ES2207007T3 - Caja calorifuga. - Google Patents
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Abstract
Elemento de pared termoaislante con una envolvente exterior en gran medida estanca al vacío y un revestimiento interior separado de aquélla, al menos en gran medida estanco al vacío, que están unidos entre sí estancos al vacío mediante un perfil de unión conformado sensiblemente en sección en forma de U, fijado con los brazos de su perfil por una parte a la envolvente exterior y por otra parte al revestimiento interior (9), que junto con la envolvente exterior y el revestimiento interior, encierran un espacio intermedio en el que se realiza el vacío, presentando el perfil de unión unos brazos regruesados que presentan al menos esencialmente el espesor del material del revestimiento interior o de la envolvente exterior, y que están unidos a una base a modo de lámina al menos sensiblemente estanca al vacío, caracterizado porque la unión estanca al vacío obtenida mediante una unión soldada entre los brazos (21, 32, 37) del perfil de unión (20, 30, 35) por una parte y la envolvente exterior (13, 17) y el revestimiento interior (12, 17) por otra parte, está prevista en la zona próxima a la base (22, 31, 36) del perfil de unión en U (20, 30, 35).
Description
Caja calorífuga.
La invención se refiere a un elemento de pared
termoaislante con una envolvente exterior en gran medida estanca al
vacío y un revestimiento interior separado de aquélla, al menos en
gran medida estanco al vacío, que están unidos entre sí estancos al
vacío mediante un perfil de unión conformado sensiblemente en
sección en forma de U, fijado con los brazos de su perfil por una
parte a la envolvente exterior y por otra parte al revestimiento
interior, y que junto con la envolvente exterior y el revestimiento
interior encierran un espacio intermedio en el que se realiza el
vacío, presentando el perfil de unión unos brazos regruesados con
medios que presentan al menos esencialmente el espesor del material
del revestimiento interior o de la envolvente exterior, y que están
unidos mediante una base a modo de lámina al menos sensiblemente
estanca al vacío.
Un elemento de pared termoaislante de esta clase
se conoce por la patente US-A 5.634.256.
Por otra parte se sabe que los elementos de pared
termoaislantes, basados en la técnica de aislamiento al vacío, que
éstos están formados hoy día casi exclusivamente de dos paredes
envolventes metálicas dispuestas separadas entre sí, que están
soportadas mutuamente por un material de soporte en el que se puede
hacer el vacío y que a lo largo de sus contornos están soldadas
mediante un perfil de unión realizado como perfil en U, para formar
un espacio en el que se pueda hacer el vacío. En la ejecución de
esta unión soldada es importante que el perfil de unión, que debe
estar realizado con una pared lo más delgada posible con el fin de
evitar una transmisión de calor que reduzca notablemente la
capacidad aislante del elemento de pared termoaislante, no tienda a
distorsiones debidas a la aportación de calor durante el proceso de
soldadura que eventualmente den lugar a faltas de estanqueidad. Se
intenta evitar éstas mediante una técnica de amarre de estructura
complicada, existiendo adicionalmente el problema de tener que
alojar los mecanismos de amarre necesarios en el muy reducido
espacio disponible. Con el fin de evitar un mecanismo de amarre
complejo y las distorsiones se ha acabado finalmente por dotar el
perfil de unión, por todos los lados, de un espesor de material que
es del orden de magnitud de la cáscara envolvente. Pero esto da
lugar a que para soportar las dos paredes envolventes solamente se
puedan utilizar materiales de soporte costosos, como por ejemplo,
fibra de vidrio, para evitar un flujo térmico que reduzca el efecto
aislante del elemento de pared termoaislante, y que además adolecen
de una densidad relativamente alta que da lugar a un peso propio
elevado. La invención tiene como objetivo mejorar un elemento de
pared termoaislante conforme al preámbulo de la reivindicación 1,
con unas sencillas medidas constructivas.
Este objetivo se resuelve de acuerdo con la
invención porque la unión estanca al vacío obtenida por soldadura
entre los brazos del perfil de unión por una parte y la envolvente
exterior y el revestimiento interior por otra, está prevista en la
zona próxima a la base del perfil de unión en forma de perfil en
U.
