JP2000257790A - 断熱板及びそれを用いた断熱容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来と同程度の断熱性及び強度を有し、かつ
少ない製造工程で、従来よりも簡易かつ低コストで製造
できる断熱板及びそれを用いた断熱容器を提供する。 【解決手段】 断熱板を繊維状断熱材及び繊維状断熱材
の全表面を気密的に覆った金属フィルムから構成し、上
記金属フィルム内部を０．１Ｔｏｒｒ以下に減圧する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、例えばナトリウ
ム−硫黄電池から構成されるモジュール電池の収納に用
いられる断熱容器及びそれを構成する断熱板に関する。

【０００２】

【従来の技術】 ナトリウム−硫黄電池は、例えば、夜
間電力貯蔵に用いられる高温電池であり、通常、単電池
を複数接続したモジュール電池として用いられる。又、
ナトリウム−硫黄電池の放電反応は発熱反応であり、充
電反応は吸熱反応であるため、モジュール電池の作動に
おいては、系内の熱収支を厳密に制御する必要があり、
又、外部へのエネルギー損失をできる限り少なくすると
いう観点より、モジュール電池は断熱容器に収納して使
用される。

【０００３】 従来、ナトリウム−硫黄電池用断熱容器
は、図２に示すように、内部を減圧状態にし、気密に封
止された容器４内に、空隙又は細孔を備えた多孔質の断
熱板６を配置することにより構成されていた。このよう
な断熱容器５は、断熱板６の空隙又は細孔内のみなら
ず、断熱板６と容器４の間の空間も減圧状態であるた
め、空隙又は細孔内を真空とした断熱板のみを用いる場
合に比べ、熱伝導が少なく、断熱性に優れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、上記
の断熱容器の壁は、薄いステンレス板等で構成されてい
るため、内部を陰圧にすると大気圧により内部の断熱板
を圧迫することになる。又、断熱容器には、モジュール
電池を外部からの衝撃から保護する機能も要求される。
従って、容器内に配置する断熱板には、優れた断熱機能
のみならず、断熱容器の壁からの圧迫及び外部からの衝
撃により、断熱容器が潰れたり、モジュール電池が損傷
するのを防ぐことができる強度が要求される。

【０００５】 そのため、容器内に配置する断熱板は、
その材質、空隙又は細孔の数及び大きさを厳密に制御す
る必要があり、その製造に際しては、バインダーの添
加、断熱板の圧縮等の工程が必要である。従って、製造
工程が多く、ベーキング等の煩雑な作業を要する工程も
あるために製造に多くの時間を要し、製造効率が悪く、
又、歩留まりが悪いために製造コストが著しく高価であ
るという問題があった。

【０００６】 本発明はかかる状況に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、従来と同程度の断
熱性及び強度を有し、かつ少ない製造工程で、従来より
も簡易かつ低コストで製造できる断熱板及びそれを用い
た断熱容器を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】 即ち、本発明によれ
ば、繊維状断熱材及び繊維状断熱材の全表面を気密的に
覆った金属フィルムを有し、上記金属フィルム内部を
０．１Ｔｏｒｒ以下に減圧した断熱板が提供される。

【０００８】 上記の断熱板において繊維状断熱材はロ
ックウールであってもよい。上記の断熱板は、その側面
に、外周に沿って溝部又は凸部を有することが好まし
い。又、上記の断熱板において、上記金属フィルムはア
ルミニウムフィルム又はステンレスフィルムであること
が好ましい。

【０００９】 又、本発明によれば、上記の断熱板を容
器内に収納して成る断熱容器が提供される。上記の断熱
容器は、その内部が減圧状態であることが好ましい。
又、上記の断熱容器は、ナトリウム−硫黄電池用断熱容
器であってもよい。

【００１０】

【発明の実施の形態】 本発明の断熱板は、図１に示す
ように、繊維状断熱材２の全表面を金属フィルム３で気
密的に覆って構成され、金属フィルム３の内部は０．１
Ｔｏｒｒ以下に減圧されている。

【００１１】 繊維状断熱材とは、多数の繊維を集合さ
せて構成した断熱材であり、本発明においてはロックウ
ール、ガラスウール、セラミックウール等を好適に用い
ることができるが、ロックウールを用いることが、製造
コストを低減できるためより好ましい。尚、ロックウー
ルとは、天然の鉱物を溶融して繊維状にしたものをい
う。繊維状断熱材２を金属フィルム３で覆って内部を
０．１Ｔｏｒｒ以下に減圧することにより、繊維状断熱
材２の各繊維の間隔が密となり、断熱板１に十分な強度
を付与することができる。即ち、この断熱板１を断熱容
器に用いれば、断熱容器内部を陰圧にしても、断熱板が
容器の壁からの圧迫に十分に耐えることができるため、
断熱容器が潰れることがない。又、モジュール電池を外
部からの衝撃から保護するのに十分な強度を付与するこ
ともできる。

