RU2776884C2 - Vacuum body - Google Patents
Vacuum body Download PDFInfo
- Publication number
- RU2776884C2 RU2776884C2 RU2020142423A RU2020142423A RU2776884C2 RU 2776884 C2 RU2776884 C2 RU 2776884C2 RU 2020142423 A RU2020142423 A RU 2020142423A RU 2020142423 A RU2020142423 A RU 2020142423A RU 2776884 C2 RU2776884 C2 RU 2776884C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- plate element
- space
- temperature
- plate
- Prior art date
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 5
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 43
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 29
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 24
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 24
- 238000010943 off-gassing Methods 0.000 description 20
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 17
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 17
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 8
- 229920000069 poly(p-phenylene sulfide) Polymers 0.000 description 8
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 6
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 239000004698 Polyethylene (PE) Substances 0.000 description 3
- -1 Polytrifluorochlorethylene Polymers 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 3
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 2
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral Effects 0.000 description 2
- 229920002530 poly[4-(4-benzoylphenoxy)phenol] polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 241000270322 Lepidosauria Species 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000004059 degradation Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000004868 gas analysis Methods 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229920002493 poly(chlorotrifluoroethylene) Polymers 0.000 description 1
- 239000005023 polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) polymer Substances 0.000 description 1
- 229920000379 polypropylene carbonate Polymers 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000008261 styrofoam Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретенияThe field of technology to which the invention belongs
Настоящее изобретение относится к вакуумному телу и холодильнику.The present invention relates to a vacuum body and a refrigerator.
Уровень техникиState of the art
Вакуумное тело - это изделие для подавления теплопереноса путем вакуумирования внутреннего пространства самого тела. Вакуумное тело может уменьшить теплоперенос за счет конвекции и теплопроводности и, поэтому, применяется в нагревательных устройствах и охлаждающих устройствах. В типичном методе, применяемом для холодильников, хотя он применяется по-разному для охлаждения и для заморозки, обычно используют стенку из вспененного уретана толщиной прибл. 30 см. Однако в результате уменьшается внутренний объем холодильника.A vacuum body is a product for suppressing heat transfer by evacuating the interior of the body itself. The vacuum body can reduce heat transfer by convection and conduction, and is therefore used in heating devices and cooling devices. A typical method used for refrigerators, although applied differently for refrigeration and freezing, typically uses a urethane foam wall approx. 30 cm. However, as a result, the internal volume of the refrigerator is reduced.
Для увеличения внутреннего объема холодильника была предпринята попытка применить в холодильнике вакуумное тело.To increase the internal volume of the refrigerator, an attempt was made to use a vacuum body in the refrigerator.
Во-первых, был получен патент Кореи 10-0343719 (справочный документ 1) того же заявителя. В этом справочном документе 1 описывается способ, при котором готовят вакуумные панели, которые затем встраивают в стенки холодильника, а внешнюю поверхность вакуумной панели отделывают декоративной накладкой, например, из Styrofoam. Согласно этому способу, дополнительное вспенивание не требуется и характеристики холодильника улучшаются. Однако возрастают производственные издержки и способ изготовления усложнен. В качестве другого примера, в патентной публикации Кореи 10-2015-0012712 (справочный документ 2) раскрывается технология создания стенок с использованием вакуумного материала и, дополнительно, введение в стенки вспененного заполняющего материала. Согласно справочному документу 2 производственные издержки увеличиваются, и способ изготовления усложнен.First, Korean Patent No. 10-0343719 (Reference Document 1) of the same applicant was obtained. This
В качестве еще одного примера, предпринималась попытка изготавливать все стенки холодильника, используя вакуумное тело, являющееся единым изделием. Например, в выложенной патентной публикации США 2040226956A1 (справочный документ 3) описана технология создания структуры холодильника, находящаяся в вакуумированном состоянии. Однако трудно добиться конкретного уровня эффекта, создавая стенку холодильника с достаточной величиной вакуума. Более подробно, имеются ограничения, относящиеся к тому, что трудно предотвратить теплоперенос на участке контакта между внешним кожухом и внутренним кожухом, которые имеют разные температуры, трудно поддерживать стабильный уровень вакуума и трудно предотвратить деформацию кожуха под действием отрицательного давления в вакуумированном состоянии. Из-за таких ограничений технология, описанная в справочном документе 3 ограничивается криогенным холодильником и не пригодна для применения в области бытовых холодильников общего назначения.As another example, an attempt has been made to manufacture all walls of a refrigerator using a vacuum body that is a single piece. For example, US Patent Laid-Open Publication No. 2040226956A1 (Reference Document 3) describes a technique for creating a refrigerator structure in a vacuum state. However, it is difficult to achieve a particular level of effect by providing a refrigerator wall with a sufficient amount of vacuum. In more detail, there are limitations related to the fact that it is difficult to prevent heat transfer at the contact portion between the outer case and the inner case, which have different temperatures, it is difficult to maintain a stable vacuum level, and it is difficult to prevent the case from being deformed by the negative pressure in the evacuated state. Due to such limitations, the technology described in
Настоящий заявитель подал заявку на патент 10-2011-0113414 (справочный документ 4), в которой учитываются вышеописанные ограничения. В этом документе предлагается холодильник, содержащий вакуумное тело. В частности, имеется элемент, поддерживающий расстояние для установки теплоотражающего экрана.The present applicant has filed patent application 10-2011-0113414 (reference document 4), which takes into account the above limitations. This document proposes a refrigerator containing a vacuum body. In particular, there is an element maintaining a distance for installing a heat-reflecting screen.
Согласно этому документу, имеются трудности при установке теплоотражающго экрана, в частности, когда этот экран вставляется, элемент, поддерживающий расстояние, нужно вставлять отдельно. Дополнительно, поскольку используется элемент, изготовленный из материала смолы, увеличиваются вес, издержки и выделение газа. Кроме того, поскольку необходимо вставлять элемент, поддерживающий расстояние, имеющий заранее определенную толщину, имеются ограничения на поддержку толщины вакуумного тела.According to this document, there are difficulties in mounting the heat-reflecting screen, in particular, when the heat-reflecting screen is inserted, the spacing member needs to be inserted separately. Additionally, since an element made of a resin material is used, weight, cost, and outgassing increase. In addition, since it is necessary to insert a distance supporting member having a predetermined thickness, there are restrictions on supporting the thickness of the vacuum body.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Техническая задачаTechnical task
Согласно вариантам настоящего изобретения предлагается вакуумное тело, устраняющее неудобства при установке теплоотражающего экрана в холодильник.According to embodiments of the present invention, a vacuum body is provided that eliminates the inconvenience of installing a heat-reflecting screen in a refrigerator.
Согласно вариантам настоящего изобретения также предлагается вакуумное тело, устраняющее ограничения, связанные с увеличением веса, издержек и выделения газа, связанные с дополнительным применением материала смолы в холодильнике.Embodiments of the present invention also provide a vacuum body that overcomes the weight, cost, and gassing limitations associated with the additional use of a resin material in a refrigerator.
Согласно вариантам настоящего изобретения также предлагается вакуумное тело, не ограниченное толщиной вакуумного тела и холодильника.According to embodiments of the present invention, a vacuum body is also provided, which is not limited by the thickness of the vacuum body and the refrigerator.
Решение задачиThe solution of the problem
Для устранения неудобств при установке теплоотражающего экрана предлагается теплоотражающий экран самоподдерживающегося типа. Этот теплоотражающий экран самоподдерживающегося типа может содержать основание экрана, проходящее в направлении, пересекающем внутреннее пространство, и по меньшей мере один выступ, отходящий от основания по меньшей мере в одном направлении первого пластинчатого элемента и второго пластинчатого элемента для поддержания интервала основания экрана.To eliminate the inconvenience of installing a heat-reflecting screen, a self-supporting type heat-reflecting screen is proposed. This heat-reflecting screen of the self-supporting type may include a base of the screen extending in a direction intersecting the interior space and at least one protrusion extending from the base in at least one direction of the first plate element and the second plate element to maintain the spacing of the base of the screen.
Для решения проблемы увеличения веса, издержек и выделения газа из-за дополнительного использования материала смолы, положение и интервал самоподдерживающегося теплоотражающего экрана могут быть зафиксированы с помощью сквозного отверстия, сквозь которое проходит стержень, поддерживающий интервал между пластинчатыми элементами и с помощью выступов экрана, без применения отдельных деталей из материала смолы.In order to solve the problem of weight increase, cost and outgassing due to the additional use of resin material, the position and spacing of the self-supporting heat-reflecting screen can be fixed with a through hole through which the bar maintaining the spacing between the plate elements passes and with the screen protrusions, without using individual parts made of resin material.
Для удобства установки сквозное отверстие, через которое проходит стержень, может иметь небольшой размер на кромке основания листа и большой размер на внутренней части основания экрана.For ease of installation, the through hole through which the rod passes may be small at the edge of the sheet base and large at the inside of the screen base.
Для еще большего удобства установки это сквозное отверстие может быть определено на конце выступа экрана.For even more ease of installation, this through hole can be defined at the end of the shield projection.
Для дополнительного уменьшения количества материала смолы выступ экрана может быть выполнен на обеих поверхностях основания листа.To further reduce the amount of resin material, a shield protrusion can be provided on both surfaces of the base sheet.
Для дополнительного воспрепятствования радиационному теплопереносу устойчивый теплоотражающий экран, может быть многослойным. Здесь по меньшей мере в одном из двух ламинированных теплоотражающих экранов самоподдерживающегося типа выступ может быть выполнен на каждой из обеих поверхностей основания экрана.To additionally prevent radiative heat transfer, a stable heat-reflecting screen can be multilayered. Here, in at least one of the two laminated heat-reflecting screens of the self-supporting type, a protrusion can be provided on each of the two base surfaces of the screen.
Между теплоотражающим экраном самоподдерживающегося типа и пластинчатым элементом может быть расположен теплоизолирующий элемент для предотвращения проводимости теплоты между теплоотражающим экраном самоподдерживающегося типа и пластинчатым элементом.A heat insulating member may be disposed between the self-supporting type heat reflective screen and the plate member to prevent heat conduction between the self-supporting type heat reflecting screen and the plate member.
Множество теплоотражающих экранов можно установить разными способами, благодаря созданию основания экрана, имеющего двумерную планарную структуру, и выступа, отходящего по меньшей мере от одной поверхности основания экрана, для фиксации интервала между основанием экрана и пластиной. Детали одного или более вариантов изобретения показаны на приложенных чертежах и в нижеследующем описании. Другие признаки настоящего изобретения будут понятны из описания, чертежей и приложенной формулы.A plurality of heat-reflecting screens can be installed in various ways by providing a screen base having a two-dimensional planar structure and a protrusion extending from at least one surface of the screen base to fix the spacing between the screen base and the plate. Details of one or more embodiments of the invention are shown in the accompanying drawings and in the following description. Other features of the present invention will be apparent from the description, drawings and appended claims.
Преимущества изобретенияBenefits of the Invention
Согласно настоящему изобретению, у рабочего отсутствует необходимость отдельно задавать интервал и положение теплоотражающего экрана, ему нужно лишь установить теплоотражающий экран.According to the present invention, the worker does not need to separately set the interval and position of the heat-reflecting screen, he only needs to install the heat-reflecting screen.
