JP2006090494A

JP2006090494A - 熱伝導断熱装置

Info

Publication number: JP2006090494A
Application number: JP2004278964A
Authority: JP
Inventors: Toshio Kobayashi; 俊夫小林
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2006-04-06

Abstract

【課題】気密性を保ちつつ、厚みを薄くし、溶接せずに真空状態を保つこととした熱伝導断熱装置を提供する。
【解決手段】熱を発生させる誘導加熱器（熱源）２と、誘導加熱器（熱源）と隣接する真空断熱材１とからなり、真空断熱材１における誘導加熱器（熱源）２と接する側の外被材の表面層を金属箔としたものであり、断熱性のある容器の気密性を保ちつつ、厚みを薄くし、溶接せずに真空状態を保つことが出来る。また、熱伝導性の高い金属箔により、熱源から熱を伝えることができ、誘導加熱器（熱源）２に局部的な高熱部がある場合に、その局部的な高熱部の熱を真空断熱材１の厚み方向に垂直な方向に拡散させて、局部的な高熱部の熱を下げることができ、局部的な高熱部の熱による真空断熱材１の外被材の（ガスバリア性の）劣化を抑制でき、真空断熱材１の反熱源側の面の温度を下げることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、断熱材に熱伝導性を持たせた熱伝導断熱装置に関するものである。

従来、電磁誘導加熱用容器として、断熱性のある容器内層を電磁板とし、電磁誘導により容器を加熱するものもある（例えば、特許文献１参照）。

また従来、金属箔からなる真空断熱材として、金属箔単体を外被材として使用し、シーム溶接などの溶接を施して、真空状態を保つようにしているものがある（例えば、特許文献２参照）。
実開平７−１８３９７号公報特開２００１−１４７０２１号公報

しかしながら、従来の構成では、内側の容器と外側の容器の間の領域を真空状態に保つため、容器にかなりの強度と気密性とが必要とされるので、厚みのある金属を用い溶接しなければならないという欠点があった。さらに、容器ゆえに曲げ、裁断、孔といった加工が出来ないという欠点があった。

本発明は、従来の課題を解決するもので、気密性を保ちつつ、厚みを薄くし、溶接せずに真空状態を保つこととした熱伝導断熱装置を提供することを目的とする。

さらに、曲げ、裁断、孔といった加工が出来る熱伝導断熱装置を提供することを目的とする。

また、従来は外部からの衝撃により外被材に亀裂を発生させ、亀裂の間からガスが入り、真空断熱材の真空度を保てないという欠点があった。

本発明の他の目的は、亀裂を最小限に食い止め、亀裂が入っても真空断熱材の真空度を保つことが出来る熱伝導断熱装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の熱伝導断熱装置は、熱を発生させる熱源と、前記熱源と隣接する真空断熱材とからなり、前記真空断熱材における前記熱源と接する側の外被材の表面層を金属箔としたので、熱伝導性の高い金属箔により、熱源から熱を伝えることとなる。

また、本発明の熱伝導断熱装置は、真空断熱材の複数の芯材を隣接する前記芯材の間に位置する部分で２方向（例えば、縦方向と横方向の２方向）以上（好ましくは３方向以上）の折曲線に形成出来るように格子状、または千鳥状に互いに所定間隔離して配置したものである。

これによって、曲げ、裁断、孔といった加工により、特定の芯材が入った空間の真空度が低下することが起きても、他の芯材が入った空間の真空度まで低下することはなく、断熱性能の低下を最小限に抑えることとなる。

さらに、金属箔の亀裂を最小限に食い止め、亀裂が入っても真空断熱材の真空度を保つこととなる。

また、本発明の熱伝導断熱装置は、外被材を表面層、保護層、熱溶着層で構成されたラミネートフィルムとしたものである。

これによって、金属箔の亀裂を最小限に食い止め、亀裂が入っても真空断熱材の真空度を保つこととなる。

本発明の熱伝導断熱装置は、断熱性のある容器の気密性を保ちつつ、厚みを薄くし、溶接せずに真空状態を保つことが出来る。

また、本発明の熱伝導断熱装置は、曲げ、裁断、孔といった加工が自由に出来る。

さらに、本発明の熱伝導断熱装置は、金属箔の亀裂を最小限に食い止め、亀裂が入っても真空断熱材の真空度を保つこととなる。

請求項１に記載の発明は、熱を発生させる熱源と、前記熱源と隣接する真空断熱材とからなり、前記真空断熱材における前記熱源と接する側の外被材の表面層を金属箔としたものであり、断熱性のある容器の気密性を保ちつつ、厚みを薄くし、溶接せずに真空状態を保つことが出来る。

