ES2883416T3 - Cuerpo adiabático de vacío y refrigerador - Google Patents
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Abstract
Un cuerpo adiabático de vacío que comprende: una primera placa (10) que define al menos una porción de un primer lado de una pared adyacente a un primer espacio que tiene una primera temperatura; una segunda placa (20) que define al menos una porción de un segundo lado de la pared adyacente a un segundo espacio que tiene una segunda temperatura diferente a la primera temperatura; un sello (61) que sella la primera placa (10) y la segunda placa (10) para proporcionar un tercer espacio (50) que tiene una tercera temperatura entre las temperaturas primera y segunda y está en estado de vacío; un soporte (30) provisto en el tercer espacio (50) para mantener una brecha en el tercer espacio; un aislante térmico que reduce la transferencia de calor entre la primera placa (10) y la segunda placa (20); y un puerto (40) de escape a través del cual se expulsa el gas del tercer espacio (50), caracterizado porque el aislante térmico incluye una hoja (60) de resistencia conductora que resiste la conducción superficial del calor a lo largo de la pared adyacente al tercer espacio (50), y un marco (70) lateral conectado a la hoja (60) de resistencia conductora para definir al menos una porción de la pared adyacente al tercer espacio (50), en el que una superficie de la hoja (60) de resistencia conductora está aislada térmicamente por el tercer espacio y en el que la hoja (60) de resistencia conductora y las placas primera y segunda están hechas del mismo material.
Description
DESCRIPCIÓN
Cuerpo adiabático de vacío y refrigerador
Campo técnico
La presente divulgación se refiere a un cuerpo adiabático de vacío y a un refrigerador.
Técnica antecedente
Un cuerpo adiabático de vacío es un producto para suprimir la transferencia de calor mediante la creación de vacío en el interior de un cuerpo del mismo. El cuerpo adiabático de vacío puede reducir la transferencia de calor por convección y conducción, y por lo tanto se aplica a los aparatos de calefacción y aparatos de refrigeración. En un procedimiento adiabático típico aplicado a un refrigerador, aunque se aplica de manera diferente en la refrigeración y la congelación, se proporciona generalmente una pared adiabática de espuma de uretano que tiene un espesor de aproximadamente 30 cm o más. Sin embargo, el volumen interno del refrigerador se reduce.
Con el fin de aumentar el volumen interno de un refrigerador, se intenta aplicar un cuerpo adiabático de vacío al refrigerador.
Primero, se ha divulgado la Patente Coreana No.10-0343719 (Documento de Referencia 1) del presente solicitante. De acuerdo con el Documento de Referencia 1, se divulga un procedimiento en el que se prepara un panel adiabático de vacío y se construye en las paredes de un refrigerador, y el exterior del panel adiabático de vacío se termina con un moldeado separado como espuma de poliestireno (poliestireno). De acuerdo con el procedimiento, no es necesario un espumado adicional y se mejora el rendimiento adiabático del refrigerador. Sin embargo, el coste de fabricación aumenta y el procedimiento de fabricación es complicado. Como otro ejemplo, se ha divulgado una técnica para proporcionar paredes utilizando un material adiabático al vacío y adicionalmente proporcionar paredes adiabáticas utilizando un material de relleno de espuma en la Publicación de Patente Coreana No. 10-2015-0012712 (Documento de Referencia 2). De acuerdo con el Documento de Referencia 2, el coste de fabricación aumenta y el procedimiento de fabricación se complica.
Como otro ejemplo, hay un intento de fabricar todas las paredes de un refrigerador utilizando un cuerpo adiabático de vacío que es un solo producto. Por ejemplo, una técnica para proporcionar una estructura adiabática de un refrigerador para estar en un estado de vacío se ha divulgado en la Publicación de Patente Abierta al Público de los Estados Unidos No. US2040226956A1 (Documento de Referencia 3).
El documento US 2000882 A divulga un aislamiento para refrigeradores, etc. Se proporcionan puentes o conexiones no metálicas de baja conductividad térmica entre las paredes metálicas de los lados opuestos de una cámara de vacío. El documento DE 102011 079209 A1 divulga un elemento de aislamiento al vacío que comprende una carcasa que recibe un cuerpo de soporte poroso y evacuado y un marco que rodea el cuerpo de soporte y al que se fija un borde de la carcasa. El elemento de aislamiento de vacío puede formar, en particular, una puerta de un dispositivo de refrigeración.
Divulgación
Problema técnico
Sin embargo, es difícil obtener un efecto adiabático de un nivel práctico proporcionando a las paredes del refrigerador un estado de vacío suficiente. En concreto, es difícil evitar la transferencia de calor en una porción de contacto entre las cajas externa e interna que tienen diferentes temperaturas. Además, es difícil mantener un estado de vacío estable. Además, es difícil evitar la deformación de las cajas debido a la presión sonora en el estado de vacío. Debido a estos problemas, la técnica del Documento de Referencia 3 se limita a los aparatos de refrigeración criogénicos, y no se aplica a los aparatos de refrigeración utilizados en los hogares en general.
Solución al problema
Las realizaciones proporcionan un cuerpo adiabático de vacío y un refrigerador, que pueden obtener un efecto adiabático suficiente en un estado de vacío y ser aplicados comercialmente.
En la invención, un cuerpo adiabático de vacío incluye: un primer miembro de placa que define al menos una porción de una pared para un primer espacio; un segundo miembro de placa que define al menos una porción de una pared para un segundo espacio que tiene una temperatura diferente del primer espacio; una parte de sellado que sella el
primer miembro de placa y el segundo miembro de placa para proporcionar un tercer espacio que tiene una temperatura entre la temperatura del primer espacio y la temperatura del segundo espacio y está en un estado de vacío; una unidad de soporte que mantiene el tercer espacio; una unidad de resistencia al calor para disminuir una cantidad de transferencia de calor entre el primer miembro de placa y el segundo miembro de placa; y un puerto de escape a través del cual se expulsa un gas en el tercer espacio, en el que la unidad de resistencia al calor incluye una hoja de resistencia conductora capaz de resistir la conducción de calor que fluye a lo largo de una pared para el tercer espacio, y un marco lateral fijado a la hoja de resistencia conductora para definir al menos una porción de la pared para el tercer espacio, y en el que la hoja de resistencia conductora y las placas primera y segunda están hechas del mismo material.
El marco lateral puede extenderse en la dirección de una porción de extremo del cuerpo adiabático de vacío. El marco lateral puede fijarse a cada uno de los miembros de placa primero y segundo en una porción del borde del cuerpo adiabático de vacío. El marco lateral puede ser sellado con la hoja de resistencia conductora. El marco lateral puede estar provisto de una forma doblada. La unidad de soporte puede incluir: al menos una placa de soporte capaz de extenderse en una dirección horizontal con respecto al primer miembro de placa y al segundo miembro de placa; y al menos una barra provista a la placa de soporte para ser interpuesta entre el primer miembro de placa y el segundo miembro de placa. La barra puede entrar en contacto con el marco lateral. La placa de soporte puede tener forma de placa o de rejilla. El cuerpo adiabático de vacío puede incluir al menos dos hojas de resistencia a la radiación provistas en forma de placa dentro del tercer espacio. Al menos una de las hojas de resistencia a la radiación puede extenderse hasta un lado inferior de la hoja de resistencia conductora. La hoja de resistencia a la radiación puede extenderse aún más hacia afuera a medida que llega desde el primer miembro de la placa hasta el segundo miembro de la placa.
Efectos ventajosos de la invención
De acuerdo con la presente divulgación, es posible obtener un efecto adiabático de vacío suficiente y estable. De acuerdo con la presente divulgación, es posible evitar la formación de rocío en una superficie exterior del cuerpo adiabático de vacío, que puede ocurrir en una situación severa, mediante el control del flujo de calor. De acuerdo con la presente divulgación, es posible proporcionar un cuerpo adiabático de vacío estructuralmente estable.
Los detalles de una o más realizaciones se exponen en los dibujos adjuntos y en la descripción siguiente. Otras características se desprenden de la descripción y los dibujos, así como de las reivindicaciones.
Breve descripción de los dibujos
La Fig. 1 es una vista en perspectiva de un refrigerador de acuerdo con una realización.
La Fig. 2 es una vista que muestra esquemáticamente un cuerpo adiabático de vacío utilizado en un cuerpo principal y una puerta del refrigerador.
