專利名稱：在間隙中引入絕熱系統(tǒng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在間隙(interspace)中引入絕熱系統(tǒng)的方法。
背景技術(shù)：
包含絕熱系統(tǒng)的間隙有許多不同的應(yīng)用。其中，有用于存儲(chǔ)低溫流體的杜瓦瓶，用于傳輸?shù)蜏亓黧w的管道，飲料分配機(jī)(其中，要求熱絕熱主要是為了把通常約為70℃的熱飲部分與冷飲部分分開)，用于等溫傳輸例如藥、冷或者凍的食物的容器，冰箱和煮器(boiler)。
眾所周知，在平常使用中，利用含有絕熱材料的真空間隙來隔熱，所述絕熱材料例如是玻璃棉、硅膠、珠光體、以及特別是呈泡沫狀的有機(jī)聚合物，例如開巢式(open cells)剛性聚氨酯。
為了提高絕熱系統(tǒng)的性能，最好利用真空絕熱板來幫助這些絕熱材料提高絕熱性能，所述真空絕熱板在本領(lǐng)域(sector)中縮寫為VIP。
已知的是，真空板由一個(gè)封套構(gòu)成，封套中具有填充材料。
封套具有防止或盡可能多地減少大氣氣體進(jìn)入絕熱板的功能，以便保持一個(gè)與滿足應(yīng)用要求的熱絕緣水平相適合的真空水平。為達(dá)到這一目的，封套由被稱作“阻擋”片的薄片制成，其特征是氣體的滲透性盡可能低，而且封套可以由單個(gè)元件構(gòu)成，但更普遍的是呈多層結(jié)構(gòu)。當(dāng)其為多層結(jié)構(gòu)時(shí)，其中一個(gè)元件層可以實(shí)現(xiàn)擋片效果，而其它層通常具有機(jī)械支持和保護(hù)阻擋層的功能。
當(dāng)絕熱板中形成有真空時(shí)，填充材料也具有隔開封套兩相對面的功能。事實(shí)上，在絕熱板抽空期間，由于外部大氣壓力和絕熱板內(nèi)部低壓存在壓力差，所以封套粘結(jié)到填充材料。填充材料可以是無機(jī)的，也可以是有機(jī)的，無機(jī)的如硅粉、玻璃纖維、氣凝膠、硅藻土等，有機(jī)的如聚氨酯或聚苯乙酯的剛性泡沫，它們都是呈板狀或粉狀形式?？傊畛洳牧媳仨毷嵌嗫椎幕蚴遣贿B續(xù)的，以便于氣體可以從孔或空隙可以排出。
實(shí)際上，大氣氣體滲入絕熱板中是不可避免的，所以大多數(shù)情況下這些絕熱板也含有一種或多種吸氣材料，這些吸氣材料能夠吸收滲入的氣體，從而使板內(nèi)的氣壓保持在設(shè)定值。優(yōu)選的是，使用具有兩種或者三種吸氣材料的裝置，該裝置包括至少一個(gè)化學(xué)吸濕器和至少下列成分之一過渡金屬元素的氧化物(主要功能是吸收氫，一氧化碳和碳?xì)浠衔?，基于鋇和鋰的合金(主要功能是吸收氮)。申請人在銷售名為COMBOGETTER的各種各樣的這種類型的吸氣裝置，具體說來，其中，專利EP-B-769117公開的裝置包括一個(gè)吸濕器和基于鋇和鋰的合金粉，而專利EP-B-757920公開的吸氣裝置包含一個(gè)吸濕件和一種過渡金屬元素的氧化物，另外可以選擇增加基于鋇和鋰的合金粉。
據(jù)發(fā)現(xiàn)，迄今為止，真空板特別是那些用塑料制成的真空板，在每個(gè)領(lǐng)域的利用在不斷增長，其中，熱絕熱要求低于大約100℃的溫度。
事實(shí)上，溫度高于100℃后，板開始發(fā)生不可挽回的惡化，并釋放不可忽視的氣體量，因此不可能將板使用在所有那些應(yīng)用中，而絕熱系統(tǒng)的生產(chǎn)方法包括在一個(gè)加熱步驟之前，將板引入間隙中，所述加熱步驟是在超過100℃的溫度下進(jìn)行。
通常高溫?zé)崽幚硎潜匦璧?，所以這種限制非常麻煩，因此對一個(gè)非常好的熱絕熱的需求變得十分緊迫。
必須在高于100℃的熱處理之前進(jìn)行組裝的所有那些裝置例如煮器的制造過程中，這種情況會(huì)不可避免地發(fā)生。
概略地說，它們由一個(gè)內(nèi)部加熱體構(gòu)成，內(nèi)部加熱體被插入外部封套中，封套的端口由兩塊板子進(jìn)行壓制和封閉，所述封套應(yīng)具有這樣的尺寸，即，要使其能和內(nèi)部體形成一個(gè)間隙，其中能夠插入絕熱材料，優(yōu)選的是聚合泡沫。
迄今為止，煮器的生產(chǎn)方法總結(jié)如下將煮器體引入外部封套中，用合適的板子封住端口，在熔爐中進(jìn)行大約170℃的熱處理，將其冷卻到大約60℃，從適當(dāng)?shù)拈_口處在間隙中加入熔化聚合泡沫的前體，前體聚合，最后冷卻至室溫。
