(57)【要約】  本発明は、断熱素材として利用される真空断熱パネルに係り、より詳細には、既存の外皮内部に芯材が満たされた真空断熱パネルの断熱特性を向上させるための真空断熱パネルの構造改善に関するものであって、真空空間にスぺーサを装着して、外皮の構造が大気圧荷重を支持させると同時に、伝導による熱伝逹を最小化し、パネル内部真空度が１０−３ｔｏｒｒ以下に恒久的に保持されるように、パネル内面に拡散または非拡散ゲッターを塗布した真空断熱パネルの構造に関するものである。本発明は、真空パネルにおいて、所定の空間が形成される外皮上板１００と、外皮上板１００と縁部で接合される外皮下板２００と、外皮上板１００と外皮下板２００とによって形成される真空空間６００と、真空空間６００に装着されて、外皮上板１００及び外皮下板２００が、外部圧力によって変形されることを防止するためのスぺーサ３００と、外皮上板１００の内側面に形成されるゲッター部４００と、を含む真空断熱パネルを提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空パネルにおいて、
所定の空間が形成される外皮上板１００と、前記外皮上板１００と縁部で接合される外皮下板２００と、前記外皮上板１００と前記外皮下板２００とによって形成される真空空間６００と、前記真空空間６００に装着されて、前記外皮上板１００及び前記外皮下板２００が、外部圧力によって変形されることを防止するためのスぺーサ３００と、前記外皮上板１００の内側面に形成されるゲッター部４００と、を含む真空断熱パネル。
【請求項２】
前記ゲッター部４００は、前記外皮上板１００の内側面にゲッターが塗布されて形成される請求項１に記載の真空断熱パネル。
【請求項３】
前記ゲッター部４００は、シート紙の一側に塗布され、前記シート紙の他側が、前記外皮上板１００の内側面に付着されて形成される請求項１に記載の真空断熱パネル。
【請求項４】
前記スぺーサ３００は、一側は前記外皮下板２００に接触し、他側は前記外皮上板１００の内側面と接触して、前記外皮上板１００及び前記外皮下板２００を支持する請求項１〜３の何れか一項に記載の真空断熱パネル。
【請求項５】
前記スぺーサ３００は、平板をジグザグに形成して、一側は突出して前記外皮上板１００に接触し、他側は前記外皮下板２００に接触し、縁部が前記外皮上板１００及び前記外皮下板２００の縁部の間で接合されて形成される請求項４に記載の真空断熱パネル。
【請求項６】
前記スぺーサ３００は、多数個形成されるが、一側は前記外皮上板１００の内側面と接触し、他側は前記外皮下板２００に付着されて形成される請求項４に記載の真空断熱パネル。
【請求項７】
前記外皮上板１００または前記外皮下板２００は、平板状、しわ状、凹凸状またはしわ状と凹凸状とが結合された形状に形成される請求項４に記載の真空断熱パネル。
【請求項８】
前記スぺーサ３００は、前記外皮下板２００に一体に突設され、前記外皮上板１００の内側面と接触して、前記外皮上板１００及び前記外皮下板２００を支持する請求項１〜３の何れか一項に記載の真空断熱パネル。
【請求項９】
前記外皮上板１００は、平板状、しわ状、凹凸状またはしわ状と凹凸状とが結合された形状に形成される請求項８に記載の真空断熱パネル。
【請求項１０】
真空断熱パネルにおいて、
所定の空間が形成される外皮上板１００と、一側が前記外皮上板１００と縁部で接合される内側板５００と、前記外皮上板１００と前記内側板５００とによって形成される上部真空空間６００ａと、前記上部真空空間６００ａに装着されて、前記外皮上板１００が、外部圧力によって変形されることを防止するための上部スぺーサ３００ａと、前記外皮上板１００の内側に形成される上部ゲッター部４００ａと、前記内側板５００の他側と縁部で接合され、所定の空間が形成された外皮下板２００と、前記内側板５００と前記外皮下板２００とによって形成される下部真空空間６００ｂと、前記下部真空空間６００ｂに装着されて、前記外皮下板２００が、外部圧力によって変形されることを防止するための下部スぺーサ３００ｂと、前記外皮下板２００の内側面に形成される下部ゲッター部４００ｂと、を含む真空断熱パネル。
【請求項１１】
前記上部ゲッター部４００ａ及び前記下部ゲッター部４００ｂは、前記外皮上板１００及び前記外皮下板２００の内側面にゲッターが塗布されて形成される請求項１０に記載の真空断熱パネル。
【請求項１２】
前記上部ゲッター部４００ａ及び前記下部ゲッター部４００ｂは、シート紙の一側に塗布され、前記シート紙の他側が、前記外皮上板１００及び前記外皮下板２００の内側面に付着されて形成される請求項１０に記載の真空断熱パネル。
【請求項１３】
前記上部スぺーサ３００ａは、一側は前記内側板５００の上部面に接触し、他側は前記外皮上板１００と接触して、前記外皮上板１００を支持し、
前記下部スぺーサ３００ｂは、一側は前記内側板５００の下部面に接触し、他側は前記外皮下板２００の内側面と接触して、前記外皮下板２００を支持する請求項１０〜１２の何れか一項に記載の真空断熱パネル。
【請求項１４】
前記上部スぺーサ３００ａは、平板をジグザグに形成して、一側は突出して前記外皮上板１００の内側面に接し、他側は前記内側板５００の上部面に接し、縁部が前記外皮上板１００及び前記内側板５００の縁部の間で接合されて形成され、
前記下部スぺーサ３００ｂは、平板をジグザグに形成して、一側は突出して前記外皮下板２００の内側面に接し、他側は前記内側板５００の下部面に接し、縁部が前記外皮下板２００及び前記内側板５００の縁部の間で接合されて形成される請求項１３に記載の真空断熱パネル。
【請求項１５】
前記上部スぺーサ３００ａは、多数個が配列されて形成されるが、一側は前記外皮上板１００の内側面と接触し、他側は前記内側板５００の上部面に付着されて形成され、
前記下部スぺーサ３００ｂは、多数個が配列されて形成されるが、一側は前記外皮下板２００の内側面と接触し、他側は前記内側板５００の下部面に付着されて形成される請求項１３に記載の真空断熱パネル。
【請求項１６】
前記外皮上板１００または前記外皮下板２００は、平板状、しわ状、凹凸状またはしわ状と凹凸状とが結合された形状に形成される請求項１３に記載の真空断熱パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱素材として利用される真空断熱パネルに係り、より詳細には、既存の外皮内部に芯材が満たされた真空断熱パネルの断熱特性を向上させるための真空断熱パネルの構造改善に関するものであって、真空空間にスぺーサを装着して、外皮の構造が大気圧荷重を支持させると同時に、伝導による熱伝逹を最小化し、パネル内部真空度が１０−３ｔｏｒｒ以下に恒久的に保持されるように、パネル内面に拡散または非拡散ゲッターを形成した真空断熱パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
環境コストを最小化することが、企業と国家との核心競争力であることを認識し、あらゆる建築物に対してエネルギー高効率設計が必須的に施行されており、さらに外部エネルギーに依存しないゼロエネルギー建築物を実現することができる技術を先占するために、全世界的に熾烈な技術競争がなされている。
【０００３】
現在は、環境に優しい建築物認証、エネルギー効率等級認証などのエネルギー節約を勧告する段階を経て、窓戸及び壁の断熱性能基準が強化されている実情である。また、建築物エネルギー消費総量制の導入がまもなく施行されるだけではなく、ゼロエネルギー建築物を義務化する案が予定されていることが世界的な流れであることを勘案するならば、環境に優しい・緑色産業は、付加価置の高い産業であると同時に、未来成長のためには、関連技術を必ず確保しなければならないと認識されている。