La Fig. 3 es una vista que muestra diversas realizaciones de una configuración interna de una parte de espacio de vacío.
La Fig. 4 es una vista que muestra diversas realizaciones de láminas de resistencia conductora y partes periféricas de las mismas.
La Fig. 5 es una vista que ilustra en detalle un cuerpo adiabático de vacío de acuerdo con una realización. La Fig. 6 es una vista de una correlación entre una unidad de soporte y un primer miembro de placa, que ilustra una porción de borde cualquiera.
La Fig. 7 es una vista que muestra un resultado experimental obtenido al comparar el cuerpo adiabático de vacío proporcionado en la Fig. 5 y un cuerpo adiabático de vacío proporcionado en la Fig. 11.
La Fig. 8 ilustra los gráficos que muestran los cambios en el rendimiento adiabático y los cambios en la conductividad del gas con respecto a las presiones de vacío aplicando una simulación.
La Fig. 9 ilustra los gráficos obtenidos al observar, con el tiempo y la presión, un procedimiento de agotamiento del interior del cuerpo adiabático de vacío cuando se utiliza una unidad de soporte.
La Fig. 10 ilustra los gráficos obtenidos al comparar las presiones de vacío y las conductividades de los gases. La Fig. 11 ilustra un ejemplo comparativo del cuerpo adiabático de vacío.
El mejor modo de llevar a cabo la invención
Ahora se hará referencia en detalle a las realizaciones de la presente divulgación, cuyos ejemplos se ilustran en los dibujos adjuntos.
En la siguiente descripción detallada de las realizaciones preferidas, se hace referencia a los dibujos adjuntos que forman parte del presente documento, y en los que se muestran a modo de ilustración realizaciones preferidas específicas en las que puede practicarse la divulgación.
En la siguiente descripción, el término "presión de vacío" significa un cierto estado de presión inferior a la presión atmosférica. Además, la expresión de que un grado de vacío de A es mayor que el de B significa que una presión de
vacío de A es menor que la de B.
La Fig. 1 es una vista en perspectiva de un refrigerador de acuerdo con una realización.
Refiriéndose a la Fig. 1, el refrigerador 1 incluye un cuerpo 2 principal provisto de una cavidad 9 capaz de almacenar bienes de almacenamiento y una puerta 3 provista para abrir/cerrar el cuerpo 2 principal. La puerta 3 puede ser giratoria o móvil para abrir/cerrar la cavidad 9. La cavidad 9 puede proporcionar al menos una cámara de refrigeración y una cámara de congelación.
Partes que constituyen un ciclo de congelación en el que se suministra aire frío a la cavidad 9. Específicamente, las partes incluyen un compresor 4 para comprimir un refrigerante, un condensador 5 para condensar el refrigerante comprimido, un expansor 6 para expandir el refrigerante condensado y un evaporador 7 para evaporar el refrigerante expandido para tomar calor. Como estructura típica, se puede instalar un ventilador en una posición adyacente al evaporador 7, y un fluido soplado desde el ventilador puede pasar a través del evaporador 7 y luego ser soplado en la cavidad 9. La carga de congelación se controla ajustando la cantidad de soplado y la dirección de soplado del ventilador, ajustando la cantidad de refrigerante que circula o ajustando la tasa de compresión del compresor, de modo que es posible controlar un espacio de refrigeración o un espacio de congelación.
La Fig. 2 es una vista que muestra esquemáticamente un cuerpo adiabático de vacío utilizado en el cuerpo principal y en la puerta del refrigerador. En la Fig. 2, se ilustra un cuerpo adiabático de vacío del lado del cuerpo principal en un estado en el que se eliminan las paredes superior y lateral, y un cuerpo adiabático de vacío del lado de la puerta en un estado en el que se elimina una porción de la pared frontal. Además, las secciones de las porciones en las hojas de resistencia conductoras que se proporcionan se ilustran esquemáticamente para la conveniencia de la comprensión.
Refiriéndose a la Fig. 2, el cuerpo adiabático de vacío incluye un primer miembro 10 de placa para proporcionar una pared de un espacio de baja temperatura, un segundo miembro 20 de placa para proporcionar una pared de un espacio de alta temperatura, una parte 50 de espacio de vacío definida como una parte de brecha entre los miembros 10 y 20 de placa primero y segundo. Además, el cuerpo adiabático de vacío incluye las láminas 60 y 63 de resistencia conductora para evitar la conducción de calor entre los miembros 10 y 20 de placa primero y segundo. Una parte 61 de sellado para sellar los miembros 10 y 20 de placa primero y segundo se proporciona de tal manera que la parte 50 de espacio de vacío está en un estado de sellado. Cuando el cuerpo adiabático de vacío se aplica a un gabinete de refrigeración o calentamiento, el primer miembro 10 de placa puede denominarse caja interior, y el segundo miembro 20 de placa puede denominarse caja exterior. Una cámara 8 de máquina en la que se alojan las partes que proporcionan un ciclo de congelación se coloca en un lado posterior inferior del cuerpo adiabático de vacío del lado del cuerpo principal, y un puerto 40 de escape para formar un estado de vacío mediante el escape de aire en la parte 50 de espacio de vacío se proporciona en cualquier lado del cuerpo adiabático de vacío. Además, se puede instalar una tubería 64 que pasa por la parte 50 de espacio de vacío para instalar una línea de agua de descongelación y líneas eléctricas.
El primer miembro 10 de placa puede definir al menos una porción de una pared para un primer espacio provisto allí. El segundo miembro 20 de placa puede definir al menos una porción de una pared para un segundo espacio proporcionado allí. El primer espacio y el segundo espacio pueden definirse como espacios con temperaturas diferentes. Aquí, la pared de cada espacio puede servir no sólo como una pared que está en contacto directo con el espacio, sino también como una pared que no está en contacto con el espacio. Por ejemplo, el cuerpo adiabático de vacío de la realización también puede aplicarse a un producto que tenga además una pared separada en contacto con cada espacio.
Los factores de transferencia de calor, que causan la pérdida del efecto adiabático del cuerpo adiabático de vacío, son la conducción de calor entre los miembros 10 y 20 de placa primero y segundo, la radiación de calor entre los miembros 10 y 20 de placa primero y segundo, y la conducción de gas de la parte 50 de espacio de vacío.
En lo sucesivo, se proporcionará una unidad de resistencia al calor para reducir la pérdida adiabática relacionada con los factores de la transferencia de calor. Mientras tanto, el cuerpo adiabático de vacío y el refrigerador de la realización no excluyen que otro medio adiabático se proporcione además a al menos un lado del cuerpo adiabático de vacío. Por lo tanto, un medio adiabático que utilice espuma o similares puede ser proporcionado además a otro lado del cuerpo adiabático de vacío.
La Fig. 3 es una vista que muestra diversas realizaciones de una configuración interna de la parte de espacio de vacío.
En primer lugar, refiriéndose a la Fig. 3a, la parte 50 de espacio de vacío se proporciona en un tercer espacio que tiene una presión diferente de los espacios primero y segundo, preferentemente, un estado de vacío, reduciendo así la pérdida adiabática. El tercer espacio puede proporcionarse a una temperatura comprendida entre la temperatura del primer espacio y la temperatura del segundo espacio. Dado que el tercer espacio se proporciona como un espacio en el estado de vacío, los miembros 10 y 20 de placa primero y segundo reciben una fuerza que se contrae en una dirección en la que se acercan el uno al otro debido a una fuerza correspondiente a una diferencia de presión entre
los espacios primero y segundo . Por lo tanto, la parte 50 de espacio de vacío puede deformarse en una dirección en la que se reduce. En este caso, la pérdida adiabática puede ser causada por un aumento en la cantidad de radiación de calor, causada por la contracción de la parte 50 de espacio de vacío, y un aumento en la cantidad de conducción de calor, causada por el contacto entre los miembros 10 y 20 de placa.