Согласно настоящему изобретению, поскольку материал смолы не используется или используется меньшее количество материала смолы для удержания положения теплоотражающего экрана, производственные издержки можно снизить и, кроме того, уменьшить выделение газов.According to the present invention, since the resin material is not used or less resin material is used to hold the position of the heat-reflecting screen, the production cost can be reduced and, furthermore, the emission of gases can be reduced.
Согласно настоящему изобретению, теплоотражающий экран для уменьшения радиационного теплопереноса, применяемый для каждого вакуумного тела, может конструироваться без каких-либо ограничений.According to the present invention, a heat reflective shield for reducing radiative heat transfer applied to each vacuum body can be configured without any limitation.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Фиг. 1 - вид в перспективе холодильника по настоящему изобретению.Fig. 1 is a perspective view of a refrigerator according to the present invention.
Фиг. 2 - вид, схематически иллюстрирующий вакуумное тело, используемое в основном корпусе и в дверце холодильника.Fig. 2 is a view schematically illustrating a vacuum body used in a main body and a refrigerator door.
Фиг. 3 - вид, иллюстрирующий разные варианты внутренней конфигурации части вакуумного пространства.Fig. 3 is a view illustrating various internal configurations of a part of the vacuum space.
Фиг. 4 - результаты исследования смол.Fig. 4 - the results of the study of resins.
Фиг. 5 - результаты эксперимента по поддержания вакуума разными смолами.Fig. 5 - the results of an experiment on maintaining a vacuum with different resins.
Фиг. 6 - результаты анализа компонентов газов, выпущенных PPC и РС с низким выделением газов.Fig. 6 shows the results of the analysis of the components of gases emitted by PPC and PC with low outgassing.
Фиг. 7 - результаты измерений максимальных температур деформации, при которых смолы повреждаются атмосферным давлением при высокотемпературном вакуумировании.Fig. 7 - the results of measurements of the maximum deformation temperatures at which the resins are damaged by atmospheric pressure during high-temperature evacuation.
Фиг. 8 - различные варианты теплоизолирующего экрана и его периферийных частей.Fig. 8 - various options for a heat-insulating screen and its peripheral parts.
Фиг. 9 - вид в перспективе части поддерживающего элемента.Fig. 9 is a perspective view of part of the support member.
Фиг. 10 - сечение части поддерживающего элемента.Fig. 10 is a cross-section of a part of the supporting element.
Фиг. 11-14 - разные примеры, в которых радиационный теплоперенос блокируется теплоотражающим экраном самоподдерживающегося типа.Fig. 11-14 show various examples in which radiative heat transfer is blocked by a heat reflective screen of a self-supporting type.
Фиг. 15 - сечение поддерживающего элемента по первому модифицированному примеру.Fig. 15 is a sectional view of a support element according to the first modified example.
Фиг. 16 - сечение поддерживающего элемента по второму модифицированному примеру.Fig. 16 is a sectional view of a support member according to a second modified example.
Фиг. 17 - сечение поддерживающего элемента по третьему модифицированному примеру.Fig. 17 is a sectional view of a support member according to a third modified example.
Фиг. 18 - сечение поддерживающего элемента по четвертому модифицированному примеру. Fig. 18 is a sectional view of a support member according to the fourth modified example.
Фиг. 19 - сечение поддерживающего элемента по пятому модифицированному примеру.Fig. 19 is a cross-sectional view of the support element according to the fifth modified example.
Фиг. 20 - вид сверху самоподдерживающегося теплоотражающего экрана, применяемого в шестом модифицированном варианте.Fig. 20 is a plan view of the self-supporting heat-reflecting screen used in the sixth modification.
Фиг. 21 - график изменений характеристик и изменений газопроницаемости относительно давлений вакуума, полученных моделированием.Fig. 21 is a plot of performance changes and gas permeability changes versus vacuum pressures obtained by simulation.
Фиг. 22 - результаты наблюдений времени и давления в процессе вакуумирования внутреннего пространства вакуумного тела при использовании поддерживающего элемента.Fig. 22 - the results of observations of time and pressure in the process of evacuation of the internal space of a vacuum body using a supporting element.
Фиг. 23 - результаты сравнения давления газа вакуума и газопроницаемости.Fig. 23 - results of comparison of vacuum gas pressure and gas permeability.
Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention
Далее следует описание иллюстративных вариантов со ссылками на приложенные чертежи. Однако изобретение моет быть реализовано во множестве других форм и не должно толковаться как ограниченное описанными здесь вариантами, и специалист, понимающий суть настоящего изобретения, может легко реализовать его в других вариантах, включенных в объем настоящего изобретения, путем добавления, изменения, исключения компонентов; и следует понимать, что такие измененные варианты также входят в объем настоящего изобретения.The following is a description of illustrative options with reference to the attached drawings. However, the invention may be embodied in a variety of other forms and should not be construed as being limited to the embodiments described herein, and a person skilled in the art who understands the essence of the present invention can easily implement it in other embodiments included in the scope of the present invention by adding, changing, deleting components; and it should be understood that such modified variants are also included in the scope of the present invention.
Приложенные чертежи могут отличаться от реального изделия, быть не в масштабе, упрощенными или не показывать какие-либо детали, но это направлено на упрощение понимания технической идеи настоящего изобретения. Это не должно считаться ограничением.The attached drawings may differ from the actual product, be not to scale, simplified or not show any details, but this is intended to facilitate understanding of the technical idea of the present invention. This should not be considered a limitation.
В нижеследующем описании давление вакуума означает любое давление ниже атмосферного. Кроме того, выражение, что степень вакуума А выше, чем В означает, что давление вакуума А ниже, чем В.In the following description, vacuum pressure means any pressure below atmospheric pressure. In addition, the expression that the degree of vacuum A is higher than B means that the vacuum pressure of A is lower than B.
На фиг. 1 приведен вид в перспективе одного из вариантов холодильника.In FIG. 1 shows a perspective view of one of the variants of the refrigerator.
Как показано на фиг. 1, холодильник 1 содержит основной корпус 2, в котором имеется полость 9, выполненная с возможностью хранить продукты, и дверцу 3, предназначенную для открывания/закрывания основного корпуса 2. Дверца 3 может быть распашной или сдвижной для открывания/закрывания полости 9. В полости 9 может находиться холодильный отсек и/или морозильный отсек.As shown in FIG. 1, the
Части, образующие цикл заморозки, в котором холодный воздух подается в полость 9. К этим частям относятся компрессор 4 для сжатия хладагента, конденсатор 5, для конденсации сжатого хладагента, расширитель для 6 для расширения конденсированного хладагента, и испаритель 7 для испарения расширенного хладагента для отбора теплоты. В типичной конструкции рядом с испарителем 7 может устанавливаться вентилятор, и текучая среда, нагнетаемая вентилятором, может проходить через испаритель 7 и нагнетаться в полость 9. Тепловой нагрузкой при замораживании управляют путем регулирования количества и направления нагнетаемой вентилятором текучей среды, регулирования количества циркулирующего хладагента, или регулирования степени сжатия компрессора так, чтобы можно было управлять пространством охлаждения или пространством заморозки.Parts forming a freeze cycle in which cold air is supplied to the
На фиг. 2 схематически показано вакуумное тело, применяемое в основном корпусе и в дверце холодильника. На фиг. 2 показано вакуумное тело главного корпуса в состоянии, в котором верхняя и боковые стенки удалены, в вакуумное тело дверцы показано в состоянии, в котором удалена часть передней стенки. Кроме того, для облегчения понимания схематически показаны сечения участков экранов, препятствующих теплопроводности.In FIG. 2 schematically shows a vacuum body used in the main body and in the refrigerator door. In FIG. 2 shows the main body vacuum body in a state in which the top and side walls are removed, the door vacuum body is shown in a state in which a portion of the front wall is removed. In addition, to facilitate understanding, cross-sections of sections of screens that prevent heat conduction are shown schematically.
Как показано на фиг. 2, вакуумное тело содержит первый пластинчатый элемент 10 для создания стенки низкотемпературного пространства, второй пластинчатый элемент 20 для создания стенки высокотемпературного пространства, вакуумированное пространство 50, определенное как интервал между первым и вторым пластинчатыми элементами 10 и 20. Крое того, вакуумное тело содержит экраны 60 и 63, препятствующие теплопроводности для предотвращения прохождения теплоты между первым и вторым пластинчатыми элементами 10 и 20. Имеется уплотняющая часть 61 для уплотнения первого и второго пластинчатых элементов 10 и 20 так, чтобы вакуумированное пространство 50 было уплотнено. Когда вакуумное тело применяется в холодильном или морозильном шкафе первый пластинчатый элемент 10 можно назвать внутренним кожухом, а второй пластинчатый элемент можно назвать внешним кожухом. Машинный отсек, в котором расположены компоненты, обеспечивающие цикл заморозки, находится в задней нижней части тела основного корпуса, а выпускное отверстие 40 для формирования вакуума путем откачки воздуха из вакуумируемого пространства 50, расположен на любой стороне вакуумного тела. Кроме того, в вакуумированном пространстве 50 может быть проложена трубка 64 для подачи, размораживающей вводы и прокладки электрических линий.As shown in FIG. 2, the vacuum body comprises a
Первый пластинчатый элемент 10 может определять по меньшей мере одну часть стенки для первого пространства, прилегающего к нему. Второй пластинчатый элемент 20 может определять по меньшей мере одну часть стенки для второго пространства, прилегающего к нему. Первое пространство и второе пространство можно определить как пространства, имеющие разные температуры. Здесь стенка каждого пространства может служить не только стенкой, непосредственно контактирующей с пространством, но и стенкой, не контактирующей с пространством. Например, вакуумное тело в одном варианте может также применяться в изделии, далее имеющем отдельную стенку, контактирующую с каждым пространством.The
Факторами теплопереноса, которые приводят к потере эффекта вакуумного тела, являются теплопроводность между первым и вторым пластинчатыми элементами 10 и 20, тепловое излучение межу первым и вторым пластинчатыми элементами 10 и 20, и газопроницаемость вакуумированного пространства 50.The heat transfer factors that lead to the loss of the vacuum body effect are thermal conductivity between the first and
Далее будет описан узел теплового сопротивления, предназначенный для уменьшения потерь, связанных с этими факторами теплопереноса. В то же время, вакуумное тело и холодильник не исключают применения других средств по меньшей мере на одной стороне вакуумного тела. Поэтому на другой стороне вакуумного тела может применяться средство, в котором используется пена и т.п.Next, a thermal resistance assembly for reducing losses associated with these heat transfer factors will be described. At the same time, the vacuum body and the refrigerator do not preclude the use of other means on at least one side of the vacuum body. Therefore, on the other side of the vacuum body, a means using foam or the like can be used.
На фиг. 3 приведен вид, иллюстрирующий разные варианты внутренней конфигурации части вакуумного пространства.In FIG. 3 is a view illustrating various options for the internal configuration of a part of the vacuum space.