また、熱伝導性の高い金属箔により、熱源から熱を伝えることができ、熱源に局部的な高熱部がある場合に、その局部的な高熱部の熱を真空断熱材の厚み方向に垂直な方向に拡散させて、局部的な高熱部の熱を下げることができ、局部的な高熱部の熱による真空断熱材の外被材の（ガスバリア性の）劣化を抑制でき、真空断熱材の反熱源側の面の温度を下げることができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明における金属箔を、アルミニウム、銅、鉄、金、ステンレスのいずれかを材料にしたものであり、熱伝導を促進することが出来る。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明における熱源を誘導加熱器としたものであり、真空断熱材に熱を伝導させることが出来る。

また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明に加えて、真空断熱材の中に電磁板を挿入したものであり、より真空断熱材に熱を伝導させることが出来る。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明における真空断熱材が、複数の芯材を隣接する前記芯材の間に位置する部分で２方向以上の折曲線を形成出来るように格子状または千鳥状に互いに所定間隔離して配置されており、前記複数の芯材のそれぞれが独立した空間内に位置するように前記芯材の周囲に前記外被材の熱溶着部が設けた真空断熱材としたものであり、２方向（例えば、縦方向と横方向の２方向）以上（好ましくは３方向以上）の方向に真空断熱材１を折り曲げることが出来る。

また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、隣接する芯材の間で、かつ、熱溶着部に囲まれた部分の外被材に孔を設けたものであり、従来の真空断熱材よりも適用する対象物の形状に制限が少なくなることで、用途の広い真空断熱材を提供出来る。

また、請求項７に記載の発明は、請求項５または請求項６に記載の発明において、隣接する芯材の間で、かつ、熱溶着部に囲まれた部分の外被材に切り口、またはミシン目を設けたものであり、真空断熱材を裁断、または孔加工する際に、より簡単に加工することが出来る。

また、請求項８に記載の発明は、請求項１または請求項２または請求項５のいずれか一項に記載の発明において、外被材を、表面層、保護層、熱溶着層で構成されたラミネートフィルムとし、前記保護層をナイロンまたはポリエチレン、前記熱溶着層をポリエチレンまたはポリプロピレンで構成したものであり、金属箔に発生する亀裂を最小限に食い止め、亀裂が入っても真空断熱材の真空度を保つことが出来る。

また、請求項９に記載の発明は、請求項１に記載の発明における熱源を、熱交換器、ヒーター、蓄冷剤、ペルチェ素子のいずれかとしたものであり、あらゆる温度体、あらゆる用途に真空断熱材を適応することが出来る。

以下、本発明による熱伝導断熱装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による熱伝導断熱装置の概略図である。

本実施の形態の熱伝導断熱装置は、熱を発生させる熱源（誘導加熱器）２と、熱源（誘導加熱器）２と隣接する真空断熱材１とからなり、真空断熱材１における熱源（誘導加熱器）２と接する側の外被材の表面層が金属箔であるものであり、外被材の表面層の金属箔により、熱源（誘導加熱器）２からの熱が伝わり、真空断熱材１に断熱と発熱の作用を持たせることが出来、一方向にのみ熱を伝える熱の制御が可能になる。

ここで、外被材はラミネートフィルムとし、特に限定するものではないが、表面層、保護層、熱溶着層で構成されたものとし、好ましくは保護層と熱溶着層の間にガスバリア層があるとなおよい。

表面層およびガスバリア層は金属箔とし、アルミニウム、銅、鉄、金、ステンレスのいずれかの材料で構成されるのが好ましい。

保護層はナイロンまたはポリエチレン、熱溶着層はポリエチレンまたはポリプロピレンで構成されるのが好ましいが、特に限定するものではない。

以上のように、本実施の形態は、表面層を金属箔としても、保護層、熱溶着層で構成されているので、金属箔に亀裂が生じても、亀裂を最小限に食い止め、亀裂が入っても真空断熱材１の真空度を保つことが出来る。