Se puede proporcionar una unidad 30 soporte para reducir la deformación de la parte 50 de espacio de vacío. La unidad 30 soporte incluye barras 31. Las barras 31 pueden extenderse en una dirección sustancialmente vertical a los miembros 10 y 20 de placa primero y segundo para soportar una distancia entre los miembros 10 y 20 de placa primero y segundo. Una placa 35 de soporte puede estar provista adicionalmente de al menos un extremo de la barra 31. La placa 35 de soporte conecta al menos dos barras 31 entre sí, y puede extenderse en una dirección horizontal a los miembros 10 y 20 de placa primero y segundo. La placa 35 de soporte puede tener forma de placa, o puede tener forma de celosía, de manera que su área de contacto con el miembro 10 o 20 de placa primero o segundo disminuya, reduciendo así la transferencia de calor. Las barras 31 y la placa 35 de soporte están fijadas entre sí en al menos una parte, para ser insertadas juntas entre los miembros 10 y 20 de placa primero y segundo. La placa 35 de soporte entra en contacto con al menos uno de los miembros 10 y 20 de placa primero y segundo, evitando así la deformación de los miembros 10 y 20 de placa primero y segundo. Además, con base en la dirección de extensión de las barras 31, se proporciona un área seccional total de la placa 35 de soporte para que sea mayor que la de las barras 31, de modo que el calor transferido a través de las barras 31 pueda difundirse a través de la placa 35 de soporte.
Un material de la unidad 30 soporte puede incluir una resina seleccionada del grupo que consiste en PC, PC de fibra de vidrio, PC de baja desgasificación, PPS y LCP para obtener una alta resistencia a la compresión, baja desgasificación y absorción de agua, baja conductividad térmica, alta resistencia a la compresión a alta temperatura y excelente capacidad de maquinar.
Se describirá una hoja 32 de resistencia a la radicación para reducir la radiación de calor entre los miembros 10 y 20 de placa primero y segundo a través de la parte 50 de espacio de vacío. Los miembros 10 y 20 de placa primero y segundo pueden estar hechos de un material inoxidable capaz de evitar la corrosión y proporcionar una resistencia suficiente. El material inoxidable tiene una emisividad relativamente alta de 0,16, por lo que puede transferirse una gran cantidad de calor por radiación. Además, la unidad 30 soporte hecha de resina tiene una emisividad más baja que los miembros de la placa, y no se proporciona completamente a las superficies internas de los miembros 10 y 20 de placa primero y segundo. Por lo tanto, la unidad 30 soporte no tiene gran influencia en el calor por radiación. Por lo tanto, la hoja 32 de resistencia a la radicación puede estar provista de una forma de placa en la mayor parte del área de la parte 50 de espacio de vacío para concentrarse en la reducción del calor de radiación transferido entre los miembros 10 y 20 de placa primero y segundo. Como material de la hoja 32 de resistencia a la radicación puede utilizarse preferentemente un producto de baja emisividad. En una realización, se puede utilizar una lámina de aluminio que tiene una emisividad de 0,02 como hoja 32 de resistencia a la radiación. Dado que la transferencia de calor por radiación no puede bloquearse suficientemente usando una sola hoja de resistencia a la radiación, pueden colocarse al menos dos hojas 32 de resistencia a la radiación a cierta distancia para que no entren en contacto entre sí. Además, al menos una hoja de resistencia a la radiación puede proporcionarse en un estado en el que entra en contacto con la superficie interior del miembro 10 o 20 de placa primero o segundo.
Refiriéndose a la Fig. 3b, la distancia entre los miembros de la placa es mantenida por la unidad 30 soporte, y un material 33 poroso puede ser llenado en la parte 50 de espacio de vacío. El material 33 poroso puede tener una mayor emisividad que el material inoxidable de los miembros 10 y 20 de placa primero y segundo. Sin embargo, dado que el material 33 poroso se rellena en la parte 50 de espacio de vacío, el material 33 poroso tiene una alta eficiencia para resistir la transferencia de calor por radiación.
En esta realización, el cuerpo adiabático de vacío puede fabricarse sin utilizar la hoja 32 de resistencia a la radiación.
Refiriéndose a la Fig. 3c, la unidad 30 soporte que mantiene la parte 50 de espacio de vacío no se proporciona. En lugar de la unidad 30 soporte, el material 33 poroso se proporciona en un estado en el que está rodeado por una película 34. En este caso, el material 33 poroso puede proporcionarse en un estado en el que se comprime para mantener la brecha de la parte 50 de espacio de vacío. La hoja 34 está hecha, por ejemplo, de un material de PE, y puede proporcionarse en un estado en el que se forman agujeros en ella.
En esta realización, el cuerpo adiabático de vacío puede fabricarse sin utilizar la unidad 30 soporte. En otras palabras, el material 33 poroso puede servir conjuntamente como la hoja 32 de resistencia a la radiación y la unidad 30 soporte.
La Fig. 4 es una vista que muestra diversas realizaciones de las hojas de resistencia conductora y sus partes periféricas. Las estructuras de las hojas de resistencia conductora se ilustran brevemente en la Fig. 2, pero se entenderán en detalle con referencia a la Fig. 4.
En primer lugar, una hoja de resistencia conductora propuesta en la Fig. 4a puede aplicarse preferentemente al cuerpo adiabático de vacío del lado del cuerpo principal. Específicamente, los miembros 10 y 20 de placa primero y segundo deben ser sellados para hacer el vacío en el interior del cuerpo adiabático de vacío. En este caso, dado que los dos miembros de la placa tienen temperaturas diferentes entre sí, puede producirse una transferencia de calor entre los
dos miembros de la placa. Se proporciona una hoja 60 de resistencia conductora para evitar la conducción de calor entre dos tipos diferentes de miembros de placa.
La hoja 60 de resistencia conductora puede estar provista de partes 61 de sellado en las que ambos extremos de la hoja 60 de resistencia conductora están sellados para definir al menos una porción de la pared para el tercer espacio y mantener el estado de vacío. La hoja 60 de resistencia conductora puede proporcionarse como una lámina fina en unidad de micrómetro para reducir la cantidad de calor conducido a lo largo de la pared para el tercer espacio. Las partes 61 de sellado pueden estar provistas de partes de soldadura. Es decir, la hoja 60 de resistencia conductora y los miembros 10 y 20 de placa pueden estar fusionados entre sí. Para provocar una acción de fusión entre la hoja 60 de resistencia conductora y los miembros 10 y 20 de placa, la hoja 60 de resistencia conductora y los miembros 10 y 20 de placa están hechos del mismo material, y se puede utilizar un material inoxidable como el material. Las partes 61 de sellado no se limitan a las piezas de soldadura, y pueden ser proporcionadas a través de un procedimiento como el amartillado. La hoja 60 de resistencia conductora puede estar provista de una forma curva. Así, se proporciona una distancia de conducción de calor de la hoja 60 de resistencia conductora más larga que la distancia lineal de cada miembro de la placa, de modo que la cantidad de conducción de calor puede reducirse aún más.
Se produce un cambio de temperatura a lo largo de la hoja 60 de resistencia conductora. Por lo tanto, para bloquear la transferencia de calor hacia el exterior de la hoja 60 de resistencia conductora, se puede proporcionar una parte 62 de blindaje en el exterior de la hoja 60 de resistencia conductora de manera que se produzca una acción adiabática. En otras palabras, en el refrigerador, el segundo miembro 20 de placa tiene una temperatura alta y el primer miembro 10 de placa tiene una temperatura baja. Además, en la hoja 60 de resistencia conductora se produce una conducción de calor de alta temperatura a baja temperatura, por lo que la temperatura de la hoja 60 de resistencia conductora cambia repentinamente. Por lo tanto, cuando la hoja 60 de resistencia conductora se abre hacia el exterior de la misma, la transferencia de calor a través del lugar abierto puede ocurrir seriamente. Para reducir la pérdida de calor, la parte 62 de blindaje está provista en el exterior de la hoja 60 de resistencia conductora. Por ejemplo, cuando la hoja 60 de resistencia conductora está expuesta a cualquiera de los espacios de baja temperatura y de alta temperatura, la hoja 60 de resistencia conductora no sirve como resistencia conductora al igual que la parte expuesta de la misma, lo cual no es preferible.
