JP2001133175A - 真空断熱容器 - Google Patents

真空断熱容器

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JP2001133175A
JP2001133175A JP31590099A JP31590099A JP2001133175A JP 2001133175 A JP2001133175 A JP 2001133175A JP 31590099 A JP31590099 A JP 31590099A JP 31590099 A JP31590099 A JP 31590099A JP 2001133175 A JP2001133175 A JP 2001133175A
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Japan
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heat
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heat insulating
vacuum
storage chamber
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JP31590099A
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Makoto Suzuki
鈴木  誠
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Toyota Motor Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/0034Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using liquid heat storage material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/14Indicating devices; Other safety devices
    • F01P2011/205Indicating devices; Other safety devices using heat-accumulators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2270/00Thermal insulation; Thermal decoupling
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空断熱容器の構造を簡易にし、製造容易に
する。 【解決手段】 耐圧性を有する容器本体3の内壁に該内
壁の全面を覆うように断熱パネル20を設ける。断熱パ
ネル20は、気密性を有する袋状ケーシングの内部に微
粒状シリカが充填され、且つ、前記袋状ケーシングの内
部が真空にされてなる。この断熱パネル20に包囲され
た内側空間は内燃機関の高温の冷却水を貯留する蓄熱室
9を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空断熱層を備え
た断熱容器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】断熱容器には、いわゆる魔法瓶のよう
に、内側容器と外側容器との間に真空の断熱空間を設け
た構造のものがある。この種の真空断熱容器では、断熱
空間の真空度および断熱空間の厚さが断熱性能に大きな
影響を与える。このように真空の断熱空間を有する真空
断熱容器は、強度の面から形状に制約があり、円筒形状
等の単純な形状が一般的である。
【0003】四角形状などの円筒形状以外の形状に形成
する場合に、強度を確保するために内側容器及び外側容
器の板厚を厚くすることも考えられるが、そのようにす
ると熱伝導性が高まる結果、内側容器と外側容器との接
合部から逃げる熱が増えて、断熱性能が悪化する。
【0004】また、四角形状などの円筒形状以外の形状
に形成する場合に、強度と断熱空間の厚さを確保するた
め、内側容器と外側容器との間に設ける支持体の数を増
やす方法もあるが、支持体を増やすとこの支持体を伝熱
して熱が逃げ易くなるので、やはり断熱性能が悪化す
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】一方で、特開平6−8
8686号公報等に開示されているように、低い真空度
で断熱性能を確保するために、前記断熱空間に微粒子シ
リカなどの断熱材を充填した真空断熱容器も提案されて
いる。
【0006】前記公報に記載の真空断熱容器は、内側容
