ВАКУУМНОЕ АДИАБАТИЧЕСКОЕ ТЕЛО
VACUUM ADIABATIC BODY

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[1] Настоящее раскрытие относится к вакуумному адиабатическому телу и холодильнику.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[2] Вакуумное адиабатическое тело является изделием для подавления теплопередачи посредством вакуумирования внутренней части его тела. Вакуумное адиабатическое тело может уменьшать теплопередачу посредством конвекции и теплопроводности и, следовательно, применимо к нагревательным устройствам и охлаждающим устройствам. В типичном адиабатическом способе, применимом к холодильнику, хотя он и по-разному применяется при охлаждении и замораживании, обычно обеспечивается пеноуретановая адиабатическая стенка, имеющая толщину около 30 см или более. Однако внутренний объем холодильника вследствие этого уменьшается.
[3] Для увеличения внутреннего объема холодильника, предпринимаются попытки применить вакуумное адиабатическое тело к холодильнику.
[4] Сначала был раскрыт патент Кореи № 10-0343719 (Ссылочный документ 1) настоящего заявителя. Согласно Ссылочному документу 1, раскрыт способ, в котором подготавливают вакуумную адиабатическую панель и затем встраивают ее в стенки холодильника, и внешнюю сторону вакуумной адиабатической панели отделывают отдельным формовочным материалом, таким как пенополистирол. Согласно этому способу, дополнительное вспенивание не требуется, и адиабатическая характеристика холодильника улучшается. Однако стоимость изготовления увеличивается, и способ изготовления усложняется. В качестве другого примера, технология обеспечения стенок с использованием вакуумного адиабатического материала и, дополнительно, обеспечения адиабатических стенок с использованием вспененного наполнителя была раскрыта в патентной публикации Кореи № 10-2015-0012712 (Ссылочный документ 2). Согласно Ссылочному документу 2, стоимость изготовления увеличивается, и способ изготовления усложняется.
[5] В качестве еще одного примера, предпринимаются попытки изготовить все стенки холодильника с использованием вакуумного адиабатического тела, которое является отдельным изделием. Например, технология обеспечения того, чтобы адиабатическая конструкция холодильника находилась в состоянии вакуума, была раскрыта в выложенной патентной публикации США № US2040226956A1 (Ссылочный документ 3). Однако трудно получить практический уровень адиабатического эффекта посредством снабжения стенки холодильника достаточным вакуумом. Конкретно, существуют ограничения, состоящие в том, что трудно предотвратить явление теплопередачи на контактном участке между внешним корпусом и внутренним корпусом, имеющими разные температуры, трудно удерживать стабильное состояние вакуума, и трудно предотвратить деформацию корпуса вследствие отрицательного давления состояния вакуума. Вследствие этих ограничений, технология, раскрытая в Ссылочном документе 3, ограничена криогенной машиной и не обеспечивает уровень технологии, применимый к обычной бытовой технике.
[6] Настоящий заявитель подал заявку на патент № 10-2015-0109727 с учетом описанных выше ограничений. В вышеупомянутом документе предложен холодильник, включающий в себя вакуумное адиабатическое тело. Конкретно, предложен полимерный материал, который является адекватным для материала для образования опорного блока вакуумного адиабатического тела.
[7] Даже в этом документе существует ограничение, состоящее в том, что форма опорного блока является отличной от проектной формы, и трудно изготовить и обработать опорный блок, и выход готовых изделий является низким.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА
[8] Варианты осуществления обеспечивают вакуумное адиабатическое тело, в котором форма опорного блока удерживается в проектной форме, и холодильник.
[9] Варианты осуществления также обеспечивают вакуумное адиабатическое тело, которое легко изготавливать и обрабатывать, и холодильник.
[10] Варианты осуществления также обеспечивают вакуумное адиабатическое тело, в котором показатели дефектности, возникающие при изготовлении опорного блока, уменьшены для увеличения выхода готовых изделий, и холодильник.
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ
[11] Чтобы обеспечить удерживание формы опорного блока, обеспечиваемого в вакуумном адиабатическом теле, в проектной форме, опорный блок может включать в себя опорную пластину одной стороны и опорную пластину другой стороны, которые, соответственно, поддерживают пластинные элементы, и опорная пластина одной стороны может быть обеспечена посредством соединения по меньшей мере двух пластин друг с другом таким образом, чтобы упомянутый элемент мог иметь малый размер.
[12] Для обеспечения легкости изготовления и обработки опорного блока, частичная пластина может иметь прямоугольную форму, и охватывающая соединительная конструкция и охватываемая соединительная конструкция могут быть обеспечены на краю частичной пластины.
[13] Для увеличения выхода готовых опорных блоков, по меньшей мере одна из опорной пластины одной стороны и опорной пластины другой стороны может быть обеспечена посредством соединения по меньшей мере двух элементов, имеющих одинаковую форму, которые отделены друг от друга в направлении продолжения (прохождения) соответствующего пластинного элемента. Также, крупноразмерный пластинный элемент может быть разрезан для использования.
[14] Подробности одного или нескольких вариантов осуществления изложены в сопутствующих чертежах и описании, приведенном ниже. Другие признаки будут понятны из описания и чертежей, а также из формулы изобретения.
ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[15] Согласно настоящему раскрытию, может быть обеспечено преимущество, состоящее в том, что проектная форма формы опорного блока изготавливается точно, и отделка и надежность изделия улучшаются. Также, части могут использоваться совместно для уменьшения запасов.
[16] Согласно настоящему раскрытию, малые части могут изготавливаться и транспортироваться для сборки для изготовления крупноразмерной части, так что изготовление и обработка опорного блока являются простыми и легкими.
[17] Согласно настоящему раскрытию, можно увеличить выход готовых опорных блоков посредством применения частей, даже если формуемость является плохой, т.е. используется полимер, имеющий плохую подвижность в расплавленном состоянии. Дополнительно, даже в случае формования с дефектами, необходимо отбраковывать только части, так что выход готовых опорных блоков может быть дополнительно увеличен.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[18] Фиг. 1 является перспективным изображением холодильника согласно одному варианту осуществления.
[19] Фиг. 2 является видом, схематично показывающим вакуумное адиабатическое тело, используемое в основном теле и двери холодильника.
[20] Фиг. 3 является видом, показывающим различные варианты осуществления внутренней конфигурации вакуумной пространственной части.
[21] Фиг. 4 является диаграммой, показывающей результаты, полученные при испытании полимеров.
[22] Фиг. 5 показывает результаты, полученные при выполнении эксперимента в отношении характеристик полимеров в отношении удерживания вакуума.
[23] Фиг. 6 показывает результаты, полученные посредством анализа компонентов газов, выпускаемых из PPS и PC и низкой дегазацией.
[24] Фиг. 7 показывает результаты, полученные при измерении максимальных температур деформации, при которых полимеры повреждаются атмосферным давлением при высокотемпературном разрежении.
[25] Фиг. 8 является видом, показывающим различные варианты осуществления проводящих листов сопротивления и их периферийных частей.
[26] Фиг. 9 является видом, показывающим любой участок одной стороны опорного блока согласно одному варианту осуществления.
[27] Фиг. 10 является видом сверху частичной пластины.
[28] Фиг. 11 является увеличенным видом участка А фиг. 10, и фиг. 12 является увеличенным видом участка В фиг. 10.
[29] Фиг. 13 является увеличенным видом участка С фиг. 10.
[30] Фиг. 14 является видом для объяснения соединения между опорной пластиной одной стороны и опорной пластиной другой стороны.
[31] Фиг. 15 является увеличенным видом участка D фиг. 14.
[32] Фиг. 16 является сечением, взятым вдоль линии A-A' фиг. 15.
[33] Фиг. 17 является видом опорного блока согласно другому варианту осуществления.
[34] Фиг. 18 показывает графики, показывающие изменения в адиабатической характеристике и изменения теплопроводности газа относительно давлений вакуума при применении моделирования.
[35] Фиг. 19 является графиком, показывающим результаты, полученные при наблюдении времени и давления в процессе разрежения внутренней части вакуумного адиабатического тела при использовании опорного блока.
[36] Фиг. 20 является графиком, показывающим результаты, полученные при сравнении давления вакуума с теплопроводностью газа.
НАИЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[37] Далее, иллюстративные варианты осуществления будут описаны со ссылкой на сопутствующие чертежи. Настоящее изобретение, однако, может быть реализовано во многих других формах и не должно толковаться как ограниченное вариантами осуществления, изложенными здесь, и специалист в данной области техники, который понимает сущность настоящего изобретения, может легко реализовать другие варианты осуществления, содержащиеся в объеме той же самой идеи изобретения, посредством добавления, изменения, удаления, и добавления компонентов; иначе говоря, следует понимать, что они также содержатся в объеме настоящего изобретения.
[38] Чертежи, показанные ниже, могут быть отображены с отличиями от фактического изделия или преувеличены, или простые или детальные части могут быть удалены, но это преследует цель облегчить понимание технической идеи настоящего изобретения. Это не следует толковать как ограничение.