ただし、ラミネートフィルムの耐熱性は各層の材料にもよるが、１５０℃ほどであるが、繰り返し加熱することで、熱溶着層端部からガスが入るため、真空度が悪くなり、断熱性能が劣化していくので、熱伝導断熱装置の仕様温度は１００℃以下が望ましい。

また、熱源については、誘導加熱器、熱交換器、ヒーター、蓄冷剤、ペルチェ素子などが上げられるが、低温、高温にかかわらず、熱を発生するものであれば、特に限定するものではない。

よって、外被材をラミネートフィルムとしたことで、断熱性のある容器の気密性を保ちつつ、厚みを薄くし、溶接せずに真空状態を保つことが出来る。

また、真空断熱材１の芯材については、繊維系、粉末系、発泡樹脂系といずれのものでも当てはまり、芯材と共に外被材の中に吸着剤を挿入しても構わない。

以上のように、断熱性のある容器の気密性を保ちつつ、厚みを薄くし、溶接せずに真空状態を保つことが出来る真空断熱材１に断熱と発熱の作用を持たせた熱伝導断熱装置を提供出来る。

（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２による熱伝導断熱装置の概略図である。なお、実施の形態１と同一構成については同一符号を付してその詳細な説明は省略する。

図２に示すように、真空断熱材１の中に電磁板３を挿入すると、より誘導加熱を促進出来るので、さらに真空断熱材１に熱を伝導させることが出来る。電磁板３の材料は特に限定するものではない。

（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３による熱伝導断熱装置に用いる真空断熱材の平面図である。図４は、同実施の形態による熱伝導断熱装置の概略図である。

図３において、真空断熱材１は、３２個の直角二等辺三角形に成型されたガラス繊維からなる厚さ５ｍｍ前後の芯材４を外被材で覆い外被材の内部を減圧して成り、この３２個の芯材４は、隣接する芯材４の間に位置する部分で、芯材４の直角二等辺三角形の各辺に平行に、縦、横、縦または横に対して４５度斜めの４方向の折曲線を形成出来るように、２つの芯材４を正方形になるように組み合わせたものを、千鳥状に隣接する芯材４と辺が対向するように、所定間隔離して配置されており、この３２個の芯材４のそれぞれが独立した空間内に位置するように隣接する芯材４の間に位置する外被材が熱溶着されているものである。

また、所定間隔離れて隣接する２つの直角二等辺三角形の芯材４を、正方形になるように、長辺が対向するように組み合わせ、所定間隔離れて隣接する４つの直角二等辺三角形の芯材４を、正方形になるように、直角の角が集まるように組み合わせている。

以上のように本実施の形態の真空断熱材１は、複数の直角二等辺三角形の芯材４を外被材で覆い外被材の内部を減圧して成り、複数の芯材４は、隣接する芯材４の間に位置する部分で４方向の折曲線を形成出来るように、２つの芯材４を正方形になるように組み合わせたものを、千鳥状に互いに所定間隔離して配置されており、複数の芯材４のそれぞれが独立した空間内に位置するように隣接する芯材４の間に位置する外被材が熱溶着されているので、４方向に真空断熱材１を折り曲げる、裁断する、孔を設けるといった加工をすることが出来、そのため従来の真空断熱材１よりも適用する対象物の形状に制限が少なく、用途が広い。

また、特定の芯材４が入った空間の真空度が低下することが起きても、他の芯材４が入った空間の真空度まで低下することはなく、断熱性能の低下を最小限に抑えることが出来る。

加えて、外被材に亀裂が生じても、亀裂を最小限に食い止め、亀裂が入っても真空断熱材１の真空度を保つことが出来る。

さらに、真空断熱材１の芯材４は、縦横の折曲線の間隔を斜め４５度の折曲線の間隔より狭くしているが、縦横の折曲線の間隔を斜め４５度の折曲線の間隔より広くしたい場合は、真空断熱材１を正（反時計回り）方向または負（時計回り）方向に４５度回転させた配列の芯材４を用いる。

本実施の形態の真空断熱材１は、芯材４の占める面積の割合を比較的多く出来る。

なお、複数の直角二等辺三角形の芯材４は、熱可塑性樹脂からなるシート部材の片面に接着固定した状態でガスバリア性の外被材で覆っても構わない。

さらに、図３のように、隣接する芯材４の間で、かつ、熱溶着部に囲まれた部分の外被材にミシン目５をつけることで、より曲げ、裁断、孔といった加工が容易に出来る。また、ミシン目５ではなく、外被材端部に切り口を設けてもよい。