【０００４】
建築物の冷暖房エネルギーの損失防止は、建物外皮の断熱、窓戸の断熱を通じて全体エネルギー節約の５０％以上実現できると知られており、建物外皮の断熱、窓戸の断熱は、建築物エネルギー節約で最も比重あるように扱われている。
【０００５】
既存の建物断熱材として使われる材料は、ポリウレタンフォームの発布剤であるＣＦＣ、スティロフォーム、ガラス繊維（glass wool）などが利用されたが、これよりさらに断熱性能に優れた真空断熱パネル（ＶＩＰ、Vacuum Insulation Panel）とエアロゲル（Aerogel）とが提示されている。ガラス繊維を芯材で満たした真空断熱パネルの断熱性能は、ガラス繊維の１６倍以上、ポリウレタンフォームやスティロフォームの１０倍以上と評価されている。
【０００６】
真空断熱パネルの構造は、内部の真空度を保持するための遮蔽材として金属薄板または耐酸性プラスチックを利用し、パネル状を保持するための芯材を満たして内部真空を保持させる構造を有する。パネル状を保持するための芯材としては、有機質または無機質の粉末型・纎維型あるいは高分子樹脂類の成形体が利用されたが、廃棄時に発生する環境問題と長期間使用時に芯材自体から発生するガスによる圧力上昇とで断熱性能が低下する短所がある。芯材として無機纎維質であるガラス繊維を利用すれば、高分子樹脂類より断熱性能を向上させることができると知られている。
【０００７】
真空断熱パネルの長所は、既存の断熱材よりも高い断熱効果、及び耐火性と耐熱性とに優れ、資材のリサイクル性が高く、防音力に優れるものである。しかし、既存の真空断熱パネルの問題点は、高価格、重い重量、パネルサイズの限界（現在３０ｃｍｘ３０ｃｍ）、及びこれにより、用途による多様なサイズに対する対応力の部材、内・外装材として使う場合、施工時間が長期間必要となるという点、パネル間のジョイント（Joint）部門の断熱性能が相対的に落ちる点などである。
【０００８】
真空断熱パネルと関連して提示された既存の先行技術は、次の通りである。
【０００９】
特許文献１は、低温性装置の断熱ジャケット及びその製造方法に関するものであって、ガラスウール（glass wool）、合成樹脂及びポリウレタン、有機重合体または多層物（multi-layers）のような断熱材をジャケット内の真空空間に挿入して外形の形状を構成し、酸化パラジウム（ＰｄＯ）を真空空間に装着して、水素を効果的に吸収させ、ゲッター材（getter material）を用いてガスを化学的に吸収させ、ゼオライトを装着して、水分を吸収させる技術を提示している。
【００１０】
特許文献２は、真空断熱体に関するものであって、真空空間に芯材を外皮材内に挿入して外形の形状を構成し、ゲッター材でバリウム−リチウム合金材を芯材の一側に挿入してガスを吸着させた技術を提示している。また、前記特許発明は、真空度を実用的に達成可能な真空度で０．１〜１０ｍｍＨｇに提示した。
【００１１】
特許文献３は、真空断熱容器及びその製造方法に関するものであって、半田付け成形物が備えられた真空排気口を含む金属外皮ジャケットと、ジャケット内部の真空空間には、ガラス纎維のような断熱媒体を芯材で満たすと同時に、ゲッターシステム（ＳＡＥＳ  ＧＥＴＴＥＲＳ社のＳＴ３０１）を装着して、ガスを吸着させた技術を提示している。
【００１２】
特許文献４は、開放セル硬質ポリウレタンフォームの製造方法及び真空断熱パネルに関するものであって、硬質ポリウレタンフォームを内部芯材として金属−ラミネートフィルム内に挿入した後、真空排気する技術を提示している。
【００１３】
特許文献５は、真空断熱材とこれを利用した機器に関するものであって、ＳｉＯ２を主成分とし、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯを含有した無機纎維からなるシートを多数枚積層した芯材をガス遮蔽性を有する外皮材内に満たし、ガス遮蔽性を有する外皮材は、アルミニウム−ラミネートフィルムとして内部に芯材を挿入し、ガス吸着剤が内部に芯材と共に装着されて、真空排気する技術を提示している。
【００１４】
特許文献６は、真空断熱材とその製造方法、それを利用した冷蔵庫に関するものであって、纎維結合剤で板状に成形された芯材を外部空気の遮断が可能な外皮材に満たし、水分を吸着するための物理吸着剤と化学吸着剤とを芯材と共に装着し、ガスを吸着するための化学吸着剤で非蒸発型ゲッターを装着した技術を提示している。前記特許発明で、外皮材は、ステンレススチール、アルミニウム、鉄などの金属箔とプラスチックフィルムのようなラミネート材の形態に利用されることが特徴である。
【００１５】
特許文献７は、真空断熱材及びその製造方法に関するものであって、真空断熱材は、正八角形状のガラス纎維からなる複数の芯材で形成されており、ガス遮蔽性を有する外皮材で覆われており、内部が真空排気によって減圧されている。前記発明の製造方法は、外皮材の間の芯材を大気圧下の形状に減圧しながら、芯材部分を含む外皮材を加熱加圧して、芯材と外皮材とを熱融着する工程を実施する。それにより、熱融着部は、芯材の形状によって形成され、芯材のない部分は、外皮材の間に融着されることが特徴である。
【００１６】
特許文献８は、真空断熱材及びその製造方法に関するものであって、熱融着層を有するガスバリア性フィルムを外皮材とし、その内部に芯材を満たして真空排気して、減圧状態で密封する技術を提示している。
【００１７】
特許文献９は、真空断熱材及びこれを使った断熱相自体及び冷蔵庫に関するものであって、有機纎維集合体からなる芯材をガス遮蔽性を有する外皮材に満たし、ガスまたは水蒸気を吸着するゲッター材を外皮材内に装着して、真空密封する技術を提示している。前記特許発明は、芯材で汎用のポリスチレン樹脂を提示した。
【００１８】
特許文献１０は、真空断熱材及びその製造方法に関するものであって、周りの縁部に形成されるガスバリア性フィルムどうしの積層部分（縁部）を折り込んで使う真空断熱材の使用形態を考慮して、縁部を折り込んだ時、フィルムに微小な孔や亀裂が生じても、外部からガスが侵入して、内部の真空度が低下して、断熱性能が悪化されることがなく、またパイプなどが通過されている複雑な形状を有する所にも装着することができる真空断熱材とその製造方法を提示している。
【００１９】
特許文献１１は、真空断熱材及びその製造方法に関するものであって、ガス遮蔽性を有する外皮材内にバインダーを含まない無機纎維重合体からなる廃材を有する芯材を満たし、廃材の周りには内包材を満たし、ガス吸着剤は内包材に内蔵され、内包材の内部と外包材の内部は、真空排気で減圧されて密封する技術を提示している。
【００２０】
特許文献１２は、真空断熱材及びその製造方法に関するものであって、ガラス繊維などをフィルム外皮材に満たし、その内部を真空排気で減圧し、折曲部分は、断熱材のフィルム表面及び芯材を折曲可能に成形して、断熱材の立体状を構成する技術を提示している。
【００２１】
特許文献１３及び特許文献１４は、真空断熱パネルに関するものであって、波形の谷が連続して多数個成形された板と、またはエンボス型上下凹凸が一定間隔で周期的に配列された板を、平板と重なるように置き、四面は棒材で組み合わせて板材と四面の棒材接触面は、シーリング部材で密封して、波形の谷またはエンボス上下凹凸が真空空間を形成する技術を提示している。前記技術は、真空排気のための排気口は別途に装置されず、側面棒材の一部をシリコンで仕上げて、シリコン部分に注射針を通過させて、排気管の機能を代替させることを特徴とする。
【００２２】
真空断熱パネルと関連して提示または実施されている先行技術は、前記に提示したものと同じであり、断熱効果を改善するために解決しなければならない技術的問題は、次の通りである。
【００２３】
断熱媒体を芯材で満たす目的は、外皮の形状を保持させながら、断熱の機能を発揮させることにもかかわらず、断熱媒体を芯材で満たすことで発生する問題は、断熱機能を発揮すると同時に、断熱機能を制限する問題を派生させるという点である。
【００２４】
前記提示された真空断熱パネルで断熱機能を向上させるためには、外皮内の対流及び伝導による熱伝逹を最小化させなければならないが、芯材が満たされることで、真空の質を高めるのに制限になり、熱伝導度が低い芯材を適用するとしても、それ自体の熱伝逹は甘受するしかない。芯材が満たされる状況では、外皮の気密保持がよくなされているとしても、真空排気時に芯材自体のコンダクタンスが不良であり、自体の脱ガスのために、封入後の保持可能な経済的真空度は、数ｔｏｒｒ〜数十ｔｏｒｒが限界であると知られている。前述した先行技術でも、数十ｔｏｒｒを提示しているか、単純に圧力を‘減圧’させたと表現している。
【００２５】
真空断熱パネルで内部圧力条件を１０−２ｔｏｒｒにした場合は、熱伝導度０．００２Ｗ／ｍＫまで至ることができると知られているが、実際には真空度が数ｔｏｒｒ〜数十ｔｏｒｒであるので、対流による熱伝逹が高く、また芯材を通じる伝導（conduction）による熱伝逹が加重されて、熱伝導度は０．００２Ｗ／ｍＫより遥かに高いことが現実である。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
［無機質粉末断熱体が芯材で満たされた場合、圧力に対する熱伝導度曲線］
＜ガラス新聞２００８．０１．２２、原資料の単位換算＞
表１は、無機質粉末断熱体が芯材で満たされた場合、圧力と熱伝導度との関係を示す図表である。最上の断熱性能を発揮するためには、１０−２ｔｏｒｒ以下の真空圧力を保持しなければならないことが分かる。芯材の種類と成形時の圧縮密度とによって、真空度と熱伝導度の関係で、真空度に対する熱伝導度の変化と、熱伝導度が変わる真空度領域において若干の差はあり得るが、典型的な変化類型は、前記表１と類似している。表１の図表に表われたように、外皮に芯材が満たされた構造では、１０−２ｔｏｒｒ以下の真空圧力を保持するとしても、芯材を通じる伝導による熱伝逹が加重されて、真空断熱パネルで到逹することができると知られた熱伝導度０．００２Ｗ／ｍＫより遥かに高い値が表われることが分かる。
【００２８】
したがって、外皮に芯材が満たされる状況では、対流による熱損失の原因となる圧力を低めるのに限界があり、芯材自体の熱伝導による熱損失を避けることができない。
【００２９】
【表２】
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【００３０】
［真空空間で真空度に対する熱伝導度変化＜www.pfeiffer-vacuum.de＞］
真空空間で熱ソース（Heat Source）から周りに熱が伝達されに当たって、熱伝逹は真空度に依存し、熱ソースの形状と離れた距離の対象体の形状とによって、熱伝逹現象は差があるが、熱伝逹が真空度によって変わる典型的な形状は、表２の図表のようである。真空空間で熱伝逹は、コピー（radiation）と残留ガスの対流（convection）とによって起こり、表２に表わした真空領域で熱伝逹に対する主要因は、次の通りである。
【００３１】
真空度領域Ｉ：コピーと対流とによる熱伝逹
真空度領域ＩＩ：対流による熱伝逹が真空度に依存することによって、熱伝導度が真空度に依存
真空度領域ＩＩＩ：コピーによる熱伝逹
【００３２】
もし、外皮の間に芯材が満たされた既存の真空断熱パネルのような構造であれば、真空断熱パネルを通じる熱伝逹は、コピーと残留ガスの対流及び芯材を通じる伝導とによって起こり、真空空間での熱伝逹と比較すると、熱伝導度差による特性は異なるが、熱伝逹が真空度に依存する現象で典型的な形状は、表１で表われたように、表２の図表と類似している。外皮の間に芯材が満たされた場合、表２に表わした真空領域で熱伝逹に対する主要因は、次の通りである。
【００３３】
真空度領域Ｉ：対流と伝導とによる熱伝逹が主導的である（コピーによる熱伝逹は、微小である）
真空度領域ＩＩ：対流と伝導とによる熱伝逹が主導的である。対流による熱伝逹が真空度に依存する（真空空間である時に比べて、対流による熱伝逹の比率が低いために、この領域で熱伝逹の変化の幅は小さい）
真空度領域ＩＩＩ：伝導による熱伝逹が主導的である（コピー、対流による熱伝逹は、微小である）
【００３４】
既存の先行技術で、封入後の真空保持のために、非拡散ゲッターを装着し、別途の水分吸着剤を共に装着した技術もある。しかし、非拡散ゲッターを装着するに当たって、制限されたサイズのゲッター成形体を芯材と共に装着した時、真空負荷を発生させる体積と内部断面積（芯材が内蔵されていて、非常に大きい）、及び封入後の圧力に比べて、吸着断面積が十分ではなく、圧力が高くて飽和状態に到達して、再吸着がなされるための活性化比率が低くて、真空保持に有効ではない状況である。
【００３５】
したがって、封入後の一定圧力を保持するためには、装着されるゲッターの構造が一定圧力（１０−３ｔｏｒｒ）以下に保持される構造が必要である。
【００３６】
既存の先行技術で提示した真空断熱パネルの外皮の材料は、ステンレススチール、アルミニウム、鉄などの薄板（ラミネーティング材）またはプラスチックフィルムなどを使い、薄板を使っているために、芯材挿入後、真空排気をすれば、芯材の形状どおりに圧着される。または別途の接合のための圧着工程（ラミネーティング）を通じて外皮と芯材とを接合させる。外皮の真空気密保持のためには、縁部の接合部位に密封仕上げ材を利用するか、縁部を折って圧着する方法を使っている。しかし、密封仕上げ材を使う場合には、仕上げ材の脱ガスによって真空度を落とし、外部環境に露出された時、接着力の低下で真空気密が漏れる状況が発生する。また、外皮の縁部を折って圧着する場合には、真空気密が漏れる場合がよく発生するので、方法自体が真空気密を保持するための方法としては適切ではないと見られる。
【００３７】
したがって、外皮の縁部を接合する時、真空気密を完璧に保持するための接合方法が要求される。
【００３８】
また、芯材が満たされる状況では、対流による熱損失の原因となる圧力を低めるのに限界があり、芯材自体の熱伝導による熱損失を避けることができないために、芯材を満たさず、真空空間及び外皮の形状を保持する構造が要求される。すなわち、真空排気後、大気圧荷重を耐えることができる外皮の形状及びスぺーサの構造が必要であり、また芯材を満たさず、スぺーサによって真空空間及び外皮の形状を保持する場合、スぺーサを通じる熱伝逹を最小化するスぺーサの構造が必要である。
【００３９】
また、外皮の縁部を密封するに当たって、真空気密の耐久性が保証される接合方法が要求される。したがって、真空排気封入後、１０−３ｔｏｒｒ以下の真空圧力が保持されるように、内部脱ガス量を減らすための製造工程が必要であるので、真空封入後、１０−３ｔｏｒｒ以下の真空圧力が保持されるシステムが要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４０】
【特許文献１】大韓民国特許第０２５３８４１号