[39] В нижеследующем описании, давление вакуума означает любое состояние давления, меньшее, чем атмосферное давление. Дополнительно, выражение «степень вакуума в А является большей, чем степень вакуума в В» означает, что давление вакуума в А является меньшим, чем давление вакуума в В.
[40] Фиг. 1 является перспективным изображением холодильника согласно одному варианту осуществления.
[41] Со ссылкой на фиг. 1, холодильник 1 включает в себя основное тело 2, снабженное полостью 9, способной хранить сохраняемые товары, и дверь 3, обеспеченную для открывания/закрывания основного тела 2. Дверь 3 может быть с возможностью поворота или скольжения подвижно расположена для открывания/закрывания полости 9. Полость 9 может обеспечивать по меньшей мере одно из отделения охлаждения и отделения замораживания.
[42] Части, образующие цикл замораживания, в котором холодный воздух подается в полость 9. Например, упомянутые части включают в себя компрессор 4 для сжатия холодильного агента, конденсатор 5 для конденсации сжатого холодильного агента, расширитель 6 для расширения сконденсированного холодильного агента, и испаритель 7 для испарения расширенного холодильного агента для отбора тепла. В качестве типичной конструкции, вентилятор может быть установлен в положении, смежном с испарителем 7, и текучая среда, выдуваемая из вентилятора, может проходить через испаритель 7 и затем вдуваться в полость 9. Тепловая нагрузка при замораживании управляется настройкой интенсивности дутья и направлением дутья вентилятора, настройкой количества циркулирующего холодильного агента, или настройкой степени сжатия компрессора таким образом, чтобы можно было управлять пространством охлаждения или пространством замораживания.
[43] Другие части, образующие цикл охлаждения, могут быть образованы посредством применения элемента, включающего в себя термоэлектрический модуль.
[44] Фиг. 2 является видом, схематично показывающим вакуумное адиабатическое тело, используемое в основном теле и двери холодильника. На фиг. 2, вакуумное адиабатическое тело стороны основного тела показано в состоянии, в котором верхняя и боковая стенки удалены, и вакуумное адиабатическое тело стороны двери показано в состоянии, в котором участок передней стенки удален. Дополнительно, разрезы участков проводящих листов сопротивления, которые обеспечены, схематично показаны для удобства понимания.
[45] Со ссылкой на фиг. 2, вакуумное адиабатическое тело включает в себя первый пластинный элемент 10 для обеспечения стенки низкотемпературного пространства, второй пластинный элемент 20 для обеспечения стенки высокотемпературного пространства, вакуумную пространственную часть 50, определяемую как внутренняя часть между первым и вторым пластинными элементами 10 и 20. Также, вакуумное адиабатическое тело включает в себя проводящие листы 60 и 63 сопротивления для предотвращения теплопроводности между первым и вторым пластинными элементами 10 и 20. Уплотнительная часть 61 для уплотнения первого и второго пластинных элементов 10 и 20 обеспечена таким образом, что вакуумная пространственная часть 50 находится в уплотненном состоянии.
[46] Когда вакуумное адиабатическое тело применяется к холодильнику или нагревательному устройству, первый пластинный элемент 10, обеспечивающий стенку внутреннего пространства холодильника, может называться внутренним корпусом, и второй пластинный элемент 20, обеспечивающий стенку внешнего пространства холодильника, может называться внешним корпусом.
[47] Машинное отделение 8, в котором размещены части, обеспечивающие цикл замораживания, размещено в нижней задней части вакуумного адиабатического тела стороны основного тела, и порт 40 разрежения для образования состояния вакуума посредством разрежения воздуха в вакуумной пространственной части 50 обеспечен на каждой стороне вакуумного адиабатического тела. Дополнительно, трубопровод 64, проходящий через вакуумную пространственную часть 50, может быть дополнительно установлен для установки линии размораживающей воды и электрических линий.
[48] Первый пластинный элемент 10 может определять по меньшей мере один участок стенки для первого пространства, обеспечиваемого при этом. Второй пластинный элемент 20 может определять по меньшей мере один участок стенки для второго пространства, обеспечиваемого при этом. Первое пространство и второе пространство могут быть определены как пространства, имеющие разные температуры. Здесь, стенка каждого пространства может служить не только в качестве стенки, прямо контактирующей с этим пространством, но и в качестве стенки, не контактирующей с этим пространством. Например, вакуумное адиабатическое тело этого варианта осуществления может быть также применено к изделию, дополнительно имеющему отдельную стенку, контактирующую с каждым пространством.
[49] Факторами теплопередачи, которые вызывают потери адиабатического эффекта вакуумного адиабатического тела, являются: теплопроводность между первым и вторым пластинными элементами 10 и 20, излучение тепла между первым и вторым пластинными элементами 10 и 20, и теплопроводность газа вакуумной пространственной части 50.
[50] Далее будет обеспечен блок теплового сопротивления, обеспечиваемый для уменьшения адиабатических потерь, связанных с факторами теплопередачи. Между тем, вакуумное адиабатическое тело и холодильник этого варианта осуществления не исключают того, что другое адиабатическое средство может быть дополнительно обеспечено по меньшей мере на одной стороне вакуумного адиабатического тела. Таким образом, адиабатическое средство, использующее вспенивание и т.п., может быть дополнительно обеспечено для другой стороны вакуумного адиабатического тела.
[51] Фиг. 3 является видом, показывающим различные варианты осуществления внутренней конфигурации вакуумной пространственной части.
[52] В первую очередь, со ссылкой на фиг. 3а, вакуумная пространственная часть 50 может быть обеспечена в третьем пространстве, имеющем давление, отличное от давления в каждом из первого и второго пространств, предпочтительно, состояние вакуума, посредством чего уменьшаются адиабатические потери. Третье пространство может быть обеспечено с температурой между температурой первого пространства и температурой второго пространства. Поскольку третье пространство обеспечено в виде пространства в состоянии вакуума, первый и второй пластинные элементы 10 и 20 находятся под действием силы сжатия в направлении, в котором они приближаются друг к другу, вследствие силы, соответствующей перепаду давлений между первым и вторым пространствами. Таким образом, вакуумная пространственная часть 50 может быть деформирована в направлении, в котором она уменьшается. В этом случае, адиабатические потери могут быть вызваны увеличением величины излучения тепла, вызванным сжатием вакуумной пространственной части 50, и увеличением величины теплопроводности, вызванным контактом между пластинными элементами 10 и 20.
[53] Опорный блок 30 может быть обеспечен для уменьшения деформации вакуумной пространственной части 50. Опорный блок 30 включает в себя стержень 31. Стержень 31 может продолжаться в по существу вертикальном направлении относительно пластинных элементов для поддержания расстояния между первым пластинным элементом и вторым пластинным элементом. Опорная пластина 35 может быть дополнительно обеспечена по меньшей мере на любом конце стержня 31. Опорная пластина 35 может соединять по меньшей мере два или более стержней 31 друг с другом и продолжаться в горизонтальном направлении относительно первого и второго пластинных элементов 10 и 20. Опорная пластина 35 может быть обеспечена в форме пластины или может быть обеспечена в форме решетки таким образом, чтобы площадь опорной пластины, контактирующей с первым и вторым пластинными элементами 10 и 20, уменьшалась, посредством чего уменьшается теплопередача. Стержни 31 и опорная пластина 35 прикреплены друг к другу по меньшей мере на одном участке для вставки вместе между первым и вторым пластинными элементами 10 и 20. Опорная пластина 35 контактирует по меньшей мере с одним из первого и второго пластинных элементов 10 и 20, посредством чего предотвращается деформация первого и второго пластинных элементов 10 и 20. Дополнительно, на основе направления продолжения стержней 31, общая площадь поперечного сечения опорной пластины 35 обеспечена таким образом, что она является большей, чем площадь поперечного сечения стержней 31, так что тепло, передаваемое через стержни 31, может быть рассеяно через опорную пластину 35.
[54] Теперь будет описан материал опорного блока 30.
[55] Опорный блок 30 должен иметь высокую прочность на сжатие, чтобы выдерживать давление вакуума. Также, опорный блок 30 должен иметь низкую скорость дегазации и низкую скорость поглощения воды для удерживания состояния вакуума. Также, опорный блок 30 должен иметь низкую удельную теплопроводность для уменьшения теплопередачи между пластинными элементами. Также, опорный блок 30 должен обеспечивать прочность на сжатие при высокой температуре, чтобы он выдерживал процесс высокотемпературного разрежения. Также, опорный блок 30 должен иметь превосходную обрабатываемость, чтобы он мог подвергаться формованию. Также, опорный блок 30 должен иметь низкую стоимость формования. Здесь, время, требуемое для выполнения процесса разрежения, составляет около нескольких дней. Соответственно, если это время уменьшится, то это значительно уменьшит стоимость изготовления и увеличит продуктивность. Поэтому прочность на сжатие должна быть обеспечена для высокой температуры, поскольку скорость разрежения увеличивается, когда температура, при которой выполняется процесс разрежения, становится более высокой. Автор изобретения провел различные испытания при описанных выше условиях.
[56] В первую очередь, керамика или стекло имеют низкую скорость дегазации и низкую скорость поглощения воды, но их обрабатываемость является очень плохой. Таким образом, керамика и стекло не могут использоваться в качестве материала опорного блока 30. Таким образом, в качестве материала опорного блока 30 можно рассматривать полимер.