Во-первых, как показано на фиг. 3a, вакуумированное пространство 50 может быть расположено в третьем пространстве, давление в котором отличается от давления в каждом из первого и второго пространства, предпочтительно, находясь под вакуумом, что снижает потери. Третье пространство может иметь температуру, промежуточную меду температурой первого пространства и температурой второго пространства. Поскольку третье пространство находится в состоянии вакуума, на первый и второй пластинчатые элементы 10 и 20 действует сила, сжимающая их в направлении друг к другу из-за силы, соответствующей перепаду давления между первым и вторым пространствами. Поэтому вакуумированное пространство 50 может деформироваться в направлении его уменьшения. В этом случае могут возникнуть потери, вызванные увеличением теплового излучения, вызванным сокращением вакуумированного пространства 50 и увеличением теплопроводности, вызванным контактом между пластинчатыми элементами 10 и 20.First, as shown in FIG. 3a, the evacuated
Для уменьшения деформации части вакуумного пространства 50 можно применять поддерживающий элемент 30. Поддерживающий элемент 30 содержит стержень 31. Стержень 31 может проходить, по существу, в вертикальном направлении относительно пластинчатых элементов для сохранения расстояния между первым пластинчатым элементом и вторым пластинчатым элементом. По меньшей мере на одном конце стержня 31 может быть выполнена поддерживающая пластина 35. Поддерживающая пластина 35 может соединять друг с другом по меньшей мере два стержня 31 или более и проходить в горизонтальном направлении относительно первого и второго пластинчатого элемента 10 и 20. Поддерживающая пластина 35 может иметь форму пластины или форму решетки, чтобы уменьшить площадь поддерживающей пластины, находящуюся в контакте с первым или вторым пластинчатым элементом, тем самым уменьшая теплоперенос. Стержни 31 прикреплены друг к другу по меньшей мере одной частью, чтобы совместно вставляться между первым и вторым пластинчатыми элементами 10 и 20. Поддерживающая пластина 35 контактирует по меньшей мере с одним из первого и второго пластинчатых элементов 10 и 20, тем самым препятствуя деформации первого и второго пластинчатых элементов 10 и 20. Кроме того, на основе направления, в котором проходят стержни 31, общая площадь сечения поддерживающей пластины 35 больше, чем эта площадь стержней 31, поэтому, теплота, переносимая через стержни 31 может рассеиваться через поддерживающую пластину 35.A
Далее следует описание материала поддерживающей пластины.The following is a description of the support plate material.
Поддерживающий элемент 30 должен иметь высокую прочность на сжатие, чтобы выдерживать давление вакуума. Кроме того, поддерживающий элемент 30 должен иметь низкую скорость выделения газов и низкую скорость абсорбции воды, чтобы снизить теплоперенос между пластинчатыми элементами. Корме того, поддерживающий элемент 30 должен иметь такую прочность на сжатие при высокой температуре, чтобы выдерживать процесс высокотемпературного вакуумирования. Кроме того, поддерживающий элемент 30 должен иметь низкую стоимость формования. Время, необходимое для выполнения процесса вакуумирования, составляет несколько суток. Поэтому сокращение этого времен существенно улучшает производственные издержки и производительность. Поэтому, прочность на сжатие должна сохраняться при высокой температуре, поскольку скорость вакуумирования увеличивается с увеличением температуры, при которой выполняется этот процесс. Изобретатель выполнил разнообразные исследования в вышеописанных условиях.The
Во-первых, керамика или стекло имеют низкую скорость выделения газов, но они довольно трудно поддаются обработке. Поэтому керамику или стекло нельзя использовать в качестве материала поддерживающего элемента 30.First, ceramics or glass have a low outgassing rate, but they are quite difficult to process. Therefore, ceramic or glass cannot be used as the material of the
На фиг. 4 приведена диаграмма, иллюстрирующая результаты исследования смол.In FIG. 4 is a diagram illustrating the results of the resin study.
Как показано на фиг. 4, изобретатель исследовал разные смолы и большинство смол использовать нельзя, поскольку их скорость выделения газов и скорость абсорбции воды довольно высоки. Соответственно изобретатель исследовал смолы, которые в достаточной степени удовлетворяют требования к скорости выделения газов и скорости абсорбции воды. В результате, полиэтилен (PE) оказался непригодны для использования из-за его высокой скорости выделения гадов и низкой прочности на сжатие. Политрифторхлорэтилен (PCTFE) использовать нежелательно из-за его высокой стоимости. Полиэфирэфиркетон (PEEK) непригоден для использования из-за высокой скорости выделения газов. Соответственно, было определено, что в качестве материала поддерживающего элемента можно использовать смолу, выбранную из группы, содержащей поликарбонат (PC), поликарбонат, армированный стекловолокном, поликарбонат с низкой скоростью выделения газов, полифениленсульфид (PPS) и жидкокристаллический полимер (LCP). Однако, скорость выделения газов поликарбоната равна 0,19, что является низким показателем. Поэтому по мере увеличения времени, необходимого для обезгаживания прогревом, когда выполняется вакуумирование, в качестве материала поддерживающего элемента можно использовать поликарбонат.As shown in FIG. 4, the inventor has investigated various resins, and most resins cannot be used because their outgassing rate and water absorption rate are quite high. Accordingly, the inventor has explored resins that satisfactorily meet the requirements for outgassing rate and water absorption rate. As a result, polyethylene (PE) proved unusable due to its high reptile release rate and low compressive strength. Polytrifluorochlorethylene (PCTFE) is undesirable because of its high cost. Polyetheretherketone (PEEK) is unsuitable for use due to its high outgassing rate. Accordingly, it has been determined that a resin selected from the group consisting of polycarbonate (PC), glass fiber reinforced polycarbonate, low outgassing rate polycarbonate, polyphenylene sulfide (PPS) and liquid crystal polymer (LCP) can be used as the support member material. However, the outgassing rate of polycarbonate is 0.19, which is low. Therefore, as the time required for outgassing by heating increases when evacuation is performed, polycarbonate can be used as the material of the support member.
Изобретатель нашел оптимальный материал, выполняя различные исследования смол, предназначенных для использования внутри части вакуумного пространства. Далее со ссылками на приложенные чертежи будут описаны результаты этих исследований.The inventor found the optimum material by performing various studies on resins intended for use within a portion of the vacuum space. The results of these studies will now be described with reference to the attached drawings.
На фиг. 5 показаны результаты исследований свойств сохранения вакуума разных смол.In FIG. 5 shows the results of studies on the vacuum holding properties of various resins.
На фиг. 5 приведен график, показывающий результаты, полученные при изготовлении поддерживающего элемента из соответствующих смол и последующем испытании характеристик удержания вакуума этих смол. Сначала поддерживающий элемент, изготовленный из выбранного материала, очищался этанолом, оставлялся при низком давлении на 48 часов, выносился на воздух на 2,5 часа, а затем участвовал в процессе вакуумирования при 90°C в течении приблизительно 50 часов в состоянии, когда поддерживающий элемент был установлен в вакуумное тело и, тем самым, проверялось сохранения свойств этого поддерживающего элемента в вакууме.In FIG. 5 is a graph showing the results obtained by fabricating the support member with the respective resins and then testing the vacuum holding performance of these resins. First, the support member made of the selected material was cleaned with ethanol, left at low pressure for 48 hours, exposed to air for 2.5 hours, and then participated in the vacuum process at 90°C for about 50 hours in the state that the support member was installed in a vacuum body and, thereby, the preservation of the properties of this supporting element in a vacuum was checked.
Результаты показывают, что в случае жидкокристаллического полимера его начальные характеристики в вакууме являются наилучшими, но сохраняются эти характеристики неудовлетворительно. Вероятно, это связано с тем, что жидкокристаллические полимеры чувствительны к температуре. Кроме того, из результатов, приведенных на графике, можно ожидать, что, когда окончательное давление достигает 5×10-3 мм ртутного столба, его вакуумные характеристики будут сохраняться в течение приблизительно полугода. Поэтому жидкокристаллические полимеры неприемлемы в качестве материала для поддерживающего элемента.The results show that in the case of a liquid crystal polymer, its initial characteristics in vacuum are the best, but these characteristics are not maintained satisfactorily. This is probably due to the fact that liquid crystal polymers are sensitive to temperature. In addition, from the results shown in the graph, it can be expected that when the final pressure reaches 5×10 -3 mmHg, its vacuum characteristics will be maintained for about half a year. Therefore, liquid crystal polymers are unacceptable as a material for the support member.
Можно видеть, что в случае поликарбоната, армированного стекловолокном (G/F PC) скорость вакуумирования высока, но его характеристики сохраняются в вакууме неудовлетворительны. Было определено, что на них влияют присадки. Кроме того, из характеристик на графике ожидается, что поликарбонат, армированный стекловолокном, будет сохранять свои вакуумные свойства при тех же условиях в течение приблизительно 8,2 лет. Поэтому, жидкокристаллические полимеры неприемлемы в качестве материала для поддерживающего элемента.It can be seen that in the case of glass fiber reinforced polycarbonate (G/F PC), the vacuuming speed is high, but its performance in vacuum is not satisfactory. They have been determined to be affected by additives. In addition, from the characteristics in the graph, it is expected that glass fiber reinforced polycarbonate will retain its vacuum properties under the same conditions for approximately 8.2 years. Therefore, liquid crystal polymers are unacceptable as a material for the support member.
Ожидается, что поликарбонат с низким выделением газа (O/G PC) прекрасно сохраняет свои характеристики в вакууме и в тех же условиях эти характеристики сохраняются в течение приблизительно 34 лет по сравнению с вышеописанными материалами. Однако, как можно видеть, начальные характеристики поликарбоната с низким выделением газа при вакуумирования невысоки и, поэтому, эффективность производства поликарбоната с низким выделением газа снижается.Low outgassing polycarbonate (O/G PC) is expected to retain its performance excellently in vacuum and under the same conditions these performances are maintained for approximately 34 years compared to the materials described above. However, as can be seen, the initial performance of the low outgassing polycarbonate under vacuum is poor, and therefore, the production efficiency of the low outgassing polycarbonate is lowered.
Можно видеть, что в случае полифениленсульфида его вакуумные характеристики сохраняются прекрасно, и его характеристики при вакуумировании также высоки. Поэтому, на основе этих характеристик, полифениленсульфид является наиболее предпочтительным материалом для поддерживающего элемента.It can be seen that in the case of polyphenylene sulfide, its vacuum performance is excellent and its vacuum performance is also high. Therefore, based on these characteristics, polyphenylene sulfide is the most preferred material for the support member.
На фиг. 6 показаны результаты анализа компонентов газов, выделяемых полифениленсульфидом и поликарбонатом с низким выделением газов, где горизонтальная ось представляет массовые числа газов, а вертикальная ось представляет концентрацию газов. На фиг. 6a показан результат, полученный при анализе газа, выделяемого поликарбонатом с низким выделением газов. На фиг. 6a видно, что в равной степени выделяются серия H2 (I), серия H2O (II), серия N2/CO/CO2/02 (III) и серия углеводородов (IV). На фиг. 6b показан результат, полученный анализом газа, выделяемого полифениленсульфидом. На фиг. 6b видно, что серия H2 (I), серия H2O (II), серия N2/CO/CO2/02 (III) выделяются слабо. На фиг. 6c видно, что из нержавеющей стали выделение газов подобно выделению газов из полифенилесульфида.In FIG. 6 shows the results of the analysis of the components of gases emitted by polyphenylene sulfide and polycarbonate with low outgassing, where the horizontal axis represents the mass numbers of gases, and the vertical axis represents the concentration of gases. In FIG. 6a shows the result obtained from gas analysis of low outgassing polycarbonate. In FIG. 6a shows that the H 2 series (I), the H 2 O series (II), the N 2 /CO/CO 2 /0 2 series (III) and the hydrocarbon series (IV) are equally distinguished. In FIG. 6b shows the result obtained by analyzing the gas emitted by polyphenylene sulfide. In FIG. 6b shows that the H 2 series (I), the H 2 O series (II), the N 2 /CO/CO 2 /0 2 series (III) stand out weakly. In FIG. 6c shows that outgassing from stainless steel is similar to outgassing from polyphenylene sulfide.