器と外側容器との間の断熱空間に微粒子シリカを充填し
ただけであって、内側容器と外側容器との間に支持体が
なく、そのため、微粒子シリカが偏り易く、微粒子シリ
カの充填時および容器形成後において内側容器と外側容
器との離間距離を所望の一定値に確保するのが難しい。
【0007】また、内側容器と外側容器との間に支持体
を設けて離間距離を一定に確保できるようにした場合に
は、この支持体を通って熱が逃げ易くなり、断熱性能が
悪化する。
【0008】さらに、外側容器の内側に内側容器を配置
し、外側容器と内側容器の間の断熱空間に微粒子シリカ
を充填するとともに真空にするという製造工程自体が、
非常に困難な作業であり、生産性が悪かった。
【0009】本発明はこのような従来の技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする
課題は、機械的強度及び断熱性能に優れ、形状自由度も
高く、構造が簡単で、製造が容易な真空断熱容器を得る
ことにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、以下の手段を採用した。本発明に係る真空
断熱容器は、耐圧性を有する容器本体の内壁に該内壁の
全面を覆うように断熱体が設けられ、この断熱体に包囲
された内側空間が熱媒を貯留する蓄熱室を構成し、外部
からこの蓄熱室に熱媒を注入可能にする熱媒注入通路
と、蓄熱室内の熱媒を外部へ注出可能にする熱媒注出通
路を備え、前記断熱体は、気密性を有する袋状ケーシン
グの内部に微粒状多孔質断熱材が充填され、且つ、前記
袋状ケーシングの内部が真空にされていて、さらに蓄熱
室を画する面が耐水性を有することを特徴とする。
【0011】本発明に係る真空断熱容器では、断熱体が
容器本体によって支えられており、蓄熱室に貯留した熱
媒の圧力は断熱体を介して容器本体に加わることにな
る。また、真空断熱容器の外側から加えられる外力(外
部衝撃力等)は容器本体に加わり、断熱体に直接加わる
ことがない。つまり、本発明の真空断熱容器において
は、外圧と内圧のいずれも容器本体で受けることがで
き、断熱体の機械的強度負担を軽減することができる。
したがって、断熱体のケーシングの厚さを薄くすること
ができ、ケーシングを経由しての放熱を減らすことがで
きる。その結果、断熱体の断熱性能が向上し、ひいては
真空断熱容器の断熱性能が向上する。
【0012】また、断熱体は容器本体に取り付ける前に
予め製造することができ、微粒状多孔質断熱材をケーシ
ング内に均一に充填することが容易にできるとともに、
断熱体の厚さを所望の寸法にすることが容易にでき、所
望の断熱性能を有する断熱体を容易に製造することがで
きる。
【0013】断熱体を容器本体の内壁に設ける作業は大
気圧下において行うことができ、生産性が向上する。
【0014】断熱体のケーシングの素材としては、プラ
スチックフィルムや、金属箔をプラスチックフィルムで
被覆してなるラミネートフィルムなどを例示することが
できる。
【0015】断熱体のケーシングに充填される微粒状多
孔質断熱材としては微粒状シリカを例示することができ
る。
【0016】前記ケーシングの耐水性は、蓄熱室を画す
る面には必要であるが、蓄熱室を画していない面につい
ては耐水性を有さなくてもよい。したがって、耐水性の
低い素材でケーシングを形成しておき、蓄熱室を画する
面だけに耐水性コーティングを施すなどして耐水性を付
与することも可能である。
【0017】本発明に係る真空断熱容器においては、前
記熱媒を内燃機関の冷却水とすることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る真空断熱容器
の実施の形態を図1から図6の図面に基いて説明する。
尚、この実施の形態は、特開平8−183324号公報
等に開示されているような、水冷式内燃機関の始動時暖
機用に高熱の冷却水を貯留して蓄熱する保温容器として
の態様である。
【0019】〔第1の実施の形態〕真空断熱容器1は、
耐圧性を有する略四角柱状をなす容器本体3を備えてい
る。容器本体3は、例えばステンレスやアルミニウムな
どの金属、プラスチックなどの非金属で形成することが
でき、熱伝導率の小さい材質がより好ましい。
【0020】容器本体3の天板部には、この天板部を貫
通して内方および外方に突出するパイプホルダ5が容器
本体3に対して気密状態に固定されている。尚、真空断
熱容器1の使用状態においては、パイプホルダ5が取り
付けられている前記天板部を必ずしも上側に位置させる
とは限らない。
【0021】容器本体3の内壁には、該内壁の全面を覆
うように平板状をなす断熱パネル20が接合されてい
る。詳述すると、この実施の形態においては、容器本体
3の天板部、底板部、各側板部の内面に断熱パネル20
がそれぞれ1枚ずつ取り付けられていて、これら断熱パ