La parte 62 de blindaje puede estar provista con un material poroso en contacto con una superficie exterior de la hoja 60 de resistencia conductora. La parte 62 de blindaje puede proporcionarse como una estructura adiabática, por ejemplo, una junta separada, que se coloca en el exterior de la hoja 60 de resistencia conductora. La parte 62 de blindaje puede proporcionarse como una porción del cuerpo adiabático de vacío, que se proporciona en una posición orientada hacia una hoja 60 de resistencia conductora correspondiente cuando el cuerpo adiabático de vacío del lado del cuerpo principal está cerrado con respecto al cuerpo adiabático de vacío del lado de la puerta. Para reducir la pérdida de calor incluso cuando el cuerpo principal y la puerta están abiertos, la parte 62 de blindaje puede ser preferentemente un material poroso o una estructura adiabática separada.
Una hoja de resistencia conductora propuesta en la Fig. 4b puede aplicarse preferentemente al cuerpo adiabático de vacío del lado de la puerta. En la Fig. 4b, se describen en detalle porciones diferentes a las de la Fig. 4a, y la misma descripción se aplica a las porciones idénticas a las de la Fig. 4a. Un marco 70 lateral está provisto además con una parte exterior de la hoja 60 de resistencia conductora. En el marco 70 lateral puede colocarse una parte para el sellado entre la puerta y el cuerpo principal, un puerto de escape necesario para un procedimiento de escape, un puerto de captación para el mantenimiento del vacío y otros elementos similares. Esto se debe a que el montaje de las partes es conveniente en el cuerpo adiabático de vacío del lado del cuerpo principal, pero las posiciones de montaje de las partes son limitadas en el cuerpo adiabático de vacío del lado de la puerta.
El marco 70 lateral puede estar provisto de un espesor más fino que cada uno de los miembros 10 y 20 de placa. En consecuencia, el marco 70 lateral puede funcionar para resistir la conducción de calor con respecto al aire frío que pasa a través de la hoja 60 de resistencia conductora.
En el cuerpo adiabático de vacío del lado de la puerta, es difícil colocar la hoja 60 de resistencia conductora en una porción del extremo delantero de la parte de espacio de vacío, es decir, una porción del lado de la esquina de la parte de espacio de vacío. Esto se debe a que, a diferencia del cuerpo principal, una parte del borde de la puerta está expuesta al exterior. Más específicamente, si la hoja 60 de resistencia conductora se coloca en la porción del extremo delantero de la parte del espacio de vacío, la porción del borde de la esquina de la puerta está expuesta al exterior, y por lo tanto hay una desventaja en que se debe configurar una parte adiabática separada para aislar térmicamente la hoja 60 de resistencia conductora.
Una hoja de resistencia conductora propuesta en la Fig. 4c puede instalarse preferentemente en la tubería que pasa por la parte del espacio de vacío. En la Fig. 4c, las porciones diferentes a las de las Figs. 4a y 4b se describen en detalle, y la misma descripción se aplica a las porciones idénticas a las de las Figs. 4a y 4b. En una porción periférica de la tubería 64 puede proporcionarse una hoja de resistencia conductora que tenga la misma forma que la de la Fig. 4a, preferentemente, una hoja 63 de resistencia conductora arrugada. De este modo, se puede alargar la ruta de transferencia de calor y evitar la deformación causada por una diferencia de presión. Además, se puede proporcionar una parte de blindaje separada para mejorar el rendimiento adiabático de la hoja de resistencia conductora.
Se describirá una ruta de transferencia de calor entre los miembros 10 y 20 de placa primero y segundo con referencia a la Fig. 4a. El calor que pasa a través del cuerpo adiabático de vacío puede dividirse en calor ® de conducción superficial conducido a lo largo de una superficie del cuerpo adiabático de vacío, más concretamente, de la hoja 60 de resistencia conductora, calor @ de conducción de soporte conducido a lo largo de la unidad 30 soporte provista en el interior del cuerpo adiabático de vacío, calor @ de conducción de gas conducido a través de un gas interno en la parte del espacio de vacío, y calor @ de transferencia por radiación transferido a través de la parte espacial de vacío.
El calor de transferencia puede modificarse en función de diversas dimensiones de diseño. Por ejemplo, la unidad de soporte puede cambiarse de manera que los miembros 10 y 20 de placa primero y segundo puedan soportar una presión de vacío sin deformarse, la presión de vacío puede cambiarse, la distancia entre los miembros de la placa puede cambiarse y la longitud de la hoja de resistencia conductora puede cambiarse. El calor de transferencia puede variar en función de una diferencia de temperatura entre los espacios (los espacios primero y segundo) respectivamente proporcionados por los miembros de la placa. En la realización, se ha encontrado una configuración preferida del cuerpo adiabático de vacío considerando que su cantidad total de transferencia de calor es menor que la de una estructura adiabática típica formada por poliuretano espumado. En un refrigerador típico que incluya la estructura adiabática formada por el espumado del poliuretano, se puede proponer un coeficiente efectivo de transferencia de calor de 19,6 mW/mK.
Al realizar un análisis relativo sobre las cantidades de transferencia de calor del cuerpo adiabático de vacío de la realización, una cantidad de transferencia de calor por el calor @ de conducción de gas puede llegar a ser la más pequeña. Por ejemplo, la cantidad de transferencia de calor por el calor @ de conducción de gas puede controlarse para que sea igual o menor que 4 % de la cantidad total de transferencia de calor. Una cantidad de transferencia de calor por conducción de sólidos definida como una suma del calor ® de conducción superficial y el calor @ de conducción del soporte es mayor. Por ejemplo, la cantidad de transferencia de calor por conducción de sólidos puede alcanzar 75 % de la cantidad total de transferencia de calor. Una cantidad de transferencia de calor por el calor @ de transferencia por radiación es menor que la cantidad de transferencia de calor por el calor de conducción de sólidos, pero mayor que la cantidad de transferencia de calor del calor @ de conducción de gas. Por ejemplo, la cantidad de transferencia de calor por el calor @ de transferencia por radiación puede ocupar aproximadamente 20% de la cantidad total de transferencia de calor.
De acuerdo con dicha distribución de transferencia de calor, los coeficientes efectivos de transferencia de calor (eK: K efectivo) (W/mK) del calor ® de conducción superficial, el calor @ de conducción del soporte, el calor @ de conducción de gas, y el calor @ de transferencia por radiación pueden tener un orden de Figura 1 Matemática.
[Matemáticas 1]
eKcalor de conducción de sólidos>eKcalor de transferencia por radiación>eKcalor de conducción de gas
Aquí, el coeficiente (eK) de transferencia de calor efectivo es un valor que puede medirse utilizando una forma y diferencias de temperatura de un producto objetivo. El coeficiente efectivo de transferencia de calor (eK) es un valor que puede obtenerse midiendo una cantidad total de transferencia de calor y una temperatura en al menos una porción en la que se transfiere el calor. Por ejemplo, se mide un valor calorífico (W) utilizando una fuente de calor que puede medirse cuantitativamente en el refrigerador, se mide una distribución (K) de la temperatura de la puerta utilizando los calores transferidos respectivamente a través de un cuerpo principal y de un borde de la puerta del refrigerador, y se calcula una ruta a través de la cual se transfiere el calor como un valor de conversión (m), evaluando así un coeficiente efectivo de transferencia de calor.
El coeficiente (eK) de transferencia de calor efectivo de todo el cuerpo adiabático de vacío es un valor dado por k=QL/AAT. Aquí, Q denota un valor calorífico (W) y puede obtenerse utilizando un valor calorífico de un calentador. A denota un área seccional (m2) del cuerpo adiabático de vacío, L denota un espesor (m) del cuerpo adiabático de vacío, y AT denota una diferencia de temperatura.
Para el calor de conducción superficial, puede obtenerse un valor calorífico de conducción a través de una diferencia (AT) de temperatura entre una entrada y una salida de la hoja 60 o 63 de resistencia conductora, un área (A) seccional de la hoja de resistencia conductora, una longitud (L) de la hoja de resistencia conductora y una conductividad (k) térmica de la hoja de resistencia conductora (la conductividad térmica de la hoja de resistencia conductora es una propiedad de un material y puede obtenerse por adelantado). Para el calor de conducción del soporte, se puede obtener un valor calorífico de conducción a través de una diferencia (AT) de temperatura entre una entrada y una salida de la unidad 30 soporte, un área (A) seccional de la unidad de soporte, una longitud (L) de la unidad de soporte y una conductividad (k) térmica de la unidad de soporte. En este caso, la conductividad térmica de la unidad de soporte es una propiedad de un material y puede obtenerse de antemano. La suma del calor @ de conducción de gas y el calor @ de transferencia por radiación puede obtenerse restando el calor de conducción superficial y el calor de conducción del soporte de la cantidad de transferencia de calor de todo el cuerpo adiabático de vacío. Una relación
del calor @ de conducción de gas, y el calor © de transferencia por radiación puede obtenerse evaluando el calor de transferencia por radiación cuando no existe calor de conducción de gas al disminuir notablemente un grado de vacío de la parte 50 de espacio de vacío.
