專利名稱：隔熱壁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由兩個(gè)相隔一定距離布置的、至少基本上真空密封的內(nèi)外層構(gòu)成的隔熱壁，該內(nèi)外層與一個(gè)沿其輪廓延伸的、橫截面大致呈U形的連接型材相互連接并與該連接型材一起包住一個(gè)可抽真空的夾層，該夾層用可抽真空的隔熱材料填充。
家用電器如制冷裝置和冷藏裝置用的、建立在真空隔熱技術(shù)上的隔熱壁和外殼由于要求持久的防滲漏密封性，所以作為這種隔熱壁和外殼的內(nèi)外層都采用金屬材料，例如優(yōu)質(zhì)鋼板。為了連接內(nèi)外層，出于防滲漏密封性的原因又得用金屬的連接型材與內(nèi)外層進(jìn)行防滲漏密封焊接。其中，作為連接型材除了薄帶鋼外，也用薄鋼板加工成橫截面呈U形的連接件，這種連接件的材料厚度完全與內(nèi)外層的材料厚度一致，以便保證隔熱壁在加工過(guò)程中的要求的工藝可靠性。但用這種材料厚度的連接件以其導(dǎo)熱性而導(dǎo)致隔熱壁的導(dǎo)熱系數(shù)增加。在這種情況下，如果隔熱壁的填充材料用玻璃纖維板，則導(dǎo)熱系數(shù)的增加相對(duì)地不成問(wèn)題，因?yàn)椴ＡЮw維板以其性能而可對(duì)隔熱壁達(dá)到極低的導(dǎo)熱系數(shù)。但用玻璃纖維板會(huì)同時(shí)造成這樣的后果，即由于玻璃纖維板的價(jià)格而造成隔熱壁的相當(dāng)高的制造成本。此外，玻璃纖維板以其比重相當(dāng)高，所以用它填充的隔熱壁和外殼不僅在制冷裝置的制造和配套過(guò)程中，而且用戶也因其重量而難于搬動(dòng)。此外，可供使用的支撐材料例如開(kāi)孔聚氨酯泡沫或聚苯乙烯泡沫雖然沒(méi)有玻璃纖維板的不利的特性，但由于用它作隔熱壁的填充材料與目前可供使用的連接型材結(jié)合所能達(dá)到的最低的導(dǎo)熱系數(shù)是不適合的，因?yàn)橛捎谑褂眠@種連接型材引起的隔熱壁的導(dǎo)熱系數(shù)的增加達(dá)到了對(duì)制冷裝置幾乎不可使用的數(shù)量級(jí)。
本發(fā)明的目的在于，采取簡(jiǎn)單的建設(shè)性的措施改進(jìn)權(quán)利要求1前序部分所述的連接型材，使之避免現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，這個(gè)目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，U形的連接型材的兩個(gè)伸出邊的材料厚度至少接近于內(nèi)外層的材料厚度并用一個(gè)薄膜狀的底邊連接這兩個(gè)伸出邊。
根據(jù)本發(fā)明，這種連接型材以其比它的底邊厚得多的兩個(gè)伸出邊而可在最低導(dǎo)熱的情況下不僅在加工過(guò)程中可用牢固的夾具來(lái)相對(duì)于用薄鋼板制成的內(nèi)外層固定連接型材，而且也方便了該連接型材與該內(nèi)外層的連接。此外，由于該連接型材的兩個(gè)伸出邊的材料厚度與內(nèi)外層的材料厚度大致相同，所以可在高度工藝可靠性的情況下采用高能束焊接方法例如用激光束焊接方法達(dá)到高的工藝速度(例如大約10米/分或更高)，從而顯著降低隔熱壁或隔熱外殼的制造成本。其次，本發(fā)明的連接型材可用廉價(jià)的隔熱材料如開(kāi)孔聚氨酯泡沫或開(kāi)孔聚苯乙烯泡沫作支撐體，而不使隔熱壁的導(dǎo)熱系數(shù)λ增加到一個(gè)對(duì)制冷裝置完全不適用的數(shù)量級(jí)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選結(jié)構(gòu)型式，當(dāng)連接型材和內(nèi)外層用優(yōu)質(zhì)鋼或耐蝕鋼制成時(shí)，則可制造出特別抗?jié)B漏的和形狀特別穩(wěn)定的連接型材和隔熱壁的內(nèi)外層。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選結(jié)構(gòu)型材，連接型材的兩個(gè)伸出邊和底邊作成單獨(dú)的零件，它們用焊接方法連接成連接型材。
這種解決辦法提供了這樣的可能性根據(jù)隔熱壁的使用場(chǎng)合可用薄膜狀底邊的不同材料厚度與連接型材兩個(gè)伸出邊的不同材料厚度進(jìn)行組合。此外，也可用不同成型的、降低導(dǎo)熱的底邊元件，這種底邊元件可成型為特別價(jià)廉的零件。這些零件通過(guò)焊接連接在兩個(gè)伸出邊和比伸出邊薄得多的薄膜狀底邊之間，這樣構(gòu)成的連接型材具有一定的剛度，則可在批量生產(chǎn)中不成問(wèn)題地搬運(yùn)這種連接型材。