【特許文献２】大韓民国特許第０１８８４４３号
【特許文献３】大韓民国特許出願第１０−１９９８−０７１０７８８号
【特許文献４】大韓民国特許第０４６６６１４号
【特許文献５】大韓民国特許第０５４０５２２号
【特許文献６】大韓民国特許出願第１０−２００４−７０１９５４９号
【特許文献７】大韓民国特許第０７７５７１６号
【特許文献８】大韓民国特許出願第１０−２００６−００３７１２４号
【特許文献９】大韓民国特許出願第１０−２００９−００７６４６３号
【特許文献１０】大韓民国特許出願第１０−２００６−００３７１２４号
【特許文献１１】大韓民国特許第０７５３７２０号
【特許文献１２】大韓民国特許第０７８１０１０号
【特許文献１３】大韓民国登録実用新案第０４１４３４０号
【特許文献１４】大韓民国登録実用新案第０４１５６００号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００４１】
本発明は、既存の真空断熱パネルより断熱性能をさらに向上させ、既存の真空断熱パネルの短所を解決して改善しうる構造であって、芯材を満たさない真空断熱パネルの構造を提供することと、パネル空間の真空を向上させるためのゲッター構造を提供することを目的とする。
【００４２】
また、本発明は、外観は成形された金属板材からなっており、金属板材の縁部は、ブレージングで接合され、形状保持のためには、熱伝導を最小化させたスぺーサを外観金属である外皮上板及び外皮下板の間に装置し、真空耐久性のためには、外皮上板または下板の内側面の全面または一部制限された面に非拡散ゲッターまたは拡散ゲッターを塗布するか、別途のシート紙などに面成形された非拡散ゲッターまたは拡散ゲッターを外皮上板または外皮下板の内側面に装着するか、外皮上板と外皮下板との間に装着された別途の板材に非拡散ゲッターまたは拡散ゲッターを塗布して形成される真空断熱パネルを提供することを目的とする。
【００４３】
また、本発明は、真空排気封入後、１０−３ｔｏｒｒ以下の真空圧力が保持される真空断熱パネルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００４４】
前記目的を果たすための本発明は、真空パネルにおいて、所定の空間が形成される外皮上板１００と、前記外皮上板１００と縁部で接合される外皮下板２００と、前記外皮上板１００と前記外皮下板２００とによって形成される真空空間６００と、前記真空空間６００に装着されて、前記外皮上板１００及び前記外皮下板２００が、外部圧力によって変形されることを防止するためのスぺーサ３００と、前記外皮上板１００の内側面に形成されるゲッター部４００と、を含んで構成されることを特徴とする真空断熱パネルを提供する。
【００４５】
本発明で、ゲッター部４００は、外皮上板１００の内側面にゲッターが塗布されて形成されうる。また、ゲッター部４００は、シート紙の一側に塗布され、前記シート紙の他側が、外皮上板１００の内側面に付着されて形成されうる。ゲッター部４００は、真空排気を通じて封入する場合、封入後の真空空間の内部脱ガス化によって増加する残留ガスを効果的に吸着するために必要な構成である。
【００４６】
ゲッター部４００は、外皮上板１００の内側面の全面に塗布するか、一定面積にのみ塗布して形成し、外皮上板だけではなく、外皮下板に塗布することも可能である。シート紙でゲッター部４００を形成する場合にも、同様に外皮上板の全体面積または所定面積に付着するか、外皮下板の所定面積に付着することもできる。ゲッターは、拡散または非拡散ゲッターを使う。ゲッターの種類としては、バリウム（Ｂａ）またはジルコニウム（Ｚｒ）系合金、バリウム（Ｂａ）−リチウム（Ｌｉ）系合金、ジルコニウム（Ｚｒ）−バナジウム（Ｖ）−鉄（Ｆｅ）系合金、アルカリ金属、アルカリ土類金属、バリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、チタン、ジルコニウム、バナジウムなどの物質を単独または合金化した物質が使われる。
【００４７】
本発明で、スぺーサ３００は、一側は外皮下板２００に接触し、他側は外皮上板１００の内側面と接触して、外皮上板１００及び外皮下板２００を支持するための構成である。スぺーサ３００は、内部に真空が形成されることによって外皮の変形を防止するための構成である。スぺーサ３００は、平板をジグザグに形成して、一側は突出して外皮上板１００に接触し、他側は外皮下板２００に接触し、縁部が外皮上板１００及び外皮下板２００の縁部の間で接合されて形成されうる。
【００４８】
前記のような構成は、ジグザグに折って形成される平板自体をスぺーサとして活用できるという長所を有する。すなわち、平板自体をそのまま使えば良いので、別途の加工などが不要であり、製造が簡単であるという長所を有する。
【００４９】
また、スぺーサ３００は、多数個形成されるが、一側は外皮上板１００の内側面と接触し、他側は外皮下板２００に付着されて形成されうる。多数個が配列されて外皮上板及び外皮下板の間に位置して、上板及び下板の変形を防止することができる。
【００５０】
本発明で、外皮上板１００または外皮下板２００は、平板状、しわ状、凹凸状またはしわ状と凹凸状とが結合された形状に形成されうる。平板状は、製造が簡単であるという長所を有し、凹凸状やしわ状またはこれらの結合形状を有した上板または下板は、形状の変化によって質量慣性モーメントが大きくなって、スぺーサと共に大気圧によって上板または下板の変形を容易に阻むことができるという長所を有しうる。
【００５１】
また、本発明で、スぺーサ３００は、外皮下板２００に一体に突設され、外皮上板１００の内側面と接触して、外皮上板１００及び外皮下板２００を支持するように形成しうる。外皮下板２００に一体にスぺーサが突設されることによって、別途のスぺーサの製作が不要であるという長所を有する。この場合、外皮上板１００は、平板状、しわ状、凹凸状またはしわ状と凹凸状とが結合された形状に形成されうる。
【００５２】
また、前記目的を果たすための本発明は、所定の空間が形成される外皮上板１００と、一側が前記外皮上板１００と縁部で接合される内側板５００と、前記外皮上板１００と前記内側板５００とによって形成される上部真空空間６００ａと、前記上部真空空間６００ａに装着されて、前記外皮上板１００が、外部圧力によって変形されることを防止するための上部スぺーサ３００ａと、前記外皮上板１００の内側に形成される上部ゲッター部４００ａと、前記内側板５００の他側と縁部で接合され、所定の空間が形成された外皮下板２００と、前記内側板５００と前記外皮下板２００とによって形成される下部真空空間６００ｂと、前記下部真空空間６００ｂに装着されて、前記外皮下板２００が、外部圧力によって変形されることを防止するための下部スぺーサ３００ｂと、前記外皮下板２００の内側面に形成される下部ゲッター部４００ｂと、を含んで構成されることを特徴とする真空断熱パネルを提供する。
【００５３】
本発明で、上部及び下部ゲッター部４００ａ、４００ｂは、外皮上板１００及び外皮下板２００の内側面にゲッターが塗布されて形成されうる。また、上部及び下部ゲッター部４００ａ、４００ｂは、シート紙の一側に塗布され、シート紙の他側が、前記外皮上板１００及び前記外皮下板２００の内側面に付着されて形成されうる。
【００５４】