Cuando se proporciona un material poroso dentro de la parte 50 de espacio de vacío, el calor © de conducción del material poroso puede ser una suma del calor @ de conducción del soporte y el calor © de transferencia por radiación. El calor © de conducción del material poroso puede cambiarse en función de diversas variables que incluyen un tipo, una cantidad y similares del material poroso.
De acuerdo con una realización, una diferencia ATi de temperatura entre un centro geométrico formado por barras 31 adyacentes y un punto en el que se encuentra cada una de las barras 31 puede proporcionarse preferentemente para ser menor que 0,5 °C. Además, una diferencia AT2 de temperatura entre el centro geométrico formado por las barras 31 adyacentes y una porción de borde del cuerpo adiabático de vacío puede ser proporcionada preferentemente para ser menor que 0,5 °C. En el segundo miembro 20 de placa, una diferencia de temperatura entre una temperatura promedio de la segunda placa y una temperatura en un punto en el que una ruta de transferencia de calor que pasa a través de la hoja 60 o 63 de resistencia conductora se encuentra con la segunda placa, puede ser mayor. Por ejemplo, cuando el segundo espacio es una región más caliente que el primer espacio, la temperatura en el punto en el que la trayectoria de transferencia de calor que pasa a través de la hoja de resistencia conductora se encuentra con el segundo miembro de la placa, se convierte en la más baja. Del mismo modo, cuando el segundo espacio es una región más fría que el primer espacio, la temperatura en el punto en el que la ruta de transferencia de calor que pasa a través de la hoja de resistencia conductora se encuentra con el segundo miembro de la placa, se convierte en la más alta.
Esto significa que la cantidad de calor transferida a través de otros puntos, excepto el calor de conducción superficial que pasa a través de la hoja de resistencia conductora debe ser controlada, y la cantidad total de transferencia de calor que satisface el cuerpo adiabático de vacío puede ser alcanzada sólo cuando el calor de conducción superficial ocupa la mayor cantidad de transferencia de calor. Para ello, se puede controlar una variación de temperatura de la hoja de resistencia conductora para que sea mayor que la del miembro de la placa.
Se describirán las características físicas de las partes que constituyen el cuerpo adiabático de vacío. En el cuerpo adiabático de vacío, se aplica una fuerza por presión de vacío a todas las partes. Por lo tanto, se puede utilizar preferentemente un material que tenga una resistencia (N/m2) de un determinado nivel.
Bajo tales circunferencias, los miembros 10 y 20 de placa y el marco 70 lateral pueden estar preferentemente hechos de un material que tenga una resistencia suficiente con la que no se dañen ni siquiera por la presión del vacío. Por ejemplo, cuando se disminuye el número de barras 31 para limitar el calor de conducción del soporte, se produce una deformación del miembro de la placa debido a la presión de vacío, lo que puede influir negativamente en el aspecto externo del refrigerador. La hoja 32 de resistencia a la radicación puede estar hecha preferentemente de un material que tenga una baja emisividad y que pueda ser fácilmente sometido a un procesamiento de película fina. Además, la hoja 32 de resistencia a la radicación debe garantizar una resistencia suficiente para no ser deformada por un impacto externo. La unidad 30 soporte está dotada de una resistencia suficiente para soportar la fuerza por la presión del vacío y aguantar un impacto externo, y ha de tener capacidad de maquinar. La hoja 60 de resistencia conductora puede estar hecha preferentemente de un material que tenga forma de placa fina y pueda soportar la presión del vacío.
En una realización, el miembro de la placa, el marco lateral y la hoja de resistencia conductora pueden estar hechos de materiales inoxidables que tengan la misma resistencia. La hoja de resistencia a la radiación puede estar hecha de aluminio que tiene una resistencia más débil que los materiales inoxidables. La unidad de soporte puede estar hecha de resina que tenga una resistencia más débil que el aluminio.
A diferencia de la resistencia desde el punto de vista de los materiales, se requiere un análisis desde el punto de vista de la rigidez. La rigidez (N/m) es una propiedad que no se deformaría fácilmente. Aunque se utiliza el mismo material, su rigidez puede variar en función de su forma. Las hojas 60 y 63 de resistencia conductora pueden estar hechas de un material que tenga una resistencia, pero la rigidez del material es preferentemente baja para aumentar la resistencia al calor y minimizar el calor por radiación ya que la hoja de resistencia conductora se extiende uniformemente sin ninguna rugosidad cuando se aplica la presión de vacío. La hoja 32 de resistencia a la radiación requiere una rigidez de cierto nivel para no entrar en contacto con otra parte debido a la deformación. En particular, una porción del borde de la hoja de resistencia a la radiación puede generar calor por conducción debido a la caída causada por la autocarga de la hoja de resistencia a la radiación. Por lo tanto, se requiere una rigidez de cierto nivel. La unidad 30 soporte requiere una rigidez suficiente para soportar una tensión de compresión del miembro de la placa y un impacto externo.
En una realización, el miembro de la placa y el marco lateral pueden tener preferentemente la mayor rigidez para evitar la deformación causada por la presión del vacío. La unidad de soporte, en particular, la barra puede tener preferentemente la segunda mayor rigidez. La hoja de resistencia a la radiación puede tener preferentemente una rigidez menor que la de la unidad de soporte, pero mayor que la de la hoja de resistencia conductora. La hoja de resistencia conductora puede estar hecha preferentemente de un material que se deforme fácilmente por la presión del vacío y que tenga la menor rigidez.
Incluso cuando el material 33 poroso se rellena en la parte 50 de espacio de vacío, la hoja de resistencia conductora puede tener preferentemente la menor rigidez, y el miembro de placa y el marco lateral pueden tener preferentemente la mayor rigidez.
La Fig. 5 es una vista que ilustra en detalle un cuerpo adiabático de vacío de acuerdo con una realización. La realización propuesta en la Fig. 5 puede aplicarse preferentemente al cuerpo adiabático de vacío del lado de la puerta, y la descripción del cuerpo adiabático de vacío mostrado en la Fig.4b entre los cuerpos adiabáticos de vacío mostrados en la Fig. 4 puede aplicarse a porciones a las que no se proporcionan descripciones específicas.
Refiriéndose a la Fig. 5, el cuerpo adiabático de vacío puede incluir un primer miembro 10 de placa, un segundo miembro 20 de placa, una hoja 60 de resistencia conductora y un marco 70 lateral, que son partes que permiten separar una parte 50 de espacio de vacío de un espacio atmosférico externo.
El marco 70 lateral está formado en una forma doblada, y puede estar provisto de tal manera que la altura del marco 70 lateral se reduce en una porción exterior, es decir, una porción de borde cuando se ve desde la forma completa del cuerpo adiabático de vacío. El marco 70 lateral puede estar provisto de una forma en la que una parte de brecha entre el marco 70 lateral y el segundo miembro 20 de placa se divide en una porción que tiene una altura h1 alta y una porción que tiene una altura h2 baja.
De acuerdo con la forma descrita anteriormente, la porción que tiene la altura baja en el marco 70 lateral puede asegurar un espacio predeterminado en comparación con otras porciones fuera del cuerpo adiabático de vacío. Debido a la diferencia de altura del marco 70 lateral, se puede prever una parte 80 de montaje adicional en la que se monte un complemento, tal como por ejemplo un orificio 40 de escape o una bisagra de puerta. En consecuencia, es posible asegurar al máximo el volumen interno de un producto tal como el refrigerador proporcionado por el cuerpo adiabático de vacío, para mejorar un efecto adiabático, y asegurar suficientemente las funciones del producto.
Un extremo del marco 70 lateral está fijado a la hoja 60 de resistencia conductora por una parte 61 de sellado, y el otro extremo del marco 70 lateral está fijado al segundo miembro 20 de placa por una parte 611 de borde. La parte 611 de borde puede ser provista como una parte de soldadura. La parte 50 de espacio de vacío se extiende hasta la parte 611 de borde, mejorando así un efecto adiabático.