根據(jù)本發(fā)明的又一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)型式，當(dāng)用一種高能束焊接方法實(shí)現(xiàn)伸出邊和底邊之間的焊接連接時(shí)，可在連接型材的制造過(guò)程中達(dá)到特別高的速度。
用這種焊接方法可精確計(jì)量連接件熔化所需的能量供給，所以只熔化連接區(qū)及其最近的周圍，從而避免了例如由于過(guò)熱而引起特別是薄膜狀的底邊的損害。
根據(jù)本發(fā)明的下一個(gè)優(yōu)選結(jié)構(gòu)型式，當(dāng)?shù)走吅蜕斐鲞呏g的焊接基本上垂直于伸出邊的縱軸進(jìn)行時(shí)，則U形連接型材的底邊和伸出邊的整個(gè)連接長(zhǎng)度都能特別可靠地和完好地進(jìn)行焊接。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)選結(jié)構(gòu)型式，當(dāng)U形連接型材的底邊至少接近于蓋住它的兩個(gè)伸出邊時(shí)，則U形連接型材的兩個(gè)伸出邊和底邊可實(shí)現(xiàn)相互特別持久和牢固的連接。
根據(jù)本發(fā)明制造型材的另一種結(jié)構(gòu)型式，該連接型材用一種材料厚度為薄膜狀的矩形優(yōu)質(zhì)鋼板或耐蝕鋼板通過(guò)無(wú)切削成型制成，其寬的板邊經(jīng)多次折疊成多層相互緊貼的疊層，以形成連接型材的伸出邊。
這種解決辦法可使連接型材在一道工序內(nèi)制成，因而可取消底邊和伸出邊的連接及其相互間的連接這類附加的制造步驟。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)優(yōu)選結(jié)構(gòu)型式，連接型材由多個(gè)縱段組成，這些縱段用榫槽在伸出邊上相互連接。
通過(guò)連接型材分成相應(yīng)的縱段，可明顯簡(jiǎn)化例如制冷裝置用的、幾何形狀復(fù)雜的角部型材的制作，同時(shí)通過(guò)單個(gè)縱段之間的榫槽連接可靠保證了它們的精確定位。此外，單個(gè)縱段之間的榫槽連接保證了連接型材與內(nèi)外層的焊接即使在通過(guò)單個(gè)縱段的接頭處時(shí)也可不需要任何附加的措施，這樣就以簡(jiǎn)單的方式在一道工序中保證了接頭處的真空密封性。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)選結(jié)構(gòu)型式，連接型材的底邊具有增加其有效長(zhǎng)度的不同造型。
由于這一措施，明顯減少了底邊的熱傳導(dǎo)，所以至少基本上限制了導(dǎo)熱系數(shù)λ的增加。
根據(jù)本發(fā)明的另一種結(jié)構(gòu)型式，當(dāng)外殼和門按權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)制作時(shí)，則制冷裝置的隔熱外殼及其用來(lái)關(guān)閉它的冷藏室用的隔熱門都是特別適宜的。
由于這種隔熱壁在熱工技術(shù)上和制造成本上都具有特別有利的結(jié)構(gòu)，所以這種隔熱壁特別適用于制冷裝置的隔熱外殼或制冷裝置的隔熱門的批量生產(chǎn)。這種外殼和門同樣可特別容易地清除而利于環(huán)境保護(hù)。
根據(jù)本發(fā)明的最后一種有利的結(jié)構(gòu)型式，當(dāng)按權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)制作馬弗爐灶的隔熱外殼時(shí)，則制冷裝置的隔熱壁結(jié)構(gòu)同樣可用于家用爐灶的馬弗爐。
下面結(jié)合附圖簡(jiǎn)化示出的兩個(gè)實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明。
附圖表示

圖1一種家用電冰箱的隔熱外殼的剖面?zhèn)纫晥D，該外殼的內(nèi)外層在形成一個(gè)用隔熱材料填充的夾層的情況下與一個(gè)橫截面為U形的連接型材連接；圖2外殼旋轉(zhuǎn)90°后，連接型材第一種結(jié)構(gòu)型式在連接型材范圍內(nèi)的部分橫截面，其加厚的伸出邊與其薄膜狀的底邊用焊接連接；
圖3外殼旋轉(zhuǎn)90°后，連接型材范圍內(nèi)的部分立體縱斷面，該連接型材的縱段用榫槽連接；圖4外殼旋轉(zhuǎn)90°后，連接型材第二種結(jié)構(gòu)型式在連接型材范圍內(nèi)的橫截面，其相對(duì)于其薄膜狀的底邊加厚的伸出邊通過(guò)薄膜狀的材料多次折疊而成；圖5分別具有一個(gè)不同成型的底邊的連接型材的多種結(jié)構(gòu)方案。