ゲッター部４００ａ、４００ｂは、真空排気を通じて封入する場合、封入後の真空空間の内部脱ガス化によって増加する残留ガスを効果的に吸着するために必要な構成である。ゲッター部４００ａ、４００ｂは、外皮上板１００または外皮下板２００の内側面の全面に塗布するか、一定面積にのみ塗布して形成し、外皮上板または外皮下板だけではなく、内側板５００に塗布することも可能である。シート紙でゲッター部４００ａ、４００ｂを形成する場合にも、同様に外皮上板または外皮下板の全体面積または所定面積に付着するか、内側板５００の所定面積に付着することもできる。ゲッターは、拡散または非拡散ゲッターを使う。ゲッターの種類としては、バリウム（Ｂａ）またはジルコニウム（Ｚｒ）系合金、バリウム（Ｂａ）−リチウム（Ｌｉ）系合金、ジルコニウム（Ｚｒ）−バナジウム（Ｖ）−鉄（Ｆｅ）系合金、アルカリ金属、アルカリ土類金属、バリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、チタン、ジルコニウム、バナジウムなどの物質を単独または合金化した物質が使われる。
【００５５】
本発明で、上部スぺーサ３００ａは、一側は内側板５００の上部面に接触し、他側は外皮上板１００と接触して、外皮上板１００を支持し、下部スぺーサ３００ｂは、一側は内側板５００の下部面に接触し、他側は外皮下板２００の内側面と接触して、外皮下板２００を支持するように構成することができる。スぺーサ３００は、上板または下板の内側空間が真空空間であるので、大気圧によって変形されることを防止するための構成である。
【００５６】
また、上部スぺーサ３００ａは、平板をジグザグに形成して、一側は突出して外皮上板１００の内側面に接し、他側は内側板５００の上部面に接し、縁部が外皮上板１００及び内側板５００の縁部の間で接合されて形成され、下部スぺーサ３００ｂは、平板をジグザグに形成して、一側は突出して外皮下板２００の内側面に接し、他側は内側板５００の下部面に接し、縁部が外皮下板２００及び内側板５００の縁部の間で接合されて形成されうる。平板をジグザグに折って形成することによって、平板を製造することが単純であるために、製造コストや製作時間などが小さいという長所を有する。
【００５７】
また、上部スぺーサ３００ａは、多数個が配列されて形成されるが、一側は外皮上板１００の内側面と接触し、他側は内側板５００の上部面に付着されて形成され、下部スぺーサ３００ｂは、多数個が配列されて形成されるが、一側は外皮下板２００の内側面と接触し、他側は内側板５００の下部面に付着されて形成されうる。
【００５８】
本発明で、外皮上板１００または外皮下板２００は、平板状、しわ状、凹凸状またはしわ状と凹凸状とが結合された形状に形成されうる。
【００５９】
平板状は、製造が簡単であるという長所を有し、凹凸状やしわ状またはこれらの結合形状を有した上板または下板は、形状の変化によって質量慣性モーメントが大きくなって、スぺーサと共に大気圧によって上板または下板の変形を容易に阻むことができるという長所を有しうる。
【発明の効果】
【００６０】
本発明による真空断熱パネルは、従来の芯材を満たす方式の既存の真空断熱パネルより熱伝導度が１／１０以下に減らしうる長所を有する。
【００６１】
また、本発明による真空断熱パネルは、パネル内部にスぺーサを装着し、真空特性を向上させることによって、防音力に優れる特性を有する。
【００６２】
また、本発明は、芯材を使わないので、芯材を使う時に発生する環境汚染問題を除去することができて、環境に優しく、芯材を使う時よりも、廃棄資材に対するリサイクル度が高い。
【００６３】
また、本発明による真空断熱パネルを建築及び産業断熱素材として活用する場合、熱伝導度を画期的に減らすことができて、エネルギー節減効果が非常に大きい。
【００６４】
また、本発明による真空断熱パネルは、建築物の断熱と冷蔵庫、冷蔵施設などその他の断熱素材として活用できるという多様な長所を有する。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明による真空断熱パネルの熱伝導度測定装置である。
【図２】本発明による真空断熱パネルの実施形態についての外形図である。
【図３】本発明による真空断熱パネルの実施形態についての分解斜視図である。
【図４】本発明による真空断熱パネルの実施形態についての断面図である。
【図５】本発明による真空断熱パネルの外皮上板及び外皮下板の実施形態についての断面図である。
【図６】本発明による真空断熱パネルの外皮上板及び外皮下板の実施形態についての断面図である。
【図７】本発明による真空断熱パネルの外皮上板及び外皮下板の実施形態についての断面図である。
【図８】本発明による真空断熱パネルの外皮上板及び外皮下板の実施形態についての断面図である。
【図９】本発明による真空断熱パネルの外皮上板及び外皮下板の実施形態についての断面図である。
【図１０】本発明による真空断熱パネルの外皮上板及び外皮下板の実施形態についての断面図である。
【図１１】本発明による真空断熱パネルの外皮上板及び外皮下板の実施形態についての断面図である。
【図１２】本発明による真空断熱パネルの外皮上板及び外皮下板の実施形態についての断面図である。
【図１３】本発明による真空断熱パネルの外皮上板及び外皮下板の実施形態についての断面図である。
【図１４】本発明による真空断熱パネルの外皮上板及び外皮下板の実施形態についての断面図である。
【図１５】本発明による二重真空断熱パネルの実施形態についての断面図である。
【図１６】本発明による真空断熱パネルのスぺーサについての実施形態の斜視図である。
【図１７】本発明による真空断熱パネルのスぺーサについての実施形態の斜視図である。
【図１８】本発明による真空断熱パネルのスぺーサについての実施形態の斜視図である。
【図１９】本発明による真空断熱パネルのスぺーサについての実施形態の斜視図である。
【図２０】本発明による真空断熱パネルのスぺーサについての実施形態の斜視図である。
【図２１】本発明による真空断熱パネルのスぺーサについての実施形態の斜視図である。
【図２２】本発明による真空断熱パネルと一般断熱パネルとの複合構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００６６】
本発明による最良の第１形態は、真空パネルにおいて、所定の空間が形成される外皮上板１００と、前記外皮上板１００と縁部で接合される外皮下板２００と、前記外皮上板１００と前記外皮下板２００とによって形成される真空空間６００と、前記真空空間６００に装着されて、前記外皮上板１００及び下板が、外部圧力によって変形されることを防止するためのスぺーサ３００と、前記外皮上板１００の内側面に形成されるゲッター部４００と、を含んで構成される。
【００６７】
本発明による最良の第２形態は、真空断熱パネルにおいて、所定の空間が形成される外皮上板１００と、一側が前記外皮上板１００と縁部で接合される内側板５００と、前記外皮上板１００と前記内側板５００とによって形成される上部真空空間６００ａと、前記上部真空空間６００ａに装着されて、前記外皮上板１００が、外部圧力によって変形されることを防止するための上部スぺーサ３００ａと、前記外皮上板１００の内側に形成される上部ゲッター部４００ａと、前記内側板５００の他側と縁部で接合され、所定の空間が形成された外皮下板２００と、前記内側板５００と前記外皮下板２００とによって形成される下部真空空間６００ｂと、前記下部真空空間６００ｂに装着されて、前記外皮下板２００が、外部圧力によって変形されることを防止するための下部スぺーサ３００ｂと、前記外皮下板２００の内側面に形成される下部ゲッター部４００ｂと、を含んで構成される。
【００６８】