De esta manera se logra la ventaja de que la
longitud del solape de los dos elementos de unión se mantiene
relativamente reducida por el lado del vacío, con lo cual se
reducen al mínimo las posibles inclusiones de gas entre los
elementos de la unión, de manera que se evita en gran medida un
aumento de presión en el espacio intermedio en el que se ha hecho
el vacío, resultante de las inclusiones de gas.
Igualmente se asegura por medio de la solución
objeto de la invención que los elementos de unión, es decir los
brazos del perfil en U por una parte y la envolvente exterior o el
revestimiento interior por otra presentan en el punto de unión un
comportamiento de fusión esencialmente similar, con lo cual se
evitan con seguridad las distorsiones del perfil en U en el punto de
unión y las potenciales fugas resultantes de ello, incluso en gran
serie, y por lo tanto se incrementa notablemente la seguridad del
proceso. Además de esto se consigue una transmisión de calor mínima
a través de la base del elemento de unión en forma de perfil en U,
a pesar de las condiciones de unión óptimas creadas entre el perfil
en U y las superficies de cubierta del elemento de pared. Al adaptar
el espesor de material en el punto de unión del perfil en U al
espesor de material del revestimiento interior o de la envolvente
exterior se puede incrementar notablemente la velocidad de
soldadura en el punto de unión de las dos partes que se vayan a
unir, y por lo tanto la velocidad del proceso. Además, el diseño
constructivo del punto de unión entre los elementos a unir permite
una cierta flexibilidad en la elección del procedimiento de
soldadura que se vaya a utilizar, con lo cual, mediante la solución
objeto de la invención se abre la posibilidad de utilizar
eficazmente procedimientos de soldadura por chorro que permitan
unas velocidades de trabajo elevadas. Al adaptarse el punto de unión
por el lado de los brazos al espesor de material del envolvente
interior o de la envolvente exterior, esto permite además, en
combinación con los diversos procedimientos de soldadura por chorro,
un amarre notablemente más conveniente entre las dos partes a unir
entre sí, de manera que se puede simplificar notablemente la
técnica de amarre que se vaya a utilizar, en forma de herramientas
de amarre, manteniéndose una soldadura exenta de fugas.
De acuerdo con una forma de realización preferida
del objeto de la invención está previsto que los medios para
conseguir el regruesamiento en cada uno de los brazos del perfil en
U estén formados cada uno por lo menos por un elemento de
revestimiento, que junto con el revestimiento interior o la
envolvente exterior forma un alojamiento dentro del cual está
situado el respectivo brazo de perfil en U como capa
intermedia.
De este modo se crea la posibilidad de poder
fabricar el perfil de unión realizado como perfil en U de manera
continua a partir de un material a modo de lámina, como por
ejemplo, acero inoxidable o acero protegido contra la corrosión,
que entonces se puede amarrar al revestimiento interior o a la
envolvente exterior mediante el elemento de revestimiento, a los
tramos que sirven como brazos. De esta manera no solamente se
consigue una ayuda para el ensamblaje sino que también se provoca
un incremento del espesor del material de los elementos que se han
de unir por medio de la soldadura, mediante lo cual no solamente se
puede acelerar el proceso de soldadura sino que también se puede
realizar estanco al vacío en la gran serie.
De acuerdo con una realización alternativa del
objeto de la invención está previsto que los medios para lograr el
regruesamiento en el punto de unión estén obtenidos plegando varias
veces el brazo respectivo del perfil en U, fabricado de un material
a modo de lámina tal como acero inoxidable, acero protegido contra
la corrosión o similar.
Mediante esta forma de realización de un perfil
de unión se simplifica notablemente el proceso de ensamblaje de los
elementos a unir, ya que no es necesario sujetar y posicionar
ningún elemento adicional.
De acuerdo con otra forma alternativa de
realización del objeto de la invención está previsto que los medios
para obtener el regruesamiento en el punto de unión estén formados
por elementos de brazo que presenten esencialmente el mismo espesor
que el material de la envolvente exterior o del revestimiento
interior, que estén unidos a una base a modo de lámina que los une
entre sí y que juntos forman la base del perfil en U.