Результат анализов дополнительно подтверждает, что полифениленсульфид является прекрасным материалом для поддерживающего элемента.The result of the analyzes further confirms that polyphenylene sulfide is an excellent material for the support element.
На фиг. 7 показаны результаты измерения температур максимальной деформации, при которой смолы повреждаются атмосферным давлением при высокотемпературном вакуумировании. На этот раз брались стержни 31 диаметром 2 мм и длиной 30 мм. Как показано на фиг. 7, в случае полиэтилена разрушение происходило при температуре 60°C, в случае поликарбоната с низким выделение газа - при температуре 90°C, и в случае полифелиленсульфида - при температуре 125°C.In FIG. 7 shows the results of measuring the temperatures of maximum deformation, at which the resins are damaged by atmospheric pressure during high-temperature evacuation. This
Результаты анализа показывают, что полиэтиленсульфид наиболее предпочтителен для использования в качестве молы внутри части вакуумного пространства. Однако для снижения производственных издержек можно использовать поликарбонат с низким выделением газов.The results of the analysis show that polyethylene sulfide is most preferable for use as a mole within a part of the vacuum space. However, low outgassing polycarbonate can be used to reduce production costs.
Далее следует описание теплоотражающего экрана 32 для уменьшения радиационного переноса теплоты между первым и вторым пластинчатыми элементами 10 и 20 через вакуумированное пространство 50. Первый и второй пластинчатые элементы 10 и 20 могут быть изготовлены из нержавеющего материала, способного предотвращать коррозию и создавать достаточную прочность. Это нержавеющий материал имеет относительно высокий коэффициент излучения, равный 0,16 и, поэтому может возникать радиационный перенос большого количества теплоты. Дополнительно, поддерживающий элемент 30, изготовленный из смолы, имеет более низкий коэффициент излучения, чем пластинчатые элементы и не полностью прилегает к внутренним поверхностям первого и второго пластинчатых элементов 10 и 20. Поэтому поддерживающий элемент 30 не оказывает большого влияния на излучение теплоты. Следовательно, теплоотражающему экрану 32 можно придать форму пластины, перекрывающую большую часть площади вакуумированного пространства 50, чтобы сконцентрироваться на уменьшении излучения теплоты между первым и вторым пластинчатыми элементами 10 и 20. В качестве материала теплоотражающего экрана 32 предпочтительно можно использовать материал с низким коэффициентом излучения. В одном варианте в качестве теплоотражающего экрана используется алюминиевая фольга, имеющая коэффициент излучения 0,02. Кроме того, поскольку радиационный перенос теплоты нельзя в достаточной степени заблокировать одним теплоотражающим экраном, можно установить два теплоотражающих экрана 32 на определенном расстоянии так, чтобы они не контактировали друг с другом. Кроме того, по меньшей мере один теплоотражающий экран можно установить так, чтобы он контактировал с внутренней поверхностью первого или второго пластинчатого элемента 10 или 20.The following is a description of the heat-reflecting
Возвращаясь к фиг. 3b, расстояние между пластинчатыми элементами удерживается поддерживающим элементом 30, и вакуумированное пространство 50 может быть заполнено пористым материалом 33. Пористый материал 33 может иметь более высокий коэффициент излучения, чем нержавеющий материал первого и второго пластинчатых элементов 10 и 20. Однако, поскольку пористый материал 33 заполняет вакуумированное пространство 50, этот пористый материал эффективно препятствует радиационному теплопереносу.Returning to FIG. 3b, the distance between the plate elements is held by the
На фиг. 8 показаны разные варианты экрана, препятствующего теплопроводности, и его периферийных частей. Структуры экрана, препятствующего теплопроводности, упрощенно показаны на фиг. 2, но будут более понятны из дальнейшего описания со ссылками на чертежи.In FIG. 8 shows different versions of the screen preventing heat conduction and its peripheral parts. The structures of the heat shield are shown in a simplified manner in FIG. 2, but will be better understood from the following description with reference to the drawings.
Во-первых, теплоизолирующий экран, показанный на фиг. 8a, может применяться, предпочтительно, в вакуумном теле на стороне основного корпуса. Более конкретно, первый и второй пластинчатые элементы 10 и 20 необходимо уплотнить чтобы вакуумировать внутреннее пространство вакуумного тела. В этом случае, поскольку два пластинчатых элемента имеют разную температуру, между этими пластинчатыми элементами может возникать перенос теплоты. Теплоизолирующий экран 60 предназначен для предотвращения теплопроводности между пластинчатыми элементами двух разных типов.First, the heat shield shown in FIG. 8a can preferably be used in a vacuum body on the side of the main body. More specifically, the first and
Теплоизолирующий экран 60 может иметь уплотняющие части 61, на которых оба конца теплоизолирующего экрана 60 уплотнены для определения по меньшей мере одного участка стенки для третьего пространства и поддержания вакуума. Теплоизолирующий экран 60 может быть выполнен в форме тонкой фольги толщиной в микрометр, чтобы уменьшить количество теплоты, проходящей вдоль стенки третьего пространства. Уплотняющие части 61 могут быть выполнены как точки сварки. То есть, теплоизолирующий экран 60 и пластинчатые элементы 10 и 20 могут быть сплавлены друг с другом. Для того, чтобы сплавить теплоизолирующий экран 60 и пластинчатые элементы 10 и 20, экран и пластинчатые элементы 10 и 20 могут быть изготовлены из одного материала, и в качестве такого материала можно использовать нержавеющий материал. Уплотняющие части 61 не ограничиваются точками сварки и могут быть получены таким процессом, как фальцевание. Теплоизолирующий экран может иметь криволинейную форму. Таким образом расстояние, на которое проводится теплота в теплоизолирующем экране 60 увеличивается по сравнению с линейным расстояние каждого пластинчатого элемента поэтому, теплоперенос можно дополнительно снизить.The
На теплоизолирующем экране 60 возникает перепад температур. Поэтому, для блокирования теплопереноса на внешнюю сторону теплоизолирующего экрана 60, на внешней стороне теплоизолирующего экрана 60 может иметься экранирующая часть 62 для создания эффекта. Другими словами, в холодильнике второй пластинчатый элемент 20 имеет высокую температуру, а первый пластинчатый элемент 10 имеет низкую температуру. Коме того, в тепловом экране возникает теплопроводность от области высокой температуры к области низкой температуры и, поэтому, температура теплоизолирующего экрана 60 внезапно изменяется. Следовательно, когда внешняя часть теплоизолирующего экрана 60 открывается, через открытое место может возникнуть серьезный теплоперенос. Для снижения тепловых потерь на внешней стороне теплоизолирующего экрана 60 имеется экранирующая часть 62. Например, когда теплоизолирующий экран 60 обнажается в пространство с низкой температурой и в пространство с высокой температурой, этот теплоизолирующий экран и его обнаженная часть не препятствуют переносу теплоты, что нежелательно.A temperature difference occurs across the
Экранирующая часть 62 может быть выполнена в форме пористого материала, контактирующего с внешней поверхностью теплоизолирующего экрана 60. Экранирующая часть 62 может быть выполнена как структура, т.е., отдельная прокладка, помещенная на внешнюю часть теплоизолирующего экрана 60. Экранирующая часть 62 может быть выполнена как часть вакуумного тела, обращенная к соответствующему теплоизолирующему экрану 60, когда вакуумное тело на стороне основного корпуса закрыто относительно вакуумного тела на стороне дверцы. Для уменьшения тепловых потерь, даже когда основной корпус и дверца открыты, экранирующая часть 62 может быть предпочтительно выполнена в форме пористого материала или отдельной структуры.The
Теплоизолирующий экран, показанный на фиг. 8b может предпочтительно применяться в вакуумном теле на стороне дверцы. На фиг. 8b подробно показаны участки, отличающиеся от показанных на фиг. 8a, а описание частей, идентичных частям, показанным на фиг. 8a опускается. Снаружи теплоизолирующего экрана 60 имеется боковая рамка 70. На боковой рамке 70 могут находиться уплотнитель для создания уплотнения между дверцей и основным корпусом, отверстие для процесса вакуумирования, отверстие для ввода газопоглотителя для поддержания вакуума, и т.п. Это объясняется тем, что на вакуумном теле на стороне основного корпуса части монтировать легко, но на вакуумном теле на стороне дверцы монтажные положения ограничены.The heat shield shown in Fig. 8b can preferably be applied in a vacuum body on the side of the door. In FIG. 8b shows in detail areas different from those shown in FIG. 8a and description of parts identical to those shown in FIG. 8a is omitted. On the outside of the
В вакуумном теле на стороне дверцы трудно разместить теплоизолирующий экран 60 на передней концевой части вакуумированного пространства, т.е., на угловой боковой части вакуумированного пространства. Это вызвано тем, что в отличие от основного корпуса участок угловой кромки дверцы обнажен наружу. Более конкретно, если теплоизолирующий экран 60 установлен на передней концевой части вакуумного пространства, участок угловой кромки дверцы обнажен наружу и, поэтому нужно сконфигурировать отдельную часть, чтобы изолировать теплоизолирующий экран 60, что является недостатком.In the door-side vacuum body, it is difficult to place the
Теплоизолирующий экран, показанный на фиг. 8c, предпочтительно может быть установлен в трубе, проходящей сквозь вакуумированное пространство. На фиг. 8c подробно описываются части, отличающиеся от показанных на фиг. 8a, 8b, а описание идентичных частей опускается. На периферийной части трубы 64 может быть установлен теплоизолирующий экран, имеющий ту же форму, что и на фиг. 8a, предпочтительно, складчатый теплоизолирующий экран 63. Соответственно, путь теплопереноса может удлиниться, а деформацию, вызываемую перепадом давления, можно предотвратить. Кроме того, можно установить отдельную экранирующую часть, чтобы улучшить характеристики теплоизолирующего экрана.The heat shield shown in Fig. 8c may preferably be installed in a pipe passing through an evacuated space. In FIG. 8c describes in detail the parts different from those shown in FIG. 8a, 8b, and description of identical parts is omitted. A heat shield having the same shape as in FIG. 8a, preferably, the
Путь переноса теплоты между первым и вторым пластинчатыми элементами 10 и 20 будет описан со ссылками на фиг. 8a. Теплоту, проходящую сквозь вакуумное тело, можно разделить на теплоту ①, проходящую по поверхности вакуумного тела, более конкретно, по теплоизолирующему экрану 60, теплоту ②, проходящую по поддерживающему элементу 30, расположенному внутри вакуумного тела, теплоту ③, проходящую через газ, имеющийся внутри вакуумированного пространства, и теплоту ④, передаваемую излучением через вакуумированное пространство.The heat transfer path between the first and
Передаваемая теплота может меняться в зависимости от размеров конструкции. Например, поддерживающий элемент можно изменить так, чтобы первый и второй пластинчатые элементы 10 и 20 могли выдерживать давление вакуума без деформации, можно изменить давление вакуума, и можно изменить длину теплоизолирующего экрана. Теплоперенос может меняться в зависимости от перепада температур между пространствами (первым и вторым пространствами), соответственно, определяемыми пластинчатыми элементами. В этом варианте предпочтительная конфигурация вакуумного тела была найдена с учетом того, что его совокупная величина теплопереноса меньше, чем у типичной структуры, сформированной путем вспенивания полиуретана. В типичном холодильнике, содержащем структуру из вспененного полиуретана, эффективный коэффициент теплопередачи может быть 19,6 мВт/мК.The transferred heat may vary depending on the dimensions of the structure. For example, the support member can be changed so that the first and
Анализ относительных количеств величин теплопереноса в этом варианте вакуумного тела показал, что величина теплопереноса ③ через газ может быть наименьшей. Например, величину теплопереноса ③ можно отрегулировать так, чтобы она составляла 4% от совокупного теплопереноса. Наибольшей является величина теплопереноса ① через поверхность и теплопереноса ② через поддерживающий элемент. Например, теплоперенос через твердые тела может составлять 75% совокупного теплопереноса. Теплоперенос ③ через излучение меньше, чем теплоперенос через твердые тела, но больше, чем теплоперенос через газ. Например, теплоперенос ③ через излучение может составлять приблизительно 30% от совокупной величины теплопереноса.An analysis of the relative amounts of heat transfer values in this version of the vacuum body showed that the
Согласно такому распределению теплопереноса коэффициенты эффективного теплопереноса (eK: эффективный K) (Вт/мK) поверхностного теплопереноса ①, теплопереноса ② через поддерживающий элемент, теплопереноса ③ через газ и радиационного теплопереноса ④ может иметь вид математического равенства 1.According to this heat transfer distribution, the effective heat transfer coefficients (eK: effective K) (W/mK) of
[Равенство 1][Equality 1]
eKтеплоперенос через твердое тело>eKтеплоперенос излучением>eKтеплоперенос через газ eK heat transfer through a solid >eK heat transfer by radiation >eK heat transfer through a gas
Здесь коэффициент (eK) эффективного теплопереноса является величиной, которую можно измерить, используя разницу формы и температуры целевого изделия. Коэффициент (eK) эффективного теплопереноса - это величина, которую можно получить, измеряя величину совокупного теплопереноса и температуру по меньшей мере одного участка, в котором происходит теплоперенос. Например, теплотворную способность (Вт) измеряют с помощью источника нагрева, который может быть количественно измерен в холодильнике, распределение температур (K) дверцы измеряют, используя теплоту, соответственно переносимую через основной корпус и кромку дверцы холодильника, а путь, по которому происходит теплопередача, рассчитывают как величину преобразования (m), тем самым оценивая коэффициент эффективного теплопереноса.Here, the effective heat transfer coefficient (eK) is a value that can be measured using the difference in shape and temperature of the target product. The effective heat transfer coefficient (eK) is a value that can be obtained by measuring the amount of total heat transfer and the temperature of at least one area in which heat transfer occurs. For example, the calorific value (W) is measured using a heat source that can be quantitatively measured in a refrigerator, the temperature distribution (K) of a door is measured using heat respectively transferred through the main body and the door edge of the refrigerator, and the heat transfer path is is calculated as the conversion value (m), thereby estimating the effective heat transfer coefficient.
