DE19528648A1 - High thermal efficiency refrigerator or freezer casing - comprises interconnected wall chambers filled with low conductivity expanded silica aerogel or pyrogenic silicic acid - Google Patents
High thermal efficiency refrigerator or freezer casing - comprises interconnected wall chambers filled with low conductivity expanded silica aerogel or pyrogenic silicic acidInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für einen Kühl- oder Gefrier schrank mit Wänden aus einer Schaumstoffkonstruktion, die meh rere, miteinander verbundene Kammern enthält.The invention relates to a housing for a refrigerator or freezer cabinet with walls made of a foam construction, the meh contains more interconnected chambers.
Herkömmliche Kühl- oder Gefrierschränke enthalten in der Regel als Wärmedämmung eine kompakte Schaumstoffkonstruktion auf Basis von Polyurethan. Bei der Herstellung werden in ein Formwerkzeug die Polyurethan-Ausgangsmaterialien (Isocyanat, Polyol und Treib mittel, z. B. HFCKW oder Cyclohexan) eingefüllt und im Ortschaum verfahren ausgeschäumt. Diese Arbeitsweise ist fertigungs- und sicherheitstechnisch aufwendig; außerdem kommt es durch Ausdif fundieren des Treibmittels im Lauf der Jahre zu einer Verringe rung der Isolierwirkung des Schaumstoff. Schließlich ist eine Wiederverwertung ausrangierter Kühlschränke nicht möglich, ins besondere weil durch das Ortschaumverfahren eine innige Ver bindung zwischen den verschiedenen Einzelteilen des Kühlgeräts und dem Schaumstoff entsteht, und weil der Reaktionsharzschaum stoff Polyurethan nicht durch einfache Methoden aufgearbeitet werden kann.Conventional refrigerators or freezers usually contain a compact foam construction based on thermal insulation of polyurethane. In the manufacture are in a mold the polyurethane raw materials (isocyanate, polyol and blowing agent medium, e.g. B. HCFC or cyclohexane) and filled in the foam procedure foamed. This way of working is manufacturing and technically complex; it also comes from Ausdif found the propellant to reduce over the years insulation of the foam. After all, one is Recycling of discarded refrigerators is not possible in particular because an intimate ver binding between the different parts of the cooling unit and the foam is created, and because of the reactive resin foam Fabric polyurethane not worked up by simple methods can be.
Der Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, Gehäuse für Kühl- oder Gefrierschränke zu entwickeln, deren Wärmeisolierung einfach und umweltschonend hergestellt werden kann, die über viele Jahre hinweg einen gleichbleibend hohen Wirkungsgrad aufweist und ein fach wiederverwertet werden kann.The invention was therefore based on the object of housing for cooling or to develop freezers whose thermal insulation is simple and can be manufactured in an environmentally friendly manner that lasts for many years has a consistently high efficiency and a can be recycled.
Es wurde gefunden, daß diese Aufgabe gelöst wird bei einem Kühl- oder Gefrierschrank mit Wänden aus einer Schaumstoffkonstruktion, die mehrere, miteinander verbundene Kammern enthält. Die Wände bestehen dabei aus Kunststoff-Hartschaum, welcher eine Dichte von 10 bis 60 kg · m-3 und eine Wärmeleitfähigkeit von 0,02 bis 0,05 W · m-1 · °K-1 aufweist; die Kammern sind mit Partikeln aus Silica-Ae rogel oder pyrogener Kieselsäure gefüllt, welche eine Schütt dichte von 50 bis 400 kg · m-3 und eine Wärmeleitfähigkeit von 0,012 bis 0,026 W · m-1 · °K-1 aufweisen.It has been found that this object is achieved in a refrigerator or freezer with walls made of a foam construction, which contains several interconnected chambers. The walls consist of hard plastic foam, which has a density of 10 to 60 kg · m -3 and a thermal conductivity of 0.02 to 0.05 W · m -1 · ° K -1 ; the chambers are filled with particles of silica airgel or pyrogenic silica, which have a bulk density of 50 to 400 kg · m -3 and a thermal conductivity of 0.012 to 0.026 W · m -1 · ° K -1 .