[57] Фиг. 4 является диаграммой, показывающей результаты, полученные при испытании полимеров.
[58] Со ссылкой на фиг. 4, автор настоящего изобретения испытал различные полимеры, и оказалось, что большинство полимеров использовать нельзя, поскольку их скорости дегазации и скорости поглощения воды являются очень высокими. Соответственно, автор настоящего изобретения испытал полимеры, которые приблизительно удовлетворяют условиям по скорости дегазации и скорости поглощения воды. В результате, PE является непригодным для использования вследствие его высокой скорости дегазации и его низкой прочности на сжатие. PCTFE не является предпочтительным для использования вследствие его очень высокой стоимости. PEEK является непригодным для использования вследствие его высокой скорости дегазации. Соответственно, было определено, что полимер, выбранный из группы, состоящей из поликарбоната (polycarbonate - PC), стекловолокнистого PC, PC с низкой дегазацией, полифениленсульфида (polyphenylene sulfide - PPS), и жидкокристаллического полимера (liquid crystal polymer - LCP), может быть использован в качестве материала опорного блока. Однако, скорость дегазации PC составляет 0,19, что соответствует низкому уровню. Следовательно, при увеличении до некоторого уровня времени, требуемого для выполнения термообработки, при которой разрежение выполняется при подаче тепла, PC может быть использован в качестве материала опорного блока.
[59] Автор настоящего изобретения обнаружил оптимальный материал путем проведения различных исследований полимеров, которые, как можно было ожидать, могли использоваться внутри вакуумной пространственной части. Далее, результаты проведенных исследований будут описаны со ссылкой на сопутствующие чертежи.
[60] Фиг. 5 является графиком, показывающим результаты, полученные при выполнении эксперимента в отношении характеристик полимеров в отношении удерживания вакуума.
[61] Со ссылкой на фиг. 5, показан график, показывающий результаты, полученные при изготовлении опорного блока с использованием соответствующих полимеров и, затем, при проверке характеристик полимеров в отношении удерживания вакуума. Сначала, опорный блок, изготовленный с использованием выбранного материала, очищали с использованием этанола, выдерживали под низким давлением в течение 48 часов, подвергали воздействию воздуха в течение 2,5 часов, и затем подвергали процессу разрежения при 90°С в течение около 50 часов в состоянии, в котором опорный блок был помещен в вакуумное адиабатическое тело, при этом измеряли характеристику удерживания вакуума опорного блока.
[62] Можно увидеть, что в случае LCP, его начальная характеристика разрежения является наилучшей, но его характеристика удерживания вакуума является плохой. Можно ожидать, что это вызвано чувствительностью LCP к температуре. Также, на основании характеристик графика можно ожидать, что, если конечное допустимое давление составляет 5*10-3 торр, то его характеристика вакуума будет удерживаться в течение периода времени, составляющего около 0,5 года. Таким образом, LCP является непригодным в качестве материала опорного блока.
[63] Можно увидеть, что в случае стекловолокнистого PC (G/F PC), его скорость разрежения является высокой, но его характеристика удерживания вакуума является низкой. Было определено, что на это будет влиять добавка. Также, на основании характеристик графика можно ожидать, что стекловолокнистый PC будет удерживать свою характеристику вакуума, которая будет сохраняться в одном и том же состоянии, в течение периода времени, составляющего около 8,2 лет. Таким образом, LCP является непригодным в качестве материала опорного блока.
[64] Как можно ожидать в случае PC с низкой дегазацией (O/G PC), его характеристика удерживания вакуума является превосходной, и его характеристика вакуума будет удерживаться в одном и том же состоянии в течение периода времени, составляющего около 34 лет, в отличие от двух описанных выше материалов. Однако можно увидеть, что начальная характеристика разрежения PC с низкой дегазацией является низкой, и, таким образом, эффективность изготовления PC с низкой дегазацией является низкой.
[65] Можно увидеть, что в случае PPS его характеристика удерживания вакуума является в высшей степени превосходной, и его характеристика разрежения также является превосходной. Таким образом, на основе характеристики удерживания вакуума наиболее предпочтительно рассматривать PPS для использования в качестве материала опорного блока.
[66] Фиг. 6 показывает результаты, полученные посредством анализа компонентов газов, выходящих из PPS и PC с низкой дегазацией, причем горизонтальная ось представляет массовые числа газов, и вертикальная ось представляет концентрации газов. Фиг. 6а показывает результат, полученный посредством анализа газа, выходящего из PC с низкой дегазацией. На фиг. 6а можно увидеть, что Н2-серия (I), H2O-серия (II), N2/CO/CO2/O2-серия (III), и углеводородная серия (IV) выходят в равной мере. Фиг. 6b показывает результат, полученный посредством анализа газа, выходящего из PPS. На фиг. 6b можно увидеть, что Н2-серия (I), H2O-серия (II), и N2/CO/CO2/O2-серия (III) выходят в малой степени. Фиг. 6с является результатом, полученным посредством анализа газа, выходящего из нержавеющей стали. На фиг. 6с можно увидеть, что из нержавеющей стали выходит газ, подобный газу, выходящему из PPS. Следовательно, можно увидеть, что из PPS выходит газ, подобный газу, выходящему из нержавеющей стали.
[67] В результата анализа можно подтвердить, что PPS является превосходным в качестве материала опорного блока.
[68] Фиг. 7 показывает результаты, полученные при измерении максимальных температур деформации, при которых полимеры повреждаются атмосферным давлением при высокотемпературном разрежении. В этом случае, стержни 31 были обеспечены с диаметром, составляющим 2 мм, на расстоянии, составляющем 30 мм. Со ссылкой на фиг. 7 можно увидеть, что разрушение происходит при 60°С в случае PE, разрушение происходит при 90°С в случае PC с низкой дегазацией, и разрушение происходит при 125°С в случае PPS.
[69] В результате анализа можно увидеть, что PPS является наиболее предпочтительным для использования в качестве полимера, используемого внутри вакуумной пространственной части. Однако, PC с низкой дегазацией может быть использован с учетом стоимости изготовления.
[70] Теперь будет описан лист 32 сопротивления излучению для уменьшения излучения тепла, расположенный между первым и вторым пластинными элементами 10 и 20 на протяжении вакуумной пространственной части 50. Первый и второй пластинные элементы 10 и 20 могут быть изготовлены из нержавеющего материала, способного предотвратить коррозию и обеспечить достаточную прочность. Нержавеющий материал имеет относительно высокий коэффициент излучения, составляющий 0,16, и, следовательно, может передаваться большое количество излучаемого тепла. Дополнительно, опорный блок 30, изготовленный из полимера, имеет меньший коэффициент излучения, чем пластинные элементы, и не полностью обеспечен на внутренних поверхностях первого и второго пластинных элементов 10 и 20. Следовательно, опорный блок 30 не оказывает большого влияния на излучаемое тепло. Таким образом, лист 32 сопротивления излучению может быть обеспечен в форме пластины на протяжении большей части площади вакуумной пространственной части 50 с целью уменьшения излучаемого тепла, передаваемого между первым и вторым пластинными элементами 10 и 20. Изделие, имеющее низкий коэффициент излучения, может быть предпочтительно использовано в качестве материала листа 32 сопротивления излучению. В одном варианте осуществления, алюминиевая фольга, имеющая коэффициент излучения, составляющий 0,02, может быть использована в качестве листа 32 сопротивления излучению. Также, поскольку передача излучаемого тепла может недостаточно блокироваться с использованием одного листа сопротивления излучению, по меньшей мере два листа 32 сопротивления излучению могут быть обеспечены на некотором расстоянии друг от друга таким образом, чтобы они не контактировали друг с другом. Также, по меньшей мере один лист сопротивления излучению может быть обеспечен в состоянии, в котором он контактирует с внутренней поверхностью первого или второго пластинных элементов 10 и 20.
[71] Со ссылкой снова на фиг. 3b, расстояние между пластинными элементами удерживается посредством опорного блока 30, и пористый материал 33 может заполнять вакуумную пространственную часть 50. Пористый материал 33 может иметь больший коэффициент излучения, чем у нержавеющего материала первого и второго пластинных элементов 10 и 20. Однако, поскольку пористый материал 33 заполняет вакуумную пространственную часть 50, пористый материал 33 имеет высокую эффективность для сопротивления теплопередаче излучением.
[72] В настоящем варианте осуществления, вакуумное адиабатическое тело может быть изготовлено без листа 32 сопротивления излучению.
[73] Фиг. 8 является видом, показывающим различные варианты осуществления проводящих листов сопротивления и их периферийных частей. Конструкции проводящих листов сопротивления кратко показаны на фиг. 2, но будут подробно объяснены со ссылкой на чертежи.
