Вакуумный адиабатический элемент и холодильник - RU2684469C1
Код документа: RU2684469C1
Чертежи
Описание
Область техники, к которой относится изобретение
[1] Настоящее изобретение относится к вакуумному адиабатическому элементу и холодильнику.
Уровень техники
[2] Вакуумный адиабатический элемент является изделием для предотвращения передачи тепла посредством вакуумирования внутренней части элемента. Вакуумный адиабатический элемент может уменьшать передачу тепла посредством конвекции и теплопроводности и, следовательно, используется в нагревательных устройствах и холодильных устройствах. В обычном адиабатическом способе, применяемом к холодильнику, хотя он по-разному используется для охлаждения и замораживания, обычно используется пеноуретановая адиабатическая стенка, имеющая толщину около 30 см или более. Однако внутренний объем холодильника, следовательно, уменьшен.
[3] Для увеличения внутреннего объема холодильника предпринята попытка использовать вакуумный адиабатический элемент в холодильнике.
[4] Прежде всего, следует упомянуть корейский патент №. 10-0343719 (ссылочный документ 1) настоящего заявителя. В соответствии со ссылочным документом 1 описан способ, в котором создана вакуумная адиабатическая панель и затем встроена в стенки холодильника, и внешний вид вакуумной адиабатической панели отделан с помощью отдельного профилированного материала в виде пенополистирола (полистирола). В соответствии со способом дополнительное запенивание не требуется, и адиабатическая эффективность холодильника повышена. Однако, стоимость производства увеличена, способ изготовления является сложным. В качестве другого примера способ изготовления стенок с использованием адиабатического материала и, кроме того, изготовления стенок с использованием запенивающего материала был описан в корейской патентной публикации №. 10-2015-0012712 (ссылочный документ 2). В соответствии со ссылочным материалом 2 стоимость производства увеличена, и способ изготовления усложнен.
[5] В качестве другого примера предпринята попытка изготовить все стенки холодильника с использованием вакуумного адиабатического элемента, который является единственным изделием. Например, способ создания адиабатической конструкции холодильника, который должен находиться в вакуумном состоянии, был описан в публикации выложенного патента США №. US2040226956A1 (ссылочный документ 3). Однако трудно получить адиабатический эффект практического уровня посредством создания стенок холодильника, который должен находиться в достаточном вакуумном состоянии. Конкретно, трудно предотвратить передачу тепла на контактном участке между наружным и внутренним корпусами, имеющими разные температуры. Кроме того, трудно поддерживать стабильное вакуумное состояние. Кроме того, трудно предотвратить деформацию корпусов вследствие давления звука в вакуумном состоянии. Из-за этих проблем способ ссылочного документа 3 ограничен криогенными холодильными устройствами и не применяется к холодильным устройствам, используемым в обычных домашних хозяйствах.
Раскрытие изобретения
Техническая проблема
[6] Варианты осуществления описывают вакуумный адиабатический элемент и холодильник, которые могут обеспечить достаточный адиабатический эффект в вакуумном состоянии и могут широко применяться.
[7] Варианты осуществления также описывают вакуумный адиабатический элемент, в котором положение препятствующего проводимости листа, расположенного в вакуумном адиабатическом элементе, оптимизировано, таким образом, повышая адиабатическую эффективность.
Решение проблемы
[8] В одном варианте осуществления вакуумный адиабатический элемент включает в себя первую пластину, образующую по меньшей мере один участок стенки для первой области, вторую пластину, образующую по меньшей мере один участок стенки для второй области, имеющей температуру, отличную от температуры первой области, уплотняющую часть, уплотняющую первую пластину и вторую пластину для образования третьей области, которая имеет температуру между температурой первой области и температурой второй области и находится в вакуумном состоянии, опорный узел, поддерживающий третью область, не пропускающий тепло узел для уменьшения величины передачи тепла между первой пластиной и второй пластиной, и выпускное отверстие, через которое выходит газ из третьей области, причем не пропускающий тепло узел включает в себя препятствующий проводимости лист, соединенный с первой пластиной, причем препятствующий проводимости лист препятствует теплопроводности, осуществляемой по стенке для третьей области, препятствующий проводимости лист включает в себя защитную часть для теплоизоляции препятствующего проводимости листа путем закрытия одной поверхности препятствующего проводимости листа, и другая поверхность препятствующего проводимости листа является теплоизолированной посредством третьей области.
[9] В другом варианте осуществления вакуумный адиабатический элемент включает в себя первую пластину, образующую по меньшей мере один участок стенки для первой области, вторую пластину, образующую по меньшей мере один участок стенки для второй области, имеющей температуру, отличную от температуры первой области, уплотняющую часть, уплотняющую первую пластину и вторую пластину для образования третьей области, которая имеет температуру между температурой первой области и температурой второй области и находится в вакуумном состоянии, опорный узел, поддерживающий третью область, не пропускающий тепло узел для уменьшения величины передачи тепла между первой пластиной и второй пластиной, и выпускное отверстие, через которое выходит газ из третьей области, причем не пропускающий тепло узел включает в себя препятствующий проводимости лист, соединенный с первой пластиной, причем препятствующий проводимости лист препятствует теплопроводности, осуществляемой по стенке для третьей области, толщина препятствующего проводимости листа меньше первой и второй пластин, и защитная часть для теплоизоляции препятствующего проводимости листа расположена на наружной стороне препятствующего проводимости листа.
[10] В еще одном варианте холодильник включает в себя основной корпус, содержащий внутреннюю область, в которой хранятся продукты, подлежащие хранению, и дверь, выполненную с возможностью открытия/закрытия основного корпуса со стороны наружной области, причем для подачи холодильного агента в основной корпус холодильник включает в себя компрессор для сжатия холодильного агента, конденсатор для конденсации сжатого холодильного агента, расширитель для расширения сконденсированного холодильного агента и испаритель для испарения расширенного холодильного агента для отвода тепла, причем по меньшей мере одно из основного корпуса и двери включает в себя вакуумный адиабатический элемент, причем вакуумный адиабатический элемент включает в себя первую пластину, образующую по меньшей мере один участок стенки для внутренней области, вторую пластину, образующую по меньшей мере один участок стенки для наружной области, уплотняющую часть, уплотняющую первую пластину и вторую пластину для образования третьей области, которая имеет температуру между температурой первой области и температурой второй области и находится в вакуумном состоянии, опорный узел, поддерживающий часть с вакуумной областью, не пропускающий тепло узел для уменьшения величины передачи тепла между первой пластиной и второй пластиной, и выпускное отверстие, через которое выходит газ из части с вакуумной областью, причем защитная часть для теплоизоляции препятствующего проводимости листа расположена на наружной стороне препятствующего проводимости листа.
Положительные результаты настоящего изобретения
[11] В соответствии с настоящим изобретением можно создать вакуумный адиабатический элемент, имеющий вакуумный адиабатический эффект, и холодильник, включающий в себя его.