Коэффициент (eK) эффективного теплопереноса всего вакуумного тела является величиной, определяемой формулой k=QL/AΔT, где Q - теплотворная способность (Вт) и может быть определена, используя теплотворную способность нагревателя. A - площадь сечения (м2) вакуумного тела, L - толщина (м) вакуумного тела, а ΔT - перепад температур.The effective heat transfer coefficient (eK) of the entire vacuum body is a value defined by the formula k=QL/AΔT, where Q is the calorific value (W) and can be determined using the calorific value of the heater. A is the sectional area (m 2 ) of the vacuum body, L is the thickness (m) of the vacuum body, and ΔT is the temperature difference.
Для теплоты, переносимой по поверхности, величину кондуктивной теплотворной способности можно определить по перепаду температуры (ΔT) между входом и выходом теплоизолирующего экрана 60 или 63, площади сечения (A) теплоизолирующего экрана, длине (L) теплоизолирующего экрана и теплопроводности (k) теплоизолирующего экрана (теплопроводность теплоизолирующего экрана является свойством материала и может быть определена заранее). Для теплоты, передаваемой через поддерживающий элемент, величину кондуктивной теплотворной способности можно определить по перепаду температуры (ΔT) между входом и выходом поддерживающего элемента 30, площади сечения (A) поддерживающего элемента, длине (L) поддерживающего элемента и теплопроводности (k) поддерживающего элемента. Теплопроводность поддерживающего элемента является свойством материала и может быть определена заранее. Сумма теплоты ③, проходящей через газ и теплоты ④, переносимой излучением может быть определена вычитанием теплоты, переносимой по поверхности и теплоты, переносимой через поддерживающий элемент, из величины теплопереноса всего вакуумного тела. Отношение теплоты ③, проходящей через газ, и теплоты ④, переносимой излучением, можно получить, оценивая теплоту, переносимую излучением, когда отсутствует теплота, проходящая через газ при заметном снижении давления вакуума в вакуумированном пространстве 50.For surface-transported heat, the conductive heating value can be determined from the temperature difference (ΔT) between the inlet and outlet of the
Когда в вакуумированном пространстве 50 имеется пористый материал, теплота ⑤, переносимая пористым материалом может быть суммой теплоты ②, переносимой через поддерживающий элемент и теплоты ④, переносимой излучением. Теплопроводность пористого материала может изменяться в зависимости от различных переменных, включая тип, количество и т.п. пористого материала.When there is a porous material in the evacuated
В одном варианте перепад температур ΔT1 между геометрическим центром, образованным соседними стержнями 31 и точкой, в которой расположен каждый из стержней 31, может предпочтительно составлять менее 0,5°C. Кроме того, перепад температур ΔT2 между геометрическим центром, образованным соседними стержнями 31 и кромкой вакуумного тела, может предпочтительно составлять менее 0,5°C. Во втором пластинчатом элементе 20 перепад температур между средней температурой второго пластинчатого элемента и температурой в точке, в которой путь теплопереноса, проходящий через теплоизолирующий экран 60 или 63, встречается со второй пластиной, может быть наибольшим. Например, когда второе пространство является областью, более горячей чем первое пространство, температура в точке, в которой путь теплопереноса, проходящий через теплоизолирующий экран, встречается со вторым пластинчатым элементом, становится наименьшей. Аналогично, когда второе пространство является областью более холодной, чем первое пространство, температура в точке, в которой путь теплопереноса, проходящий через теплоизолирующий экран, встречается со вторым пластинчатым элементом, становится наибольшей.In one embodiment, the temperature difference ΔT 1 between the geometric center formed by
Это значит, что количеством теплоты, переносимой через другие точки, за исключением теплоты, переносимой по поверхности, проходящей через теплоизолирующий экран, нужно управлять, и полное количество переносимой теплоты, удовлетворяющее вакуумное тело, можно получить, только когда количество теплоты, переносимой по поверхности, является наибольшим количеством переносимой теплоты. Для этого изменением температуры теплоизолирующего экрана можно управлять так, чтобы оно было большим, чем у пластинчатого элемента. This means that the amount of heat transferred through other points, with the exception of the heat transferred along the surface passing through the heat insulating screen, must be controlled, and the total amount of heat transferred to satisfy the vacuum body can only be obtained when the amount of heat transferred along the surface, is the largest amount of transferred heat. To this end, the change in temperature of the heat shield can be controlled so that it is greater than that of the plate element.
Далее следует описание физических характеристик частей, образующих вакуумное тело. В вакуумном теле сила давления вакуума действует на все части. Поэтому предпочтительно применяется материал, имеющий определенную степень прочности (Н/м2).What follows is a description of the physical characteristics of the parts that make up the vacuum body. In a vacuum body, the vacuum pressure force acts on all parts. Therefore, a material having a certain degree of strength (N/m 2 ) is preferably used.
В таких обстоятельствах пластинчатые элементы 10 и 20 и боковая рамка 70 предпочтительно могут быть изготовлены из материала, имеющего достаточную прочность, при которой они не повреждаются даже давлением вакуума. Например, когда количество стержней 31 уменьшается, чтобы ограничить количество теплоты, переносимой поддерживающим элементом, в результате давления вакуума возникает деформация пластинчатого элемента, что может плохо влиять на внешний вид холодильника. Теплоотражающий экран 32 предпочтительно может быть изготовлен из материала, имеющего низкую эмиссионную способность, и способного легко подвергаться тонкопленочной обработке. Кроме того, теплоотражающий экран 32 должен иметь прочность, достаточную для того, чтобы не деформироваться при внешних ударах. Поддерживающий элемент 30 имеет прочность, достаточную, чтобы выдерживать силу, давления вакуума и выдерживать внешние удары, а также должен легко обрабатываться. Теплоизолирующий экран 60 предпочтительно может быть изготовлен из материала, имеющего форму тонкой пластины, и может выдерживать давление вакуума.In such circumstances, the
В одном варианте пластинчатый элемент, боковая рамка и теплоизолирующий экран могут быть изготовлены из нержавеющего материала, имеющего одинаковую прочность. Теплоотражающий экран может быть изготовлен из алюминия, имеющего меньшую прочность, чем нержавеющий материал. Поддерживающий элемент может быть изготовлен из смолы, имеющей меньшую прочность чем алюминий.In one embodiment, the plate element, the side frame and the heat shield can be made of stainless material having the same strength. The heat reflective shield may be made of aluminum, which is less durable than stainless steel. The support element may be made of resin having a lower strength than aluminum.
Помимо прочности материалов, такие материалы следует проанализировать с точки рения жесткости. Жесткость (H/м) - это сопротивление деформации. Хотя используется один и тот же материал, его жесткость может меняться в зависимости от формы. теплоизолирующие экраны 60 или 63 могут быть изготовлены из материала, имеющего высокую прочность, но жесткость такого материала предпочтительно невысока, чтобы увеличить тепловое сопротивление и минимизировать радиационную теплопередачу, поскольку когда действует давление вакуума теплоизолирующий экран расправляется равномерно без шероховатостей. Теплоотражающий экран 32 требует определенного уровня жесткости, чтобы не контактировать с другими частями из-за деформации. В частности, кромка теплоотражающего экрана может участвовать в теплопереносе из-за провисания теплоотражающего экрана, вызываемого нагрузкой от собственной массы. Поэтому, нужен определенный уровень жесткости. Поддерживающий элемент 30 требует достаточной жесткости, чтобы выдерживать сжимающее напряжение от пластинчатого элемента и внешнего удара.In addition to the strength of materials, such materials should be analyzed in terms of stiffness. Rigidity (H/m) is the resistance to deformation. Although the same material is used, its stiffness may vary depending on the shape. the
В одном варианте пластинчатый элемент и боковая рамка предпочтительно могут иметь наивысшую жесткость, чтобы предотвратить деформацию, вызванную давлением вакуума. Поддерживающий элемент, в частности, стержень, предпочтительно может иметь вторую по величине жесткость. Теплоотражающий экран может иметь жесткость меньше, чем жесткость поддерживающего элемента, но выше, чем у теплоизолирующего экрана. Наконец, теплоизолирующий экран предпочтительно может быть изготовлен из материала, легко деформируемого давлением вакуума и иметь наименьшую жесткость. In one embodiment, the plate element and the side frame may preferably have the highest rigidity to prevent deformation caused by vacuum pressure. The supporting element, in particular the rod, may preferably have the second highest rigidity. The heat-reflecting screen may have a stiffness less than that of the supporting member, but higher than that of the heat-insulating screen. Finally, the heat insulating screen can preferably be made of a material that is easily deformable by vacuum pressure and has the lowest rigidity.