ネル20によって容器本体3の内壁の全面が被覆されて
いる。尚、容器本体3の天板部に取り付けられた断熱パ
ネル20はパイプホルダ5を貫通させ、パイプホルダ5
の外周面に密接して取り付けられている。
【0022】互いに隣り合う断熱パネル20同士は、そ
の連結部分において隙間なく密接して取り付けられてお
り、これら断熱パネル20によって包囲された内側空間
は、内燃機関の高温の冷却水を貯留して蓄熱するための
蓄熱室9になっている。
【0023】断熱パネル20は、図5に示すように、内
部を所定の真空度にされた平板袋状のケーシング21の
内部に多孔質な微粒状シリカ(微粒状多孔質断熱材)2
9が隙間なく充填されてなり、一定の厚みと所定の剛性
を有している。
【0024】ケーシング21は耐熱性、耐水性、可塑
性、非通気性を有するフィルムで構成されており、例え
ば、プラスチックフィルムや、金属箔をプラスチックフ
ィルムで被覆してなるラミネートフィルムで構成されて
いる。
【0025】金属箔を備えたラミネートフィルムはガス
透過度が極めて低く、したがって、ケーシング21の気
密性が高まり、ケーシング21内の真空度の経時的な低
下を防止できるので、ケーシング21の素材として好適
である。
【0026】図6は、ラミネートフィルム23で形成さ
れたケーシング21を有する断熱パネル20の一例を示
す断面図である。この例におけるラミネートフィルム2
3は、アルミニウム箔(以下、Al箔と略す)23aの
一方の面にポリプロピレンフィルム(以下、PPフィル
ムと略す)23bをラミネートし、他方の面にポリエチ
レンテレフタレートフィルム(以下、PETフィルムと
略す)23cをラミネートしてなる。この構成からなる
2枚のラミネートフィルム23が、そのPPフィルム2
3b同士を互いに対向するように重ね合わされ、重ね合
わされた全周縁25のPPフィルム23b同士を熱溶着
して袋状のケーシング21が構成される。
【0027】ケーシング21の内部に充填される微粒状
シリカ29は、この実施の形態では平均粒径10μmの
ものが使用されている。ケーシング21内の真空度は、
微粒状シリカ29の平均粒径や真空断熱容器1に要求さ
れる断熱性能により決定されるものであるが、この実施
の形態では約133Pa(1torr)にされている。
【0028】断熱パネル20は容器本体3の内壁に固定
される前に予め製造されたものであり、ケーシング21
の内部に微粒状シリカ29をほぼ隙間なく充填した後、
ケーシング21内を所定の真空度まで真空引きして製造
される。ここで、ケーシング21が可塑性を有している
ので、ケーシング21内を真空引きしたときにケーシン
グ21が内方に吸引されて塑性変形し微粒状シリカ29
に密着して、ケーシング21内の微粒状シリカ29を密
な状態に締め込むので、断熱パネル20の剛性および保
形性が高まるとともに、断熱性能が高まる。
【0029】そして、このようにして製造された所定形
状、所定厚さを有する断熱パネル20を、大気圧下にお
いて容器本体3の内壁面に接着剤などの接合手段によっ
て接合する。したがって、断熱パネル20を容器本体3
に取り付けた後において真空処理を行う必要がないの
で、作業性、生産性が向上する。
【0030】また、パイプホルダ5には、冷却水注入管
13と冷却水注出管15が貫通固定されており、冷却水
注入管13の液出口端部13aと冷却水注出管15の液
入口端部15aは蓄熱室9内において離間して配置され
ている。
【0031】パイプホルダ5は例えばプラスチックで形
成されており、冷却水注入管13と冷却水注出管15は
例えば金属パイプで形成されている。
【0032】この真空断熱容器1では、断熱パネル20
は容器本体3によって支えられており、蓄熱室9に貯留
した冷却水の水圧は断熱パネル20を介して容器本体3
に加わることになる。また、真空断熱容器1の外側から
加えられる外力(外部衝撃力等)は容器本体3に加わ
り、断熱パネル20に直接加わることがない。つまり、
この真空断熱容器1においては、外圧と内圧のいずれも
容器本体3で受けることができ、断熱パネル20の機械
的強度負担を軽減することができる。
【0033】したがって、断熱パネル20のケーシング
21の厚さを薄くすることができ、その結果、ケーシン
グ21を経由しての放熱を減らすことができ、断熱パネ
ル20の断熱性能が向上し、ひいては真空断熱容器1の
断熱性能が向上する。
【0034】また、断熱パネル20は容器本体3に取り
付ける前に予め製造されるものであるので、微粒状シリ
カ29をケーシング21内に均一に充填することが容易
にできるとともに、断熱パネル20の厚さを所望の寸法
にすることが容易にでき、生産性が向上する。
【0035】〔他の実施の形態〕前述した第1の実施の
形態では真空断熱容器1を四角柱状としたが、本発明の
真空断熱容器1は、円筒形状や四角柱状以外の種々の形