De este modo se obtiene la posibilidad de
combinar los elementos de brazo dotados según necesidad de diferente
grosor del material con una base de pared delgada a modo de lámina,
para poder optimizar económicamente el proceso de soldadura del
perfil de unión por la envolvente exterior o el revestimiento
interior. La unión estanca al vacío de los elementos de brazo
fabricados, por ejemplo, de acero inoxidable o de acero protegido
contra la corrosión, con la base a modo de lámina se efectúa
económicamente mediante un proceso de soldadura independiente.
Se consigue un control especialmente sencillo de
la calidad de la unión soldada si de acuerdo con una siguiente
realización ventajosa del objeto de la invención está previsto que
los medios para lograr el regruesamiento tienen un espesor de
material que permita obtener una raíz de soldadura visible en el
revestimiento interior o la envolvente exterior.
De acuerdo con una forma de realización
alternativa del objeto de la invención está previsto que los medios
para lograr el regruesamiento tengan un espesor de material
mediante el cual se evite una raíz de soldadura visible en el
revestimiento interior o en la envolvente exterior.
Mediante una forma de realización de este tipo se
puede prescindir de medidas de protección tales como el suministro
de gas de protección durante el proceso de soldadura para evitar la
oxidación de la raíz de la soldadura. Además de esto se evitan
poros y grietas en la raíz de la soldadura que eventualmente puedan
dar lugar a una falta de estanqueidad del espacio intermedio en el
que se ha hecho el vacío, entre la envolvente exterior y el
revestimiento interior. Además, los elementos que intervienen en la
unión, en particular la envolvente exterior y el revestimiento
interior, presentan unas superficies vistas lisas, que permiten la
colocación definida de elementos funcionales, tal como uniones
encajadas a presión o similares, de manera notablemente más
sencilla.
De acuerdo con otra forma de realización
preferida del objeto de la invención está previsto que la unión
soldada entre los brazos del perfil de unión por una parte y la
envolvente exterior y el revestimiento interior por otra esté
prevista en la zona próxima a la base del perfil de unión a modo de
perfil en U.
Al colocar de esta manera el cordón de soldadura,
la longitud de solape de los dos elementos que intervienen en la
unión se mantiene relativamente reducida por el lado del vacío, con
lo cual se reducen al mínimo las posibles inclusiones de gas entre
los elementos que forman la unión, de manera que se evita en gran
medida un aumento de presión en el espacio intermedio en el que se
ha hecho el vacío, resultante de las inclusiones de gas.
De acuerdo con una siguiente forma de realización
preferida del objeto de la invención está previsto que la unión
soldada entre los brazos del perfil de unión por una parte y la
envolvente exterior y el revestimiento interior se realice por un
procedimiento de soldadura por chorro o por una soldadura por
rodillos.
En el caso de que se utilice un procedimiento de
soldadura por chorro, por ejemplo, un procedimiento de soldadura por
rayo láser o rayo de electrones, se consigue una velocidad de
fabricación elevada para los elementos de pared termoaislantes,
como resultado de una velocidad de soldadura elevada. En cambio, la
utilización de un procedimiento de soldadura por rodillos permite
una disposición conveniente en cuanto a técnica de instalación.
El elemento de pared termoaislante de un aparato
frigorífico con una carcasa calorifugada y una puerta calorifugada
articulada a aquélla se puede fabricar por un proceso especialmente
seguro, si de acuerdo con una siguiente forma de realización
preferida del objeto de la invención está previsto que la carcasa
calorifugada y la puerta calorifugada estén realizadas según una de
las reivindicaciones 1 a 8.
Con un proceso igualmente seguro se puede
fabricar el elemento de pared calorifugado de una cocina doméstica
con una mufla de horno calorifugada, si de acuerdo con una forma de
realización preferida del objeto de la invención está previsto que
la mufla del horno esté realizada según una de las reivindicaciones
1 a 8.
La invención se describe a continuación
sirviéndose de tres ejemplos de realización representados de forma
simplificada en el dibujo adjunto.