Даже когда вакуумированное пространство 50 заполнено пористым материалом 33, теплоизолирующий экран предпочтительно может иметь самую низкую жесткость, а пластинчатые элементы и боковая рамка могут иметь наивысшую жесткость.Even when the evacuated
Далее следует описание теплоотражающего экрана, установленного в поддерживающем элементе 30. Теплоотражающий экран в одном варианте может поддерживать интервал установки так, чтобы эффективно препятствовать излучению теплоты. Кроме того, после установки теплоотражающего экрана можно воспрепятствовать смещению теплоотражающего экрана в вакуумированном пространстве.The following is a description of the heat-reflecting screen installed in the
На фиг. 9 приведен частичный вид в перспективе поддерживающего элемента, а на фиг. 10 приведено частичное сечение поддерживающего элемента.In FIG. 9 is a partial perspective view of the support member, and FIG. 10 shows a partial section of the supporting element.
Как показано на фиг. 9 и 10, поддерживающая пластина 35 установлена внутри пластинчатого элемента 20. На поддерживающей пластине 35 может быть установлен стержень 31 для поддержания интервала вакуумированного пространства. Поперек вакуумированного пространства установлен теплоотражающий экран. Теплоотражающий экран может быть изготовлен из алюминия, имеющего низкий коэффициент излучения.As shown in FIG. 9 and 10, the
Далее следует более подробное описание теплоотражающего экрана.The following is a more detailed description of the heat-reflecting screen.
Для подавления радиационного теплопереноса важно расстояние, на которое осуществляется такой радиационный теплоперенос. Для этого, теплоотражающий экран может поддерживаться в определенном положении. Когда определен интервал теплоотражающего экрана, расстояние между теплоотражающими экранами и расстояние между всеми элементами, служащими средой радиационного теплопереноса, точно задается и поддерживается.To suppress radiative heat transfer, the distance over which such radiative heat transfer occurs is important. For this, the heat-reflecting shield can be maintained in a certain position. When the spacing of the heat-reflecting shield is determined, the spacing between the heat-reflecting shields and the spacing between all elements serving as the radiative heat transfer medium is accurately set and maintained.
Для выполнения функций фиксации положения теплоотражающего экрана, в теплоотражающем экране выполнено сквозное отверстие 343, сквозь которое проходит стержень 31. Сквозное отверстие 343 может предотвратить смещение теплоотражающего экрана в направлении влево и вправо или в вертикальном направлении относительно земли. To perform the functions of fixing the position of the heat-reflecting screen, a through
Сквозное отверстие 343 может быть снабжено отверстиями, расположенными на кромке теплоотражающего экрана, каждое из которых имеет первый размер и по меньшей мере некоторые из которых по существу совпадают с внешним диаметром стержня 31 или немного превышают его, и отверстиями внутри теплоотражающего экрана, каждое из которых имеет второй размер, который больше чем внешний диаметр стержня 31. В такой конфигурации отверстия первого размера могут быть сконфигурированы так, чтобы положение теплоотражающего экрана было зафиксировано стержнем, а отверстия второго размера могут не контактировать со стержнем для уменьшения теплопереноса за счет проводимости.The through
Для выполнения функции фиксации интервала теплоотражающего экрана, этот теплоотражающий экран имеет листовое основание 341, имеющее форму двухмерной пластины, и выступ 342, выступающий из основания 341.In order to perform the spacing fixing function of the heat reflective shield, this heat reflective shield has a
Выступ 342 может иметь одну сторону, поддерживающуюся листовым основанием 341, и другую сторону, поддерживающуюся противоположным элементом, например, поддерживающей пластиной 35. Выступ 342 может быть изготовлен посредством прессования листового основания 341 или может быть изготовлен отдельный выступ и затем присоединен к листовому основанию 341.The
В такой конфигурации листовое основание 341 может выполнять функцию экранирования теплового излучения между пластинчатыми элементами 10 и 20. Выступ 342 может поддерживать интервал между листовым основанием 341 и поддерживающей пластиной 35. То есть, даже если листовое основание 341 сдвинется в любом одном направлении в пределах интервала вакуумированного пространства, это листовое основание 341 не может двигаться в направлении, определяемом выступом 342. Поэтому, теплоотражающий экран не может двигаться, поскольку он зафиксирован в интервале, заданном конструкцией. В описанном выше варианте теплоотражающий экран является самоустанавливающимся и не движется в направлении расстояния между пластинчатыми элементами, такой теплоотражающий экран можно назвать самоподдерживающимся теплоотражающим экраном 340.In such a configuration, the
Как описано выше, самоподдерживающийся теплоотражающий экран 340 может быть изготовлен из металла с низким коэффициентом излучения. Такой металлический материал имеет высокую теплопроводность. Поэтому, чтобы предотвратить теплоперенос, предпочтительно, чтобы конец P выступа 342 не контактировал непосредственно с пластинчатыми элементами, изготовленными из металлического материала. Для того выступ 342 может не контактировать непосредственно с листовым элементом, но между выступом и пластинчатым элементом может быть установлена поддерживающая пластина 35. Поддерживающая пластина 35 может быть изделием, изготовленным из материала молы и имеющим низкую теплопроводность. Кроме того, конец Р выступа 342 может быть выполнен как острый выступ. Таким образом, можно уменьшить теплопроводность на интерфейсе.As described above, the self-supporting
Положение контактирующего конца Р выступа 342 на ограничивается поддерживающей пластиной 35. В этом варианте можно использовать любой элемент, расположенный между выступом 342 и пластинчатыми элементами 10 и 20 так, чтобы блокировать теплоперенос через этот контакт.The position of the contacting end P of the
Выступ 342 может иметь полусферическую форму. Эта форма может выполнять функцию, позволяющую изготавливать выступ 342 прессованием листового основания 341 и функцию предотвращения деформации формы выступа 342, в частности конца Р. Если конец Р деформирован, площадь контакта может увеличиться, что влечет увеличение теплопереноса.The
Выступ 342 может проходит в одном или в обоих направлениях, но в одном направлении листового основания 341. Таким образом, даже если один лист самоподдерживающегося теплоотражающего экрана 340 вставлен в вакуумированное пространство, интервал экрана можно поддерживать.The
На фиг. 10 показаны нижний выступ 3421, расположенный между вторым пластинчатым элементом 20 и самоподдерживающимся теплоотражающим экраном 340, и верхний выступ 3422, расположенный между первым пластинчатым элементом 10 и самоподдерживающимся теплоотражающим экраном 340. Хотя на чертеже показаны только два выступа 3421 и 3422, самоподдерживающийся теплоотражающий экран 340 может иметь множество выступов, необходимых для фиксации положения этого экрана.In FIG. 10 shows a
Далее со ссылками на фиг. 11-14 следует описание различных вариантов, в которых радиационный теплоперенос блокируется самоподдерживающимся теплоотражающим экраном 340.Further with reference to Fig. 11-14 follows a description of various embodiments in which radiative heat transfer is blocked by a self-supporting heat-reflecting
На фиг. 11 показана базовая форма, в которой установлен один самоподдерживающийся теплоотражающий экран.In FIG. 11 shows the basic form in which one self-supporting heat-reflective shield is installed.
Самоподдерживающий теплоотражающий экран 340 содержит листовое основание 341 и выступ 342. Выступ 342 может быть выполнен на каждой из верхней и нижней сторон для поддержания вертикального интервала, на котором установлен самоподдерживающийся теплоотражающий экран 340. Выступ 342 контактирует с поддерживающей пластиной 35, но не контактирует с пластинчатыми элементами 10 и 20. Поэтому теплоперенос можно уменьшить.The self-supporting
В самоподдерживающимся теплоотражающем экране 340 выполнено множество сквозных отверстий 343. В каждое из сквозных отверстий 343 вставлен стержень 31. Положение самоподдерживающегося теплоотражающего экрана можно зафиксировать поддерживающим действием стержня 31 и сквозного отверстия 343. То есть, сквозное отверстие 343 может предотвратить смещение теплоотражающего экрана влево и вправо или в вертикальном направлении относительно земли.A plurality of through
На фиг. 12 показана другая форма, которую имеет самоподдерживающийся теплоотражающий экран. Могут применяться другие формы, показанные на фиг. 11, за исключением сквозного отверстия 343.In FIG. 12 shows another shape that a self-supporting heat-reflecting screen has. Other shapes shown in FIG. 11 except through
Как показано на фиг. 12, сквозное отверстие 343 определено на конце выступа 342. Поэтому самоподдерживающийся теплоотражающий экран 340 и стержень 31 можно легко выровнять.As shown in FIG. 12, a through
Компонент, на котором установлен стержень 31, например, элемент, поддерживающий стержень 31, расположен на поддерживающей пластине. Например, установить пластинчатый элемент, изготовленный из смолы, непосредственно на пластинчатых элементах 10 и 20, трудно. Поэтому, когда выступ 342 и сквозное отверстие 343 выполнены вместе в положении, в котором находится стержень 31, нет необходимости отдельно учитывать положение конца Р выступа, чтобы воспрепятствовать переносу теплоты, что является более удобным.The component on which the
Сквозное отверстие и выступ, показанные на фиг. 11 и 12, могут быть выполнены в самоподдерживающемся теплоотражающем экране 340 совместно.The through hole and projection shown in FIG. 11 and 12 may be implemented in a self-supporting heat-
На фиг. 13 показан пример, в котором в вакуумированном пространстве установлены два теплоотражающих экрана.In FIG. 13 shows an example in which two heat-reflecting screens are installed in an evacuated space.
Как показано на фиг. 13, первый самоподдерживающийся теплоотражающий экран 352 и второй самоподдерживающийся теплоотражающий экран 351 расположены один над другим. В этом случае возникают три интервала и выступ 342 располагается в каждом из трех интервалов. Поэтому можно сохранять интервал между экраном и пластинчатым элементом. На фиг. 13 позициями 3421, 3422 и 3423 обозначены части, поддерживающие интервал. Позицией 3423 обозначен выступ однослойного экрана, когда выступ имеется только на одной стороне листового основания 341 в самоподдерживающемся теплоотражающем экране 351.As shown in FIG. 13, the first self-supporting heat-reflecting
Во втором самоподдерживающемся теплоотражающем экране 351 выступы имеются на каждой из двух поверхностей. В первом самоподдерживающемся теплоотражающем экране 352 выступы имеются только на одной поверхности. Однако, этот вариант не ограничен такой конфигурацией. Например, во втором самоподдерживающемся теплоотражающем экране 351 выступы могут иметься на обеих сторонах. В первом и втором самоподдерживающихся теплоотражающих экранах выступы могут иметься на каждой из двух поверхностей.In the second self-supporting heat
На фиг. 14 показан другой пример, в котором в вакуумированном пространстве имеется два теплоотражающих экрана. Могут применяться другие решения, описанные со ссылками на фиг. 13, за исключением расположения сквозного отверстия 343.In FIG. 14 shows another example in which there are two heat-reflecting screens in an evacuated space. Other solutions described with reference to FIGS. 13, except for the location of the through
Как показано на фиг. 14, сквозное отверстие 343 может быть выполнено в выступе 342. В этом случае можно одновременно получить преимущества сквозного отверстия по фиг. 13 и преимущества выступа 342 по фиг. 13.As shown in FIG. 14, the through
Хотя можно использовать один или два самоподдерживающихся теплоотражающих экрана 340, этот вариант не ограничивается ими. Например, можно установить три или более самоподдерживающихся теплоотражающих экрана 340.Although one or two self-supporting heat-reflecting
Далее следует описание модифицированного примера самоподдерживающегося теплоотражающего экрана.The following is a description of a modified example of a self-supporting heat-reflecting screen.