以下、本発明の望ましい実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。但し、これは、当業者が発明を容易に実施することができる程度に詳細に説明するためのものであって、これにより、本発明の技術的思想及び範疇が限定されることを意味するものではない。
【００６９】
まず、本発明の望ましい実施形態を説明するのに先立って、本発明の多様な実施形態において、技術的特徴が同一の構成に対しては、同じ符号を使うことをあらかじめ明らかにする。
【００７０】
図１は、本発明による真空断熱パネルの熱伝導度測定装置であり、図２は、本発明による真空断熱パネルの実施形態についての外形図であり、図３は、本発明による真空断熱パネルの実施形態についての分解斜視図であり、図４は、本発明による真空断熱パネルの実施形態についての断面図であり、図５ないし図１４は、本発明による真空断熱パネルの外皮上板及び外皮下板の実施形態についての断面図であり、図１５は、本発明による二重真空断熱パネルの実施形態についての断面図であり、図１６ないし図２１は、本発明による真空断熱パネルのスぺーサについての実施形態の斜視図であり、図２２は、本発明による真空断熱パネルと一般断熱パネルとの複合構造を示す斜視図である。
【００７１】
図２ないし図４を参照して、本発明による真空断熱パネルの構成を詳しく説明する。本発明による真空断熱パネルは、所定の空間が形成される外皮上板１００と、前記外皮上板１００と縁部で接合される外皮下板２００と、前記外皮上板１００と前記外皮下板２００とによって形成される真空空間６００と、前記真空空間６００に装着されて、前記外皮上板１００及び下板が、外部圧力によって変形されることを防止するためのスぺーサ３００と、前記外皮上板１００の内側面に形成されるゲッター部４００と、を含んで構成される。
【００７２】
外皮上板１００は、外皮下板２００と共に真空空間を形成する所定空間を形成するために空間部１０２が形成される。空間部１０２は、図面に示したように、四角状が突設される。空間部１０２の周りには、縁部１０１が形成され、前記縁部１０１は、外皮下板２００の縁部２０１と接合される。
【００７３】
外皮上板１００及び外皮下板２００は、アルミニウム板材、ステンレススチール板材、カーボンスチール板材、テフロン板材またはプラスチック板材を使い、また、強度に優れる高強度合成樹脂板材を使うこともできる。
【００７４】
図５ないし図１４は、外皮上板１００及び外皮下板２００の形状についての実施形態を示している。図５は、外皮上板をしわ状に形成したものであり、図６は、外皮上板及び外皮下板をしわ状に形成したものである。外皮上板または外皮下板の形状をしわ状にすることによって、形状による質量慣性モーメント値が大きくなって、外部圧力などによる変形によく耐えることができて、耐久力が良くなる長所がある。図７と図８は、谷を平面に形成したものである。すなわち、しわ状と凹凸状とを互いに合わせて構成した実施形態である。図９ないし図１２は、外皮上板または外皮下板を凹凸状に形成したものである。図１３と図１４は、谷を丸く形成し、谷と谷との間は平面に形成した実施形態である。前記外皮上板と外皮下板との実施形態では、図面に示したように、スぺーサ３００は、短い面積を占めるように谷や下部凹凸にスぺーサの一側が接触されるように構成される。
【００７５】
外皮上板１００と外皮下板２００とによって形成される空間は、真空空間６００で形成される。真空度は、１０−３ｔｏｒｒ以下の真空圧が保持されるように形成される。真空度を１０−３ｔｏｒｒ以下に保持するために、外皮上板１００の内側面の所定位置または全面にゲッター部４００が形成される。ゲッター部４００は、ゲッターが塗布されて形成されるか、ゲッターをシート紙に塗布した後、シート紙を外皮上板１００に付着して形成される。場合によっては、外皮下板２００に塗布されることもある。また、シート紙で形成されるゲッター部４００も、外皮下板２００の所定位置に付着されて形成されうる。ゲッターは、真空空間６００を形成するために、真空排気封入後の内部脱ガスによって増加する残留ガスを効果的に吸着するために使われる。ゲッター部は、拡散ゲッターまたは非拡散ゲッターを使うことができる。ゲッターの種類としては、バリウム（Ｂａ）またはジルコニウム（Ｚｒ）系合金、バリウム（Ｂａ）−リチウム（Ｌｉ）系合金、ジルコニウム（Ｚｒ）−バナジウム（Ｖ）−鉄（Ｆｅ）系合金、アルカリ金属、アルカリ土類金属、バリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、チタン、ジルコニウム、バナジウムなどの物質を単独または合金化した物質が使われる。
【００７６】
外皮上板１００と外皮下板２００との間には、大気圧によって上板及び下板の変形を防止するためにスぺーサ３００が装着される。スぺーサ３００は、平板をジグザグに折って一側は突出させて構成することができる。この場合、スぺーサ３００の縁部は、外皮上板１００と外皮下板２００の縁部との間に接合される。スぺーサ３００が平板で構成される場合、単純にジグザグに折れば良いので、製作が容易な長所を有する。また、スぺーサ３００は、多数個形成されうる。この場合、スぺーサ３００は、一側は上板と接触し、他側は下板に接触するか、下板に付着されて上・下板を支持する。
【００７７】
スぺーサ３００の多様な形状についての実施形態は、図１６ないし図２１を参照して、詳細に説明する。図１６の（ａ）は、平板を尖ったように折って形成した形状である。尖ったエッジ部分は、上板に接し、平面部が形成された下部分は、下板に接するか、付着される。図１６の（ｂ）は、エッジをアーチ形に形成したものであり、図１６の（ｃ）は、Ｔ型を逆に置いた形状であり、図１６の（ｄ）は、Ｌ状のスぺーサである。このようなスぺーサは、短くあるいは長く形成しうる。図１７の（ａ）は、エッジが尖ったようであるが、側面部は丸く形成し、下部は平面部が形成される。図１７の（ｂ）は、四角柱状をしながら、上部面を凹状に形成した形状である。図１７の（ｃ）は、“コ”状を立てた形状であり、図１７の（ｄ）は、四角柱状の上端部に２辺のエッジを形成した形状のスぺーサである。図１８の（ａ）は、円筒状、図１８の（ｂ）は、円筒状の上部にエッジを形成した形状、図１８の（ｃ）は、四角柱状、図１８の（ｄ）は、三角柱状からなったスぺーサである。図１８の各スぺーサは、各形状は横たえて使うか、立てて使うことができる。図１９は、四角錐状または円錐状のスぺーサを示している。図２０では、下板と一体に形成された円錐状のスぺーサを示している。図２１では、平板をジグザグに折って一体に形成したスぺーサを示している。
【００７８】
図１５は、二重真空断熱パネルの実施形態を示す図である。二重真空断熱パネルは、所定の空間が形成される外皮上板１００と、一側が前記外皮上板１００と縁部で接合される内側板５００と、前記外皮上板１００と前記内側板５００とによって形成される上部真空空間６００ａと、前記上部真空空間６００ａに装着されて、前記外皮上板１００が、外部圧力によって変形されることを防止するための上部スぺーサ３００ａと、前記外皮上板１００の内側に形成される上部ゲッター部４００ａと、前記内側板５００の他側と縁部で接合され、所定の空間が形成された外皮下板２００と、前記内側板５００と前記外皮下板２００とによって形成される下部真空空間６００ｂと、前記下部真空空間６００ｂに装着されて、前記外皮下板２００が、外部圧力によって変形されることを防止するための下部スぺーサ３００ｂと、前記外皮下板２００の内側面に形成される下部ゲッター部４００ｂと、で構成される。
【００７９】