圖1表示一種適用于家用電冰箱或冷藏柜的隔熱外殼10，在該外殼中設(shè)置了一個(gè)有效空間11。該有效空間有一個(gè)作為內(nèi)壁用的內(nèi)層12。離內(nèi)層12一定距離設(shè)置了一個(gè)作為外壁用的外層13，且象內(nèi)壁那樣用優(yōu)質(zhì)鋼板或耐蝕鋼板加工而成。內(nèi)層12和外層13之間的距離形成一個(gè)空著的夾層。該夾層用一種可抽真空的隔熱支撐材料14例如板狀的開(kāi)孔聚氨酯泡沫或開(kāi)孔聚苯乙烯泡沫填充。這種材料也可用作對(duì)有效空間11隔熱關(guān)閉的并固定在外殼10上的門15的隔熱和支撐材料，該門由兩個(gè)相隔一定距離的內(nèi)外層16和17構(gòu)成，在該內(nèi)外層之間放入支撐材料14。門15的內(nèi)外層16和17以及外殼10的內(nèi)外層12和13分別用一個(gè)橫截面為U形的連接型材20或30真空密封連接。其中，以外殼10為例來(lái)說(shuō)明的連接型材20在圖2中詳細(xì)示出，而以外殼10為例來(lái)說(shuō)明的連接型材30的另一種結(jié)構(gòu)型式則詳細(xì)示于圖4中。
如圖2所示，連接型材20由單獨(dú)的零件組成。其中，作為U形型材橫斷面的伸出邊21用的零件設(shè)置在內(nèi)外層12和13相互面對(duì)的里側(cè)，且其材料厚度s1大致相當(dāng)于伸出邊21的材料厚度S2。
為了制作簡(jiǎn)單和為了相對(duì)于內(nèi)外層更好連接起見(jiàn)，將伸出邊21和22分成可連接的縱段L1和L2(見(jiàn)圖3)?？v段L1在其一個(gè)端面上設(shè)有一個(gè)榫23，這個(gè)榫可嵌入一個(gè)在縱段L2的一個(gè)端面上設(shè)置的槽24中，以便形成榫槽連接。伸出邊21和22相互只由一個(gè)作為U形型材底邊25用的連接件進(jìn)行連接，該連接件的長(zhǎng)度與伸出邊21和22的縱段L1和L2的長(zhǎng)度一致，且其材料厚度S3比伸出邊21和22的材料厚度S2小得多。在伸出邊21和22的材料厚度S2為0.4毫米和底邊25的材料厚度S3為0.1毫米時(shí)，對(duì)于明顯減少通過(guò)底邊25的導(dǎo)熱以及對(duì)于用一種高能束焊接方法沿內(nèi)外層的里側(cè)進(jìn)行伸出邊21和22的工藝可靠的固定都達(dá)到了很適用的結(jié)果。同樣通過(guò)一種高能束焊接方法例如通過(guò)激光束焊接或電子束焊接進(jìn)行底邊25與伸出邊21和22的連接。其中，為了在連接件之間達(dá)到足夠的結(jié)合力，通過(guò)焊接方法形成的材料連接占有連接件之間的整個(gè)接觸面。
連接型材20在拼接好的狀態(tài)下嵌入內(nèi)外層12和13之間，且其底邊25面對(duì)支撐材料14。依次方式，薄膜狀的底邊25在用支撐材料14填充的夾層抽真空時(shí)可支撐在該支撐材料上并同時(shí)從外殼10的自由邊緣向后布置，以免無(wú)意識(shí)的損壞。連接型材20真空密封固定在內(nèi)外層12和13上是通過(guò)一條沿伸出邊21和22延伸的焊縫S來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這條焊縫應(yīng)盡可能靠近連接型材20的底邊25，以免夾雜的空氣降低真空的隔熱能力(見(jiàn)圖3)。
圖4表示橫截面為U形的連接型材30的另一種結(jié)構(gòu)型式，它的由其底邊31相互連接的伸出邊32和33用一種優(yōu)質(zhì)鋼板下料制成，其材料厚度相當(dāng)于底邊31的材料厚度S3。整體與底邊31連接的伸出邊32和33例如通過(guò)多次折疊而成，即把薄膜狀的底邊材料的邊緣經(jīng)多次折疊而成多層的無(wú)間隙的疊層，所以伸出邊32和33的材料厚度S2基本上相當(dāng)于內(nèi)外層12和13的材料厚度S1。象連接型材20那樣，連接型材30可分成若干分段，以便于制作，這些分段相似于連接型材20的分段L1、L2相互連接，并象它們那樣用焊接真空密封固定在內(nèi)外層12和13上。
如圖5所示，底邊25或31可進(jìn)行不同的造型，其中，橫斷面形狀除了采用平面造型方案外，通過(guò)增加底邊25或31的有效長(zhǎng)度還可附加降低該底邊的導(dǎo)熱。