【００１２】 ０．１Ｔｏｒｒ以下に減圧することとし
たのは、０．１Ｔｏｒｒを超える場合は、断熱板に十分
な断熱効果を付与することが困難となり、又、繊維状断
熱材の各繊維の間隔が十分に密とならないため、断熱板
に十分な強度を付与することができないからである。
尚、金属フィルムの内部は１Ｔｏｒｒ以下に減圧されて
いることがより好ましく、０．１Ｔｏｒｒ以下に減圧さ
れていることがさらに好ましい。

【００１３】 本発明の断熱板１を断熱容器に使用する
場合は、図６に示すように、断熱板１を容器４に収納
し、真空ポンプ等により容器４内部を減圧した後、容器
４を気密に封止する。本発明の断熱板１は、それ自体内
部が減圧状態であるが、さらに容器４内部を減圧した二
重真空構造とすることにより、断熱容器９の断熱性を増
強できるとともに、断熱性に対する信頼性を向上させる
ことができる。但し、本発明の断熱板１はそれ自体内部
が減圧状態であるため、容器４に収納する場合、必ずし
も容器４内部を減圧しなくても、十分な断熱性を備えた
断熱容器とすることができる。尚、ナトリウム−硫黄電
池用断熱容器とする場合、容器４の材質には、適度な強
度を有するものであれば特に制限はなく、例えば鋼板等
を用いることができるが、ＳＵＳ、耐熱鋼板を用いるこ
とがより好ましい。

【００１４】 本発明の断熱板において、金属フィルム
の材質には、アルミニウムフィルム又はステンレスフィ
ルムを用いることが、加工性及び耐食性に優れるため好
ましい。又、金属フィルムの厚さは０.０２ｍｍ以上、
０．１ｍｍ以下であることが好ましい。０．０２ｍｍ未
満では、フィルムの強度が不十分となり、断熱容器内を
減圧状態にした場合の壁からの圧迫及び外部からの衝撃
によりフィルムが破れるおそれがあるからである。又、
０．１ｍｍを超える場合は、固すぎて、断熱材の形状に
合わせることが困難であるという不都合があるからであ
る。

【００１５】 本発明の断熱板は、図３に示すように、
その側面に、外周に沿って溝部１０又は凸部１１を有す
ることが好ましい。側面に溝部又は凸部を設けることに
より、熱が断熱板１の一方の面から他方の面に伝わる際
の距離を長くすることができ、断熱板１に、より優れた
断熱性を付与することができるからである。側面に溝部
１０又は凸部１１を設ける場合、溝部１０又は凸部１１
の形状は、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように角を有さ
ない形状であってもよく、図３（ｃ）及び（ｄ）に示す
ように角を有する形状であってもよい。尚、溝部１０又
は凸部１１は、断熱板の外周の全周に渡って設けてもよ
く、断熱板の外周に部分的に設けてもよい。

【００１６】 本発明の断熱板をナトリウム−硫黄電池
用断熱容器に用いる場合、その寸法はモジュール電池の
大きさ、用いる容器の寸法によって決まるが、断熱板の
厚さは好ましくは１０ｍｍ以上、より好ましくは２０ｍ
ｍ以上であることが必要である。１０ｍｍ未満では、断
熱板に十分な強度及び断熱性を付与することができない
からである。

【００１７】 本発明の断熱板は、例えば以下のように
製造される。まず、図４（ａ）に示すように、繊維状断
熱材を適宜な寸法に裁断し、ベーキング処理を行う。ベ
ーキング処理は、繊維状断熱材から発生するガスを予め
除去することを目的として行うものであり、繊維状断熱
材を３５０〜４５０℃で５〜１０時間保持することによ
り行う。

【００１８】 次に、裁断した繊維状断熱材を適宜な寸
法に裁断した金属フィルムで覆う。金属フィルムは、繊
維状断熱材から成る板の各面に対して１枚ずつ、計２枚
切り出してもよく、繊維状断熱材から成る板全体に対し
て１枚を切り出してもよい。

【００１９】 ２枚の金属フィルムを切り出した場合
は、図４（ｂ）に示すように、各金属フィルム３を繊維
状断熱材２から成る板の各面に１枚ずつあてがい、繊維
状断熱材２から成る板の形状に従って折り目をつけた
後、繊維状断熱材２から成る板の側面部分にて各金属フ
ィルム３の接合しろ１２を、減圧用パイプの挿入部分１
３を残して接合する。