Краткое описание чертежей
[12] Фиг.1 - общий вид холодильника в соответствии с вариантом осуществления;
[13] фиг.2 - схематичный вид вакуумного адиабатического элемента, используемого в основном корпусе и двери холодильника;
[14] фиг.3 - вид различных вариантов осуществления внутренней конструкции части с вакуумной областью;
[15] фиг.4 - вид различных вариантов осуществления препятствующих проводимости листов и их периферийных частей;
[16] фиг.5 - кривые, показывающие изменение адиабатической эффективности и изменения проводимости газа относительно вакуумов посредством имитационного моделирования;
[17] фиг.6 - кривые, полученные путем наблюдения в зависимости от времени и давления за процессом вакуумирования внутренней части вакуумного адиабатического элемента при использовании опорного узла;
[18] фиг.7 - кривые, полученные путем сравнения вакуумов и проводимостей газа;
[19] фиг.8 - вид в разрезе двери на фиг.1;
[20] фиг.9 - увеличенный вид фиг.8;
[21] фиг.10 - вид, показывающий результат, полученный путем анализа передачи тепла при расположении препятствующего проводимости листа на наружной стороне защитной части;
[22] фиг.11 - вид в разрезе двери в соответствии с другим вариантом осуществления;
[23] фиг.12-14 - виды, показывающие результат, полученный путем анализа передачи тепла относительно положений препятствующего проводимости листа;
[24] фиг.15 и 16 - кривые, показывающий минимальные температуры наружной поверхности второй пластины относительно относительных положений препятствующего проводимости листа;
[25] фиг.17 - вид в разрезе двери в соответствии с еще одним вариантом осуществления.
Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
[26] Ссылка будет подробно сделана на варианты осуществления настоящего изобретения, примеры которых показаны на сопроводительных чертежах.
[27] В нижеследующем подробном описании предпочтительных вариантов осуществления ссылка сделана на сопроводительные чертежи, которые образуют их часть, и на которых показана с помощью изображения конкретных вариантов осуществления, в которых может быть осуществлено на практике изобретение. Эти варианты осуществления описаны достаточно подробны для обеспечения осуществления на практике изобретения специалистами в данной области техники, и понятно, что другие варианты осуществления могут быть использованы, и логические структурные, механические, электрические и химические изменения могут быть выполнены без отхода от сущности или объема изобретения. Во избежание подробности, ненужной для осуществления на практике изобретения специалистами в данной области техники, описание может исключать конкретную информацию, известную специалистам в данной области техники. Следовательно, нижеследующее подробное описание не должно истолковываться в ограничивающем смысле.
[28] В нижеследующем описании термин «вакуум» означает конкретное давление ниже атмосферного давления. Кроме того, выражение, в котором «степень вакуумирования» A выше B, означает, что вакуум A ниже вакуума B.
[29] Фиг.1 - общий вид холодильника в соответствии с вариантом осуществления, фиг.2 - схематичный вид вакуумного адиабатического элемента, используемого в основном корпусе и двери холодильника. На фиг.2 вакуумный адиабатический элемент на стороне основного корпуса изображен в положении, в котором верхняя и боковые стенки удалены, и вакуумный адиабатический элемент на стороне двери изображен в положении, в котором участок передней стенки удален. Кроме того, показаны части участков на препятствующих проводимости листах, которые схематично показаны для удобства понимания.
[30] Как показано на фиг.1 и 2, холодильник 1 включает в себя основной корпус 2, содержащий внутреннюю область 9, обеспечивающую хранение продуктов, предназначенных для хранения, и дверь 3, выполненную с возможностью открытия/закрытия основного корпуса 2. Дверь 3 может быть расположена с возможностью поворота или перемещения для открытия/закрытия внутренней области 9. Внутренняя область 9 может содержать по меньшей мере одну из холодильной камеры и морозильной камеры.
[31] Части, образующие цикл замораживания, в котором холодный воздух подается во внутреннюю область 9. Конкретно, части включают в себя компрессор 4 для сжатия холодильного агента, конденсатор 5 для конденсации холодильного агента, расширитель 6 для расширения сконденсированного холодильного агента и испаритель 7 для испарения расширенного холодильного агента для отдачи тепла. В качестве типичной конструкции вентилятор может быть установлен в положении смежно испарителю 7, и текучая среда, подаваемая вентилятором, может проходить через испаритель 7 и затем проходить во внутреннюю область 9. Тепловая нагрузка при замораживании регулируется путем регулирования объема вдувания и направления вдувания вентилятором, регулирования количества циркулирующего холодильного агента или регулирования сжимающего усилия компрессора, так что можно управлять холодильной областью или морозильной областью.
[32] Вакуумный адиабатический элемент может включать в себя первую пластину 10 для обеспечения стенки низкотемпературной области, вторую пластину 20 для обеспечения стенки высокотемпературной области, часть 50 с вакуумной областью, образованную в виде части зазора между первой и второй пластинами 10 и 20. Кроме того, вакуумный адиабатический элемент включает в себя препятствующие проводимости листы 60 и 62 для предотвращения теплопроводности между первой и второй пластинами 10 и 20. Уплотняющая часть 61 для уплотнения первой и второй пластин 10 и 20 расположена таким образом, что часть 50 с вакуумной областью находится в уплотняющем состоянии. Когда вакуумный адиабатический элемент используется в холодильном шкафу или термошкафу, первая пластина 10 может называться внутренним корпусом, и вторая пластина 20 может называться наружным корпусом. Машинное отделение 8, в котором размещены части, обеспечивающие цикл замораживания, расположено на нижней задней стороне вакуумного адиабатического элемента на стороне основного корпуса, и выпускное отверстие 40 для образования вакуумного состояния посредством выпуска воздуха из части 50 с вакуумной областью, расположено на любой одной стороне вакуумного адиабатического элемента. Кроме того, канал 64, проходящий через часть 50 с вакуумной областью, может быть дополнительно установлен для установки трубы для талой воды и электрических линий.
[33] Первая пластина 10 может образовывать по меньшей мере один участок стенки для первой области. Вторая пластина 20 может образовывать по меньшей мере один участок стенки для второй области. Первая область и вторая область могут быть образованы как области, имеющие разные температуры. Здесь, стенка для каждой области может служить не только в качестве стенки, непосредственно контактирующей с областью, но также стенки, не контактирующей с областью. Например, вакуумный адиабатический элемент варианта осуществления может также использоваться для изделия, дополнительно имеющего отдельную стенку, контактирующую с каждой областью.
[34] Факторами передачи тепла, которые вызывают потерю адиабатического эффекта вакуумного адиабатического элемента, являются теплопроводность между первой и второй пластинами 10 и 20, теплоизлучение между первой и второй пластинами 10 и 20 и электропроводность газа части 50 с вакуумной областью.
[35] Ниже будет описан не пропускающий тепло узел, выполненный с возможностью уменьшения адиабатических потерь, связанных с факторами передачи тепла. При этом, вакуумный адиабатический элемент и холодильник варианта осуществления не исключают того, что другое адиабатическое средство дополнительно установлено на по меньшей мере одной стороне вакуумного адиабатического элемента. Следовательно, адиабатическое средство, использующее запенивание или тому подобное, может быть дополнительно установлено на другой стороне вакуумного адиабатического элемента.
[36] Фиг.3 - вид, показывающий различные варианты осуществления внутренней конструкции части с вакуумной областью.