[74] В первую очередь, проводящий лист сопротивления, предложенный на фиг. 8а, может предпочтительно применяться к вакуумному адиабатическому телу стороны основного тела. Конкретно, первый и второй пластинные элементы 10 и 20 должны быть уплотнены таким образом, чтобы была вакуумирована внутренняя часть вакуумного адиабатического тела. В этом случае, поскольку два пластинных элемента имеют температуры, отличные друг от друга, между этими двумя пластинными элементами может возникать теплопередача. Проводящий лист 60 сопротивления обеспечен для предотвращения теплопроводности между двумя разными видами пластинных элементов.
[75] Проводящий лист 60 сопротивления может быть снабжен уплотнительными частями 61, на которых уплотнены оба конца листа 60 сопротивления теплопроводности, для определения по меньшей мере одного участка стенки для третьего пространства и удерживания состояния вакуума. Проводящий лист 60 сопротивления может быть обеспечен в виде тонкой фольги микронной толщины для уменьшения количества тепла, проводимого вдоль стенки, для третьего пространства. Уплотнительные части 610 могут быть обеспечены в виде сварных частей. А именно, проводящий лист 60 сопротивления и пластинные элементы 10 и 20 могут быть сплавлены друг с другом. Чтобы вызвать эффект сплавления между проводящим листом 60 сопротивления и пластинными элементами 10 и 20, проводящий лист 60 сопротивления и пластинные элементы 10 и 20 могут быть изготовлены из одного и того же материала, и нержавеющий материал может быть использован в качестве этого материала. Уплотнительные части 610 не ограничены сварными частями и могут быть обеспечены посредством процесса, такого как соединение с перекосом. Проводящий лист 60 сопротивления может быть обеспечен в криволинейной форме. Таким образом, расстояние теплопроводности проводящего листа 60 сопротивления обеспечивается большим, чем линейное расстояние до каждого пластинного элемента, так что величина теплопроводности может быть дополнительно уменьшена.
[76] Изменение температуры возникает вдоль проводящего листа 60 сопротивления. Таким образом, для блокирования теплопередачи к внешней стороне проводящего листа 60 сопротивления, экранирующая часть 62 может быть обеспечена у внешней стороны проводящего листа 60 сопротивления таким образом, чтобы возникал адиабатический эффект. Другими словами, в холодильнике, второй пластинный элемент 20 имеет высокую температуру, и первый пластинный элемент 10 имеет низкую температуру. Дополнительно, теплопроводность от высокой температуры к низкой температуре возникает в проводящем листе 60 сопротивления, и, следовательно, температура проводящего листа 60 сопротивления быстро изменяется. Таким образом, когда проводящий лист 60 сопротивления открыт по отношению к своей внешней стороне, теплопередача через открытое место может действительно возникнуть. Для уменьшения теплопотери с внешней стороны проводящего листа 60 сопротивления обеспечена экранирующая часть 62. Например, когда проводящий лист 60 сопротивления подвергается воздействию любого из низкотемпературного пространства и высокотемпературного пространства, проводящий лист 60 сопротивления не служит в качестве проводящего резистора, а также в качестве его подвергаемого воздействию участка, что не является предпочтительным.
[77] Экранирующая часть 62 может быть обеспечена в виде пористого материала, контактирующего с внешней поверхностью проводящего листа 60 сопротивления. Экранирующая часть 62 может быть обеспечена в виде адиабатической конструкции, например, отдельной прокладки, которая размещена у внешней стороны проводящего листа 60 сопротивления. Экранирующая часть 62 может быть обеспечена в виде участка вакуумного адиабатического тела, который обеспечен в положении, обращенном к соответствующему проводящему листу 60 сопротивления, когда вакуумное адиабатическое тело стороны основного тела закрыто относительно вакуумного адиабатического тела стороны двери. Для уменьшения теплопотери даже тогда, когда основное тело и дверь открыты, экранирующая часть 62 может быть предпочтительно обеспечена в виде пористого материала или отдельной адиабатической конструкции.
[78] Проводящий лист сопротивления, предложенный на фиг. 8b, может быть предпочтительно применен к вакуумному адиабатическому телу стороны двери. На фиг. 8b подробно описаны участки, отличные от участков фиг. 8а, и то же самое описание применимо к участкам, идентичным участкам фиг. 8а. Боковая рама 70 дополнительно обеспечена у наружной стороны проводящего листа 60 сопротивления. Часть для уплотнения между дверью и основным телом, порт разрежения, необходимый для процесса разрежения, порт газопоглотителя для удерживания вакуума, и т.п., могут быть размещены на боковой раме 70. Это связано с тем, что установка частей является удобной в вакуумном адиабатическом теле стороны основного тела, а положения установки частей в вакуумном адиабатическом теле стороны двери ограничены.
[79] В вакуумном адиабатическом теле стороны двери трудно разместить проводящий лист 60 сопротивления на переднем концевом участке вакуумной пространственной части, т.е. угловом краевом участке вакуумной пространственной части. Это связано с тем, что в отличие от основного тела, угловой краевой участок двери выставлен на внешнюю сторону. Более конкретно, если проводящий лист 60 сопротивления будет размещен на переднем концевом участке вакуумной пространственной части, то угловой краевой участок двери будет выставлен на внешнюю сторону, и, следовательно, возникнет недостаток, состоящий в том, что отдельная адиабатическая часть должна быть сконфигурирована таким образом, чтобы она обеспечивала теплоизоляцию проводящего листа 60 сопротивления.
[80] Проводящий лист сопротивления, предложенный на фиг. 8с, может быть предпочтительно установлен в трубопровод, проходящий через вакуумную пространственную часть. На фиг. 8с, участки, отличные от участков фиг. 8a и 8b, описаны подробно, и то же самое описание применимо к участкам, идентичным участкам фиг. 8a и 8b. Проводящий лист сопротивления, имеющий ту же самую форму, что и проводящий лист сопротивления фиг. 8а, предпочтительно, складчатый проводящий лист 63 сопротивления, может быть обеспечен на периферийном участке трубопровода 64. Соответственно, путь теплопередачи может быть удлинен, и может быть предотвращена деформация, вызываемая перепадом давлений. Дополнительно, отдельная экранирующая часть может быть обеспечена для улучшения адиабатической характеристики проводящего листа сопротивления.
[81] Путь теплопередачи между первым и вторым пластинными элементами 10 и 20 будет описан со ссылкой снова на фиг. 8а. Тепло, проходящее через вакуумное адиабатическое тело, может быть подразделено на тепло   поверхностной теплопроводности, проводимое вдоль поверхности вакуумного адиабатического тела, более конкретно, проводящего листа 60 сопротивления, тепло   теплопроводности опоры, проводимое вдоль опорного блока 30, обеспеченного внутри вакуумного адиабатического тела, тепло   теплопроводности газа, проводимое через внутренний газ в вакуумной пространственной части, и тепло   излучательной передачи, передаваемое через вакуумную пространственную часть.
[82] Передаваемое тепло может изменяться в зависимости от различных конструктивных размеров. Например, опорный блок может быть изменен таким образом, чтобы первый и второй пластинные элементы 10 и 20 могли выдерживать давление вакуума без деформации, может быть изменено давление вакуума, может быть изменено расстояние между пластинными элементами, и может быть изменена длина проводящего листа сопротивления. Передаваемое тепло может изменяться в зависимости от различия по температуре между пространствами (первым и вторым пространствами), соответственно, обеспеченными пластинными элементами. В этом варианте осуществления, предпочтительная конфигурация вакуумного адиабатического тела была найдена с учетом того, что его общая величина теплопередачи является меньшей, чем общая величина теплопередачи типичной адиабатической конструкции, образованной вспениванием полиуретана. Можно предположить, что в типичном холодильнике, включающем в себя адиабатическую конструкцию, образованную вспениванием полиуретана, эффективный коэффициент теплопередачи составляет 19,6 мВт/(м*К).
[83] Посредством выполнения сравнительного анализа величин теплопередачи вакуумного адиабатического тела этого варианта осуществления, величина теплопередачи посредством тепла   теплопроводности газа может стать наименьшей. Например, величиной теплопередачи посредством тепла   теплопроводности газа можно управлять таким образом, чтобы она была меньшей, чем 4% от общей величины теплопередачи. Величина теплопередачи посредством тепла теплопроводности твердого вещества, определяемого как сумма тепла   поверхностной теплопроводности и тепла   теплопроводности опоры, является наибольшей. Например, величина теплопередачи посредством тепла теплопроводности твердого вещества может достигать 75% от общей величины теплопередачи. Величина теплопередачи посредством тепла   излучательной передачи является меньшей, чем величина теплопередачи посредством тепла теплопроводности твердого вещества, но большей, чем величина теплопередачи тепла теплопроводности газа. Например, величина теплопередачи посредством тепла   излучательной передачи может занимать около 20% от общей величины теплопередачи.
[84] Согласно такому распределению теплопередачи, эффективные коэффициенты теплопередачи (eK: эффективный K) (Вт/(м*К)) тепла   поверхностной теплопроводности, тепла   теплопроводности опоры, тепла   теплопроводности газа, и тепла   излучательной передачи могут иметь порядок, указанный в математическом Неравенстве 1.
