DE19528648A1

DE19528648A1 - Kühl- oder Gefrierschrank

Info

Publication number: DE19528648A1
Application number: DE1995128648
Authority: DE
Inventors: Guenter Dr Herrmann; Erich Klement; Thomas Imhof; Daniel Dr Wagner
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1995-08-04
Filing date: 1995-08-04
Publication date: 1997-02-06

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für einen Kühl- oder Gefrier schrank mit Wänden aus einer Schaumstoffkonstruktion, die meh rere, miteinander verbundene Kammern enthält.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Pyrogene Kieselsäure besteht aus feinteiligem SiO₂, das z. B. auf dem Wege der Flammenhydrolyse leichtflüchtiger Siliciumver bindungen (z. B. SiCL₄) gewonnen wird.

Zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit können Aerogel oder py rogene Kieselsäure mit Additiven zur Adsorption energiereicher Strahlen, z. B. mit Ruß, vermischt sein.

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.

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.

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.

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.

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.

Claims

1. Gehäuse für einen Kühl- oder Gefrierschrank mit Wänden aus einer Schaumstoffkonstruktion, die mehrere miteinander ver bundene Kammern enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände aus Kunststoff-Hartschaum bestehen, 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, und daß die Kammern mit Par tikeln aus Silica-Aerogel oder pyrogener Kieselsäure gefüllt sind, welche eine Wärmeleitfähigkeit von 0,012 bis 0,026 W · m^-1 · °K^-1 aufweisen.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern nach innen durch einen Innenliner aus einem steifen Kunststoff, vorzugs weise einem Styrolpolymerisat, begrenzt werden.

3. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammerinnenräume 50 bis 90 Volumen % der Schaumstoffkonstruktion ausmachen.

4. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Dicke der Wandteile 5 bis 30 mm beträgt.

5. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff-Hartschaum aus expandiertem Polystyrol besteht.

6. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Durchmesser der Silica-Aerogel-Partikel zwischen 0,001 und 6 mm und der pyrogenen Kieselsäure zwischen 4 und 40 nm liegt.

7. Verfahren zur Herstellung der Schaumstoffkonstruktion nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man in eine Form, die ein Negativ der Wandkonstruktion ohne Rückwand darstellt, vorgeschäumte Poly styrol-Schaumpartikel einfüllt, die Schaumpartikel durch Ein leiten von Wasserdampf in die Form miteinander versintert und so die Wandkonstruktion ausbildet, in die Hohlräume der Wand konstruktion (die Kammern) die Silica-Aerogel-Partikel bzw. das Kieselsäure-Pulver einfüllt und die Wandkonstruktion mit einer Rückwand aus Schaumpolystyrol, die ggf. mit Partikeln gefüllte Kammern enthält, verbindet.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man erst die Wandkon struktion mit der Rückwand verbindet und dann die Partikel einfüllt.

9. Verfahren zur Herstellung der Schaumkonstruktion nach den An sprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß man in eine Form, die ein Negativ der Wandkonstruktion mit Rückwand darstellt, vorgeschäumte Polystyrol-Schaumpartikel einfüllt, die Schaumpartikel durch Einleiten von Wasserdampf in die Form miteinander versintert und so die Wandkonstruktion ausbildet, den Innenliner ein schiebt und in die so gebildeten Kammern die Silica-Aerogel- Partikel bzw. das Kieselsäure-Pulver einfüllt.

10. Verfahren zur Herstellung eines Kühl- oder Gefrierschrankes nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an die Schaumstoffkon struktion mit integriertem Innenliner, Befestigungselemente und eine Tür anmontiert werden.