На фиг. 15 приведено сечение поддерживающего элемента по первому модифицированному примеру.In FIG. 15 is a sectional view of a support member according to the first modified example.
Как показано на фиг. 15, выступ 342 имеется только на одной стороне самоподдерживающегося теплоотражающего экрана 340. Другая поверхность самоподдерживающегося теплоотражающего экрана 340 может контактировать с поддерживающей пластиной 35. Однако, между самоподдерживающимся теплоотражающим экраном 340 и пластинчатым элементом может иметься интервал для предотвращения радиационного теплопереноса.As shown in FIG. 15, a
Для этого на другой поверхности самоподдерживающегося теплоотражающего экрана 340 может быть установлена втулка 355, отходящая от поддерживающей пластины 35, т.е., поддерживающий выступ 356. Втулка 355 может определять положение стержня 31 и вставляться в другой выступ, отходящий от поддерживающей пластины 35. Входной конец поддерживающего выступа 356 может быть наклонен так, чтобы втулку 355 можно было легко вставлять в другой выступ.To do this, on the other surface of the self-supporting heat-reflecting
В случае этого модифицированного примера, конец выступа 342 листа может не контактировать непосредственно с пластинчатым элементом, а располагаться на отдельном элементе, таком как поддерживающая пластина 35, которая препятствует теплопроводности.In the case of this modified example, the end of the
На фиг. 16 приведено сечение поддерживающего элемента по второму модифицированному примеру. К составляющим, идентичным составляющим первого модифицированного примера, относится то же описание.In FIG. 16 is a sectional view of the support member according to the second modified example. For constituents identical to those of the first modified example, the same description applies.
Как показано на фиг. 16, выступ 342 имеется только на одной поверхности самоподдерживающегося теплоотражающего экрана 340. Другая поверхность самоподдерживающегося теплоотражающего экрана 340 может удерживаться на расстоянии отдельным элементом 365, поддерживающим интервал, в отличие от первого модифицированного примера.As shown in FIG. 16, the
Элемент 365, поддерживающий интервал, содержит установочную направляющую 368, которая позволяет стержню 31 легко вставляться в элемент 365, поддерживающий интервал, и втулку 367, поддерживающую интервал между листовым основанием 341 и пластинчатым элементом 10 и в которую вставлен стержень 31. Вход направляющей 368 может быть наклонен, чтобы расширяться к его концу.The spacing
Может иметься поддерживающая интервал рамка 366, чтобы установочная направляющая 368 и втулка 367 были соединены друг с другом для формирования единого тела и, таким образом, ими удобно манипулировать. То есть, элемент 354, поддерживающий интервал можно удобно вставлять.A
Согласно второму модифицированному примеру выступ 342 может контактировать с поддерживающей пластиной 35 для поддержки одной стороны самоподдерживающегося типа теплоотражающего экрана 340. Другая сторона самоподдерживающегося типа теплоотражающего экрана 340 может поддерживаться посредством втулки 367.According to the second modified example, the
Установочная направляющая 368 и втулка 367 могут быть выполнены как единая структура. То есть, поскольку концу втулки 367 придана форма установочной направляющей 368, входной конец втулки 367 может быть скошен.Mounting
Стержень 31 может контактировать непосредственно с одной стороной пластинчатого элемента 10. В этом случае первый пластинчатый элемент 10 может являться стенкой внутренней поверхности холодильника, которая не видна невооруженному глазу пользователя.The
На фиг. 17 приведено сечение поддерживающего элемента по третьему модифицированному примеру. К частям третьего модифицированного примера применимо описание таких же частей других модифицированных примеров.In FIG. 17 is a sectional view of a support member according to the third modified example. The description of the same parts of other modified examples applies to parts of the third modified example.
Как показано на фиг. 17, выступ 342 листа имеется только на одной поверхности самоподдерживающегося теплоотражающего экрана 340. В отличие от других модифицированных примеров, другая поверхность самоподдерживающегося теплоотражающего экрана 340 может удерживаться на расстоянии от пластинчатого элемента 10 втулкой 369.As shown in FIG. 17, the
Во втулку 369 может вставляться стержень 31, который поддерживает ее. Хотя это не показано, входной конец втулки 369 может быть расширен, чтобы было удобно вставлять стержень.A
Нет необходимости устанавливать втулку 369 на всех стержнях 31. Можно установить такое количество втулок 369, которое необходимо для поддержки другой поверхности самоподдерживающегося теплоотражающего экрана 340.It is not necessary to install a
Стержень 31 может контактировать непосредственно с одной стороной пластинчатого элемента 10. В этом случае первый пластинчатый элемент 10 может являться стенкой внутренней поверхности холодильника, не видимой невооруженным глазом пользователя.The
На фиг. 18 приведено сечение поддерживающего элемента четвертого модифицированного примера.In FIG. 18 is a sectional view of the support member of the fourth modified example.
Как показано на фиг. 18, другой вариант, в котором применяется самоподдерживающий теплоотражающий экран 340 может быть таким же, как и модифицированный пример. Структура для установки стержня 31 может быть совершенно другой.As shown in FIG. 18, another embodiment using the self-supporting heat-
В частности, для установки стержня 31 опора 380, имеющая форму решетки или иную форму, установлена приблизительно в центральной части вакуумированного пространства, а стержни 381 и 382 отходят в разных направлениях от обеих сторон опоры 380, т.е., к паре пластинчатых элементов 10 и 20.In particular, for the installation of the
Стержни 381 и 382 можно назвать левым стержнем 381 и правым стержнем 382, чтобы отличать стержни один от другого.The stems 381 and 382 may be referred to as the
Между опорой 380 и пластинчатым элементом можно установить две создающие интервал части. Самоподдерживающийся теплоотражающий экран 340 можно зафиксировать в положении и создать интервал по меньшей мере одной из двух таких частей.Between the
Интервал самоподдерживающегося теплоотражающего экрана 340 можно поддерживать, допуская контакт листового основания 341 с опорой 380, и позволяя выступам 341 контактировать с теплоизолирующим экраном 383.The spacing of the self-supporting
Теплоизолирующий экран может предотвратить перенос теплоты на пластинчатый элемент через выступ 343. Хотя теплоизолирующим экраном служит поддерживающая пластина 35, нет необходимости покрывать всю площадь пластинчатого элемента теплоизолирующим экраном. То есть, теплоизолирующий экран 383 может устанавливаться только в положении, в котором расположен конец выступа 342. Например, достаточно, чтобы выступ 342 контактировал с участком смолы рамки, имеющей форму крупноячеистой решетки.The heat shield can prevent heat from being transferred to the plate member through the
Поскольку в выступе 342 выполнено сквозное отверстие 343, стержень 31 можно удобно вставлять в самоподдерживающий теплоотражающий экран 340.Because the
На фиг. 19 приведено сечение поддерживающего устройства по пятому модифицированному примеру. К частям третьего модифицированного примера применимо описание таких же частей первого модифицированного примера.In FIG. 19 is a sectional view of the support device according to the fifth modified example. The description of the same parts of the first modified example applies to parts of the third modified example.
Как показано на фиг. 19, выступ 342 в самоподдерживающемся теплоотражающем экране 340 может не направлением не к пластинчатому элементу, а к боковой поверхности опоры 380, в отличие тот четвертого модифицированного элемента.As shown in FIG. 19, the
На фиг. 20 приведен вид сверху самоподдерживающегося теплоотражающего экрана в шестом модифицированном варианте.In FIG. 20 is a plan view of the self-supporting heat-reflecting screen in the sixth modified embodiment.
Шестая модификация отличается тем, что сквозное отверстие 343 имеет крестообразную форму и выполнено как крестообразное сквозное отверстие 3431. Когда стержень 31 вставлен в крестообразное отверстие, острие 3432, имеющееся на кромке крестообразного сквозного отверстия 3431, может впиваться во внешнюю поверхность стержня 31.The sixth modification is characterized in that the through
В частности, когда стержень 31 вставляется в крестообразное сквозное отверстие 3431, плоский элемент 3433 может отгибаться м деформироваться в направлении вставления стержня 31. После того, как стержень будет вставлен на заранее определенную глубину, дальше вставлять самоподдерживающийся теплоотражающий экран 340 будет трудно, поскольку толщина стержня 31 увеличивается в направлении вставления. Кроме того, самоподдерживающийся теплоотражающий экран 340 труб=дно извлекать, поскольку острие 3432 препятствует извлечению стержня 31. Действует восстанавливающая сила плоского элемента 3433 и острие 3432 удерживает и прижимает стержень 31 в направлении, в котором извлекается самоподдерживающийся теплоотражающий экран 340. Поэтому смещение самоподдерживающегося теплоотражающего экрана 340 становится более трудным.In particular, when the
В шестом модифицированном примере необходимо позволить листовому основанию 341 войти в контакт с опорой 380 или с теплоизолирующим экраном 383 и поддерживаться ими. То есть, благодаря действию острия 3432, удерживающему стержень и изменению толщины стержней, интервал самоподдерживающихся теплоотражающих экранов 340 относительно стержня может автоматически фиксироваться без какой-либо поддержки со стороны других компонентов.In the sixth modified example, it is necessary to allow the
Поскольку выступ 342 зафиксирован на стержне 31, положение самоподдерживающегося теплоотражающего экрана 340 также может быть фиксированным.Because the
Далее предпочтительно определяется давление вакуума в зависимости от внутреннего состояния вакуумного тела. Как было описано выше, внутри вакуумного тела необходимо поддерживать давление вакуума, чтобы уменьшить теплоперенос. В это время, как легко понять, давление вакуума поддерживается как можно более низким, чтобы уменьшить теплоперенос.Next, the vacuum pressure is preferably determined as a function of the internal state of the vacuum body. As described above, vacuum pressure must be maintained inside the vacuum body in order to reduce heat transfer. During this time, as is easy to understand, the vacuum pressure is kept as low as possible to reduce heat transfer.
Далее следует описание случая, когда используется только один поддерживающий узел.The following is a description of the case where only one supporting node is used.
На фиг. 21 показаны графики, показывающие изменение характеристик и изменений в теплопроводности в газе относительно давлений вакуума, полученное моделированием.In FIG. 21 shows graphs showing the change in characteristics and changes in thermal conductivity in gas relative to vacuum pressures obtained by simulation.