En éste pueden verse:
Fig. 1 en una representación esquemática
simplificada, una carcasa calorifugada para un armario frigorífico
doméstico, con una envolvente exterior y un revestimiento interior
separado de aquél, que están unidos entre sí estancos al vacío
mediante un perfil de unión en forma de U, vista en sección
lateral,
Fig. 2 detalle de la carcasa en la zona de su
unión con un perfil de unión, según una primera variante de
realización para obtener un incremento del espesor del material en
el punto de unión, vista en sección,
Fig. 3 detalle de la carcasa en su zona de unión
con su perfil de unión, según otra variante de realización para
conseguir un incremento del espesor de material en el punto de
unión, vista en sección, y
Fig. 4 detalle de la carcasa en la zona de su
unión con el perfil de unión según una tercera variante de
realización para conseguir un incremento del espesor del material
en el punto de unión, representada en sección.
En la Fig. 1 está representada una carcasa
calorifugada 10 adecuada para ser utilizada en un armario
frigorífico o congelador doméstico, en cuyo interior está previsto
un espacio útil 1 realizado como espacio frigorífico, que está
revestido con un revestimiento interior 12 formado, por ejemplo, de
una chapa de acero inoxidable con un espesor de 0,4 mm o una chapa
de acero protegida contra la corrosión. Separado del revestimiento
interior 12 hay una envolvente exterior 13 estanca al vacío,
conformada del mismo material. Entre la envolvente exterior 13 y el
revestimiento interior 17 se ha introducido un material aislante
térmico 14 en el que se puede hacer el vacío, que sirve para su
apoyo, como por ejemplo, espuma de poliuretano de células abiertas
o espuma de poliestireno de células abiertas. Un material aislante
térmico de esta clase 14 sirve también como relleno aislante
térmico de una puerta 15 articulada en la carcasa 10, que al igual
que la carcasa 10 presenta en su cara interior un revestimiento
interior estanco al vacío 16 y separado de éste una envolvente
exterior estanca al vacío 17, que están conformadas del mismo
material que el revestimiento interior 12 y la envolvente exterior
13. Tanto el revestimiento interior 16 como la envolvente exterior
17 así como el revestimiento interior 12 y la envolvente exterior
13 están unidos entre sí por sus bordes libres, de forma estanca al
vacío, con lo cual se forma entre estas cubiertas envolventes un
espacio intermedio en el que se puede hacer el vacío, que está
relleno del material aislante térmico 14 como soporte de estas
superficies envolventes.
Tal como se deduce especialmente de la figura 2,
para la realización de la unión estanca al vacío entre el
revestimiento interior y la envolvente exterior 13 o el
revestimiento interior 16 y la envolvente exterior 17 se utiliza un
perfil de unión 20, conformado con una sección en forma de U, que
según una primera variante de realización tiene tanto en sus brazos
21 como en su base 22, que une entre sí los brazos 21, un espesor
de material a modo de lámina, que está conformado por ejemplo, de
una lámina de acero inoxidable o de una lámina de acero protegida
contra la corrosión, con un espesor de material s1 de aprox. 0,1
mm. El perfil de unión 20 que se describe más adelante con el
ejemplo de la carcasa 10, está adaptado en cuanto a la anchura de
su base 22 a la separación útil entre el revestimiento interior 12
y la envolvente exterior 13, y toca con su base 22 el material
aislante térmico 14. La unión estanca al vacío entre el
revestimiento interior 12 y la envolvente exterior 13 y el perfil de
unión 20 se consigue mediante una unión soldada que está dispuesta
en la zona próxima a la base 22 y a lo largo de los brazos 21. Con
el fin de evitar durante la realización de la unión soldada se
distorsionen los brazos a modo de lámina, debido a la influencia
del calor del proceso de soldadura, se han previsto a lo largo de
los brazos 21 unos elementos de revestimiento 23, que junto con los
brazos a modo de lámina den lugar al menos de forma aproximada al
espesor de material s2 de los revestimientos interiores o de las
envolventes exteriores, y que junto con los brazos 21 se comprimen,
por medio de dispositivos de amarre no representados, contra la
cara interior del revestimiento interior o de la envolvente
exterior, de tal manera que los brazos a modo de lámina asienten
planos contra la cara interior del revestimiento interior 12 o de la
envolvente exterior 13. Los elementos de revestimiento 23 sirven
además para incrementar el espesor del material de los brazos 21 en
su punto de unión con el revestimiento interior 12 o la envolvente
exterior 13 con el fin de lograr un comportamiento de fusión
sensiblemente igual, entre los dos elementos que forman la unión,
durante su proceso de soldadura. Para ello, el cordón de soldadura S
obtenido durante el procedimiento de soldadura atraviesa totalmente
no sólo el revestimiento interior 12 o la envolvente exterior 13
sino también los brazos 21 y los elementos de revestimiento 23.