[37] Прежде всего, как показано на фиг.3a, часть 50 с вакуумной областью образована в третьей области, имеющей давление, отличное от давлений первой и второй областей, предпочтительно, вакуумное состояние, таким образом, уменьшая адиабатические потери. Третья область может находиться при температуре между температурой первой области и температурой второй области. Поскольку третья область выполнена как область в вакуумном состоянии, первая и вторая пластины 10 и 20 получают усилие, сжимающее в направлении, в котором они приближаются друг к другу вследствие усилия, соответствующего разности давлений между первой и второй областями. Следовательно, часть 50 с вакуумной областью может деформироваться в направлении, в котором она уменьшается. В этом случае адиабатические потери могут быть вызваны вследствие увеличения степени теплового излучения, вызванного сужением части 50 с вакуумной областью, и увеличения степени теплопроводности, вызванной контактом между платинами 10 и 20.
[38] Опорный узел 30 может быть выполнен с возможностью уменьшения деформации части 50 с вакуумной областью. Опорный узел 30 включает в себя три стержня 31. Стержни 31 могут проходить в направлении, по существу, вертикальном относительно первой и второй пластин 10 и 20 для поддержания расстояния между первой и второй пластинами 10 и 20. Опорная пластина 35 может быть дополнительно расположена на по меньшей мере одном конце стержня 31. Опорная пластина 35 соединяет по меньшей мере два стержня 31 друг с другом и может проходить в направлении, горизонтальном относительно первой и второй пластин 10 и 20. Опорная пластина 35 может быть выполнена в форме пластины или может быть выполнена в форме решетки, так что ее площадь, контактирующая с первой или второй пластиной 10 или 20, уменьшена, таким образом, уменьшая передачу тепла. Стержни 31 и опорная пластина 35 закреплены друг с другом на по меньшей мере одном участке для вставки вместе между первой и второй пластинами 10 и 20. Опорная пластина 35 контактирует с по меньшей мере одной из первой и второй пластин 10 и 20, таким образом, предотвращая деформацию первой и второй пластин 10 и 20. Кроме того, на основании направления прохождения стержней 31, общая площадь сечения опорной пластины 35 выполнена большей площади сечения стержней 31, так что тепло, переданное через стержни 31, может распространяться через опорную пластину 35.
[39] Материал опорного узла 30 может включать в себя полимер, выбранный из группы, состоящей из поликарбоната, поликарбоната стекловолокна, поликарбоната, полифениленсульфида и жидкокристаллического полимера для низкой дегазации для получения большого сжимающего усилия, низкой дегазации и показателя поглощения воды, низкой теплопроводности, большого сжимающего усилия при высокой температуре и отличной обрабатываемости.
[40] Будут описаны препятствующие излучению листы 32 для уменьшения теплового излучения между первой и второй пластинами 10 и 20 через часть 50 с вакуумной областью. Первая и вторая пластины 10 и 20 могут быть выполнены из нержавеющего материала, обеспечивающего предотвращение коррозии и обеспечения достаточной прочности. Нержавеющий материал имеет относительно высокую излучательную способность 0,16, и, следовательно, большое количество тепла излучения может передаваться. Кроме того, опорный узел 30, выполненный из полимера, имеет низкую излучательную способность по сравнению с пластинами и не полностью расположен на внутренних поверхностях первой и второй пластин 10 и 20. Следовательно, опорный узел 30 не оказывает большого влияния на теплоту излучения. Следовательно, препятствующие излучению листы 32 могут быть выполнены в форме пластины на большей части площади части 50 с вакуумной областью для способствования уменьшению теплоты излучения, передаваемой между первой и второй пластинами 10 и 20. Изделие, имеющее низкую излучательную способность, предпочтительно может использоваться как материал препятствующего излучению листа 32. В варианте осуществления алюминиевая фольга, имеющая излучательную способность 0,02, может использоваться в качестве препятствующего излучению листа 32. Поскольку передача тепла излучением не может в достаточной степени блокироваться с использованием одного препятствующего излучению листа по меньшей мере два препятствующих излучению листа 32 могут быть расположены на конкретном расстоянии без возможности контакта друг с другом. Кроме того по меньшей мере один препятствующий излучению лист может быть расположен в положении, в котором он контактирует с внутренней поверхностью первой или второй пластины 10 или 20.
[41] Как показано на фиг.3(b), расстояние между пластинами поддерживается опорным узлом 30, и пористый материал 33 может быть заполнен в часть 50 с вакуумной областью. Пористый материал 33 может иметь более высокую излучательную способность по сравнению с нержавеющим материалом первой и второй пластин 10 и 20. Однако, поскольку пористый материал 33 заполнен в части 50 с вакуумной областью, пористый материал 33 имеет высокую эффективность блокирования передачи теплоты излучения.
[42] В этом варианте осуществления вакуумный адиабатический элемент может быть выполнен без использования препятствующего излучению листа 32.
[43] Как показано на фиг.3(c), опорный узел 30, поддерживающий часть 50 с вакуумной областью, не установлен. Вместо опорного узла 30 пористый материал 33 расположен в положении, в котором он окружен пленкой 34. В этом случае пористый материал 33 может быть расположен в состоянии, в котором он сжат, для поддержания зазора части 50 с вакуумной областью. Пленка 34 выполнена, например, из полиэтилена и может быть расположена в состоянии, в котором в ней образованы отверстия.
[44] В этом варианте осуществления вакуумный адиабатический элемент может быть выполнен без использования опорного узла 30. Другими словами, пористый материал 33 может служить одновременно в качестве препятствующего излучению листа 32 и опорного узла 30.
[45] Фиг.4 - вид, показывающий различные варианты осуществления препятствующих проводимости листов и их периферийных частей. Конструкции препятствующих проводимости листов кратко показаны на фиг.2, но будут понятны в деталях со ссылкой на фиг.4.
[46] Прежде всего, препятствующие проводимости листы, предложенные на фиг.4a, предпочтительно могут использоваться в вакуумном адиабатическом элементе на стороне основного корпуса. Конкретно, первая и вторая пластины 10 и 20 должны быть уплотнены для вакуумирования внутренней части вакуумного адиабатического элемента. В этом случае, поскольку две пластины имеют температуры, отличные друг от друга, передача тепла может возникнуть между двумя пластинами. Препятствующий проводимости лист 60 выполнен с возможностью предотвращения теплопроводности между двумя разными типами пластин.
[47] Препятствующий проводимости лист 60 может содержать уплотняющие части 61, на которых уплотнены оба конца препятствующего проводимости листа 60 для образования по меньшей мере одного участка стенки третьей области и поддержания вакуумного состояния. Препятствующий проводимости лист 60 может быть выполнен в виде тонкой фольги в микрометрах для уменьшения количества тепла, передаваемого по стенке для третьей области. Уплотняющие части 61 могут быть выполнены в виде сварных частей. То есть, препятствующий проводимости лист 60 и пластины 10 и 20 могут быть сварены друг с другом. Для вызывания действия сплавления между препятствующим проводимости листом 60 и пластинами 10 и 20 препятствующий проводимости лист 60 и пластины 10 и 20 могут быть выполнены из одного и того же материала, и нержавеющий материал может использоваться в качестве такого материала. Уплотняющие части 61 не ограничиваются сварными частями и могут быть получены с помощью процесса, такого как спекание. Препятствующий проводимости лист 60 может быть выполнен в криволинейной форме. Таким образом, расстояние для теплопроводности препятствующего проводимости листа 60 больше линейного расстояния каждой пластины, так что величина теплопроводности может быть дополнительно уменьшена.