El marco 70 lateral proporciona una ruta a través de la cual pasa el calor de conducción de sólidos a través de la hoja 60 de resistencia conductora. En el refrigerador, el aire frío que pasa a través de la hoja 60 de resistencia conductora puede ser transferido a la parte 611 de borde que es un punto de contacto entre el marco 70 lateral y una parte 202 lateral del segundo miembro 20 de placa. Sin embargo, el aire frío no sólo puede ser reducido por la hoja 60 de resistencia conductora, sino que también resiste suficientemente mientras fluye a lo largo del marco 70 lateral. Sin embargo, aunque se formen rocíos, éstos no se observan desde el exterior.
Específicamente, el segundo miembro 20 de placa incluye una parte 201 frontal y la parte 202 lateral doblada con respecto a la parte 201 frontal. Sin embargo, la parte 202 lateral no está expuesta al exterior. Así, aunque se formen rocíos en la parte 202 lateral, un usuario no puede observar los rocíos formados a simple vista, mejorando así la emoción de un usuario. Además, cuando la parte 611 de borde se proporciona como una parte de soldadura, una línea de soldadura generada inevitablemente debido al calentamiento no se ve desde el exterior, mejorando así la sensación de belleza del usuario. Se puede suponer fácilmente que la parte 202 lateral forma una pared exterior de la parte 50 de espacio de vacío.
Aunque la parte 611 de borde se proporciona en una porción de esquina de la parte 201 frontal adyacente a la parte 202 lateral además de la parte 202 lateral, la parte de borde puede no ser observada por el usuario. Como otro ejemplo, la parte 611 de borde puede ser proporcionada a una porción de borde del segundo miembro 20 de placa, para mejorar la conveniencia de la fabricación mientras no se observa a simple vista.
La formación de rocío puede entenderse fácilmente a través de una región 71 de formación de roció generada debido a una disminución de la temperatura en una porción de contacto del marco 70 lateral con la parte 201 frontal en un ejemplo comparativo propuesto en la Fig. 11.
En el refrigerador, el aire frío que pasa a través de la hoja 60 de resistencia conductora se transfiere al marco 70 lateral, y por lo tanto el marco 70 lateral tiene una temperatura relativamente más alta que el primer miembro 10 de placa. Por lo tanto, cuando se asume que toda la región del segundo miembro 20 de placa que entra en contacto con los otros extremos de las barras 311 y 312 primera y segunda tiene la misma temperatura, una temperatura del marco 70 lateral que entra en contacto con un extremo de la segunda barra 313 puede mantenerse más alta que la del primer miembro 10 de placa que entra en contacto con un extremo de la primera barra 311. En consecuencia, aunque las longitudes de las barras 311 y 313 primera y segunda sean diferentes entre sí, la conducción de calor a través de la primera barra 311 puede mantenerse igual que la de la segunda barra 313. De acuerdo con un experimento, se ha encontrado que una segunda parte 502 de espacio de vacío que tiene una altura de 1 a 2 mm puede obtener un efecto adiabático suficiente igual al de una primera parte 501 de espacio de vacío que tiene una altura de 10 a 20 mm.
La parte 50 de espacio de vacío incluye la primera parte 501 de espacio de vacío cuya altura es h1 y la segunda parte 502 de espacio de vacío cuya altura es h2 menor que h1. Las partes 501 y 502 de espacio de vacío primera y segunda pueden comunicarse entre sí en estado de vacío. En consecuencia, es posible reducir los inconvenientes de un procedimiento de fabricación en el que se forma por separado una parte de espacio de vacío.
Se puede proporcionar una segunda placa 352 de soporte para que se extienda dentro de la segunda parte 502 de espacio de vacío. Además, la segunda barra 312 que tiene una altura inferior a la primera barra 311 puede ser proporcionada a la segunda placa 352 de soporte. De este modo, la brecha de la segunda parte 502 de espacio de vacío puede ser mantenida por la segunda barra 312. La segunda barra 312 puede estar provista como un solo cuerpo con la segunda placa 352 de soporte. Dado que las alturas de las partes 501 y 502 de espacio de vacío primera y segunda son diferentes entre sí, una primera placa 351 de soporte puede no extenderse hasta la segunda parte 502 de espacio de vacío. Sin embargo, la presente divulgación no se limita a ello, y la primera placa 351 de soporte puede extenderse hasta la segunda parte 502 de espacio de vacío. Aunque la primera placa 351 de soporte no se extiende hasta la segunda parte 502 de espacio de vacío, el flujo de calor conducido desde el primer miembro 10 de placa hasta el marco 70 lateral es resistido por la hoja 60 de resistencia conductora, y por lo tanto la conducción de calor a través de la segunda barra 312 puede obtener un efecto igual de resistencia al calor en comparación con la conducción de calor a través de la primera barra 311.
Como ya se ha descrito anteriormente, la hoja 60 de resistencia conductora tiene un propósito para resistir la transferencia de calor desde el primer miembro 10 de placa. Por lo tanto, se produce un rápido cambio de temperatura en la hoja 60 de resistencia conductora a lo largo de la dirección de la transferencia de calor. Se ha descrito que la parte 62 de blindaje está prevista para bloquear el calor transferido al exterior del cuerpo adiabático de vacío, correspondiente al cambio rápido de temperatura. Al disponer de la parte 50 de espacio de vacío, el calor transferido al interior del cuerpo adiabático de vacío a través de la hoja 60 de resistencia conductora puede obtener un efecto adiabático con respecto a la convección y al calor por conducción de sólidos, pero es débil frente a la transferencia de calor causada por la radiación y la conducción de gases. Para resolver este problema, se puede colocar una hoja 32 de resistencia a la radiación incluso debajo de un lado inferior de la hoja 60 de resistencia conductora.
Específicamente, la hoja 32 de resistencia a la radicación puede incluir las hojas 321, 322 y 323 de resistencia a la radiación primera, segunda y tercera proporcionadas secuencialmente en una dirección hacia la segunda placa 352 de soporte desde la primera placa 351 de soporte. La primera hoja 321 de resistencia a la radicación puede extenderse hasta el lado inferior de la hoja 60 de resistencia conductora atravesando una porción de extremo de la primera placa 351 de soporte. La segunda hoja 322 de resistencia a la radicación puede extenderse hacia afuera en w2 en comparación con la primera hoja 321 de resistencia a la radicación. La tercera hoja 323 de resistencia a la radiación puede extenderse hacia afuera en w1 en comparación con la segunda hoja 322 de resistencia a la radicación.
De acuerdo con dicha configuración, la hoja 32 de resistencia a la radicación provista como una placa delgada puede ser deformada por un impacto y una carga externos. Esto se debe a que, si alguna hoja de resistencia a la radiación deformada entra en contacto con otra hoja de resistencia a la radiación adyacente o con la hoja 60 de resistencia conductora, se produce una conducción directa del calor y, por tanto, se produce una gran cantidad de pérdidas adiabáticas. Por lo tanto, la primera hoja 321 de resistencia a la radiación puede extenderse hasta no alcanzar el centro de la hoja 60 de resistencia conductora, incluso cuando se produce una deformación predeterminada en la primera hoja 321 de resistencia a la radiación. Dado que es menos probable que la segunda hoja 322 de resistencia a la radicación entre en contacto con la hoja 60 de resistencia conductora, la segunda hoja 322 de resistencia a la radicación puede extenderse más hacia afuera pasando por el centro de la hoja 60 de resistencia conductora. Sin embargo, dado que es probable que la segunda hoja 322 de resistencia a la radiación entre en contacto con otra hoja de resistencia a la radiación adyacente, una longitud de la segunda hoja 322 de resistencia a la radiación que se extiende desde la primera barra 311 se limita preferentemente a 10 a 15 mm cuando la hoja de resistencia a la radiación es una hoja de aluminio que tiene un espesor de 0,3 a 0,4 mm. La tercera hoja 323 de resistencia a la radiación puede extenderse hacia afuera en w1 en comparación con la segunda hoja 322 de resistencia a la radiación. Esto se debe a que la tercera hoja 323 de resistencia a la radicación se apoya en la segunda placa 352 de soporte.
En la Fig. 5, se ilustra que la hoja 32 de resistencia a la radiación no se extiende dentro de la segunda parte 502 de espacio de vacío. Sin embargo, la presente divulgación no se limita a ello, y la tercera hoja 323 de resistencia a la radicación, de la que se proporciona al menos una porción para entrar en contacto con la segunda placa 352 de soporte, puede extenderse hasta el interior de la segunda parte 502 de espacio de vacío, reduciendo así el calor por conducción de la radiación.
En una esquina del primer miembro 10 de placa se proporciona una parte 101 de extremo de montaje, y en la unidad 30 soporte se proporciona una nervadura 102. Como la parte 101 de extremo de montaje está guiada por la nervadura 102, el primer miembro 10 de placa y la unidad 30 soporte pueden colocarse en posiciones precisas, respectivamente. Así, es posible mejorar la precisión de la fijación entre las partes.
La Fig. 6 es una vista de una correlación entre la unidad de soporte y el primer miembro de placa, que ilustra una porción de borde cualquiera.
Refiriéndose a la Fig. 6, puede proporcionarse una estructura en la que la nervadura 102 proporcionada a la segunda placa 352 de soporte y la parte 101 de extremo de montaje proporcionada al primer miembro 10 de placa entran en contacto entre sí. Así, cuando el primer miembro 10 de placa se fija a la unidad 30 soporte o cuando la unidad 30 soporte se fija al primer miembro 10 de placa, se puede colocar con precisión una posición entre el primer miembro 10 de placa y la unidad 30 soporte. La parte 101 de extremo de montaje y la nervadura 102 tienen estructuras correspondientes entre sí, y sus tamaños y números pueden ser aumentados/disminuidos dependiendo de los tamaños del primer miembro 10 de placa y de la unidad 30 soporte.
La segunda barra 312 que tiene una altura inferior a la primera barra 311 está provista en una porción de borde de la segunda placa 352 de soporte provista en forma de rejilla. De este modo, es posible mantener la brecha de la segunda parte 502 de espacio de vacío.
La Fig. 7 es una vista que muestra un resultado experimental obtenido al comparar el cuerpo adiabático de vacío proporcionado en la Fig. 5 y el cuerpo adiabático de vacío proporcionado en la Fig. 11.
Refiriéndose a la Fig. 7, cuando se utilizaron los cuerpos adiabáticos de vacío para la puerta del refrigerador, y el refrigerador realizó una operación estándar, se midieron las temperaturas en las porciones de los bordes de los cuerpos adiabáticos de vacío. Como resultado obtenido mediante la realización de un experimento, cuando se utiliza un uretano espumante típico, la temperatura en la parte superior Superior del cuerpo adiabático de vacío fue de 2,2 °C, la temperatura en ambos lados Parte Media que tienen una altura media del cuerpo adiabático de vacío fue de 1,4 °C, la temperatura en la parte inferior Inferior del cuerpo adiabático de vacío fue de 1,3 °C, y la temperatura en el centro del cuerpo adiabático de vacío Centro fue de 0,8 °C. En el ejemplo comparativo propuesto en la Fig. 11, una temperatura en la parte de arriba Superior del cuerpo adiabático de vacío fue de 1,0 °C, las temperaturas en ambos lados de la Parte Media que tienen una altura media del cuerpo adiabático de vacío fueron de -0,3 °C, una temperatura en la parte de abajo Inferior del cuerpo adiabático de vacío fue de -0,5 °C, y una temperatura en la parte central del Centro del cuerpo adiabático de vacío fue de 1,3 °C. De acuerdo con el ejemplo comparativo, se pueden formar rocíos en la parte de arriba Superior, en ambos lados Parte Media que tienen la altura media, y en la parte inferior Inferior. En particular, se puede observar que se forman rocíos en ambos lados de la Parte Media que tiene la altura media y en la parte de abajo Inferior en una condición en la que una temperatura de aire externo es 25 ° C y una humedad relativa es 87 % debido a una baja temperatura bajo cero.
Por otra parte, en la realización, una temperatura en una parte de arriba Superior del cuerpo adiabático de vacío fue de 2,4 °C, las temperaturas en ambos lados Parte Media que tienen una altura media del cuerpo adiabático de vacío fueron 1,3 °C, una temperatura en un pare de abajo Parte Inferior del cuerpo adiabático de vacío fue 1,2 °C, y una temperatura en una parte central Centro del cuerpo adiabático de vacío fue 1,3 °C. De acuerdo con la realización, es posible obtener un mejor efecto en comparación con cuando se utiliza el típico uretano espumante, y se puede observar que se evita la formación de rocío en una superficie frontal de la puerta.
En lo sucesivo, se determino una presión de vacío preferentemente en función de un estado interno del cuerpo adiabático de vacío. Como ya se ha descrito anteriormente, se debe mantener una presión de vacío dentro del cuerpo adiabático de vacío para reducir la transferencia de calor. En este momento, es fácil esperar que la presión de vacío se mantenga preferentemente lo más baja posible para reducir la transferencia de calor.
La parte del espacio de vacío puede resistir la transferencia de calor aplicando únicamente la unidad 30 soporte. Alternativamente, el material 33 poroso puede llenarse junto con la unidad de soporte en la parte 50 de espacio de vacío para resistir la transferencia de calor. Alternativamente, la parte del espacio de vacío puede resistir la transferencia de calor al no aplicar la unidad de soporte sino aplicando el material 33 poroso.
Se describirá el caso en el que sólo se aplica la unidad de soporte.
La Fig. 8 ilustra gráficos que muestran los cambios en el rendimiento adiabático y los cambios en la conductividad del gas con respecto a las presiones de vacío aplicando una simulación.
Refiriéndose a la Fig. 8, puede verse que, a medida que la presión de vacío disminuye, es decir, a medida que el grado de vacío aumenta, la carga térmica en el caso de sólo el cuerpo principal (Gráfico 1) o en el caso en que el cuerpo principal y la puerta están unidos (Gráfico 2) disminuye en comparación con el caso del producto típico formado por poliuretano espumado, mejorando así el rendimiento adiabático. Sin embargo, se observa que el grado de mejora del rendimiento adiabático se reduce gradualmente. Además, se puede observar que, a medida que disminuye la presión de vacío, disminuye la conductividad del gas (gráfico 3). Sin embargo, se observa que, aunque la presión de vacío disminuye, la relación a la que se mejora el rendimiento adiabático y la conductividad del gas se reduce gradualmente. Por lo tanto, es preferible que la presión de vacío sea lo más baja posible. Sin embargo, se necesita mucho tiempo para obtener una presión de vacío excesiva, y se consume mucho coste debido al uso excesivo de una canaleta. En la realización, se propone una presión de vacío óptima desde el punto de vista descrito anteriormente.
La Fig. 9 ilustra los gráficos obtenidos al observar, con el tiempo y la presión, un procedimiento de agotamiento del interior del cuerpo adiabático de vacío cuando se utiliza la unidad de soporte.
Refiriéndose a la Fig. 9, con el fin de crear la parte 50 de espacio de vacío para estar en el estado de vacío, un gas en la parte 50 de espacio de vacío se escapa mediante una bomba de vacío mientras se evapora un gas latente que permanece en las partes de la parte 50 de espacio de vacío a través de la cocción. Sin embargo, si la presión de vacío alcanza un determinado nivel o más, existe un punto en el que el nivel de la presión de vacío no aumenta más (At1). A continuación, se activa la canaleta desconectando la parte 50 de espacio de vacío de la bomba de vacío y aplicando calor a la parte 50 de espacio de vacío (At2). Si se activa la canaleta, la presión en la parte 50 de espacio de vacío disminuye durante un cierto período de tiempo, pero luego se normaliza para mantener una presión de vacío de un cierto nivel. La presión de vacío que mantiene el nivel determinado tras la activación de la canaleta es de aproximadamente 2,4X10-4 Pa.
En la realización, un punto en el que la presión de vacío no disminuye sustancialmente más, aunque el gas se escape mediante el funcionamiento de la bomba de vacío se establece en el límite más bajo de la presión de vacío utilizada en el cuerpo adiabático de vacío, estableciendo así la presión interna mínima de la parte 50 de espacio de vacío a 2,4X10-4 Pa.
La Fig. 10 ilustra los gráficos obtenidos al comparar las presiones de vacío y las conductividades de los gases.