De acuerdo con la figura 3 se ha previsto para la
unión entre el revestimiento interior 12 y la envolvente exterior
13 otra forma de realización de un perfil de unión 30, realizado
con sección en forma de U, cuya base 31 está realizada igual que la
base de los perfiles de unión 20, a modo de lámina, mientras que
sus brazos 32 que están unidos por soldadura a la base 31, tienen
un espesor del material s2 que se corresponde esencialmente con el
espesor de material del revestimiento interior 12 y de la
envolvente exterior 13. Al adaptarse sensiblemente los brazos 32,
en cuanto a su espesor de material s2, al espesor del material del
revestimiento interior 12 y de la envolvente exterior 13, se
consigue que pueda tener lugar un proceso de fusión uniforme entre
los elementos a unir mediante un procedimiento de soldadura, es
decir el perfil de unión con el revestimiento interior o la
envolvente exterior. De este modo se consigue un cordón de
soldadura S que atraviesa totalmente los elementos que constituyen
la unión, y que a lo largo de los brazos 32 presenta una calidad
uniforme que asegura de forma permanente una unión estanca al vacío
entre los elementos que están unidos.
En la figura 4 está representada una tercera
variante de realización para la unión estanca al vacío entre el
revestimiento interior 12 y la envolvente exterior 13. Al igual que
los perfiles de unión 20 y 30, el perfil de unión 35 está dotado de
una base 36 a modo de lámina, que se continúa en una misma pieza
con dos brazos 37 que presentan esencialmente el mismo espesor de
material del revestimiento interior 12 o de la envolvente exterior
13. Éstos se obtienen, en cuanto a su espesor de material, mediante
el apilado múltiple sin intersticios de los bordes laterales de un
recorte de chapa con un espesor de material a modo de lámina (por
ejemplo, acero inoxidable o acero protegido contra la corrosión),
obtenido, por ejemplo mediante plegado múltiple, donde la parte del
recorte de chapa de acero inoxidable que no está plegado forma la
base 36. Mediante el apilado del material a modo de lámina, los
brazos 37 presentan un espesor de material s2 que se corresponde
esencialmente con el espesor del material del revestimiento
interior 12 o de la envolvente exterior 13. Al aumentar el espesor
del material en los brazos 37 tiene lugar un proceso de fusión
sensiblemente igual que al aportar la energía de soldadura, entre
los brazos 37 y el revestimiento interior 12 o la envolvente
exterior 13, evitándose al mismo tiempo en gran medida la
distorsión de los brazos 37 al soldar las dos partes que se han de
unir mediante el cordón de soldadura S, gracias al incremento del
espesor del material.
Los diseños citados de los perfiles de unión 20,
30 y 35 se pueden aplicar naturalmente para unir el revestimiento
interior 12 o la envolvente exterior 17 de la puerta 15, para lo
cual su revestimiento interior o su envolvente exterior se deberán
diseñar adecuadamente para la aplicación del perfil de unión.
A diferencia de la colocación del perfil de unión
que se ha representado existe también la posibilidad de unir éste
con el revestimiento interior o la envolvente exterior de tal
manera que estas dos capas de cubierta de la carcasa queden
recubiertas por sus bordes libres por los brazos del perfil de
unión.