[48] Изменение температуры происходит по препятствующему проводимости листу 60. Следовательно, для блокирования передачи тепла на наружную сторону препятствующего проводимости листа 60 защитная часть 62 может быть расположена на наружной стороне препятствующего проводимости листа 60, так что возникает адиабатическое действие. Другими словами, в холодильнике вторая пластина 20 имеет высокую температуру, и первая пластина 10 имеет низкую температуру. Кроме того, температурный переход от высокой температуры до низкой температуры происходит в препятствующем проводимости листе 60, и, следовательно, температура препятствующего проводимости листа 60 изменяется внезапно. Следовательно, когда препятствующий проводимости лист 60 открыт на своей наружной стороне, передача тепла через открытое место может реально происходить. Для уменьшения тепловых потерь защитная часть 62 расположена на наружной стороне препятствующего проводимости листа 60. Например, когда препятствующий проводимости лист 60 открыт в любую одну из низкотемпературной области и высокотемпературной области, препятствующий проводимости лист 60 не служит в качестве препятствия для проводимости, а также открытый его участок, что является непредпочтительным.
[49] Защитная часть 62 может быть выполнена в виде пористого материала, контактирующего с наружной поверхностью препятствующего проводимости листа 60. Защитная часть 62 может быть выполнена в виде адиабатической конструкции, например, отдельной прокладки, которая расположена на наружной стороне препятствующего проводимости листа 60. Защитная часть 62 может быть выполнена в виде участка вакуумного адиабатического элемента, который расположен в положении, обращенном к соответствующему препятствующему проводимости листу 60, когда вакуумный адиабатический элемент на стороне основного корпуса закрыт относительно вакуумного адиабатического элемента на стороне двери. Для уменьшения тепловых потерь, даже когда основной корпус и дверь открыты, защитная часть 62 предпочтительно может быть выполнена в виде пористого материала или отдельной адиабатической конструкции.
[50] Препятствующий проводимости лист 60, предложенный на фиг.4b, предпочтительно может использоваться в вакуумном адиабатическом элементе на стороне двери. На фиг.4b участки, отличные от участков на фиг.4a, описаны подробно, и одно и то же описание используется для участков, идентичных участкам на фиг.4a. Боковая рама 70 дополнительно расположена на наружной стороне препятствующего проводимости листа 60. Часть для уплотнения между дверью и основным корпусом, выпускное отверстие, необходимое для процесса всасывания, отверстие газопоглотителя для поддержания вакуума и тому подобное могут быть расположены на боковой раме 70. Причина состоит в том, что установка частей является удобной в вакуумном адиабатическом элементе на стороне основного корпуса, но установочные положения частей ограничены в вакуумном адиабатическом элементе на стороне двери.
[51] В вакуумном адиабатическом элементе на стороне основного корпуса трудно расположить препятствующий проводимости лист 60 на переднем концевом участке части с вакуумной областью, т.е. угловом боковой участке части с вакуумной областью. Причина состоит в том, что в отличие от основного корпуса угловой кромочный участок двери открыт на наружную сторону. Более конкретно, если препятствующий проводимости лист 60 расположен на переднем концевом участке части с вакуумной областью, угловой кромочный участок двери открыт на наружную сторону, и, следовательно, существует недостаток в том, что отдельная адиабатическая часть должна быть образована для увеличения адиабатической эффективности препятствующего проводимости листа 60.
[52] Препятствующий проводимости лист, предложенный на фиг.4c, предпочтительно может быть установлен в канале, проходящем через часть с вакуумной областью. На фиг.4c участки, отличные от участков на фиг.4a и 4b описаны подробно, и одно и то же описание используется для участков, идентичных участкам на фиг.4a и 4b. Препятствующий проводимости лист, имеющий ту же форму, что и форма на фиг.4a, предпочтительно сморщенный препятствующий проводимости лист 63, может быть расположен на периферийном участке канала 64. Соответственно, тракт передачи тепла может быть удлинен, и деформация, вызванная разностью давлений, может быть предотвращена. Кроме того, отдельная защитная часть может быть выполнена с возможностью увеличения адиабатической эффективности препятствующего проводимости листа.
[53] Тракт передачи тепла между первой и второй пластинами 10 и 20 будет описан со ссылкой на фиг.4a. Тепло, проходящее через вакуумный адиабатический элемент, может быть разделено на тепло 1 поверхностной проводимости, передаваемое по поверхности вакуумного адиабатического элемента, более конкретно, препятствующему проводимости листу 60, тепло 2 проводимости опоры, передаваемое по опорному элементу 30, расположенному внутри вакуумного адиабатического элемента, тепло 3 проводимости газа, передаваемое через внутренний газ в части с вакуумной областью, и тепло 4 передачи излучением, передаваемое через часть с вакуумной областью.
[54] Тепло передачи может изменяться в зависимости от различных конструктивных размеров. Например, опорный узел может быть изменен таким образом, что первая и вторая пластины 10 и 20 могут выдерживать вакуум без деформирования, вакуум может быть ⋅изменено, и длина препятствующего проводимости листа может быть изменена. Тепло передачи может изменяться в зависимости от разности температур между областями (первой и второй областями), соответственно образованными пластинами. В варианте осуществления предпочтительная конструкция вакуумного адиабатического элемента была определена путем учета того, что общая величина передачи тепла меньше общей величины передачи тепла типичной адиабатической конструкции, образованной путем вспенивания полиуретана. В обычном холодильнике, включающем в себя адиабатическую конструкцию, образованную путем вспенивания полиуретана, коэффициент эффективной передачи тепла может быть представлен как 19,6 мВт/м⋅K.
[55] Посредством осуществления относительного анализа величин передачи тепла вакуумного адиабатического элемента варианта осуществления величина передачи тепла за счет тепла 3 проводимости газа может стать наименьшей. Например, величина передачи тепла за счет тепла 3 проводимости газа может регулироваться, чтобы быть равной или меньше 4% от общей величины передачи тепла. Величина передачи тепла за счет тепла проводимости твердого тела, определенная как сумма тепла 1 поверхностной проводимости и тепла 2 проводимости опоры, является наибольшей. Например, величина передачи тепла за счет тепла проводимости твердого тела, может достигать 75% от общей величины передачи тепла. Величина передачи тепла за счет тепла 4 передачи излучением меньше величины передачи тепла за счет тепла проводимости твердого тела, но больше величины передачи тепла за счет тепла 3 проводимости газа. Например, величина передачи тепла за счет тепла 4 передачи излучением может составлять около 20% от общей величины передачи тепла.
[56] В соответствии с таким распределением передачи тепла коэффициенты эффективной передачи тепла (eK: эффективный K) (Вт/м⋅K) тепла 1 поверхностной проводимости, тепла 2 проводимости опоры, тепла 3 проводимости газа и тепла 4 передачи излучением излучения могут иметь математическое представление 1.
[57] Математическое представление 1.
[Математическое представление 1]
eKтепло проводимости твердого тела > eKтепло передачи излучением > eKтепло проводимости газа
[58] Здесь коэффициент (eK) эффективной передачи тепла является значением, которое может быть измерено, используя форму и разности температур целевого изделия. Коэффициент (eK) эффективной передачи тепла является значением, которое можно получить путем измерения общей величина передачи тепла и температуры по меньшей мере одного участка, на который передается тепло. Например, теплотворная способность (W) измеряется с помощью источником нагрева, которая может количественно измеряться в холодильнике, распределение (K) температуры двери измеряется с использованием тепла, соответственно переданного через основной корпус и кромку двери холодильника, и тракт, через который передается тепло, рассчитывается как величина (m) преобразования, таким образом, определяя коэффициент эффективной передачи тепла.