[85] [Неравенство 1]
[86] eKтепла теплопроводности твердого вещества >eKтепла радиационной передачи >eKтепла теплопроводности газа
[87] Здесь, эффективный коэффициент теплопередачи (eK) является значением, которое может быть измерено с использованием различий в форме и температуре целевого изделия. Эффективный коэффициент теплопередачи (eK) является значением, которое может быть получено посредством измерения общей величины теплопередачи и температуры по меньшей мере одного участка, на котором передается тепло. Например, калорическое значение (Вт) измеряют с использованием нагревательного источника, который может быть количественно измерен в холодильнике, распределение температуры (K) двери измеряют с использованием тепла, соответственно, передаваемого через основное тело и край двери холодильника, и путь, через который тепло передается, вычисляют в виде значения преобразования (м), в результате чего вычисляют эффективный коэффициент теплопередачи.
[88] Эффективный коэффициент теплопередачи (eK) всего вакуумного адиабатического тела является значением, задаваемым выражением k=QL/AΔT. Здесь, Q обозначает калорическое значение (Вт) и может быть получено с использованием калорического значения нагревателя. А обозначает площадь поперечного сечения (м2) вакуумного адиабатического тела, L обозначает толщину (м) вакуумного адиабатического тела, и ΔТ обозначает разность температур.
[89] Для тепла поверхностной теплопроводности, калорическое значение теплопроводности может быть получено посредством разности температур (ΔТ) между входом и выходом проводящего листа 60 или 63 сопротивления, площади поперечного сечения (А) проводящего листа сопротивления, длины (L) проводящего листа сопротивления, и удельной теплопроводности (k) проводящего листа сопротивления (удельная теплопроводность проводящего листа сопротивления является свойством материала и может быть получена заранее). Для тепла теплопроводности опоры, калорическое значение теплопроводности может быть получено посредством разности температур (ΔТ) между входом и выходом опорного блока 30, площади поперечного сечения (А) опорного блока, длины (L) опорного блока, и удельной теплопроводности (k) опорного блока. Здесь, удельная теплопроводность опорного блока является свойством материала и может быть получена заранее. Сумма тепла   теплопроводности газа, и тепла   излучательной передачи может быть получена посредством вычитания тепла поверхностной теплопроводности и тепла теплопроводности опоры из величины теплопередачи всего вакуумного адиабатического тела. Соотношение тепла   теплопроводности газа и тепла   излучательной передачи может быть получено посредством вычисления тепла излучательной передачи, когда никакого тепла теплопроводности газа не существует, посредством значительного уменьшения степени вакуума вакуумной пространственной части 50.
[90] Когда пористый материал обеспечивается внутри вакуумной пространственной части 50, тепло   теплопроводности пористого материала может быть суммой тепла   теплопроводности опоры и тепла   излучательной передачи. Тепло теплопроводности пористого материала может изменяться в зависимости от различных переменных, включающих в себя вид, количество, и т.п. пористого материала.
[91] Согласно одному варианту осуществления, разность температур, ΔТ1, между геометрическим центром, образованным смежными стержнями 31, и точкой, в которой каждый из стержней 31 расположен, может быть предпочтительно обеспечена меньшей, чем 0,5°С. Также, разность температур, ΔТ2, между геометрическим центром, образованным смежными стержнями 31, и краевым участком вакуумного адиабатического тела, может быть предпочтительно обеспечена меньшей, чем 0,5°С. Во втором пластинном элементе 20, разность температур между средней температурой второй пластины и температурой точки, в которой путь теплопередачи, проходящий через проводящий лист 60 или 63 сопротивления, пересекается со второй пластиной, может быть наибольшей. Например, когда второе пространство является областью, более горячей, чем первое пространство, температура в точке, в которой путь теплопередачи, проходящий через проводящий лист сопротивления, пересекается со вторым пластинным элементом, становится наименьшей. Подобным образом, когда второе пространство является областью, более холодной, чем первое пространство, температура в точке, в которой путь теплопередачи, проходящий через проводящий лист сопротивления, пересекается со вторым пластинным элементом, становится наибольшей.
[92] Это означает, что следует управлять количеством тепла, передаваемого через другие точки, кроме тепла поверхностной теплопроводности, проходящего через проводящий лист сопротивления, и полная величина теплопередачи, приемлемая для вакуумного адиабатического тела, может быть обеспечена только тогда, когда тепло поверхностной теплопроводности занимает наибольшую величину в теплопередаче. Для этой цели, изменением температуры проводящего листа сопротивления можно управлять таким образом, чтобы оно было большим, чем изменение температуры пластинного элемента.
[93] Теперь будут описаны физические характеристики частей, образующих вакуумное адиабатическое тело. В вакуумном адиабатическом теле, сила, обусловленная давлением вакуума, прикладывается ко всем частям. Таким образом, предпочтительно может использоваться материал, имеющий прочность (Н/м2) некоторого уровня.
[94] При таких обстоятельствах, пластинные элементы 10 и 20 и боковая рама 70 могут быть предпочтительно изготовлены из материала, имеющего достаточную прочность, с которой они не будут повреждаться даже давлением вакуума. Например, когда число стержней 31 уменьшается, чтобы ограничить тепло теплопроводности опоры, вследствие давления вакуума может возникнуть деформация пластинного элемента, которая может отрицательно повлиять на внешний вид холодильника. Лист 32 сопротивления излучению может быть предпочтительно изготовлен из материала, который имеет низкий коэффициент излучения и может быть легко подвергнут тонкопленочной обработке. Также, лист 32 сопротивления излучению должен обеспечивать прочность, достаточную для того, чтобы он не деформировался внешним ударом. Опорный блок 30 снабжается прочностью, достаточной для выдерживания силы, обусловленной давлением вакуума, и выдерживания внешнего удара, а также должен обеспечивать обрабатываемость. Проводящий лист 60 сопротивления может быть предпочтительно изготовлен из материала, который имеет форму тонкой пластины и может выдерживать давление вакуума.
[95] В одном варианте осуществления, пластинный элемент, боковая рама, и проводящий лист сопротивления могут быть изготовлены из нержавеющих материалов, имеющих одинаковую прочность. Лист сопротивления излучению может быть изготовлен из алюминия, имеющего меньшую прочность, чем у нержавеющих материалов. Опорный блок может быть изготовлен из полимера, имеющего меньшую прочность, чем у алюминия.
[96] Кроме прочности с точки зрения материалов, требуется анализ с точки зрения жесткости. Жесткость (Н/м) является свойством, которое не допускает легкую деформацию. Хотя может использоваться один и тот же материал, его жесткость может изменяться в зависимости от его формы. Проводящий лист 60 или 63 сопротивления может быть изготовлен из материала, имеющего некоторую прочность, но жесткость этого материала предпочтительно является низкой для увеличения теплового сопротивления и минимизации излучаемого тепла, когда проводящий лист сопротивления однородно распространяется без каких-либо неровностей при приложении давления вакуума. Листу 32 сопротивления излучению требуется жесткость некоторого уровня, чтобы он не контактировал с другой частью вследствие деформации. В частности, краевой участок листа сопротивления излучению может генерировать тепло теплопроводности вследствие провисания, вызванного собственным весом листа сопротивления излучению. Таким образом, требуется жесткость некоторого уровня. Опорному блоку 30 требуется жесткость, достаточная для выдерживания сжимающего напряжения от пластинного элемента и внешнего удара.
[97] В одном варианте осуществления, пластинный элемент и боковая рама могут предпочтительно иметь наибольшую жесткость для предотвращения деформации, вызванной давлением вакуума. Опорный блок, в частности, стержень может предпочтительно иметь вторую наибольшую жесткость. Лист сопротивления излучению может предпочтительно иметь жесткость, которая является меньшей, чем жесткость опорного блока, но большей, чем жесткость проводящего листа сопротивления. Наконец, проводящий лист сопротивления может быть предпочтительно изготовлен из материала, который легко деформируется давлением вакуума и имеет наименьшую жесткость.
[98] Даже когда пористый материал 33 заполняет вакуумную пространственную часть 50, проводящий лист сопротивления может предпочтительно иметь наименьшую жесткость, и пластинный элемент и боковая рама могут предпочтительно иметь наибольшую жесткость.
[99] Вакуумная пространственная часть может сопротивляться теплопередаче посредством только опорного блока 30. Здесь, пористый материал 33 может заполняться с опорным блоком внутри вакуумной пространственной части 50 для сопротивления теплопередаче. Теплопередаче в пористый материал можно сопротивляться без применения опорного блока.
[100] В приведенном выше описании, в качестве материала, пригодного для опорного блока, был предложен полимер PPS. Стержень 31 обеспечен на опорной пластине 35 с интервалами 2-3 см, и стержень 31 имеет высоту, равную 1-2 см. Эти полимеры часто имеют плохую текучесть полимера во время формования. Во многих случаях, отформованное изделие не имеет проектную величину. В частности, форма отформованного изделия, такого как стержень, имеющий малую длину, часто не обеспечивается должным образом вследствие неоднородного впрыска полимера в часть, далекую от порта впрыска жидкости.
[101] Позже это может вызывать повреждение опорного блока или дефекты вакуумного адиабатического тела.
[102] Опорный блок 30 является по существу двумерной конструкцией, но его площадь является очень большой. Таким образом, если дефект возникает на одном из участков, трудно отбраковать всю конструкцию. Это ограничение становится даже более выраженным, когда холодильники и нагревательные устройства становятся большими по размеру в соответствии с потребностями потребителей.