以外殼10為例來(lái)說(shuō)明的連接型材也可用于門15的內(nèi)外層16和17的連接，該內(nèi)外層作成相應(yīng)的結(jié)構(gòu)，以便放入連接型材。
也可設(shè)想不同于上述的實(shí)施例，即把連接型材20、30反扣在內(nèi)外層12、13、16、17的自由端上。
以家用電冰箱或冷藏柜為例所述的一種隔熱壁例如一個(gè)外殼10形式的結(jié)構(gòu)也可用于家用爐灶采用的一種隔熱馬弗爐灶。其中與用于制冷目的的隔熱壁的區(qū)別是，內(nèi)外層12和13之間的支撐材料14必須符合馬弗爐灶的溫度要求。
權(quán)利要求
1.由兩個(gè)至少基本上真空密封的，相隔一定距離的內(nèi)外層構(gòu)成的隔熱壁，該內(nèi)外層與一個(gè)沿其輪廓延伸的、橫截面呈U形的連接型材相互連接并與該連接型材一起包住一個(gè)可抽真空的夾層，該夾層用可抽真空的隔熱材料填充，其特征為，U形連接型材(20、30)具有兩個(gè)伸出邊(21、22；32、33)和一個(gè)連接這兩個(gè)伸出邊(21、22；32、33)的薄膜狀的底邊(25；31)，這些伸出邊的材料厚度(S2)至少接近于內(nèi)外層(12，13；16，17)的材料厚度(S1)。
2.按權(quán)利要求1的隔熱壁，其特征為，連接型材(20、30)和內(nèi)外層(12、13、16、17)都用優(yōu)質(zhì)鋼或耐蝕鋼制成。
3.按權(quán)利要求1或2的隔熱壁，其特征為，連接型材(20)的伸出邊(21、22)和底邊(25)作成單獨(dú)的零件，這些零件用焊接方法連接成連接型材(20)。
4.按權(quán)利要求3的隔熱壁，其特征為，用一種高能束焊接方法實(shí)現(xiàn)伸出邊(21、22)和底邊(25)之間的焊接連接。
5.按權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)的隔熱壁，其特征為，底邊(25)和伸出邊(21、22)之間的焊接連接基本上垂直于伸出邊(21、22)的縱軸進(jìn)行。
6.按權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)的隔熱壁，其特征為，U形連接型材(20、30)的底邊(25、31)至少接近于蓋住它的伸出邊(21、22、32、33)。
7.按權(quán)利要求1的隔熱壁，其特征為，連接型材(30)用一種壁厚為S3的矩形薄膜鋼板或耐蝕鋼板通過(guò)無(wú)切削成型，其較寬的板邊通過(guò)多次折疊成多層的無(wú)間隙的疊層而構(gòu)成連接型材(30)的伸出邊(32、33)。
8.按權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)的隔熱壁，其特征為，連接型材(20、30)由多個(gè)縱段(L1和L2)組成，這些縱段通過(guò)伸出邊(21、22、32、33)的榫槽連接相互進(jìn)行連接。
9.按權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)的隔熱壁，其特征為，連接型材(20、30)的底邊(25、31)具有增加其有效長(zhǎng)度的不同造型。
10.具有至少一個(gè)可由一扇門關(guān)閉的冷藏室的制冷裝置的隔熱外殼，其特征為，該隔熱外殼(10)和門(15)按權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)構(gòu)成。
11.一種家用爐灶的馬弗爐灶的隔熱外殼，其特征為，該外殼按權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由兩個(gè)相隔一定距離布置的、至少基本上真空密封的內(nèi)外層(12,13)構(gòu)成的隔熱壁(10),該內(nèi)外層與一個(gè)沿其輪廓延伸的、橫截面呈U形的連接型材(20、30)相互連接并與連接型材(20,30)一起包住一個(gè)可抽真空的夾層,該夾層用可抽真空的隔熱材料(14)填充,該U形連接型材具有兩個(gè)伸出邊(21,22;32,33)和一個(gè)連接該伸出邊(21,22;32,33)的薄膜狀的底邊(25;31),這些伸出邊的材料厚度至少接近于該內(nèi)外層的材料厚度。
文檔編號(hào)F24C15/34GK1276860SQ98810245
公開(kāi)日2000年12月13日 申請(qǐng)日期1998年10月15日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月16日
發(fā)明者J·希拉斯, M·許特 申請(qǐng)人:Bsh博施及西門子家用器具有限公司