状に形成することができ、形状自由度に富んでいる。
【0036】前述した第1の実施の形態の真空断熱容器
1では、断熱パネル20のケーシング21を耐水性フィ
ルムで構成したが、耐水性はあくまでケーシング21に
おいて蓄熱室9を画する面だけに必要な機能であるの
で、ケーシング21を耐水性を有しないかあるいは耐水
性の低い素材で形成し、蓄熱室9に面する部分だけを耐
水性のある皮膜あるいはフィルム等でコーティングする
ことも可能である。
【0037】また、互いに隣り合う断熱パネル20の端
部同士の連結部分に隙間が生じると、その隙間に冷却水
が侵入して断熱性能が低下するので、この連結部分の蓄
熱室9に面する部分に断熱性を有するシール材を取り付
けて前記隙間を塞ぐようにすると、真空断熱容器1の断
熱性能がさらに向上する。前記シール材としてはプラス
チックフィルムを例示することができ、このプラスチッ
クフィルムを隣り合う断熱パネル20のケーシング21
に掛け渡すように接合する方法を例示することができ
る。
【0038】前述した第1の実施の形態の真空断熱容器
1では、容器本体3の各側板部、底板部のそれぞれに断
熱パネル20を1枚ずつ取り付けるようにしているが、
例えば、これら5枚の断熱パネル20を一まとめにした
ような有底筒状の断熱体とすることも可能である。この
ようにすると、断熱パネル20の端部同士の連結部分の
数を少なくすることができる。
【0039】
【発明の効果】本発明に係る真空断熱容器によれば、耐
圧性を有する容器本体の内壁に該内壁の全面を覆うよう
に断熱体が設けられ、この断熱体に包囲された内側空間
は熱媒を貯留する蓄熱室を構成し、外部から前記蓄熱室
に熱媒を注入可能にする熱媒注入通路と、前記蓄熱室内
の熱媒を外部へ注出可能にする熱媒注出通路を備え、前
記断熱体は、気密性を有する袋状ケーシングの内部に微
粒状多孔質断熱材が充填され、且つ、前記袋状ケーシン
グの内部が真空にされていて、さらに蓄熱室を画する面
が耐水性を有することにより、真空断熱容器の断熱性能
を向上させることができるとともに、真空断熱容器の形
状自由度が高くなるという優れた効果が奏される。ま
た、真空断熱容器の生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態における真空断熱
容器の縦断面図である。
【図2】 前記第1の実施の形態における真空断熱容器
の横断面図である。
【図3】 前記第1の実施の形態における真空断熱容器
の正面図である。
【図4】 前記第1の実施の形態における真空断熱容器
の平面図である。
【図5】 前記第1の実施の形態における断熱パネルの
断面図である。
【図6】 前記第1の実施の形態における断熱パネルの
断面図である。
【符号の説明】
1 真空断熱容器 3 容器本体 5 パイプホルダ 9 蓄熱室 13 冷却水注入管 15 冷却水注出管 20 断熱パネル(断熱体) 21 ケーシング 21a Alフィルム 21b PPフィルム 21c PETフィルム 23 ラミネートフィルム 29 微粒状シリカ(微粒状多孔質断熱材)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 耐圧性を有する容器本体の内壁に該内壁
    の全面を覆うように断熱体が設けられ、この断熱体に包
    囲された内側空間は熱媒を貯留する蓄熱室を構成し、外
    部から前記蓄熱室に熱媒を注入可能にする熱媒注入通路
    と、前記蓄熱室内の熱媒を外部へ注出可能にする熱媒注
    出通路を備え、前記断熱体は、気密性を有する袋状ケー
    シングの内部に微粒状多孔質断熱材が充填され、且つ、
    前記袋状ケーシングの内部が真空にされていて、さらに
    蓄熱室を画する面が耐水性を有することを特徴とする真
    空断熱容器。
  2. 【請求項2】 前記熱媒は内燃機関の冷却水であること
    を特徴とする請求項1に記載の真空断熱容器。
JP31590099A 1999-11-05 1999-11-05 真空断熱容器 Pending JP2001133175A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112728674A (zh) * 2021-01-11 2021-04-30 格力电器(武汉)有限公司 一种用于向蓄热铝盒灌注石蜡的组件、蓄热装置和空调器
JP2021525333A (ja) * 2018-05-23 2021-09-24 ザ ユニバーシティー コート オブ ザ ユニバーシティー オブ エジンバラThe University Court Of The University Of Edinburgh 超高温熱エネルギー貯蔵システム

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