【００２０】 １枚の金属フィルムを切り出した場合
は、図４（ｃ）に示すように、２つ折りにした金属フィ
ルム３の間に繊維状断熱材２から成る板を配置し、繊維
状断熱材２から成る板の形状に従って折り目をつけた
後、繊維状断熱材２から成る板の側面部分にて各金属フ
ィルム３の接合しろを、減圧用パイプの挿入部分１３を
残して接合する。

【００２１】 尚、接合の手段としては、接着、溶接等
を用いることができるが、ナトリウム−硫黄電池用断熱
容器に用いる場合には、３６０℃前後の高温で使用され
ることから、溶接にて接合することが好ましく、又、接
合部分を気密的に封止することが必要であるため、シー
ム溶接又は超音波溶接を採用することが好ましい。

【００２２】 次に、図４（ｄ）に示すように、減圧用
パイプ１４を、接合せずに残しておいたパイプ挿入部分
１３に挿入し、真空ポンプ等により金属フィルム３内部
を減圧する。内部の減圧が進むにつれ、接合せずに残し
てあるパイプ挿入部分１３は自然に塞がった状態とな
る。

【００２３】 次に、塞がった状態のパイプ挿入部分を
溶接等により接合して封止する。

【００２４】 最後に、余分な接合しろ１２を切除し、
図４（ｅ）に示すように、接合しろ１２を折り曲げる。

【００２５】 図３に示すような、側面に、外周に沿っ
て溝部１０又は凸部１１を有する断熱板１を製造する場
合は、金属フィルム３で覆う前に、予めロックウール板
２の側面に加工を施して溝部１０又は凸部１１を設けて
おく。溝部１０又は凸部１１を設けた繊維状断熱材２か
ら成る板を上述のように金属フィルム３で覆い、減圧す
ると、金属フィルム３が溝部１０又は凸部１１に従って
繊維状断熱材２から成る板に張り付き、側面に溝部１０
又は凸部１１を備えた断熱板１となる。尚、図３（ｃ）
及び（ｄ）に示すような角を有する溝部（又は凸部）を
形成する場合は、２枚の同寸法の繊維状断熱材から成る
板２ａとこれより縦幅及び横幅がやや小さい（凸部の場
合はやや大きい）１枚の繊維状断熱材から成る板２ｂを
裁断し、これらの３枚の繊維状断熱材から成る板２ａ、
２ｂを、図５（ａ）（凸部の場合は図５（ｂ））に示す
ように、寸法の異なる繊維状断熱材から成る板２ｂを間
に挟みつつ積層してもよい。

【００２６】 このように、本発明の断熱板は、従来の
断熱板に比べ、製造に要する工程数が少なく、又、各工
程が単純な作業から成るため、従来と同程度の断熱性及
び強度を有する断熱板及び断熱容器を、従来よりも簡易
かつ効率良く製造できる。又、特殊な断熱ボードが不要
であるため、断熱板及び断熱容器の製造に要するコスト
を大幅に削減することができる。

【００２７】

【実施例】 以下、本発明を図示の実施例を用いてさら
に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限られ
るものではない。

【００２８】（実施例１） ロックウールの全表面を金
属フィルムで覆い、金属フィルムの内部を減圧した断熱
板を製造し、その断熱板を用いて断熱容器を構成し、断
熱容器の熱伝導率、圧縮強度を測定した。

【００２９】 断熱板の製造は以下の方法にて行った。
まず、図４（ａ）に示すように、ロックウールを縦６０
０ｍｍ、横９００ｍｍ、厚さ４０ｍｍに裁断し、４００
℃で８時間、ベーキング処理を行った。次に、縦７００
ｍｍ、横１０００ｍｍのアルミニウムフィルム２枚を切
り出し、図４（ｂ）に示すように、各アルミニウムフィ
ルム３をロックウール板２の各面に１枚ずつあてがい、
ロックウール板２の形状に従って折り目をつけた後、ロ
ックウール板２の側面部分にて各アルミニウムフィルム
３の接合しろ１２を、減圧用パイプの挿入部分１３を残
して超音波溶接にて接合した。尚、アルミニウムフィル
ム３は、厚さ０．０５ｍｍのものを用いた。

【００３０】 次に、図４（ｄ）に示すように、減圧用
パイプ１４を、接合せずに残しておいたパイプ挿入部分
１３に挿入し、真空ポンプによりアルミニウムフィルム
３内部を０．０１４Ｔｏｒｒに減圧した。次に、パイプ
挿入部分１３をシーム溶接により接合して封止した。

【００３１】 最後に、余分な接合しろ１２を切除し、
図４（ｅ）に示すように、接合しろ部分１２を折り曲げ
て、断熱板１とした。尚、得られた断熱板の比重は０．
２５であった。