[103] Далее будет описан опорный блок, предназначенный для устранения вышеупомянутого ограничения.
[104] Фиг. 9 является видом, показывающим любой участок одной стороны опорного блока согласно одному варианту осуществления.
[105] Со ссылкой на фиг. 9, опорная пластина 350 одной стороны снабжена по меньшей мере двумя частичными пластинами, соединенными друг с другом. Другими словами, частичные пластины, имеющие форму малого прямоугольника, соединены друг с другом для обеспечения опорной пластины 350 одной стороны, имеющей форму большого прямоугольника. Например, на чертежах, вторая частичная пластина 352 и четвертая частичная пластина 354 соединены с нижней и правой сторонами первой частичной пластины 351. Вторая частичная пластина 352 и четвертая частичная пластина 354 соединены с левой и верхней сторонами третьей частичной пластины 353.
[106] В одном варианте осуществления, частичные пластины могут иметь одинаковую форму. Таким образом, размер опорной пластины 350 одной стороны может достигать четырехкратного размера частичной пластины. При изменении числа частичных пластин 351, 352, 353 и 354, которые имеют одинаковый размер и конструкцию и подлежат соединению друг с другом, может быть изменен размер опорной пластины 350 одной стороны. Легко догадаться, что размер опорной пластины 350 одной стороны обеспечивается по-разному в зависимости от размера вакуумного адиабатического тела.
[107] Согласно этой конфигурации, частичная пластина может быть изготовлена с использованием полимера, такого как PPS, имеющего плохую текучесть, когда частичная пластина является жидкостью, и эта частичная пластина может быть соединена. Поскольку частичная пластина является малой по размеру, могут быть предотвращены дефекты во время формования, и даже если возникнет сбой формования, то будет отбракована только соответствующая частичная пластина, так что нет необходимости отбраковывать всю опорную пластину.
[108] После изготовления малой частичной пластины, ее собирают на месте сборки вакуумного адиабатического тела и затем помещают в вакуумное адиабатическое тело. Таким образом, обеспечивается преимущество, состоящее в том, что обработка и транспортировка являются удобными. Дополнительно, можно устранить ограничение в отношении повреждений, которые могут возникать во время обработки больших частей.
[109] Может быть изготовлено множество малых частичных пластин, и могут быть получены различные типы опорных блоков, имеющие требуемую площадь.
[110] Фиг. 10 является видом сверху частичной пластины.
[111] Со ссылкой на фиг. 10, частичная пластина 351 имеет основание 355 одной стороны с решетчатой конструкцией, и стойки 356 обеспечены в точках пересечения решетки на основании 355 одной стороны. Основание 355 одной стороны может сохранять вакуумное пространство внутри пластинных элементов 10 и 20 посредством контакта с внутренними поверхностями пластинных элементов 10 и 20. Стойка 356 может обеспечивать участок стержня 31 для удерживания интервала между пластинными элементами 10 и 20.
[112] Решетчатый край решетчатой конструкции, образующей одно основание 351, может иметь охватываемую и охватывающую соединительную конструкцию для соединения разных частичных пластин 351 друг с другом. Например, верхний и левый края могут иметь охватываемую соединительную конструкцию, и правый и нижний края могут иметь охватывающую соединительную конструкцию. Линии продолжения стрелок на чертежах указывают на края, имеющие одинаковую соединительную конструкцию.
[113] Фиг. 11 является увеличенным видом участка А фиг. 10, и фиг. 12 является увеличенным видом участка В фиг. 10.
[114] Со ссылкой на фиг. 11 и 12, охватываемая соединительная конструкция (см. фиг. 11) имеет вставляемую часть 357 на конце ответвления, которое обеспечивает решетку одного основания 355. Вставляемая часть 357 может быть обеспечена конструкцией, в которой конец ответвления является продолженным. Охватываемая соединительная конструкция (см. фиг. 12) может быть обеспечена удерживающей частью 358, которая удерживается на конце одного основания 355. Удерживающая часть 358 может быть снабжена углублением 359 на конце ответвления. Форма углубления 359 может быть обеспечена в форме, соответствующей вставляемой части 357. Вставляемая часть 357 может быть вставлена в углубление 359.
[115] Охватываемая соединительная конструкция смежной частичной пластины вертикально выровнена с охватывающей соединительной конструкцией другой частичной пластины, и вставляемая часть 357 и углубление 359 используются в качестве ориентира для вертикального выравнивания. После этого, когда вставляемая часть 357 перемещается в вертикальном направлении в углубление 359, обеспечивается соединение между частичными пластинами. Здесь, вертикальное направление может быть направлением, перпендикулярным плоскости соответствующего пластинного элемента.
[116] Например, правая и нижняя боковые охватываемые соединительные конструкции первой частичной пластины 351 соединяются с охватываемой соединительной конструкцией четвертой частичной пластины 354 и охватываемой соединительной конструкцией первой частичной пластины 352. Эта соединительная конструкция может быть одинаковой для других частичных пластин.
[117] Охватываемая соединительная конструкция и охватываемая соединительная конструкция частичной пластины предназначены для использования как можно меньшего количества полимера и предназначены для обеспечения соединения при как можно большем уменьшении размера. Таким образом, перемещение в одном направлении, т.е. в направлении вверх и вниз, обеспечивает соединение. Однако, перемещение в двумерном направлении, т.е. в направлении площади, не допускается, поскольку обеспечено соединение.
[118] Охватываемая соединительная конструкция и охватываемая соединительная конструкция не обязательно должны полностью собираться друг с другом, например, они соединяются друг с другом. Это связано с тем, что допускается не только перемещение в двумерном направлении, но и вертикальное перемещение соответствующих частичных пластин, но вертикальные перемещения фиксируются позже отдельным элементом. Также это связано с тем, что вследствие характеристик полимера, имеющего плохую жидкостную текучесть, необходимо облегчить соединение слабого свободного соединения посредством перемещения в направлении вверх и вниз на протяжении соединения. Другими словами, это связано с тем, что численная величина соединительной конструкции для прессовой посадки может приводить к повреждению частичной пластины во время соединения.
[119] Эта конструкция обеспечивает как можно большее уменьшение количества полимера для уменьшения величины дегазации, чтобы не возникал недостаток, связанный с удерживанием вакуума в вакуумной пространственной части, и для устранения трудностей формования охватываемой соединительной конструкции и охватывающей соединительной конструкции даже при использовании полимера, имеющего плохую формуемость.
[120] Фиг. 13 является увеличенным видом участка С фиг. 10.
[121] Со ссылкой на фиг. 13, в случае этого варианта осуществления, все частичные пластины находятся в контакте друг с другом, и частичные пластины имеют одинаковую форму. Вставляемая часть 357 прикрепляется к удерживающей части 358 в вертикальном направлении. Удерживающие части 358 и 357, обеспеченные на соответствующих частичных пластинах 351, 352, 353 и 354, соединены друг с другом таким образом, что перемещение частичных пластин в двумерном направлении блокировано, т.е. одна опорная пластина 350 может обеспечить большую площадь. Площадь опорной пластины 350 одной стороны может быть обеспечена посредством соединения необходимого числа частичных пластин. При изменении размера и числа частичных пластин может быть получена опорная пластина 350 одной стороны, имеющая различные формы и размеры.
[122] Стойка 356, обеспеченная на пересечении соответствующих решеток, образующих одно основание 355, может включать в себя два типа. Например, стойки 356 могут включать в себя интервальные стойки 3561, которые функционируют для удерживания интервала между пластинными элементами 10 и 20, и опорную стойку 3562, которая поддерживает лист 32 сопротивления излучению.
[123] Интервальная стойка 3561 соединена с пазом (см. ссылочную позицию 373 на фиг. 16) другой опорной пластины (см. ссылочную позицию 370 на фиг. 14) для удерживания интервала между пластинными элементами 10 и 20. Для облегчения соединения с пазом 373 и для обеспечения формуемости с использованием жидкого полимера, интервальная стойка 3561 снабжена диаметром Н1 на нижнем конце интервальной стойки, который является большим, чем диаметр Н2 на верхнем конце. Хотя форма поперечного сечения интервальной стойки 3561 может быть некруглой, размер поперечного сечения верхнего конца может быть малым. Однако, форма поперечного сечения интервальной стойки 3561 может быть обеспечена в круглой форме для обеспечения формовочной формы интервальных стоек 3561 и соединения между интервальными стойками 3561 и пазом 373.
[124] Как и в случае интервальной стойки 3561, опорная стойка 3562 предпочтительно имеет меньший размер поперечного сечения опорной стойки 3562 по направлению к верхнему концу для обеспечения соединения и формуемости. Дополнительно, для поддержания листа 32 сопротивления излучению, опорная стойка 3562 может быть снабжена ступенчатым выступом 3563. Множество опорных стоек 3562 может быть обеспечено с заданными интервалами для стабильной поддержания листа 32 сопротивления излучению. Эффект опорной стойки 3562 будет описан более подробно ниже.