170℃的熱處理是必要的，因?yàn)橹笃鞯耐獠糠馓缀晚敳恳呀?jīng)事先用粉末狀涂料處理過，而所述涂料必須在熔爐中進(jìn)行干燥，從而可以使涂層具有熱阻和機(jī)械阻力的特征，特別是防刮擦性；一旦煮器結(jié)構(gòu)組裝完成后就進(jìn)行這一處理，以減少生產(chǎn)時(shí)間和相關(guān)費(fèi)用。
迄今為止，這種高溫處理的需要妨礙了絕熱真空板在煮器中的應(yīng)用，因?yàn)樵诮M裝期間，板不可避免地要在封口之前插入煮器間隙中，因此也就是在高溫加熱前。
專利申請WO 01/51860公開了一種煮器，該煮器的間隙中有一個(gè)絕熱系統(tǒng)，絕熱系統(tǒng)由一定數(shù)量的絕熱板構(gòu)成，所述絕熱板被浸在聚合泡沫中，但是上面提到的關(guān)于制造方法的問題并沒有得到解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種至少所述間隙隨后不得不經(jīng)受高于100℃的溫度的裝置間隙中插入絕熱系統(tǒng)的方法，所述絕熱系統(tǒng)包含至少一個(gè)絕熱真空板，所述真空板位于均勻聚合泡沫陣中，而該絕熱系統(tǒng)不會(huì)被破壞，也不會(huì)失去其最初的絕熱性。
通過在間隙中引入一個(gè)絕熱系統(tǒng)的方法可以達(dá)到該目的，所述絕熱系統(tǒng)包含至少一個(gè)真空絕熱板，所述真空絕熱板被浸在均勻聚合泡沫陣中，所述的方法包括下面的步驟在所述間隙中引入所述板，通過放在所述間隙外部的熱源在至少100℃的溫度對間隙進(jìn)行加熱，在所述間隙的壁間的空余內(nèi)部空間中填入熔化的聚合泡沫，冷卻并凝固所述泡沫，其特征在于，在間隙外部在至少100℃的溫度進(jìn)行加熱之前，進(jìn)行下列的步驟-制備一個(gè)柔性的紙板保護(hù)裝置，所述紙板保護(hù)裝置包括至少一個(gè)相對于平均表面有缺口和凸出部的薄片；-通過下面的方法在間隙中引入所述保護(hù)裝置所述保護(hù)裝置至少被放在間隙的把所述間隙內(nèi)部與所述間隙外部的熱源分開的壁和絕熱板的面對所述壁的表面之間，而且所述保護(hù)裝置在所述空間中形成了含有空氣的腔室。


參考附圖閱讀下面的詳細(xì)說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以很清楚地了解到本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征，其中圖1顯示了含有基于聚合泡沫的填充物的間隙的剖視圖，該間隙是用現(xiàn)有技術(shù)的方法而得到的；圖2顯示了一個(gè)板的剖視圖；圖3顯示了一個(gè)圓筒形板；圖4和圖5顯示了間隙中的板的保護(hù)裝置的兩種可能的組合結(jié)構(gòu)/位置；圖6示意性地顯示了本發(fā)明的方法；圖7示意性地顯示了使用本發(fā)明方法來組裝煮器的不同步驟，以便在煮器的間隙中引入絕熱系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
圖1顯示了一般裝置的間隙101，該裝置必須經(jīng)受溫度高于100℃的熱處理。通常，在這種情況下，泡沫102在熱處理后插入到間隙的壁103和104之間。這樣做是可能的，因?yàn)殚g隙的壁103和104中至少一個(gè)，或上端105或下端106，設(shè)置有開口107，聚合泡沫的前體可以通過該開口被引入間隙，所述前體可以在均勻填充它的間隙中發(fā)生反應(yīng)。一旦聚合泡沫前體填入間隙，開口就可以封閉，比如用小的不透氣的蓋子封閉?？梢允褂貌煌木酆吓菽瑑?yōu)選的是聚氨酯聚合泡沫，它是由聚異氰酸(polyisocyanates)與多元醇之間的濃縮反應(yīng)得到的。通常，在引入前體之前，要在大約60℃的溫度對間隙進(jìn)行加熱，熱源108在所述間隙的壁103外面，因此在聚合泡沫成形期間，聚合泡沫不斷移動(dòng)，從而均勻一致地填充真空，甚至在空隙很小或不規(guī)則的情況下。
圖2顯示了板20的剖面，該板可以應(yīng)用到本發(fā)明方法中。板為平行六面體，包含一個(gè)封套201，封套中含有填充材料202，填充材料為無機(jī)物或聚合體，是不連續(xù)的或是多孔的并不重要。所述封套201可以由兩塊擋片構(gòu)成，如圖所示，擋片邊緣通過熱合方式連接起來，或者封套也可以僅僅由一塊擋片構(gòu)成，擋片自身折疊后密封起來。板可以通過簡單的人工折疊操作或通過壓制過程而形成為U型，甚至可以被封閉，如圖3所示，從而得到中空圓筒30。
通過本發(fā)明的方法，一個(gè)或更多的板被插入到間隙內(nèi)部，優(yōu)選的是，板與間隙的至少一個(gè)壁接觸，而剩余的間隙被均勻分布的聚合泡沫填充。
當(dāng)板受到來自外部的臨界加熱時(shí)，為了防止板受到破壞而失去其功能，可以在根據(jù)所述間隙外部的熱源來劃分間隙內(nèi)部空間的壁，和板的面向所述壁的表面，之間插入一個(gè)由紙板制成的裝置，裝置的形狀和位置共同決定對板的保護(hù)作用。
實(shí)際上，所述裝置在間隙中以下面的方式進(jìn)行安裝和放置應(yīng)保證在所述壁和所述板的表面之間存在氣室，而且所述裝置包含至少一塊紙板薄片，該紙板薄片相對于平均(average)表面具有缺口和/或凸出部。
據(jù)發(fā)現(xiàn)，所述氣室能夠阻止來自間隙外的熱源的熱傳遞，因而超過100℃的熱處理甚至30分鐘左右對板是無害的。
圖4顯示了板的保護(hù)裝置的可能組合形狀/位置。這種情況下，板可以與壁103接觸，而且通過在所述壁和板的面向所述壁的表面之間放置一個(gè)保護(hù)裝置，所述壁103將間隙內(nèi)部空間與間隙外部的熱源108分開，這個(gè)保護(hù)裝置由至少一塊紙板薄片構(gòu)成，而且與所述壁和所述表面接觸，所述紙板薄片相對于平均表面具有缺口和/或凸出部。因?yàn)樗鲅b置與所述板和所述壁互相接觸，所以為了形成氣室，只使用一塊薄片400就足以，所述薄片400相對于平均表面具有缺口或凸出部，或同時(shí)具有切口和凸出部圖中顯示了該薄片的一種可能的結(jié)構(gòu)，它的橫截面是被稱作“波狀”或“起皺”的正弦波。缺口401和凸出部402分別與間隙101的壁103和板403的表面相切，并且形成平行的空氣管404。
為了簡單起見，圖4以波狀薄片為例進(jìn)行說明，但是很多其他的形狀也適用于同樣的用途。此外，要注意的是，具有缺口和/或凸出部的薄片是形成氣室的充分必要條件，但是所述薄片應(yīng)通過一個(gè)或更多的紙板薄片與壁和/或板表面接觸，這些紙板薄片同前面的薄片一起構(gòu)成一個(gè)多層保護(hù)裝置。
優(yōu)選的是，在保護(hù)裝置被插入間隙之前，保護(hù)裝置就與所述板接觸。
圖5中顯示了板保護(hù)裝置的另一種可能的組合形狀/位置。在這種情況下，板在與壁103相對的位置上與間隙的壁104接觸，所述壁103從間隙外的熱源108(圖中未示)直接吸收熱量。保護(hù)裝置可以被放置在所述空間內(nèi)的任何位置，在這種情況中，保護(hù)裝置也必須被插入板和間隙的壁之間的空間中，該壁將所述間隙的內(nèi)部與間隙外部的熱源分開。優(yōu)選的是，保護(hù)裝置與板的面向間隙內(nèi)部的表面接觸，因?yàn)檫@樣可以事先制備“防護(hù)板”并在最終裝置的制造期間通過單一操作將其插入間隙。因此保護(hù)裝置500，覆蓋在板面向間隙內(nèi)部的表面501上，并和表面501一起形成保護(hù)氣室502。此外，在這種情況下顯示了由一個(gè)單一波形薄片構(gòu)成的保護(hù)裝置，但是也可以使用多層裝置，所述多層裝置具有例如，放置在波形板和板表面之間的一個(gè)平薄片，和/或放置在波形板上并朝向間隙內(nèi)部的一個(gè)平薄片。
要注意的是，正如前面結(jié)合圖2所進(jìn)行的描述一樣，板可以為不同的形狀，而且如果保護(hù)裝置不得不保護(hù)U形板，那么圖4和圖5所示的保護(hù)裝置將不得不起作用，從而對板進(jìn)行壓制。
在多層保護(hù)裝置的情況中，術(shù)語“平面”指的是在可能受到保護(hù)裝置的壓制前，能放置在相對于平均表面有缺口和/或凸出部的薄片上的薄片。
此外，要注意的是，板和間隙的壁之間的所述空間內(nèi)部的紙板保護(hù)裝置的存在是在高溫加熱步驟時(shí)對板進(jìn)行保護(hù)的充分必要條件，所述壁將所述間隙的內(nèi)部與間隙外的熱源分開，但是，所述裝置也可以包含一個(gè)薄片，該薄板相對于平均表面具有缺口和/或凸出部，它被放置在板和間隙的另一個(gè)壁之間的空間里，或者甚至完全覆蓋所述板。