[59] Коэффициент (eK) эффективной передачи тепла всего вакуумного адиабатического элемента является значением, заданным k=QL/AΔT. Здесь Q означает теплотворную способность (W) и может быть получен с использованием теплотворной способности проводимости нагревателя. A означает площадь (м2) сечения вакуумного адиабатического элемента, L означает толщину (м) вакуумного адиабатического элемента, и ΔT означает разность температур.
[60] Для тепла поверхностной проводимости теплотворная способность проводимости может быть получена за счет разности (ΔT) температур между входом и выходом препятствующего проводимости листа 60 или 63, площадью (A) сечения препятствующего проводимости листа, длиной (L) препятствующего проводимости листа и теплопроводностью (k) препятствующего проводимости листа (теплопроводность препятствующего проводимости листа является свойством материала и может быть получена заранее). Для тепла проводимости опоры теплотворная способность проводимости может быть получена за счет разности (ΔT) температур между входом и выходом опорного узла 30, площадью (A) сечения опорного узла, длины (L) опорного узла и теплопроводностью (k) опорного узла. Здесь теплопроводность опорного узла является свойством материала и может быть получена заранее. Сумма тепла 3 проводимости газа и тепла 4 передачи излучением может быть получена путем вычитания тепла поверхностной проводимости и тепла проводимости опоры из величины передачи тепла всего вакуумного адиабатического элемента. Отношение тепла 3 проводимости газа и тепла 4 передачи излучением может быть получено путем определения тепла передачи излучением, когда не существует тепло проводимости газа за счет значительного понижения степени вакуумирования части 50 с вакуумной областью.
[61] Когда пористый материал расположен внутри части 50 с вакуумной областью, тепло 5 проводимости пористого материала может быть суммой тепла 2 проводимости опоры и тепла 4 передачи излучением. Тепло 5 проводимости пористого материала может изменяться в зависимости от различных переменных, включающих в себя тип, количество и тому подобное пористого материала.
[62] В соответствии с вариантом осуществления разность ΔT1 температур между геометрическим центром, образованным соседними стержнями 31 и точкой, в которой расположен каждый из стержней 31, предпочтительно может составлять менее 0,5°C. Также разность ΔT2 температур между геометрическим центром, образованным соседними стержнями 31 и кромочным участком вакуумного адиабатического элемента, предпочтительно может составлять менее 0,5°C. Во второй пластине 20 разность температур между средней температурой второй пластины и температурой в точке, в которой тракт передачи тепла, проходящий через препятствующий проводимости лист 60 или 63, достигает второй пластиной, может быть наибольшей. Например, когда вторая область является областью более горячей, чем первая область, температура в точке, в которой тракт передачи тепла, проходящий через препятствующий проводимости лист, достигает второй пластины, становится наименьшим. Подобным образом, когда вторая область является областью более холодной, чем первая область, температура в точке, в которой тракт передачи тепла, проходящий через препятствующий проводимости лист, достигает второй пластины, становится самой высокой.
[63] Это означает то, что количество тепла, переданного через другие точки за исключением тепла поверхностной проводимости, проходящего через препятствующий проводимости лист, должно регулироваться, и полная величина передачи тепла, соответствующая вакуумному адиабатическому элементу, может быть получена, только когда тепло поверхностной проводимости имеет наибольшую величину передачи тепла. Для этой цели изменение температуры препятствующего проводимости листа может регулироваться, чтобы быть большим, чем изменение температуры пластины.
[64] Физические характеристики частей, образующих вакуумный адиабатический элемент будут описаны. В вакуумном адиабатическом элементе усилие под действие давления вакуума приложено ко всем частям. Следовательно, материал, имеющий прочность (Н/м2) конкретного уровня, предпочтительно может быть использован.
[65] При таких обстоятельствах пластины 10 и 20 и боковая рама 70 предпочтительно могут быть выполнены из материала, имеющего достаточную прочность, при которой они не повредятся даже под действием давления вакуума. Например, когда количество стержней 31 уменьшено для ограничения тепла проводимости опоры, деформация пластины возникает вследствие давления вакуума, что может плохо влиять на внешний вид холодильника. Препятствующий излучению лист 32 предпочтительно может быть выполнен из материала, который имеет низкую излучательную способность и может легко подвергаться обработки до тонкой пленки. Кроме того, препятствующий излучению лист 32 должен обеспечивать прочность, достаточную для предотвращения деформации под действием внешней ударной нагрузки. Опорный узел 30 имеет прочность, достаточную для поддержания усилия, обусловленного вакуумом и выдерживания внешней ударной нагрузки, и должен иметь способность поддаваться обработке. Препятствующий проводимости лист 60 предпочтительно может быть выполнен из материала, который имеет форму тонкой пластины и может выдерживать вакуум.
[66] В варианте осуществления пластина, боковая рама и препятствующий проводимости лист могут быть выполнены из нержавеющего материала, имеющего такую же прочность. Препятствующий излучению лист может быть выполнен из алюминия, имеющего меньшую прочность, чем нержавеющие материалы. Опорный узел может быть выполнен из полимера, имеющий меньшую прочность, чем алюминий.
[67] В отличие от прочности с точки зрения материалов требуется анализ с точки зрения жесткости. Жесткость (Н/м) является свойством, при котором материал не будет легко деформироваться. Хотя используется один и тот же материал, его жесткость может изменяться в зависимости от его формы. Препятствующие проводимости листы 60 или 63 могут быть выполнены из материала, имеющего прочность, но жесткость материала предпочтительно является небольшой для увеличения термостойкости и минимизации теплоты излучения, когда препятствующий проводимости лист распределен равномерно без неровностей при приложении давления вакуума. Препятствующий излучению лист 32 требует жесткость конкретного уровня без возможности контакта с другой частью вследствие деформации. В частности, кромочный участок препятствующего излучению листа может создавать тепло проводимости вследствие опускания, вызванного собственной нагрузкой препятствующего излучению листа. Следовательно, требуется жесткость конкретного уровня. Опорный узел 30 требует жесткость, достаточную для выдерживания сжимающего напряжения пластины и внешней ударной нагрузки.
[68] В варианте осуществления пластина и боковая рама предпочтительно могут иметь наибольшую жесткость для предотвращения деформации, вызванной вакуумом. Опорный узел, в частности стержень, предпочтительно может иметь вторую наибольшую жесткость. Препятствующий излучению лист предпочтительно может иметь жесткость, которая меньше жесткости опорного узла, но выше жесткости препятствующего проводимости листа. Препятствующий проводимости лист предпочтительно может быть выполнен из материала, который легко деформируется под действием давления вакуума и имеет наименьшую жесткость.
[69] Даже когда пористый материал 33 заполнен в части 50 с вакуумной областью, препятствующий проводимости лист предпочтительно может иметь наименьшую жесткость, и пластина и боковая рама предпочтительно могут иметь наибольшую жесткость.
[70] Ниже вакуум предпочтительно определен в зависимости от внутреннего состояния вакуумного адиабатического элемента. Как уже описано выше, вакуум должен поддерживаться внутри вакуумного адиабатического элемента для уменьшения передачи тепла. При этом, легко ожидать, что вакуум предпочтительно поддерживается как можно низким для уменьшения передачи тепла.
[71] Часть с вакуумной областью может препятствовать передаче тепла путем использования только опорного узла 30. В качестве альтернативы, пористый материал 33 может быть заполнен одновременно с опорным узлом в части 50 с вакуумной областью для препятствия передаче тепла. В качестве альтернативы, часть с вакуумной областью может препятствовать передаче тепла без использования опорного узла, но с использованием пористого материала 33.
[72] Будет описан случай, в котором используется только опорный узел.
[73] На фиг.5 изображены кривые, показывающие изменение адиабатической эффективности и изменения проводимости газа относительно вакуумов посредством использования имитационного моделирования.
[74] Ссылаясь на фиг.5, можно видеть, что при уменьшении давления вакуума, т.е., при увеличении степени вакуумирования, тепловая нагрузка в случае только основного корпуса (кривая 1) или в случае, когда основной корпус и дверь соединены вместе (кривая 2), уменьшается по сравнению с тепловой нагрузкой в случае обычного изделия, образованного путем вспенивания полиуретана, таким образом, увеличивая адиабатическую эффективность. Однако, можно видеть, что степень увеличения адиабатической эффективности постепенно уменьшается. Также, можно видеть, что когда вакуум уменьшается, проводимость газа (кривая 3) уменьшается. Однако, можно видеть, что, хотя вакуум уменьшается, отношение, при котором увеличиваются адиабатическая эффективность и проводимость газа, постепенно уменьшается. Следовательно, предпочтительно, чтобы вакуум уменьшался как можно меньше. Однако, это требует длительного времени для получения чрезмерного давления вакуума, и осуществляются большие затраты вследствие чрезмерного использования газопоглотителя. В варианте осуществления оптимальный вакуум предложен с вышеописанной точки зрения.
[75] На фиг.6 изображены кривые, полученные путем наблюдения в зависимости от времени и давления за процессом вакуумирования внутренней части вакуумного адиабатического элемента при использовании опорного узла.
[76] Как показано на фиг.6, для образования части 50 с вакуумной областью, которая должна находиться в вакуумном состоянии, газ из части 50 с вакуумной областью выкачивается вакуумным насосом при испарении скрытого газа, остающегося в частях части 50 с вакуумной областью за счет прогревания. Однако, если вакуум достигает конкретного уровня или выше, существует точка, в которой уровень давления вакуума больше не увеличивается (Δt1). После этого газопоглотитель активируется путем отсоединения части 50 с вакуумной областью от вакуумного насоса и подачи тепла в часть 50 с вакуумной областью (Δt2). Если газопоглотитель активирован, давление в части 50 с вакуумной областью уменьшается в течение конкретного периода времени, но затем нормализуется для поддержания давления вакуума конкретного уровня. Вакуум, который поддерживает конкретный уровень после активации газопоглотителя, составляет приблизительно 1,8×10^(-6) торр.
[77] В варианте осуществления точка, в которой вакуум, по существу, больше не уменьшается, даже если газ выкачен путем приведения в действие вакуумного насоса, установлена для самого нижнего предела давления вакуума, используемого в вакуумном адиабатическом элементе, таким образом, устанавливая минимальное внутреннее давление части 50 с вакуумной областью на 1,8×10^(-6) торр.
[78] На фиг.7 показаны кривые, полученные путем сравнения давлений вакуума и проводимостей газа.
[79] Как показано на фиг.7, проводимости газа относительно вакуумов в зависимости от размеров зазора в части 50 с вакуумной областью, представлены в виде кривых коэффициентов (eK) эффективной передачи тепла. Коэффициенты (eK) эффективной передачи тепла были измерены, когда зазор в части 50 с вакуумной областью имеет три размера 2,76 мм, 6,5 мм и 12,5 мм. Зазор в части 50 с вакуумной областью определен следующим образом. Когда препятствующий излучению лист 32 находится внутри части 50 с вакуумной областью, зазор является расстоянием между препятствующим излучению листом 32 и пластиной, расположенной смежно ему. Когда препятствующий излучению лист 32 не находится внутри части 50 с вакуумной областью, зазор является расстоянием между первой и второй пластинами.
[80] Можно видеть, что, поскольку размер зазора является небольшим в точке, соответствующей типичному коэффициенту эффективной передачи тепла 0,0196 Вт/м⋅K, который рассчитан для адиабатического материала, полученного путем вспенивания полиуретана, вакуум составляет 2,65×10^(-1) торр, даже когда размер зазора составляет 2,76 мм. При этом можно видеть, что точка, в которой уменьшение адиабатического эффекта, вызванное теплом проводимости газа, нейтрализовано, даже если вакуум уменьшен, является точкой, в которой вакуум составляет приблизительно 4,5×10^(-3) торр. Вакуум 4,5×10^(-3) торр может быть определен как точка, в которой уменьшение адиабатического эффекта, вызванное теплом проводимости газа, нейтрализовано. Также, когда коэффициент эффективной передачи тепла составляет 0,1 Вт/м⋅K, вакуум составляет 1,2×10^(-2) торр.
[81] Когда часть 50 с вакуумной областью не содержит опорный узел, а содержит пористый материал, размер зазора изменяется от нескольких микрометров до нескольких сотен микрометров. В этом случае величина передачи тепла излучением является небольшим благодаря пористому материалу, даже когда вакуум является относительно высоким, т.е. когда степень вакуумирования является низкой. Следовательно, используется соответствующий вакуумный насос для регулировки давления вакуума. Вакуум, подходящий для соответствующего вакуумного насоса, составляет приблизительно 2,0×10^(-4) торр. Также, вакуум в точке, в которой нейтрализовано уменьшение адиабатического эффекта, вызванного теплом проводимости газа, составляет приблизительно 4,7×10^(-2) торр. Также, давление, при котором уменьшение адиабатического эффекта, вызванного теплом проводимости газа, достигает типичного коэффициента эффективной передачи тепла 0,0196 Вт/м⋅K, равно 730 торр.
[82] Когда опорный узел и пористый материал расположены вместе в части с вакуумной областью, вакуум может быть создан и использован, который является средним между вакуумом, когда используется только опорный узел, и вакуумом, когда используется только пористый материал.
[83] Фиг.8 - вид в разрезе двери на фиг.1, и фиг.9 - увеличенный вид фиг.8.
[84] Как показано на фиг.8 и 9, дверь 3 может включать в себя вакуумный адиабатический элемент 100 и защитную часть 62, расположенную на кромке вакуумного адиабатического элемента 100.
[85] Вакуумный адиабатический элемент 100 может включать в себя в качестве частей, которые обеспечивают отделение части с вакуумной областью от наружной атмосферной области, первую пластину 10, вторую пластину 20, препятствующий проводимости лист 60 и боковую раму 70.
[86] Вакуумный адиабатический корпус 100 может включать в себя опорный узел 30 для поддержания расстояния между первой пластиной 10 и второй пластиной 20, и опорный узел 30 может включать в себя стержень 31.
[87] Боковая рама 70 может быть образована в изогнутой форме. Одна сторона боковой рамы 70 может быть соединена с препятствующим проводимости листом 60, и другая сторона боковой рамы 70 может быть соединена со второй пластиной 20.
[88] Вторая пластина 20 и препятствующий проводимости лист 60 могут быть соединены с боковой рамой 70 с помощью сварки. Боковая рама 70 закрыта защитной частью 62, таким образом, изолируя тепло.
[89] В холодильнике холодный воздух, проходящий через препятствующий проводимости лист 60, передается на боковую раму 70. Температура боковой рамы 70 относительно выше температуры первой пластины 10.
[90] Защитная часть 62 закрывает верхний участок препятствующего проводимости листа 60, таким образом, теплоизолируя препятствующий проводимости лист 60. При этом нижний участок препятствующего проводимости листа 60 может быть теплоизолирован частью 50 с вакуумной областью. Защитная часть 62 может быть образована по кромке вакуумного адиабатического элемента 100.
[91] Защитная часть 62 может включать в себя пористый материал и т.д., для увеличения адиабатического эффекта. Конкретно, защитная часть 62 может включать в себя полиуретан.
[92] Прокладка 90 может быть расположена на верхнем конце защитной части 62. Прокладка 90 блокирует зазор между дверью 3 и основным корпусом 2, таким образом, блокируя конвективную передачу тепла между внутренней частью и наружной частью холодильника.
[93] Нижний конец защитной части 62 контактирует с препятствующим проводимости листом 60 на по меньшей мере одном участке, и верхний конец защитной части 62 контактирует с прокладкой 90.
[94] Препятствующий проводимости лист 60 расположен в положении A1, в котором он перекрывается с защитной частью 62, что является эффективным для теплоизоляции. Если препятствующий проводимости лист 60 находится вне положения A1, адиабатический эффект может быть уменьшен.
[95] Кроме того, если препятствующий проводимости лист 60 расположен в положении A2, в котором он перекрывается с прокладкой 90, адиабатический эффект может быть дополнительно увеличен. Результат, полученный путем анализа передачи тепла относительно положений препятствующего проводимости листа 60, будет описан подробно со ссылкой на фиг.10.
[96] Криволинейная поверхность, утопленная к части 50 с вакуумной областью, образована на препятствующем проводимости листе 60. При этом, криволинейная поверхность расположена в положении A2, в котором она перекрывается с прокладкой 90, что является наиболее предпочтительным с точки зрения теплоизоляции.
[97] Хотя на этих чертежах не показано, препятствующий проводимости лист 60 может включать в себя уплотняющую часть для закрепления препятствующего проводимости листа 60 на первой пластине 10. В этом случае уплотняющая часть может быть расположена в положении A2, в котором она перекрывается с прокладкой 90.
[98] При этом, когда вакуумный адиабатический элемент на стороне основного корпуса 2 закрыт относительно вакуумного адиабатического элемента на стороне двери 3, препятствующий проводимости лист 60, расположенный на двери 3, закрыт вакуумным адиабатическим элементом, расположенным на основном корпусе, таким образом, изолируя тепло. В этом случае адиабатическая эффективность может быть оптимизирована, когда препятствующий проводимости лист 60, расположенный на двери 3, расположен в положении, в котором он перекрывается с вакуумным адиабатическим элементом, расположенным на основном корпусе 2.
[99] Напротив, препятствующий проводимости лист, расположенный на основном корпусе 2, закрыт дверью 3, таким образом, изолируя тепло. В этом случае адиабатическая эффективность может быть оптимизирована, когда препятствующий проводимости лист, расположенный на основном корпусе, расположен в положении, в котором он перекрывается с вакуумным адиабатическим элементом 100, расположенным на двери 3.
[100] Ниже будет описан результат, полученный путем анализа передачи тепла относительно положений препятствующего проводимости листа 60.
[101] Фиг.10 - вид, показывающий результат, полученный путем анализа передачи тепла при расположении препятствующего проводимости листа на наружной стороне защитной части.
[102] Ссылаясь на фиг.10, можно видеть, что, когда препятствующий проводимости лист 60 расположен на наружной стороне защитной части, температура участка наружной поверхности защитной части 62 уменьшена.
[103] Конкретно, можно видеть с помощью анализа, что средняя точка бокового участка защитной части 62 имеет более низкую температуру, чем другие участки. Также, можно видеть, что температура переднего участка защитной части 62 уменьшается, когда передний участок проходит от левой стороны к правой стороне. Причина состоит в том, что холодный воздух в холодильнике передается на наружную сторону при уменьшении адиабатической эффективности между первой пластиной 10 и второй пластиной 20.
[104] Если температура наружной поверхности защитной части 62 падает до точки росы, может возникнуть явление конденсации росы, и, следовательно, может быть вызвано неудобство пользователя.
[105] Ниже будет описана конструкция для теплоизоляции препятствующего проводимости листа 60, расположенного на наружной стороне защитной части 62.
[106] Фиг.11 - вид в разрезе двери в соответствии с другим вариантом осуществления.
[107] Этот вариант осуществления отличается от вышеописанного варианта осуществления только защитной частью и препятствующим проводимости листом, и, следовательно, повторные описания будут опущены.
[108] Как показано на фиг.11, дверь данного варианта осуществления включает в себя первую пластину 10, вторую пластину 20, опорный узел 30, препятствующий проводимости лист 60 и боковую раму 70.
[109] Защитная часть 62 может быть расположена на периферии боковой рамы 70, и прокладка 90 может быть расположена на верхней стороне защитной части 62.
[110] Препятствующий проводимости лист 60 расположен на наружной стороне защитной части 62. То есть, препятствующий проводимости лист 60 может быть открыт во внутреннюю часть холодильника. Однако, защитная часть 62 может включать в себя адиабатическую выступающую часть 162.
[111] Адиабатическая выступающая часть 162 выполнена с возможностью прохождения к внутренней стороне первой пластины 10 от защитной части 62, таким образом, закрывая препятствующий проводимости лист 60. То есть, отдельная адиабатическая выступающая часть 162 добавлена без деформации защитной части 62, так что можно закрыть препятствующий проводимости лист 60. Препятствующий проводимости лист 60 закрыт адиабатической выступающей частью 162, так что можно увеличить адиабатический эффект вакуумного адиабатического элемента.
[112] Фиг.12-14 - виды, показывающие результат, полученный путем анализа передачи тепла относительно положений препятствующего проводимости листа.
[113] На фиг.12 показан случай, когда препятствующий проводимости лист расположен внутри защитной части, на фиг.13 показан случай, когда препятствующий проводимости лист расположен в положении, в котором он перекрывается с прокладкой, и на фиг.14 показан случай, когда препятствующий проводимости лист перекрывается с защитной частью, но не перекрывается с прокладкой.
[114] На фиг.12 показан температурный градиент, когда препятствующий проводимости лист 60 расположен на внутренней стороне защитной части 62, т.е. в положении A1.
[115] На фиг.12 можно видеть, что температурный градиент защитной части 62 выполнен с равномерной толщиной. То есть можно видеть, то, когда препятствующий проводимости лист 60 теплоизолирован, холодный воздух в холодильнике предотвращен от передачи на наружную сторону.
[116] На фиг.13 показан температурный градиент, когда препятствующий проводимости лист 60 расположен в положении, в котором он перекрывается с прокладкой 90 при расположении на внутренней стороне защитной части 62. То есть показан температурный градиент, когда препятствующий проводимости лист 60 расположен в положении A2.