[125] Как описано выше, перемещение опорной пластины 350 одной стороны в вертикальном направлении ограничено, в то время как опорная пластина 350 одной стороны может перемещаться в вертикальном направлении. Таким образом, может быть обеспечена конфигурация для ограничения вертикального перемещения каждой частичной пластины. Опорный блок 30 может находиться в контакте с внутренней поверхностью пластинного элемента для поддержания интервала между пластинными элементами 10 и 20. Когда опорный блок находится в контакте с пластинным элементом, точечный контакт может обеспечить стабильную поддерживающую силу в отличие от линейного контакта. Таким образом, конфигурация может быть обеспечена таким образом, чтобы стойка 356 не контактировала прямо с внутренней поверхностью пластинного элемента.
[126] Для достижения этой цели может быть дополнительно обеспечена опорная пластина 370 другой стороны, соответствующая опорной пластине 350 одной стороны. Далее будут описаны опорная пластина 350 одной стороны и опорная пластина 370 другой стороны.
[127] Фиг. 14 является видом для объяснения соединения между опорной пластиной одной стороны и опорной пластиной другой стороны.
[128] Со ссылкой на фиг. 14, по меньшей мере две из частичных пластин соединены друг с другом для обеспечения опорной пластины 350 одной стороны. Опорная пластина 350 одной стороны ограничена в разделении в направлении площади, но перемещение вверх и вниз не ограничено. Для ограничения вертикального разделения опорной пластины 350 одной стороны и надежного обеспечения интервала между пластинными элементами 10 и 20 при более крепком соединении опорной пластины 350 одной стороны в направлении разделения по площади, обеспечена опорная пластина 370. Опорная пластина 370 другой стороны может быть соединена с опорной пластиной одной стороны 350.
[129] Опорную пластину 370 другой стороны можно понимать как элемент для поддерживания пластинного элемента, противоположного пластинному элементу, поддерживаемому опорной пластиной 350 одной стороны. Опорная пластина 370 другой стороны может быть использована как таковая со стандартизированным пластинным элементом другой стороны, имеющим заданный размер, или стандартизированный боковой пластинный элемент может быть разделен в надлежащем положении разрезанием и т.п. Таким образом, следует понимать, что другой пластинный элемент имеет ту же самую конфигурацию, но применяемая площадь является отличной.
[130] Конечно, пластинный элемент другой стороны может быть обеспечен в виде блока, имеющего площадь, соответствующую опорной пластине 350 одной стороны, но такое же образование, как в этом варианте осуществления, может быть более предпочтительно представлено для максимизации эффекта в качестве некоторой части.
[131] В одном варианте осуществления, пластинный элемент другой стороны исходного размера, который не разрезан, образован в центральном участке опорной пластины 350 одной стороны, в котором частичные пластины 351, 352, 353 и 354 соединены друг с другом, в виде перекрывающих пластин 371 другой стороны. В этом случае, другой пластинный элемент присоединен для перекрытия границы разных частичных пластин, в результате чего увеличивается сила связи между соответствующими частичными пластинами и обеспечивается функция ограничения перемещения в направлении площади. В этом случае излишне говорить, что обеспечивается функция ограничения перемещения частичной пластины в вертикальном направлении и функция поддержания интервала между пластинными элементами 10 и 20.
[132] Другими словами, желательно, чтобы границы каждой частичной пластины, образующей одну опорную пластину, и другого пластинного элемента, образующего другую опорную пластину (которая может включать в себя как перекрывающую другую пластину, так и единственную другую пластину) пересекались друг с другом и не перекрывали друг друга. Если границы будут перекрывать друг друга, то существует возможность того, что элементы соответствующих опорных пластин, т.е. частичная пластина и другой пластинный элемент, будут отделены друг от друга независимо или вместе.
[133] Другой пластинный элемент может быть обеспечен в той же форме, что и перекрывающая пластина 371, соединенная с центральным участком опорной пластины 350 одной стороны.
[134] Другой пластинный элемент может быть соединен с единственной частичной пластиной без перекрытия по меньшей мере двух частичных пластин. В этом случае, участок пластинного элемента другой стороны может называться единственной пластиной 372 другой стороны. В этом случае излишне говорить, что обеспечивается функция ограничения перемещения частичной пластины в вертикальном направлении и функция поддержания интервала между пластинными элементами 10 и 20. Однако, можно реализовать эффект ограничения перемещения каждой частичной пластины в направлении площади и увеличения силы связи между частичными пластинами.
[135] В одном варианте осуществления могут быть использованы четыре других пластинных элемента 370, имеющие ту же площадь, что и частичные пластины 351, 352, 353, и 354.
[136] Одна из четырех опорных пластин 350 соединена с центром другой опорной пластины 350, как перекрывающая пластина 371 второй стороны, и две из четырех пластин разрезаны горизонтально и вертикально и соединены как перекрывающая пластина 371 второй стороны, в соответствии с центром четырех краев опорной пластины 350 другой стороны. Между тем, пластина, которая отделена горизонтально и вертикально, опущена для предотвращения усложнения чертежа.
[137] Одна из четырех пластин может быть увеличена в четыре раза и соединена в виде единственной другой пластины 372, соответствующей вершинному участку другой опорной пластины 350.
[138] Как описано выше, пластинный элемент другой стороны может включать в себя пластинный элемент другой стороны большего размера и малоразмерный боковой пластинный элемент, полученные из стандартизированной наибольшей пластины другой стороны посредством разделения и распространения. Согласно этой конфигурации, можно обеспечить опорную пластину другой стороны в различных формах и конструкциях без обеспечения отдельного пластинного элемента второй стороны согласно упомянутой форме и форме вакуумного адиабатического тела.
[139] Упомянутое расположение частичной пластины и другого пластинного элемента может быть предпочтительным вариантом осуществления, и специалисты в области техники настоящего изобретения могут предложить другие варианты осуществления, содержащиеся в объеме той же идеи изобретения.
[140] Фиг. 15 является увеличенным видом, показывающим участок А фиг. 14.
[141] Со ссылкой на фиг. 15, опорная пластина 370 другой стороны имеет решетчатое основание 378 другой стороны, подобно опорной пластине 350 одной стороны, и паз 373, который соединен со стойкой 356, на пересечении решетки основания 378 другой стороны.
[142] Лист 32 сопротивления излучению может поддерживаться между ступенчатым выступом 3563 и пазом 373. Верхнее и нижнее положения листа 32 сопротивления излучению могут быть ограничены между пазом 373 и концом ступенчатого выступа 3563, и перемещение в направлении площади может быть ограничено опорными стойками 3562.
[143] Фиг. 16 является сечением, взятым вдоль линии A-A' фиг. 15.
[144] Со ссылкой на фиг. 16, опорное положение листа 32 сопротивления излучению в вертикальном направлении ограничено между ступенчатым выступом 3563 и пазом 373. Для этой цели предпочтительно, чтобы размер отверстия, обеспечиваемого в листе 32 сопротивления излучению, был меньшим, чем размер конца ступенчатого выступа 3563 и размер конца паза 373.
[145] Вакуумное адиабатическое тело может быть изготовлено в различных размерах, формах, и размерах. Например, вакуумное адиабатическое тело, обеспечиваемое на стенке большого холодильника, будет обеспечено в большой плоскости, и вакуумное адиабатическое тело, обеспечиваемое на стенке малого холодильника, может быть обеспечено в малой плоскости.
[146] Не является предпочтительным изготовление соответствующих опорных пластин для обеспечения размеров холодильников в различных формах, описанных выше, поскольку стоимость изделий увеличивается. Это связано с тем, что запасы частей увеличиваются вследствие невозможности совместного использования частей, и части трудно доставлять в надлежащее место в соответствии с потребностью.
[147] Чтобы справиться с этим ограничением, автор настоящего изобретения предложил использовать частичные пластины 351, 352, 353, и 354, но было трудно обеспечить вакуумные адиабатические тела, имеющие различные размеры, посредством исключительно идеи частичных пластин.
[148] Фиг. 17 является видом опорного блока согласно другому варианту осуществления.
[149] Со ссылкой на фиг. 17, опорная пластина 3500 одной стороны и опорная пластина 3700 другой стороны могут быть изготовлены в виде частичных пластин двух видов. Частичная пластина может включать в себя частичную пластину 4001 первого типа, имеющую соотношение поперечных длин, составляющее 3:5, и частичную пластину 4002 второго типа, имеющую соотношение поперечных длин, составляющее 4:10. Соотношения длин частичных пластин 4001 и 4002 могут изменяться и являются только примерами. Дополнительно, хотя на чертежах предполагаются опорные пластины, имеющие соотношение длин, составляющее 1:1, в левом и правом направлениях, этот вариант осуществления этим не ограничен, и можно обеспечить опорную пластину, имеющую различные формы и размеры согласно комбинации двух частичных пластин.
[150] Опорная пластина 3500 одной стороны и опорная пластина 3700 другой стороны могут быть обеспечены в состоянии поворота на 90 градусов друг относительно друга. Благодаря такой конфигурации, можно предотвратить уменьшение силы связи на участке, к которому присоединяется частичная пластина.