一旦板和它的保護(hù)裝置被插入間隙中，優(yōu)選的是，將板用所述裝置覆蓋，并插入這樣得到的“防護(hù)板”，然后進(jìn)行下面的步驟熱處理，冷卻，在間隙中插入泡沫前體和前體構(gòu)成物，最后冷卻。
圖6示意性地顯示了步驟(a)-(d)，它們順次構(gòu)成了本發(fā)明的與附圖4所述組合結(jié)構(gòu)/位置有關(guān)的方法。板20先前應(yīng)由保護(hù)裝置400覆蓋(6a)。這樣獲得的“防護(hù)板”被插入間隙101中，并且與壁103接觸，而且在高于100℃的溫度進(jìn)行熱處理(6b)，最后將所述裝置冷卻到50-60℃左右，并且將聚合泡沫601的前體通過開口600插入到間隙中(6c)。間隙中的前體聚合，形成了泡沫602，它占據(jù)了整個(gè)空余的間隙(6d)。
進(jìn)入間隙的流體狀前體和泡沫聚合物/網(wǎng)狀物的壓力進(jìn)一步對著間隙的壁推動(dòng)所述真空板，同時(shí)，引起紙板保護(hù)裝置400被壓扁，紙板保護(hù)裝置很薄，以至于可以忽略它在間隙中的存在(6d)。
圖7示意性地顯示了本發(fā)明的方法是怎樣應(yīng)用到煮器的制造過程。煮器70的內(nèi)部加熱體701被插入到壓制的外部封套702(7a)中，并且在所獲得的間隙703中放置有板30，所述板上覆蓋著保護(hù)裝置704(7b)。要注意的是，如圖5所示，板朝向內(nèi)壁，但是，也可以如圖4所示的一樣進(jìn)行放置，或者被放置在其它任何合適的位置上，只要板可以通過紙板保護(hù)裝置而不受外部加熱的影響就行。末端用合適的蓋子封閉，并且為了干燥事先沉積在外部封套和頂部上的粉末狀涂料，這樣裝配的煮器70被放入熔爐108中(圖中未示)通常這樣的熱處理在175℃時(shí)進(jìn)行20分鐘。然后可以將煮器冷卻到60℃左右；在間隙中通過開口705，引入聚合物的前體706(7c)，它將在間隙的未被板(7d)占據(jù)的地方聚合形成均勻泡沫707；保護(hù)裝置704在圖7d中沒有示出，因?yàn)槠湟驯慌菽?07壓扁。
權(quán)利要求
1.一種在裝置的間隙(101；703)中引入絕熱系統(tǒng)的方法，所述絕熱系統(tǒng)由至少一個(gè)真空絕熱板(20；30)構(gòu)成，所述真空絕熱板被浸在均勻聚合泡沫陣(602；707)中，該方法包括下面的步驟在所述間隙中引入所述板，通過放在所述間隙外部的熱源在至少100℃的溫度下對所述間隙進(jìn)行加熱，在所述間隙的壁(103；104)之間的空余內(nèi)部空間填充熔化的聚合泡沫，冷卻并凝固所述泡沫，其特征在于，在至少100℃的溫度下對間隙進(jìn)行加熱之前，進(jìn)行下列的步驟-提供一個(gè)柔性的紙板保護(hù)裝置(400；500；704)，所述保護(hù)裝置包含至少一個(gè)相對于平均表面具有缺口和/或凸出部的薄片；-以下面的方法在間隙中引入所述保護(hù)裝置保護(hù)裝置至少被放置在間隙的將所述間隙內(nèi)部與所述間隙外部的熱源分開的壁(103)與絕熱板的面向所述壁的表面(403；501)之間的空間，而且所述保護(hù)裝置在所述間隙中限定含有空氣的腔室(404；502)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包含下面一系列連續(xù)的步驟-在間隙中引入真空絕熱板；-提供柔性的紙板保護(hù)裝置，所述保護(hù)裝置包含至少一個(gè)薄片，所述薄片相對于平均表面具有缺口和/或凸出部；-以下面的方法在間隙中引入所述保護(hù)裝置保護(hù)裝置至少被放置在間隙的將所述間隙內(nèi)部與所述間隙外部的熱源分開的壁與絕熱板的面向所述壁的表面之間的空間，而且所述保護(hù)裝置在所述空間中限定了含有空氣的腔室；-在至少100℃下加熱所述間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包含下面一系列連續(xù)的步驟-提供柔性的紙板保護(hù)裝置，所述保護(hù)裝置包含至少一個(gè)薄片，所述薄片相對于平均表面具有缺口和/或凸出部；-真空絕熱