La disposición de una carcasa calorifugada,
representada a título de ejemplo mediante la carcasa de un armario
frigorífico doméstico, también es adecuada para la construcción de
una mufla de horno que rodee la cámara del horno de una cocina
doméstica, para lo cual los materiales de calorifugado en los que
se pueda hacer el vacío que sirven como soporte del revestimiento
interior y de la envolvente exterior se deberán realizar en función
de los requisitos de temperatura que se plantean en las cocinas
domésticas.
Claims (10)
1. Elemento de pared termoaislante con una
envolvente exterior en gran medida estanca al vacío y un
revestimiento interior separado de aquélla, al menos en gran medida
estanco al vacío, que están unidos entre sí estancos al vacío
mediante un perfil de unión conformado sensiblemente en sección en
forma de U, fijado con los brazos de su perfil por una parte a la
envolvente exterior y por otra parte al revestimiento interior (9),
que junto con la envolvente exterior y el revestimiento interior,
encierran un espacio intermedio en el que se realiza el vacío,
presentando el perfil de unión unos brazos regruesados que
presentan al menos esencialmente el espesor del material del
revestimiento interior o de la envolvente exterior, y que están
unidos a una base a modo de lámina al menos sensiblemente estanca
al vacío, caracterizado porque la unión estanca al vacío
obtenida mediante una unión soldada entre los brazos (21, 32, 37)
del perfil de unión (20, 30, 35) por una parte y la envolvente
exterior (13, 17) y el revestimiento interior (12, 17) por otra
parte, está prevista en la zona próxima a la base (22, 31, 36) del
perfil de unión en U (20, 30, 35).
2. Elemento de pared termoaislante según la
reivindicación 1, caracterizado porque la unión estanca al
vacío entre los brazos (21, 32, 37) del perfil de unión (20, 30,
35) por una parte y la envolvente exterior (13, 17) y el
revestimiento interior (12, 16) por otra, está realizada como unión
soldada en la zona próxima a la base (22, 31, 36) del perfil de
unión en U (20, 30, 35) .
3. Elemento de pared termoaislante según una de
las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la unión
soldada entre los brazos (21, 32, 37) del perfil de unión (20, 30,
35) por una parte y la envolvente exterior (13, 17) y el
revestimiento interior (12, 16), se consigue mediante un
procedimiento de soldadura por chorro o por soldadura por
rodillo.
4. Elemento de pared termoaislante según una de
las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los medios
para obtener el regruesamiento en cada brazo (21) del perfil en U
(20) están formados, cada uno, por lo menos por un elemento de
revestimiento (23), que junto con el revestimiento interior (12,
16) y la envolvente exterior (13, 17) forman un alojamiento en el
cual está dispuesto el brazo (21) respectivo del perfil en U (20),
como capa intermedia.
5. Elemento de pared termoaislante según una de
las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los medios
para obtener el regruesamiento en el punto de unión están
producidos plegando repetidas veces el brazo respectivo (37) del
perfil en U (35).
6. Elemento de pared termoaislante según una de
las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los medios
para producir el regruesamiento en el punto de unión están formados
por elementos de brazo (32) que presentan esencialmente el mismo
espesor de material que la envolvente exterior (13, 17) o que el
revestimiento interior (12, 16), que están ensamblados con una base
(31) a modo de lámina que los une entre sí, y que junto con la base
(31) forman el perfil en U (30).
7. Elemento de pared termoaislante según una de
las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los medios
para obtener el regruesamiento tienen un espesor de material que
permite obtener una raíz de soldadura visible en el revestimiento
interior (12, 16) o en la envolvente exterior (13, 17).
8. Elemento de pared termoaislante según una de
las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los medios
para obtener el regruesamiento presentan un espesor de material
mediante el cual se evita una raíz de soldadura visible en el
revestimiento interior (12, 16) o en la envolvente exterior (13,
17).
9. Aparato frigorífico con una carcasa aislante y
una puerta calorifugada articulada a la misma, caracterizado
porque la carcasa calorifugada (10) y la puerta calorifugada (15)
están realizadas según una de las reivindicaciones 1 a 8.
10. Cocina doméstica con una mufla de horno
realizada termoaislante, caracterizada porque la mufla del
horno está realizada según una de las reivindicaciones 1 a 8.
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