In DE-A 39 27 538 ist ein Sandwich-Bauelement zur thermischen Isolation beschrieben, welches aus massiven Platten und einem da zwischen befindlichen Kern aus superisolierendem Aerogel zu sammengesetzt und aufgebaut ist. Die Möglichkeit, Hohlkammerkon struktionen in Kunststoff-Hartschaum auszubilden und auf dieser Basis Kühl- oder Gefrierschränke herzustellen, ist nicht angedeu tet.DE-A 39 27 538 describes a sandwich component for thermal purposes Isolation described, which consists of solid plates and a da between the core made of super-insulating airgel is composed and constructed. The possibility of hollow chamber con structures in plastic hard foam and on this Manufacturing basic refrigerators or freezers is not contemplated tet.
Die Wände des erfindungsgemäßen Kühl- oder Gefrierschranks be stehen aus einer Schaumstoffkonstruktion, die mehrere, mit einander verbundene Kammern enthält. Die Kammern können entweder allseitig von dem Hartschaum begrenzt sein, oder sie können auf der Innenseite durch einen Innenliner, vorzugsweise aus einem Styrolpolymerisat begrenzt werden. Der Schaumstoff ist ein Kunst stoff-Hartschaum mit einer Dichte von 10 bis 60, vorzugs weise 30 bis 50 kg · m-3 und einer Wärmeleitfähigkeit von 0,02 bis 0,05 vorzugsweise 0,03 bis 0,04 W · m-1 · °K-1.The walls of the refrigerator or freezer according to the invention are made of a foam construction that contains several interconnected chambers. The chambers can either be delimited on all sides by the rigid foam, or they can be delimited on the inside by an inner liner, preferably made of a styrene polymer. The foam is a rigid plastic foam with a density of 10 to 60, preferably 30 to 50 kg · m -3 and a thermal conductivity of 0.02 to 0.05, preferably 0.03 to 0.04 W · m -1 ° K -1 .
Der Hartschaum besteht vorzugsweise aus expandiertem Polystyrol, grundsätzlich ist es auch möglich, Schaumstoffe auf Basis von Polyurethan oder expandiertem Polypropylen herzustellen und im Rahmen der vorliegenden Erfindung einzusetzen.The rigid foam preferably consists of expanded polystyrene, in principle it is also possible to use foams based on Manufacture polyurethane or expanded polypropylene and in To use within the scope of the present invention.
Die Kammern der Schaumstoffkonstruktion sind mit Partikeln einer Schüttdichte von 50 bis 400 kg · m-3 und einer Wärmeleitfähigkeit von 0,012 bis 0,026 W · m-1 · °K-1 gefüllt. Die Partikel bestehen ent weder aus Silica-Aerogel mit einer Wärmeleitfähigkeit von vor zugsweise 0,017 bis 0,020 W · m-1 · °K-1 einer Schüttdichte von vor zugsweise 70 bis 130 kg · m-3 und einem mittleren Durchmesser von 0,001 bis 6 mm, oder aus pyrogener Kieselsäure mit einer Wärme leitfähigkeit von vorzugsweise 0,018 bis 0,022 W · m-1 · °K-1 einer Schüttdichte von vorzugsweise 50 bis 120 kg · m-3 und einem mittle ren Durchmesser von 4 bis 40 nm.The chambers of the foam construction are filled with particles with a bulk density of 50 to 400 kg · m -3 and a thermal conductivity of 0.012 to 0.026 W · m -1 · ° K -1 . The particles consist neither of silica airgel with a thermal conductivity of preferably 0.017 to 0.020 W · m -1 · ° K -1, a bulk density of preferably 70 to 130 kg · m -3 and an average diameter of 0.001 to 6 mm , or from pyrogenic silica with a thermal conductivity of preferably 0.018 to 0.022 W · m -1 · ° K -1, a bulk density of preferably 50 to 120 kg · m -3 and an average diameter of 4 to 40 nm.
Silica-Aerogel-Partikel bestehen im wesentlichen aus amorphem SiO₂ und enthalten abhängig von der Art ihrer Herstellung noch Wasser spuren und gegebenenfalls geringe Mengen organischer Verbindungen (bis 10%). Sie werden in bekannter Weise aus Wasserglaslösung und Schwefelsäure über die Stufen Silica-Hydrogel, Lösungsmittel austausch und anschließender über kritischer Trocknung herge stellt.Silica airgel particles consist essentially of amorphous SiO₂ and, depending on how they are produced, still contain water traces and possibly small amounts of organic compounds (until 10%). They are made in a known manner from water glass solution and sulfuric acid via the silica hydrogel, solvent stages exchange and then critical drying poses.
Pyrogene Kieselsäure besteht aus feinteiligem SiO₂, das z. B. auf dem Wege der Flammenhydrolyse leichtflüchtiger Siliciumver bindungen (z. B. SiCL₄) gewonnen wird.Fumed silica consists of finely divided SiO₂, which, for. B. on the way of flame hydrolysis of volatile silicon ver bonds (e.g. SiCL₄) is obtained.
Zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit können Aerogel oder py rogene Kieselsäure mit Additiven zur Adsorption energiereicher Strahlen, z. B. mit Ruß, vermischt sein. Airgel or py rogenous silica with additives for the adsorption of high energy Rays, e.g. B. be mixed with soot.
Bei der Herstellung der bevorzugten Schaumstoffkonstruktion wird zuerst die Wandkonstruktion ausgebildet, indem man in üblicher Weise in eine Form, die ein Negativ der Wandkonstruktion, zu nächst noch ohne die Rückwand darstellt, vorgeschäumte Polysty rol-Schaumpartikel einfüllt und diese durch Einleiten von Wasser dampf in die Form miteinander versintert.In the manufacture of the preferred foam construction first formed the wall structure by using the usual Way into a shape that is a negative of the wall construction, too next shows without the back wall, pre-expanded polysty rol foam particles and this by introducing water steam sintered together in the mold.
Die Wandkonstruktion enthält Kammern, die, soweit es für die Befüllung notwendig ist, untereinander in Verbindung stehen. Die Stege und Zwischenwände zwischen einzelnen Kammern haben stabili sierende Funktion. Dabei haben die Kammerinnenräume einen Volumenanteil von 10 bis 50%, und die Dicke der Wandteile kann zwischen 5 und 30 mm schwanken. Die Hohlräume der Wandkonstruk tion, d. h. die Kammern werden mit dem Silica-Aerogel bzw. mit dem Kieselsäure-Pulver gefüllt, die man z. B. aus einem Silo heraus einlaufen lassen kann. Dann wird die Wandkonstruktion mit einer Rückwand sowie mit einem Innenliner verbunden. Die Rückwand be steht vorzugsweise ebenfalls aus Schaumpolystyrol, welches mit Silica-Aerosil oder Kieselsäure-Pulver gefüllte Kammern enthält.The wall construction contains chambers which, as far as it is for the Filling is necessary to communicate with each other. The Bridges and partitions between individual chambers have stabili function. The interior of the chamber has one Volume fraction of 10 to 50%, and the thickness of the wall parts can fluctuate between 5 and 30 mm. The cavities of the wall structure tion, d. H. the chambers are filled with the silica airgel or with the Filled silica powder, which one z. B. out of a silo can break in. Then the wall construction with a Back wall and connected with an inner liner. The back wall be is preferably also made of foam polystyrene, which with Contains silica-aerosil or silica powder filled chambers.
Natürlich kann man auch erst die Wandkonstruktion mit der Rück wand verbinden und dann die Partikel sowohl in die Kammern der Wandkonstruktion als auch in die der Rückwand einfüllen. Der Innenliner besteht vorzugsweise aus einem steifen Styrol polymerisat, z. B. schlagfestem Polystyrol oder einem Acrylnitril/ Butadien/Styrol-Pfropfpolymerisat (ABS). Das Verbinden von Wand konstruktion und Rückwand geschieht durch übliches Verkleben.Of course, you can also start with the wall construction with the back connect the wall and then the particles both into the chambers of the Fill in the wall construction as well as in the rear wall. Of the Inner liner is preferably made of stiff styrene polymer, e.g. B. impact-resistant polystyrene or an acrylonitrile / Butadiene / styrene graft polymer (ABS). Connecting wall construction and rear wall are done by normal gluing.
Eine andere Möglichkeit zur Herstellung der erfindungsgemäßen Schaumkonstruktion besteht darin, daß man die Innenseite der Kam mern durch den Innenliner begrenzt. In diesem Fall ist die Rück wand von Anfang an in der Wandkonstruktion integriert. Durch dem Einschieben der Innenliner werden die Kammern gebildet und können mit den Partikeln gefüllt werden.Another possibility for producing the invention Foam construction is that the inside of the Kam bounded by the inner liner. In this case, the back wall integrated into the wall construction from the start. Through the The chambers are formed and can be inserted into the inner liner be filled with the particles.
Natürlich muß die Gesamtkonstruktion noch mit einer Außenhaut als Dampfbremse versehen werden, z. B. mit einer Aluminiumkaschierung; und es müssen Befestigungselemente und eine Tür anmontiert werden.Of course, the overall construction still has to have an outer skin Vapor barrier are provided, e.g. B. with an aluminum lamination; and fasteners and a door must be installed will.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |