuum chamber Rc and Rc = e / k S N. The values are: cork separator thickness e = 0, 01 m, cork conductivity k = 0.044 W / m K, surface of a cork separator S = 3.14 cm2 = 0.000314 m2 and number of cork separators N = 156. Substituting the above values, Rc = 4.64 K / W and this value is approximately the value of Ri, then Ri = 4.64 K / W.
Se calcula a continuación, el valor de la conductividad del interior de la realización de la invención. La relación entre conductividad y resistencia térmica es : k = e / Ri S donde e es el espesor de la cámara de vacío, Ri es la resistencia térmica del interior del panel de vacío y S la superficie del panel de vacío.Next, the value of the conductivity of the interior of the embodiment of the invention is calculated. The relationship between conductivity and thermal resistance is: k = e / Ri S where e is the thickness of the vacuum chamber, Ri is the thermal resistance inside the vacuum panel and S the surface of the vacuum panel.
Los valores son: e = 0,01 m , Ri = 4,64 K/W , S = 4 m2 y sustituyendo obtenemos que la conductividad del interior del panel k = 0,0005 W / m K . La perdida de conductividad de un panel de vacío depende de los efectos de borde y estos de la relación entre su área y perímetro. Al tener en cuenta la perdida de conductividad del 8,3 % producida por la envolvente empleada, la conductividad efectiva del panel es 0,00054 W / m K. Si las dimensiones del panel fuesen 0,5m x 0.5m la perdida de conductividad debido a la envolvente sería del 33% y la conductividad sería de 0’00066 W / m K , lo que demuestra la importancia de la realización de paneles de vacío de elevadas dimensiones. The values are: e = 0.01 m, Ri = 4.64 K / W, S = 4 m2 and substituting we obtain that the conductivity inside the panel k = 0.0005 W / m K. The loss of conductivity of a vacuum panel depends on the edge effects and these on the relationship between its area and perimeter. Taking into account the loss of conductivity of 8.3% produced by the envelope used, the effective conductivity of the panel is 0.00054 W / m K. If the dimensions of the panel were 0.5m x 0.5m the loss of conductivity due to the envelope would be 33% and the conductivity would be 0.00066 W / m K, which demonstrates the importance of the realization of vacuum panels of high dimensions.
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