外皮上板１００及び外皮下板２００の材質は、前述した真空パネルの場合と同一である。また、外皮上板１００及び外皮下板２００の形状も、図５ないし図１４を応用して多様な形状に変更が可能である。
【００８０】
二重真空断熱パネルでは、内側板５００が付加される。内側板５００は、外皮上板１００と外皮下板２００との間に位置する。図面に示したように、外皮上板１００及び外皮下板２００のそれぞれに空間部が形成される形状を有する。
【００８１】
内側板５００と外皮上板１００及び外皮下板２００とによって形成される空間は、真空空間６００ａ、６００ｂになり、前記真空空間は、１０−３ｔｏｒｒの真空度が保持される。真空度の保持は、熱伝逹を遮断するために必須的な要素である。したがって、１０−３ｔｏｒｒの真空度の保持のために、ゲッターは必須的に形成されなければならない。
【００８２】
図２２は、真空断熱パネルと一般断熱パネルとを互いに結合した形態の実施形態を示している。図２２に示したように、多様な形態に応用することができる。また、真空断熱パネルは、建築用だけではなく、冷温や保温が必要な冷蔵庫や冷蔵施設などでも有用に使われる。現代のように、二酸化炭素の低減を必要とする時期には、前記のような本発明による真空断熱パネルが必須的に要求される。
【００８３】
以下、本発明による実験及び製造方法を詳しく説明する。
【００８４】
１．熱伝導度の比較測定
本発明による製品の断熱特性を確認するために、図１に示された概念図のような装置を用いて、真空度に対する熱伝導度を測定した。また、他の構造の断熱パネルと断熱特性とを比較するために、ガラス繊維が芯材で満たされた断熱パネルと、外皮が厚いステンレススチール鋼板からなり、間が空いているパネルとを製作して比較した。
【００８５】
１）図１の装置説明
−  高温領域（Ｈ）と低温領域（Ｃ）は、断熱ボックス１０で遮蔽されている。
−  高温領域（Ｈ）は、ヒーター１５を用いて温度を変化させることもでき、一定の温度を保持することもできる。
−  温度センサー１（Ｓ１）は、高温領域（Ｈ）の温度（Ｔ１）を測定する。
−  温度センサー２（Ｓ２）は、低温領域（Ｃ）の温度（Ｔ２）を測定する。
−  高温領域（Ｈ）と低温領域（Ｃ）は、比熱が１である水（Ｗ）が満たされており、満たされた水（Ｗ）の重量は、測定された量に一定に保持される。
−  熱が通過する断熱パネル（試料）１１の断面積は、測定された値であって、一定である（３００ｍｍＸ３００ｍｍ）。
−  熱が通過する断熱パネル（試料）１１の断熱厚さは、測定された値であって、一定である（１０ｍｍ）。
−  断熱パネル１１の断熱空間真空度を変化させながら、一定の真空度を保持するために、真空システムと窒素パージラインとが設けられている。
−  断熱パネル（試料）１１は、それぞれ側面に真空排気管１２を貫通接合させる。
【００８６】
２）測定方法
−  窒素ライン２５のＶ４を用いて窒素の適正な量を調節し、真空ライン２３のＶ３及びＶ１を調節することによって、断熱パネル１１の真空断熱空間の真空度を変化させながら、一定の真空度を保持させる。
−  ５×１０−３ｔｏｒｒまでは、ロータリーポンプを用いて真空排気し、Ｖ１・Ｖ２を閉じ、Ｖ３・Ｖ４を調節して、意図した真空度を保持させ、ＴＧ（Thermocouple Gauge）を用いて真空度を測定する。
−  ５×１０−３ｔｏｒｒ〜５×１０−５ｔｏｒｒ真空範囲は、ターボポンプ２１を用いて真空排気し、Ｖ３を閉じ、Ｖ１・Ｖ４を調節して、意図した真空度を保持させ、ＣＩＧ（Cold Cathode Ion Gauge）を用いて真空度を測定する。
−  断熱パネル（試料）１１と真空ライン２３とのコンダクタンスが良くないために、真空度を測定する時、真空排気時間を十分に長くする。
【００８７】
３）比較測定のための断熱パネル（試料）１製作−ガラス繊維の芯材を満たした断熱パネル
−  外皮の材質：ステンレススチール０．３ｔ板材
−  外皮の形状：平面
−  外皮の構造：３００ｍｍ×３００ｍｍ×１０ｍｍ
−  芯材の材質：ガラス繊維
−  芯材の形状：非圧縮一般板材
−  ゲッター：なし
−  排気管：銅管を側面に装着
−  組み立て：上板及び下板の間に芯材を満たし、排気管を装着して、エポキシを用いて気密接合（真空排気を行いながら、測定を行うために、エポキシの脱ガスは無視）
【００８８】
４）比較測定のための断熱パネル（試料）２製作−真空空間にスぺーサを装着した断熱パネル（本発明による構造）
−  外皮の材質：ステンレススチール０．３ｔ板材
−  外皮の形状：図２及び図３に提示したように、平面上板と平面下板
−  外皮の構造：３００ｍｍ×３００ｍｍ×１０ｍｍ（真空空間）
−  スぺーサ：ステンレススチール０．３ｔの薄板からなった図３に示された形状の長いスぺーサを内部配列（大気圧荷重を支持し、スぺーサによる熱伝逹を最小化できるように装着）
−  ゲッター：なし（真空排気を行いながら、測定を行うために、ゲッター吸着不要）
−  排気管：銅管を側面に装着
−  組み立て：下板にスぺーサを装着し、上板及び排気管を配置して、エポキシを用いて気密接合（真空排気を行いながら、測定を行うために、エポキシの脱ガスは無視）
【００８９】
５）比較測定のための断熱パネル（試料）３製作−真空空間断熱パネル
−  外皮の材質：ステンレススチール３ｔ板材
−  外皮の形状：平面
−  外皮の構造：３００ｍｍ×３００ｍｍ×１０ｍｍ（真空空間）
−  スぺーサ：薄板スぺーサ少数（大気圧荷重を支持し、スぺーサによる熱伝逹を無視できるように少数装着）
−  ゲッター：なし（真空排気を行いながら、測定を行うために、ゲッター吸着不要）
−  排気管：銅管を側面に装着
−  組み立て：上板及び下板の間に少数の薄板スぺーサを装着し、エポキシを用いて気密接合（真空排気を行いながら、測定を行うために、エポキシの脱ガスは無視）
【００９０】
６）熱伝導度の比較測定
−  ガラス繊維の芯材を満たした断熱パネル（断熱パネル試料１）に対して真空度に対する熱伝導度を測定した値を表３の曲線<４>で表示した。
−  真空空間にスぺーサを装着した断熱パネル（本発明による構造、断熱パネル試料２）に対して真空度に対する熱伝導度を測定した値を表３の曲線<３>で表示した。
−  真空空間断熱パネル（断熱パネル試料３）に対して真空度に対する熱伝導度を測定した値を表３の曲線<２>で表示した。
【００９１】
表３で、曲線<１>で表示したものは、文献に表われた理論値である。表３に表われた値を見れば、真空空間が断熱特性を見せることは、対流による熱伝逹が遮断されるためであると見られ、真空断熱特性を最適化しようとすれば、真空空間圧力が１０−２ｔｏｒｒ以下になるようにしなければならないということを表わす。
【００９２】
また、表３に表われた値を見れば、同一の真空度で熱伝導度の差が発見される。特に、ガラス繊維を芯材で満たした場合、断熱空間が真空空間である場合（曲線<２>）と真空空間にスぺーサを装置した本発明による構造（曲線<３>）とに比べて、熱伝導度が非常に高いことが分かる。これは、外皮内部を満たした芯材自体の伝導による熱伝逹のためである。
【００９３】
したがって、真空断熱パネルで熱伝導度を低めて断熱特性を向上させようとすれば、芯材を満たさない断熱パネル構造が必要であり、真空度は１０−２ｔｏｒｒ以下を恒久的に保持できる方法が必要である。
【００９４】
【表３】
2013532807.tif 000005
【００９５】
［本発明による真空断熱パネルと一般断熱パネルとの真空度に対する熱伝導度の比較］