Refiriéndose a la Fig. 10, las conductividades de gas con respecto a las presiones de vacío en función de los tamaños de una brecha en la parte 50 de espacio de vacío se representan como gráficos de coeficientes de transferencia de calor efectivos (eK). Se midieron los coeficientes (eK) de transferencia de calor efectiva cuando la brecha en la parte 50 de espacio de vacío tiene tres tamaños de 2,76 mm, 6,5 mm y 12,5 mm. La brecha en la parte 50 de espacio de vacío se define como sigue. Cuando la hoja 32 de resistencia a la radiación existe dentro de la parte 50 de espacio de vacío, la brecha es una distancia entre la hoja 32 de resistencia a la radiación y el miembro de la placa adyacente a la misma. Cuando la hoja 32 de resistencia a la radicación no existe dentro de la parte 50 de espacio de vacío, la brecha es una distancia entre los miembros de placa primera y segunda.
Se puede observar que, dado que el tamaño de la brecha es pequeño en un punto correspondiente a un coeficiente de transferencia de calor efectivo típico de 0,0196 W/mK, que se proporciona a un material adiabático formado por poliuretano espumado, la presión de vacío es de 35,33 Pa incluso cuando el tamaño de la brecha es de 2,76 mm. Mientras tanto, se puede observar que el punto en el que la reducción del efecto adiabático causado por el calor de conducción del gas se satura, aunque la presión de vacío disminuya, es un punto en el que la presión de vacío es de aproximadamente 0,6 Pa. La presión de vacío de 0,6 Pa puede definirse como el punto en el que se satura la reducción del efecto adiabático causada por el calor de conducción del gas. Además, cuando el coeficiente de transferencia de calor efectivo es de 0,1 W/mK, la presión de vacío es de 1,6 Pa.
Cuando la parte 50 de espacio de vacío no está provista con la unidad de soporte, pero sí está provista con el material poroso, el tamaño de la brecha oscila entre unos pocos micrómetros y unos cientos de micrómetros. En este caso, la cantidad de transferencia de calor por radiación es pequeña debido al material poroso incluso cuando la presión de vacío es relativamente alta, es decir, cuando el grado de vacío es bajo. Por lo tanto, se utiliza una bomba de vacío adecuada para ajustar la presión de vacío. La presión de vacío adecuada a la bomba de vacío correspondiente es de aproximadamente 0,03 Pa. Además, la presión de vacío en el punto en el que se satura la reducción del efecto adiabático causada por el calor de conducción del gas es de aproximadamente 6,27 Pa. Asimismo, la presión donde la reducción del efecto adiabático causada por el calor de conducción del gas alcanza el coeficiente de transferencia de calor efectivo típico de 0,0196 W/mK es de 97.325,05 Pa.
Cuando la unidad de soporte y el material poroso se proporcionan juntos en la parte del espacio de vacío, se puede crear y utilizar una presión de vacío, que es media entre la presión de vacío cuando sólo se utiliza la unidad de soporte y la presión de vacío cuando sólo se utiliza el material poroso.
En la descripción de la presente divulgación, una parte para realizar la misma acción en cada realización del cuerpo adiabático de vacío puede aplicarse a otra realización cambiando adecuadamente la forma o dimensión de la otra realización. En consecuencia, se puede proponer fácilmente otra realización. Por ejemplo, en la descripción detallada, en el caso de un cuerpo adiabático de vacío adecuado como cuerpo adiabático de vacío del lado de la puerta, el cuerpo adiabático de vacío puede aplicarse como cuerpo adiabático de vacío del lado del cuerpo principal cambiando adecuadamente la forma y la configuración de un cuerpo adiabático de vacío.
Capacidad de aplicación industrial
El cuerpo adiabático de vacío propuesto en la presente divulgación puede aplicarse preferentemente a los refrigeradores. Sin embargo, la aplicación del cuerpo adiabático de vacío no se limita a los refrigeradores, y puede aplicarse en diversos aparatos, tales como los aparatos de refrigeración criogénica, los aparatos de calefacción y los aparatos de ventilación.
De acuerdo con la presente divulgación, el cuerpo adiabático de vacío puede aplicarse industrialmente a diversos aparatos adiabáticos. El efecto adiabático se puede potenciar, por lo que es posible mejorar la eficiencia del uso de la energía y aumentar el volumen efectivo de un aparato.
Claims (15)
1. Un cuerpo adiabático de vacío que comprende:
una primera placa (10) que define al menos una porción de un primer lado de una pared adyacente a un primer espacio que tiene una primera temperatura;
una segunda placa (20) que define al menos una porción de un segundo lado de la pared adyacente a un segundo espacio que tiene una segunda temperatura diferente a la primera temperatura;
un sello (61) que sella la primera placa (10) y la segunda placa (10) para proporcionar un tercer espacio (50) que tiene una tercera temperatura entre las temperaturas primera y segunda y está en estado de vacío; un soporte (30) provisto en el tercer espacio (50) para mantener una brecha en el tercer espacio;
un aislante térmico que reduce la transferencia de calor entre la primera placa (10) y la segunda placa (20); y
un puerto (40) de escape a través del cual se expulsa el gas del tercer espacio (50),
caracterizado porque el aislante térmico incluye una hoja (60) de resistencia conductora que resiste la conducción superficial del calor a lo largo de la pared adyacente al tercer espacio (50), y un marco (70) lateral conectado a la hoja (60) de resistencia conductora para definir al menos una porción de la pared adyacente al tercer espacio (50), en el que una superficie de la hoja (60) de resistencia conductora está aislada térmicamente por el tercer espacio y en el que la hoja (60) de resistencia conductora y las placas primera y segunda están hechas del mismo material.
2. El cuerpo adiabático de vacío de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el marco (70) lateral se extiende en una dirección prescrita desde la hoja (60) de resistencia conductora hacia un extremo distal del cuerpo adiabático de vacío.
3. El cuerpo adiabático de vacío de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el marco (70) lateral está conectado a cada una de las placas (10, 20) primera y segunda en un extremo distal del cuerpo adiabático de vacío.
4. El cuerpo adiabático de vacío de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el marco (70) lateral está conectado a la hoja (60) de resistencia conductora para formar un sello de vacío.
5. El cuerpo adiabático de vacío de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el marco (70) lateral tiene una forma doblada prescrita en la que al menos dos secciones se doblan a partir de otra sección.
6. El cuerpo adiabático de vacío de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el soporte (30) incluye:
al menos una placa (35) de soporte que se extiende lateralmente a lo largo de la primera placa (10) y la segunda placa (20); y
al menos una barra (31) provista en la placa (35) de soporte provista para extenderse entre la primera placa (10) y la segunda placa (20).
7. El cuerpo adiabático de vacío de acuerdo con la reivindicación 6, en el que una o más de las barras (31) entran en contacto con el marco (70) lateral.
8. El cuerpo adiabático de vacío de acuerdo con la reivindicación 6, en el que la al menos una placa (31) de soporte tiene forma de placa o de rejilla.
9. El cuerpo adiabático de vacío de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además al menos dos láminas (32) de resistencia a la radiación provistas en forma de placa dentro del tercer espacio (50).
10. El cuerpo adiabático de vacío de acuerdo con la reivindicación 9, en el que al menos una de las hojas (32) de resistencia a la radiación se extiende lateralmente de forma que se superpone espacialmente a un lado inferior de la hoja (60) de resistencia conductora.
11. El cuerpo adiabático de vacío de acuerdo con la reivindicación 9, en el que al menos una de las hojas (60) de resistencia conductora se extiende lateralmente hacia un extremo distal del tercer espacio (50) más lejos que la primera placa (10).
12. El cuerpo adiabático de vacío de acuerdo con la reivindicación 1, en el que otra superficie de la hoja (60) de resistencia conductora está aislada térmicamente por un blindaje (62).
13. El cuerpo adiabático de vacío de acuerdo con la reivindicación 1, en el que una rigidez de la hoja (60) de resistencia conductora es menor que cada una de las placas (10, 20) primera y segunda, la al menos una hoja (32) de resistencia a la radiación y el soporte (30).
14. El cuerpo adiabático de vacío de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el marco (70) lateral se extiende hasta un lado más exterior del cuerpo adiabático de vacío.
15. El cuerpo adiabático de vacío de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el marco (70) lateral está conectado a un extremo distal de la segunda placa (20).
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