[117] Можно видеть, что температура наружной поверхности защитной части 62 является равномерной, даже когда препятствующий проводимости лист 60 расположен в положении, в котором он перекрывается с прокладкой 90. То есть можно видеть, что когда препятствующий проводимости лист 60 теплоизолирован, холодный воздух в холодильнике предотвращен от передачи на наружную сторону.
[118] Случай на фиг.13 будет сравниваться со случаем на фиг.12. В случае на фиг.13 температурный градиент быстро изменяется в окрестности препятствующего проводимости листа 60. С другой стороны, в случае на фиг.12 температурный градиент плавно изменяется в окрестности препятствующего проводимости листа 60. То, что температурный градиент быстро изменяется, означает то, что передачи тепла в окрестности препятствующего проводимости листа 60 ограничена настолько, насколько изменение температурного градиента. Соответственно, можно определить адиабатическую эффективность.
[119] В случае на фиг.13 диапазон, в котором температура постоянно поддерживается во внутренней части от наружной поверхности защитной части 62, является широким. С другой стороны, в случае на фиг.12 диапазон, в котором температура постоянно поддерживается во внутренней части от наружной поверхности защитной части 62, является узким.
[120] Как показано на фиг.14, возникает температурный градиент, когда препятствующий проводимости лист 60 расположен внутри защитной части 62. Однако, в отличие от случая на фиг.12, на фиг.14 показан случай, когда препятствующий проводимости лист 60 расположен в положении, удаленном от прокладки 90.
[121] В этом случае можно видеть, что холодный воздух проникает глубоко во внутреннюю часть защитной части 62. Также, можно видеть, что температурный градиент возникает на наружной поверхности бокового участка защитной части 62. То есть можно видеть, что температура поверхности не является равномерной. Следовательно, явление конденсации росы может возникать вследствие разности температур на наружной поверхности второй пластины 20.
[122] Фиг.15 и 16 - кривые, показывающий минимальные температуры наружной поверхности второй пластины относительно относительных положений препятствующего проводимости листа.
[123] Ссылаясь на фиг.15 и 16, можно видеть, что распределение минимальных температур наружной поверхности второй пластины, когда препятствующий проводимости лист 60 расположен в положении (первом положении), в котором он перекрывается с прокладкой 90, подобно распределению минимальных температур наружной поверхности второй пластины 20, когда препятствующий проводимости лист 60 расположен в положении (втором положении), в котором он расположен в защитной части 62, но не перекрывается с прокладкой 90. Однако, можно видеть, что для некоторых точек температура наружной поверхности второй пластины 20, когда препятствующий проводимости лист 60 расположен во втором положении, ниже температуры наружной поверхности второй пластины 20, когда препятствующий проводимости лист 60 расположен в первом положении.
[124] При этом, можно видеть, что температура наружной поверхности второй пластины 20, когда препятствующий проводимости лист 60 расположен в положении (третьем положении), в котором он открыт в холодильнике, является существенно низкой по сравнению с тем, когда препятствующий проводимости лист 60 расположен в первом положении, и когда препятствующий проводимости лист 60 расположен во втором положении.
[125] Если температура наружной поверхности второй пластины 20 становится ниже точки росы воздуха, когда она понижается, роса может конденсироваться на наружную поверхность второй пластины 20.
[126] На кривой фиг.15 показана точка росы при температуре 32°C и относительной влажности (RH) 85%. Можно видеть, что, когда препятствующий проводимости лист 60 расположен в третьем положении, температура поверхности опускаются до точки росы или ниже в некоторых точках наружной поверхности второй пластины 20.
[127] Как описано выше, можно предотвратить понижение температуры наружной поверхности второй пластины 20 за счет холодного воздуха в холодильнике путем изменения положения препятствующего проводимости листа 60.
[128] Фиг.17 - вид в разрезе двери в соответствии с еще одним вариантом осуществления.
[129] Как показано на фиг.17, дверь в соответствии с вариантом осуществления может включать в себя пластину 110, вторую пластину 120, препятствующий проводимости лист 160, боковую раму 170 и прокладку 190.
[130] Одна сторона препятствующего проводимости листа 160 может быть соединена с первой пластиной 110, и другая сторона препятствующего проводимости листа 160 может быть соединена с боковой рамой 170.
[131] Боковая рама 170 может быть соединена со второй пластиной 120 на самом наружном ее участке. Боковая рама 170 может быть соединена со второй пластиной 120 с помощью сварки.
[132] Боковая рама 170 может быть выполнена в изогнутой форме. Конкретно, боковая рама 170 может быть расположена таким образом, что высота кромочного участка боковой рамы 170 ниже, если смотреть со стороны всей формы вакуумного адиабатического элемента.
[133] Препятствующий проводимости лист 160 может быть установлен на участке, на котором высота боковой рамы 170 является большой, для соединения с боковой рамой 170. Боковая рама 170 и препятствующий проводимости лист 160 могут быть соединены друг с другом с помощью сварки.
[134] Дополнительная установочная часть 180 может быть установлена на участке, на котором высота боковой рамы 170 является небольшой. Дверная петля, выпускной участок и т.д., могут быть установлены на дополнительной установочной части 180. Соответственно, можно максимально обеспечить внутренний объем изделия, такого как холодильник, содержащий вакуумный адиабатический элемент для увеличения адиабатического эффекта, и достаточно обеспечить функции изделия.
[135] Прокладка 190 может полностью закрывать препятствующий проводимости лист 160. Выступающая часть 193, образованная на прокладке 190, может вставляться в область между боковой рамой 170 и дополнительной установочной частью 180. Также, прокладка 190 может быть установлена на участке дополнительной установочной части 180.
[136] Длина d1 участка, на котором высота боковой рамы 170 является большой, может быть образована больше длины d2 от кромочного участка первой пластины 10 до внутреннего конца прокладки 190. То есть прокладка 190 расположена в положении, смещенном к боковой раме 170 для предотвращения передачи холодного воздуха от первой пластины 110 к препятствующему проводимости листу 160.
[137] Подобным образом, площадь контакта между прокладкой 190 и боковой рамой 170 может быть образована шире площади контакта между прокладкой 190 и первой пластиной 110.
[138] Вакуумный адиабатический элемент, предложенный в настоящем изобретении, предпочтительно может использоваться в холодильниках. Однако использование вакуумного адиабатического элемента не ограничивается холодильниками и может использоваться в различных устройствах, таких как криогенные холодильные устройства, нагревательные устройства и вентиляционные устройства.
[139] В соответствии с настоящим изобретением вакуумный адиабатический элемент может применяться в промышленности в различных адиабатических устройствах. Адиабатический эффект может быть увеличен, так что можно увеличить эффективность использования энергии и увеличить эффективный объем устройства.
Реферат
Холодильник с корпусом, дверью, компрессором и конденсатором имеет вакуумный адиабатический элемент, который включает первую пластину, вторую пластину, уплотняющую часть, опорный узел, не пропускающий тепло узел и выпускное отверстие. Не пропускающий тепло узел включает в себя препятствующий проводимости лист, который соединен с первой пластиной. Препятствующий проводимости лист препятствует передаче тепла, осуществляемой по стенке для третьей области, включает защитную часть для теплоизоляции препятствующего проводимости листа посредством закрытия одной поверхности препятствующего проводимости листа, и другая поверхность препятствующего проводимости листа является теплоизолированной посредством третьей области. Использование данной группы изобретений обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности использования энергии и в увеличении полезного объема холодильника. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 21 ил.