【００３２】 上記の断熱板１を、図６に示すように、
ＳＵＳ製の容器４内に収納し、さらに容器４内部を真空
ポンプにて減圧した後、気密的に封止して断熱容器９と
し、熱伝導率、圧縮強度を測定した。尚、用いた容器４
の壁の厚さは２０ｍｍであった。測定結果を表１に示
す。

【００３３】（実施例２） 図３（ｃ）に示すように、
側面に、全周に渡って幅２０ｍｍ、深さ２０ｍｍの角を
有する溝部を設けた点を除いては、実施例１と同様な断
熱板を、実施例１と同様に製造し、その断熱板を用いて
実施例１と同様に断熱容器を構成した。但し、溝部の形
成は、図５（ａ）に示すように、寸法の異なるロックウ
ール板２ａ、２ｂを積層することにより行った。又、得
られた断熱板の比重は０．２５であった。断熱容器の熱
伝導率、圧縮強度を実施例１と同様に測定した。結果を
表１に示す。

【００３４】（比較例１） アルミニウムフィルム内の
気圧を０．２Ｔｏｒｒとした点を除いては、実施例１と
同様な断熱板を、実施例１と同様に製造し、その断熱板
を用いて実施例１と同様に断熱容器を構成した。得られ
た断熱板の比重は０．２５であった。断熱容器の熱伝導
率、圧縮強度を実施例１と同様に測定した。結果を表１
に示す。

【００３５】（比較例２） 細孔を備えた多孔質の断熱
板を製造し、その断熱板を用いて断熱容器を構成し、断
熱容器の熱伝導率、圧縮強度を測定した。

【００３６】 上記の断熱板を、図２に示すようにＳＵ
Ｓ製の容器４内に収納し、容器４内部を真空ポンプにて
減圧した後、気密的に封止して断熱容器５とし、以下の
方法にて断熱容器５の熱伝導率、圧縮強度を実施例１と
同様に測定した。尚、用いた容器４の壁の厚さは２０ｍ
ｍであった。結果を表１に示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】 表１より、実施例の断熱板を用いた断熱
容器は、比較例２の従来の断熱板を用いた断熱容器と同
程度の熱伝導率及び圧縮強度を示した。又、比較例１の
断熱板を用いた断熱容器は、熱伝導率、圧縮強度共に、
実施例の断熱板を用いた断熱容器よりも劣っていた。

【００３９】

【発明の効果】 本発明の断熱板は、従来の断熱板に比
べ、製造に要する工程数が少なく、又、各工程が単純な
作業から成るため、従来と同程度の断熱性及び強度を有
する断熱板及び断熱容器を、従来よりも簡易かつ効率良
く製造できる。又、歩留まりが良い等の理由により、断
熱板及び断熱容器の製造に要するコストを大幅に削減す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の断熱板の一例を示す断面図である。

【図２】 従来のナトリウム−硫黄電池用断熱容器の一
例を示す断面図である。

【図３】 本発明の断熱板の（ａ）他の例、（ｂ）、
（ｃ）及び（ｄ）さらに他の例を示す断面図である。

【図４】 （ａ）〜（ｅ）従来の断熱板の製造方法の一
例を示す工程図である。

【図５】 （ａ）溝部又は（ｂ）凸部を有する断熱板の
製造方法の一例を示す模式図である。

【図６】 本発明の断熱板を用いた断熱容器の一例を示
す断面図である。

【符号の説明】

１…断熱板、２…繊維状断熱材、３…金属フィルム又は
アルミニウムフィルム、４…容器、５…従来の断熱容
器、６…従来の断熱板、７…モジュール電池、８…単電
池、９…断熱容器、１０…溝部、１１…凸部、１２…接
合しろ、１３…減圧用パイプの挿入部分、１４…減圧用
パイプ。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維状断熱材及び該繊維状断熱材の全表
   面を気密的に覆った金属フィルムを有し、該金属フィル
   ム内部を０．１Ｔｏｒｒ以下に減圧したことを特徴とす
   る断熱板。
2. 【請求項２】 該繊維状断熱材がロックウールである請
   求項１に記載の断熱板。
3. 【請求項３】 側面に、外周に沿って溝部又は凸部を設
   けた請求項１又は２に記載の断熱板。
4. 【請求項４】 該金属フィルムがアルミニウムフィルム
   又はステンレスフィルムである請求項１、２又は３に記
   載の断熱板。
5. 【請求項５】 請求項１、２、３又は４に記載の断熱板
   を容器内に収納して成ることを特徴とする断熱容器。
6. 【請求項６】 該容器内を減圧状態にした請求項５に記
   載の断熱容器。
7. 【請求項７】 ナトリウム−硫黄電池用断熱容器である
   請求項５又は６に記載の断熱容器。