<１>−：真空空間で遮断された場合、熱伝導度理論値（The infrared Handbook W.L.Wolfe,and G.J.Zeiss Eds.,Infrared Information Analysis Center,EnvironmentalResearch Istitute of Michigan,MI,p.15-71,(1993)、原資料の単位換算。）
<２>-・-・：スぺーサや芯材を満たしていないステンレススチール外皮の真空二重断熱パネルに対する測定値
<３>．．．：ステンレススチール薄板スぺーサでステンレススチール外皮の形状を保持した真空二重断熱パネルに対する測定値（本発明による構造）
<４>−−−：ガラスウールを芯材で満たした真空断熱パネルに対する測定値
【００９６】
２．本発明による製品製作
本発明では、既存の外皮内部に芯材が満たされた真空断熱パネルの断熱特性を向上させるための真空断熱パネルの構造を提供することである。本発明で提供する真空断熱パネルの構造は、真空空間にスぺーサを装着して、外皮の構造が大気圧荷重を支持させると同時に、伝導による熱伝逹を最小化し、パネル内部真空度が１０−２ｔｏｒｒ以下になるようにパネル内面に非拡散ゲッターを塗布し、封入後の持続的な吸着性能を発揮するように活性化工程を提供することである。
【００９７】
本発明による製品は、図２及び図３に提示したように、外皮上板１００と外皮下板２００との間に図３に提示した形状の長いスぺーサ３００を装着した真空断熱パネルを製作した。
【００９８】
１）材料及び外観
−  外皮の材質：ステンレススチール０．３ｔ板材
−  外皮の形状：平板
−  外皮の構造：３００ｍｍ×３００ｍｍ×１０ｍｍ
−  スぺーサの材質：ステンレススチール０．３ｔ板材
−  スぺーサの形状：図３に示された形状の長いスぺーサ
−  ゲッター：上板内面の全面にＴｉ系の非拡散ゲッター塗布
−  排気管：銅管を側面に装着
【００９９】
２）製造工程
製造工程は、外皮加工段階、スぺーサ加工段階、下板にスぺーサを配列する段階、上板にゲッターを塗布してゲッター部を形成するゲッター部形成段階、各構成を１つに組み立てる全体組み立て段階、及びゲッター後処理段階で構成される。
【０１００】
まず、外皮加工段階は、金属板材（例：ステンレススチール）で外皮上板１００及び外皮下板２００を切断する。該切断された外皮上板１００及び外皮下板２００を１次的に洗浄した後、乾燥する。上板及び下板を洗浄することは、真空排気後の残留ガスを減らすためである。１次洗浄が終われば、外皮上板１００及び外皮下板２００を熱処理する。該熱処理された外皮上板１００をプレスを用いて空間部１０２が形成されるように成形する。該成形された外皮上板１００を２次洗浄して乾燥する。
【０１０１】
外皮上板１００及び外皮下板２００が加工されれば、次いで、スぺーサ３００を加工する。スぺーサ３００は、金属板材（例：ステンレススチール）を切断し、１次洗浄及び乾燥を行う。該洗浄及び乾燥した板材を熱処理し、プレスで所定形状に成形する。該成形済のスぺーサ３００を２次洗浄及び乾燥して仕上げる。
【０１０２】
次いで、完成されたスぺーサ３００を下板２００に配列する段階を経る。下板とスぺーサとをジグに装着し、フィラーメタル（Filler Metal：ＢＡｇ８）を装着して、電気炉に投入して、ブレージング接合して、スぺーサ３００を下板２００に付着する。
【０１０３】
次いで、外皮上板１００にゲッター部を形成する段階を経る。一旦、上板にゲッターをスプレーで塗布し、ガス雰囲気下で電気炉に投入し、還元ガス雰囲気で加熱塑性してゲッター部を形成する。
【０１０４】
次いで、完成された上板及び下板、そして、排気管をジグに装着し、縁部にはフィラーメタル（ＢＡｇ８）を装着して、還元ガス雰囲気で加熱してブレージング接合する。排気管を通じて真空排気させた後、真空気密テストを実施する。気密テスト後には、排気管を封入して断熱パネルを真空状態に保持させ、排気口はカッティングして製品の組み立てを完了する。
【０１０５】
組み立てが完了した製品にゲッター後処理として、真空状態に封入された状態でゲッター活性化工程を経て真空パネルを完成する。
【０１０６】
３）熱伝導度の測定
本発明による製品を真空排気後に封入し、ゲッター活性化工程を経た後、熱伝導度を測定した。
【０１０７】
【表４】
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【０１０８】
表４に表われたように、本発明による真空断熱パネルは、経時的にも、一定の真空度を保持し、それにより、一定の熱伝導度を有するということが分かる。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明は、断熱素材として利用される真空断熱パネルに係り、より詳細には、既存の外皮内部に芯材が満たされた真空断熱パネルの断熱特性を向上させるための真空断熱パネルの構造改善に関するものであって、真空空間にスぺーサを装着して、外皮の構造が大気圧荷重を支持させると同時に、伝導による熱伝逹を最小化し、パネル内部真空度が１０−３ｔｏｒｒ以下に恒久的に保持されるように、パネル内面に拡散または非拡散ゲッターを形成して、熱伝導によって熱損失を画期的に防止することができる二酸化炭素低減に非常に優れる発明である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６（ａ）】
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【図１６（ｂ）】
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【図１６（ｃ）】
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【図１６（ｄ）】
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【図１７（ａ）】
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【図１７（ｂ）】
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【図１７（ｃ）】
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【図１７（ｄ）】
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【図１８（ａ）】
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【図１８（ｂ）】
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【図１８（ｃ）】
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【図１８（ｄ）】
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【図１９（ａ）】
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【図１９（ｂ）】
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【図１９（ｃ）】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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