Как показано на фиг. 21, при снижении давления вакуума, т.е., когда степень разрежения увеличивается, тепловая нагрузка в случае только основного корпуса (граф 1) или в случае когда основной корпус и дверца соединены (граф 2) уменьшается по сравнению типичным изделием, сформированным из вспененного полиуретана, что улучшает характеристики. Однако, можно видеть, что степень улучшения характеристики постепенно снижается. Кроме того видно, что по мене снижения давления вакуума теплопроводность в газе (граф 3) снижается. Однако видно, что хотя давление вакуума снижается, отношение, при котором характеристика и теплопроводность в газе улучшаются, постепенно снижается. Следовательно, предпочтительно, чтобы давление вакуума снижалось как можно ниже. Однако, чтобы получение очень низкого давления вакуума требует длительного времени расходов из-за большого расхода газопоглотителя. В том варианте предлагается оптимальное давление вакуума с вышеописанной точки зрения.As shown in FIG. 21, when the vacuum pressure decreases, i.e., when the degree of vacuum increases, the thermal load in the case of only the main body (column 1) or in the case when the main body and the door are connected (column 2) is reduced compared to a typical product formed from foamed polyurethane for better performance. However, it can be seen that the degree of performance improvement is gradually reduced. In addition, it can be seen that as the vacuum pressure decreases, the thermal conductivity in the gas (graph 3) decreases. However, it can be seen that although the vacuum pressure is reduced, the ratio at which the characteristic and the thermal conductivity in the gas are improved gradually decreases. Therefore, it is preferable that the vacuum pressure be reduced as low as possible. However, in order to obtain a very low vacuum pressure, a long time is required due to the large consumption of the getter. This embodiment offers the optimum vacuum pressure from the point of view described above.
На фиг. 22 представлен график, иллюстрирующий результаты, полученные наблюдением за временем и давлением в процессе вакуумирования внутреннего пространства вакуумного тела при использовании поддерживающего элемента.In FIG. 22 is a graph illustrating the results obtained by observing the time and pressure in the process of evacuating the interior of a vacuum body using a support member.
Как показано на фиг. 22, для создания вакуума в вакуумированном пространстве 50, газ выпускают из вакуумированного пространства 50 вакуумным насосом, испаряя латентный газ, остающийся в частях вакуумного пространства 50 с помощью прогрева. Однако, если давление вакуума достигает определенного уровня или превышает его, существует точка, в которой уровень давления вакуума больше не увеличивается (ΔT1) После этого активируют газопоглотитель, отсоединяя вакуумированное пространство 50 от вакуумного насоса и прилагая теплоту к вакуумированному пространству 50 (ΔT2). Если газопоглотитель активирован, давление в вакуумированном пространстве 50 снижается на определенный период времени, но затем нормализуется для поддержания давления вакуума на определенном уровне. Давление вакуума, поддерживаемое на определенном уровне после активации газопоглотителя, составляет приблизительно 1,8×10-6 мм ртутного столба.As shown in FIG. 22, in order to create a vacuum in the
В этом варианте точка, в которой давление вакуума больше существенно не уменьшается, несмотря на то что газ откачивают вакуумным насосом, находится на нижнем пределе давления вакуума, используемого в вакуумном теле, тем самым задавая минимальное внутреннее давление вакуумированного пространства 50, равное 1,8×10-6 мм ртутного столба.In this embodiment, the point at which the vacuum pressure is no longer significantly reduced, despite the fact that the gas is pumped out by a vacuum pump, is at the lower limit of the vacuum pressure used in the vacuum body, thereby setting the minimum internal pressure of the evacuated
На фиг. 23 приведен график, иллюстрирующий результаты сравнения с теплопроводностью через газ.In FIG. 23 is a graph illustrating the results of a comparison with thermal conductivity through a gas.
Как показано на фиг. 11, теплопроводность через газ относительно давления вакуума в зависимости от размера зазора в вакуумированном пространстве 50, представлена графами коэффициентов эффективного теплопереноса (eK). Коэффициенты эффективного теплопереноса (eK) измерялись, когда зазор в вакуумном пространстве 50 имел три размера 2,76 мм, 6,5 мм и 12,5 мм. Зазор в вакуумированном пространстве определяется следующим образом. Когда внутри вакуумированного пространства 50 имеется теплоотражающий экран 32, зазором является расстояние между теплоотражающим экраном 32 и соседним пластинчатым элементом. Когда в вакуумированном пространстве 50 теплоотражающий экран отсутствует, зазором является расстояние между первым и вторым пластинчатыми элементами.As shown in FIG. 11, the thermal conductivity through the gas relative to the vacuum pressure as a function of the size of the gap in the evacuated
Было показано, что поскольку размер зазора в точке, соответствующей типичному коэффициенту теплопереноса 0,0196 Вт/мК, невелик, который справедлив для материала, сформированного из вспененного полиуретана, давление вакуума составляет 2,65×10-1 мм ртутного столба, даже когда размер зазора равен 2,76 мм. В то же время было показано, что точка, в которой снижение эффекта, вызванное теплопроводностью через газ, насыщается несмотря на то, что давление вакуума прекращается, является точкой, в которой давление вакуума приблизительно равно 4,5×10-3 мм ртутного столба. Давление вакуума, равное 4,5×10-3 мм ртутного столба можно определить как точку, в которой снижение эффекта, вызванное теплопроводностью через газ, прекращается. Кроме того, когда коэффициент эффективного теплопереноса равен 0,1 Вт/мК, давление вакуума равно 1,2×10-2 мм ртутного столба.It has been shown that since the size of the gap at the point corresponding to a typical heat transfer coefficient of 0.0196 W/mK is small, which is true for a material formed from polyurethane foam, the vacuum pressure is 2.65×10 -1 mmHg even when the size the gap is 2.76 mm. At the same time, it has been shown that the point at which the reduction in the effect caused by thermal conduction through the gas saturates despite the fact that the vacuum pressure stops is the point at which the vacuum pressure is approximately 4.5×10 -3 mmHg. A vacuum pressure of 4.5×10 -3 mm Hg can be defined as the point at which the reduction in effect caused by thermal conduction through the gas stops. In addition, when the effective heat transfer coefficient is 0.1 W/mK, the vacuum pressure is 1.2×10 −2 mmHg.
Когда в вакуумированном пространстве 50 отсутствует поддерживающий элемент, но имеется пористый материал, размер зазора составляет от нескольких микрометров до нескольких сотен микрометров. В этом случае величина радиационного теплопереноса невелика из-за пористого материала, даже когда давление вакуума относительно высоко, т.е., когда степень разрежения невелика. Следовательно, для регулировки давления вакуума применяется вакуумный насос. Давление вакуума, при котором можно использовать соответствующий вакуумный насос составляет прибл. 4,7×10-2 мм ртутного столба. Кроме того, давление, при котором снижение эффекта, вызванного теплопереносом через газ, достигает коэффициента эффективного теплопереноса, равного 0, 0196 Вт/мК, равно 730 мм ртутного столба.When there is no supporting member in the evacuated
Когда в вакуумированном пространстве совместно используются поддерживающий элемент и пористый материал, можно создавать и использовать давление вакуума, которое является средним между давлением вакуума, когда используется только поддерживающий элемент, и давлением вакуума, когда используется только пористый материал.When a support member and a porous material are used together in an evacuated space, a vacuum pressure can be created and used that is between the vacuum pressure when only the support member is used and the vacuum pressure when only the porous material is used.
В настоящем изобретении деталь, выполняющая определенную функцию в одном варианте вакуумного тела, может применяться в другом варианте с соответствующим изменением формы или размеров. Соответственно, легко можно получить еще один вариант. Например, в подробном описании, в случае вакуумного тела, предназначенного для дверцы, такое вакуумное тело можно применять для основного корпуса, соответственно изменив форму и конфигурацию этого вакуумного тела.In the present invention, a part that performs a specific function in one version of the vacuum body can be used in another version with a corresponding change in shape or size. Accordingly, it is easy to get another option. For example, in the detailed description, in the case of a vacuum body for a door, such a vacuum body can be applied to the main body by changing the shape and configuration of the vacuum body accordingly.
Предлагаемое вакуумное тело предпочтительно может применяться в холодильниках. Однако, область применения вакуумного тела не ограничивается холодильниками, и оно может применяться в различных устройствах, таких как криогенные холодильные устройства, нагревательные устройства и вентиляционные устройства.The proposed vacuum body can preferably be used in refrigerators. However, the scope of the vacuum body is not limited to refrigerators, and it can be applied to various devices such as cryogenic refrigeration devices, heating devices, and ventilation devices.
Промышленная применимостьIndustrial Applicability
Согласно настоящему изобретению, вакуумное тело может применяться в промышленных масштабах в разных устройствах. Эффект может быть усилен так, чтобы повысить эффективность использования энергии и увеличить эффективный объем устройства.According to the present invention, the vacuum body can be applied on an industrial scale in various devices. The effect can be enhanced so as to improve the energy efficiency and increase the effective volume of the device.
Claims (61)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170097793A KR102449175B1 (en) | 2017-08-01 | 2017-08-01 | Vacuum adiabatic body and refrigerator |
KR10-2017-0097793 | 2017-08-01 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020108484A Division RU2739948C1 (en) | 2017-08-01 | 2018-07-31 | Vacuum adiabatic body |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020142423A RU2020142423A (en) | 2021-01-26 |
RU2020142423A3 RU2020142423A3 (en) | 2022-03-09 |
RU2776884C2 true RU2776884C2 (en) | 2022-07-28 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1991019867A1 (en) * | 1990-06-12 | 1991-12-26 | Benson David K | Improved compact vacuum insulation |
JP2012207682A (en) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Matsuda Gijutsu Kenkyusho:Kk | Vacuum heat insulation panel |
KR101456376B1 (en) * | 2013-04-24 | 2014-10-31 | 한국과학기술원 | Structure of vacuum insulator with a assembly reciprocating support |
WO2017023094A1 (en) * | 2015-08-03 | 2017-02-09 | Lg Electronics Inc. | Vacuum adiabatic body and refrigerator |
RU2627067C1 (en) * | 2013-08-06 | 2017-08-03 | Мицубиси Электрик Корпорейшн | Fridge door and fridge including such fridge door |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1991019867A1 (en) * | 1990-06-12 | 1991-12-26 | Benson David K | Improved compact vacuum insulation |
JP2012207682A (en) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Matsuda Gijutsu Kenkyusho:Kk | Vacuum heat insulation panel |
KR101456376B1 (en) * | 2013-04-24 | 2014-10-31 | 한국과학기술원 | Structure of vacuum insulator with a assembly reciprocating support |
RU2627067C1 (en) * | 2013-08-06 | 2017-08-03 | Мицубиси Электрик Корпорейшн | Fridge door and fridge including such fridge door |
WO2017023094A1 (en) * | 2015-08-03 | 2017-02-09 | Lg Electronics Inc. | Vacuum adiabatic body and refrigerator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2021245189B2 (en) | Vacuum adiabatic body and refrigerator | |
US11624550B2 (en) | Vacuum adiabatic body and refrigerator | |
EP3332190B1 (en) | Vacuum adiabatic body and refrigerator | |
US10907887B2 (en) | Vacuum adiabatic body and refrigerator | |
RU2684737C1 (en) | Vacuum adiabatic element and refrigerator | |
US11927386B2 (en) | Vacuum adiabatic body and refrigerator | |
AU2016303842B2 (en) | Vacuum adiabatic body and refrigerator | |
US10753671B2 (en) | Vacuum adiabatic body and refrigerator | |
AU2020200641A1 (en) | Vacuum adiabatic body and refrigerator | |
KR20170016244A (en) | Vacuum adiabatic body and refrigerator | |
KR102526037B1 (en) | Vacuum adiabatic body and refrigerator | |
AU2019232944A1 (en) | Vacuum adiabatic body and refrigerator | |
RU2739948C1 (en) | Vacuum adiabatic body | |
KR102459786B1 (en) | Vacuum adiabatic body and refrigerator | |
RU2776884C2 (en) | Vacuum body | |
KR20200001372A (en) | Vacuum adiabatic body and refrigerator | |
RU2765795C1 (en) | Vacuum adiabatic body and refrigerator |