以上のように、本実施の形態の熱伝導断熱装置は、真空断熱材１の複数の芯材４を隣接する芯材４の間に位置する部分で２方向（例えば、縦方向と横方向の２方向）以上（好ましくは３方向以上）の折曲線に形成出来るように格子状、または千鳥状に互いに所定間隔離して配置したものである。

よって、曲げ、裁断、孔といった加工により、特定の芯材４が入った空間の真空度が低下することが起きても、他の芯材が入った空間の真空度まで低下することはなく、断熱性能の低下を最小限に抑えることが出来る。

さらに、金属箔の亀裂を最小限に食い止め、亀裂が入っても真空断熱材の真空度を保つことが出来る。

また、本実施の形態では熱源を誘導加熱器としたが、用途に応じて熱交換器、ヒーター、蓄冷剤、ペルチェ素子など、低温、高温にかかわらず、熱を発生するものであれば、特に限定するものではない。

（実施の形態４）
図５は、本発明の実施の形態４による熱伝導断熱装置に用いる真空断熱材の平面図である。なお、実施の形態３と同一構成については同一符号を付してその詳細な説明は省略する。

本実施の形態は、実施の形態３のミシン目５の代わりに孔６を設けたものであり、曲げ、裁断、孔６といった加工により、特定の芯材４が入った空間の真空度が低下することが起きても、他の芯材４が入った空間の真空度まで低下することはなく、断熱性能の低下を最小限に抑えることが出来る。

以上のように、本発明にかかる熱伝導断熱装置は、断熱性のある容器の気密性を保ちつつ、厚みを薄くし、溶接せずに真空状態を保つこと、また曲げ、裁断、孔といった加工が自由にすることが可能となるので、保温・保冷容器、床暖房、冷凍システム、給湯システム等の用途にも適用出来る。

本発明の実施の形態１による熱伝導断熱装置の概略図本発明の実施の形態２による熱伝導断熱装置の概略図本発明の実施の形態３による熱伝導断熱装置に用いる真空断熱材の平面図同実施の形態の熱伝導断熱装置の概略図本発明の実施の形態４による熱伝導断熱装置に用いる真空断熱材の平面図

符号の説明

１真空断熱材
２誘導加熱器（熱源）
３電磁板
４芯材
５ミシン目
６孔

Claims

熱を発生させる熱源と、前記熱源と隣接する真空断熱材とからなり、前記真空断熱材における前記熱源と接する側の外被材の表面層が金属箔であることを特徴とした熱伝導断熱装置。
金属箔がアルミニウム、銅、鉄、金、ステンレスのいずれかを材料としたものであることを特徴とした請求項１記載の熱伝導断熱装置。
熱源が誘導加熱器であることを特徴とした請求項１記載の熱伝導断熱装置。
真空断熱材の中に電磁板を挿入したことを特徴とした請求項３記載の熱伝導断熱装置。
真空断熱材は、複数の芯材を隣接する前記芯材の間に位置する部分で２方向以上の折曲線を形成出来るように格子状または千鳥状に互いに所定間隔離して配置されており、前記複数の芯材のそれぞれが独立した空間内に位置するように前記芯材の周囲に前記外被材の熱溶着部が設けたことを特徴とした請求項１または請求項２に記載の熱伝導断熱装置。
隣接する芯材の間で、かつ、熱溶着部に囲まれた部分の外被材に孔を設けたことを特徴とした請求項５記載の熱伝導断熱装置。
隣接する芯材の間で、かつ、熱溶着部に囲まれた部分の外被材に切り口、またはミシン目を設けたことを特徴とした請求項５または請求項６に記載の熱伝導断熱装置。
外被材は、表面層、保護層、熱溶着層で構成されたラミネートフィルムであり、前記保護層はナイロンまたはポリエチレン、前記熱溶着層はポリエチレンまたはポリプロピレンで構成されることを特徴とした請求項１または請求項２または請求項５のいずれか一項に記載の熱伝導断熱装置。
熱源が、熱交換器、ヒーター、蓄冷剤、ペルチェ素子のいずれかであることを特徴とした請求項１記載の熱伝導断熱装置。