[151] Соединение между опорной пластиной 3500 одной стороны и частичной пластиной, размещенной внутри опорной пластины 3700 другой стороны, может быть применено как таковое в уже описанных вариантах осуществления.
[152] В этом варианте осуществления, когда виртуальная линия А-А вычерчивается в направлении вдоль краев опорной пластины 3500 одной стороны и опорной пластины 3700 другой стороны, обнаруживаются следующие признаки. На фигурах, воображаемые линии рассматриваются на другой опорной пластине. Подобные результаты могут быть получены для опорной пластины одной стороны.
[153] Во-первых, по меньшей мере две частичные пластины в линии, через которую проходит воображаемая линия, являются одинаковыми. В одном варианте осуществления, имеется две частичные пластины 4001 первого типа. Это может иметь техническое значение, состоящее в увеличении стандартности частей. А именно, поскольку используются по меньшей мере две идентичные частичные пластины, может быть обеспечено массовое производство одинаковых частичных пластин.
[154] Во-вторых, не все частичные пластины являются одинаковыми в линии, через которую проход воображаемая линия. В этом варианте осуществления использовалась не только частичная пластина 4001 первого типа, но и вторая частичная пластина 4002. Это является технической идеей, необходимой для получения опорной пластины одной стороны или опорной пластины другой стороны, имеющих различные формы и площади.
[155] В-третьих, по меньшей мере два вида частичных пластин используются в линии, через которую проходит воображаемая линия. Согласно этому, можно обеспечить еще более различные опорную пластину одной стороны или опорную пластину другой стороны, так что можно обеспечить вакуумное адиабатическое тело различных форм и размеров. Более предпочтительно, посредством использования двух частичных пластин, как ожидается, в настоящее время могут быть изготовлены вакуумные адиабатические тела, имеющие различные формы и размеры, при обеспечении стандартности частичных пластин.
[156] Согласно настоящему варианту осуществления, можно увидеть, что стоимость уменьшается посредством более активного совместного использования компонентов относительно вакуумных теплоизоляционных тел различных форм и размеров.
[157] Далее будет описано предпочтительное давление вакуума вакуумного адиабатического тела.
[158] Фиг. 18 показывает графики, показывающие изменения в адиабатических характеристиках и изменения теплопроводности газа относительно давлений вакуума при применении моделирования.
[159] Со ссылкой на фиг. 18 можно увидеть, что при уменьшении давления вакуума, т.е. когда степень вакуума увеличивается, тепловая нагрузка в случае только основного тела (график 1) или в случае, когда основное тело и дверь соединены вместе (график 2), уменьшается по сравнению со случаем типичного изделия, образованного посредством вспенивания полиуретана, в результате чего улучшается адиабатическая характеристика. Однако можно увидеть, что степень улучшения адиабатической характеристики постепенно уменьшается. Также можно увидеть, что когда давление вакуума уменьшается, уменьшается теплопроводность газа (график 3). Однако можно увидеть, что хотя давление вакуума уменьшается, соотношение, при котором адиабатическая характеристика и теплопроводность газа улучшаются, постепенно уменьшается. Таким образом, предпочтительно, чтобы давление вакуума уменьшалось как можно меньше. Однако для получения избыточного давления вакуума требуется продолжительное время, и увеличиваются затраты вследствие избыточного использования газопоглотителя. В этом варианте осуществления, оптимальное давление вакуума предложено с точки зрения, описанной выше.
[160] Фиг. 19 является графиком, показывающим результаты, полученные при наблюдении времени и давления в процессе разрежения внутренней части вакуумного адиабатического тела при использовании опорного блока.
[161] Со ссылкой на фиг. 19, для создания вакуумной пространственной части 50 таким образом, чтобы она находилась в состоянии вакуума, газ в вакуумной пространственной части 50 разрежают вакуумным насосом, и при этом испаряют латентный газ, оставшийся в частях вакуумной пространственной части 50, посредством термообработки. Однако, когда давление вакуума достигает как минимум некоторого уровня, имеется точка, в которой уровень давления вакуума больше не увеличивается (ΔТ1). После этого, активируют газопоглотитель посредством отсоединения вакуумной пространственной части 50 от вакуумного насоса и подачи тепла в вакуумную пространственную часть 50 (ΔТ2). Когда газопоглотитель активируется, давление в вакуумной пространственной части 50 уменьшается в течение некоторого периода времени, но затем нормализуется с сохранением давления вакуума некоторого уровня. Давление вакуума, которое сохраняет некоторый уровень после активации газопоглотителя, приблизительно составляет 1,8*10-6 торр.
[162] В этом варианте осуществления, точка, в которой давление вакуума по существу больше не уменьшается, даже когда газ разрежается при работе вакуумного насоса, устанавливают в качестве самого низкого предела давления вакуума, используемого в вакуумном адиабатическом теле, в результате чего минимальное внутреннее давление вакуумной пространственной части 50 устанавливается равным 1,8*10-6 торр.
[163] Фиг. 20 является графиком, показывающим результаты, полученные при сравнении давления вакуума с теплопроводностью газа.
[164] Со ссылкой на фиг. 20, теплопроводности газов относительно давлений вакуума в зависимости от размеров зазора в вакуумной пространственной части 50 представлены в виде графиков эффективных коэффициентов теплопередачи (eK). Эффективные коэффициенты теплопередачи (eK) измерялись, когда зазор в вакуумной пространственной части 50 имел три размера, а именно, 2,76 мм, 6,5 мм, и 12,5 мм. Зазор в вакуумной пространственной части 50 определяется следующим образом. Когда лист 32 сопротивления излучению имеется внутри вакуумной пространственной части 50, зазор является расстоянием между листом 32 сопротивления излучению и пластинным элементом, смежным с ним. Когда лист 32 сопротивления излучению отсутствует внутри вакуумной пространственной части 50, зазор является расстоянием между первым и вторым пластинными элементами.
[165] Было обнаружено, что поскольку размер зазора является малым в точке, соответствующей типичному эффективному коэффициенту теплопередачи, равному 0,0196 Вт/(м*К), который обеспечивается для адиабатического материала, образованного посредством вспенивания, давление вакуума составляет 2,65*10-1 торр, даже когда размер зазора составляет 2,76 мм. Между тем, было обнаружено, что точка, в которой уменьшение адиабатического эффекта, вызванное теплом теплопроводности газа, насыщается, даже когда давление вакуума уменьшается, является точкой, в которой давление вакуума приблизительно составляет 4,5*10-3 торр. Давление вакуума, составляющее 4,5*10-3 торр, может быть определено как точка, в которой уменьшение адиабатического эффекта, вызванное теплом теплопроводности газа, насыщается. Также, когда эффективный коэффициент теплопередачи составляет 0,1 Вт/(м*К), давление вакуума составляет 1,2*10-2 торр.
[166] Когда вакуумная пространственная часть 50 не снабжена опорным блоком, но снабжена пористым материалом, размер зазора находится в диапазоне от нескольких микрон до нескольких сотен микрон. В этом случае, величина теплопередачи излучением благодаря пористому материалу является малой, даже когда давление вакуума является относительно высоким, т.е. когда степень вакуума является низкой. Таким образом, соответствующий вакуумный насос используют для настройки давления вакуума. Давление вакуума, соответствующее соответствующему вакуумному насосу, приблизительно составляет 2,0*10-4 торр. Также, давление вакуума в точке, в которой уменьшение адиабатического эффекта, вызванное теплом теплопроводности газа, насыщается, приблизительно составляет 4,7*10-2 торр. Также, давление, при котором уменьшение адиабатического эффекта, вызванное теплом теплопроводности газа, достигает типичного эффективного коэффициента теплопередачи, составляющего 0,0196 Вт/(м*К), составляет 730 торр.
[167] Когда опорный блок и пористый материал обеспечиваются вместе в вакуумной пространственной части, может создаваться и использоваться давление вакуума, которое является средним значением между давлением вакуума, когда используется только опорный блок, и давлением вакуума, когда используется только пористый материал.
[168] В описании настоящего раскрытия, часть для выполнения одинакового действия в каждом варианте осуществления вакуумного адиабатического тела может быть применена к другому варианту осуществления посредством надлежащего изменения формы или размера вышеупомянутого другого варианта осуществления. Соответственно, легко может быть предложен еще один вариант осуществления. Например, в подробном описании, в случае вакуумного адиабатического тела, пригодного в качестве вакуумного адиабатического тела стороны двери, вакуумное адиабатическое тело может быть применено в качестве вакуумного адиабатического тела стороны основного тела посредством надлежащего изменения формы и конфигурации вакуумного адиабатического тела.
[169] Вакуумное адиабатическое тело, предложенное в настоящем раскрытии, может быть предпочтительно применено к холодильникам. Однако, вакуумное адиабатическое тело не ограничено холодильниками и может быть применено в различных устройствах, таких как криогенные охлаждающие устройства, нагревательные устройства, и устройства вентиляции.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
Согласно настоящему раскрытию, вакуумное адиабатическое тело может быть промышленно применено к различным адиабатическим устройствам. Адиабатический эффект может быть улучшен, так что можно увеличить эффективность использования энергии и увеличить эффективный объем устройства.