板的至少一個(gè)表面覆蓋有所述保護(hù)裝置；-在間隙中引入所述真空絕熱板，所述絕熱板的至少一個(gè)表面以下面的方法覆蓋著所述保護(hù)裝置保護(hù)裝置被放置在間隙的將所述間隙內(nèi)部與所述間隙外部的熱源分開的壁和絕熱板的面向所述壁的表面之間的空間，而且所述保護(hù)裝置在所述空間中限定含有空氣的腔室；-在至少100℃下加熱所述間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，絕熱板的所述被覆蓋表面與間隙的將所述間隙內(nèi)部與間隙外部的熱源分開的壁接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，保護(hù)裝置由波狀紙板薄片構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，保護(hù)裝置由波狀紙薄板構(gòu)成，而且在其上放置一個(gè)平的紙板薄片。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，保護(hù)裝置由波狀紙板薄片構(gòu)成，而且在其兩個(gè)表面上都有平的紙板薄片。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，絕熱板的與被覆蓋的一面相對的表面與間隙的與分開間隙內(nèi)部和間隙外部熱源的那個(gè)壁相對的壁(104)接觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，保護(hù)裝置由波狀紙板薄片構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，保護(hù)裝置由波狀紙板薄片構(gòu)成，而且在其上放有平的紙板薄片。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中，保護(hù)裝置由波狀紙板薄片構(gòu)成，而且在其兩個(gè)表面上都有平的紙板薄片。
12根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，板是平的。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，板是U形的。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，板具有中空圓筒的形狀。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，間隙的一個(gè)壁(103)將所述間隙的內(nèi)部和裝置的外部分開，而且一個(gè)壁(104)將間隙的內(nèi)部從裝置的內(nèi)部分開。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，裝置為煮器(70)，而所述間隙(703)的壁與外部封套(702)和所述煮器的加熱內(nèi)部體(701)重合。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，聚合泡沫是聚氨酯泡沫。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述板含有一個(gè)吸氣裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在至少所述間隙隨后不得不經(jīng)受高于100℃的溫度的裝置間隙(101；703)中插入一個(gè)絕熱系統(tǒng)的方法，所述絕熱系統(tǒng)包含至少一個(gè)絕熱真空板(20；30)，所述真空板位于均勻聚合泡沫陣(602；607)中，而且通過設(shè)置一個(gè)柔性的紙板保護(hù)裝置，該絕熱系統(tǒng)不會(huì)被破壞，也不會(huì)失去其最初的絕熱性。
文檔編號(hào)F16L59/06GK1630797SQ03803653
公開日2005年6月22日 申請日期2003年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月11日
發(fā)明者保羅·馬尼尼, 皮耶拉蒂里奧·迪格雷戈里奧, 魯杰羅·蒂貝里 申請人:工程吸氣公司