JP2006112451A - Vacuum structural body, vacuum thermal insulation panel, sealing method for vacuum structural body, and manufacturing method for vacuum structural body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バルブレスの真空構造体に関する真空排気技術に関するものである。 The present invention relates to a vacuum exhaust technology related to a valveless vacuum structure.
真空構造体には、真空構造体内を真空状に排気するためにバルブが取り付けられていた。このため、バルブ部分が突出し、真空構造体の使用上じゃまになる場合があった。
そこで、バルブを必要としないバルブレスの真空構造体が求められ、特許文献1や2に記載されるようなバルブレスの真空封止構造が開発されている。
Therefore, a valveless vacuum structure that does not require a valve is required, and a valveless vacuum sealing structure as described in Patent Documents 1 and 2 has been developed.
しかし、従来のバルブレスの真空構造体には、次のような問題点があった。
(1)真空構造体を真空状態にするために、開放状態の構造体自体を真空チャンバ内に配置し、目的の真空度まで排気した状態で、開放部を溶接するなどで封止する必要があった。これらは真空チャンバ内での溶接工程を必要とし、設備の煩雑化や封止作業の自由度に制限があった。
(2)従来の二重構造にした真空断熱パネルは、第1真空封止などにネジ止めが使われているが真空チャンバ内で真空排気後封止するか、仮封止して真空排気するので、前者は設備の煩雑化、後者は排気に時間がかかる問題があった。
However, the conventional valveless vacuum structure has the following problems.
(1) In order to place the vacuum structure in a vacuum state, the open structure itself must be placed in a vacuum chamber and sealed by welding the open portion in a state where the vacuum structure is evacuated to a desired degree of vacuum. there were. These require a welding process in a vacuum chamber, which complicates equipment and restricts the degree of freedom of sealing work.
(2) The conventional vacuum heat insulation panel having a double structure is screwed for the first vacuum sealing or the like, but is sealed after evacuation in a vacuum chamber or temporarily sealed and evacuated. Therefore, the former has a problem of complicated facilities, and the latter has a problem that it takes time to exhaust.
そこで、本発明は、真空構造体の排気口を閉塞するための閉塞材に工夫を施し、新規なバルブレス真空構造体を提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a novel valveless vacuum structure by devising a closing material for closing the exhaust port of the vacuum structure.
上記目的を達成するために、第一の発明は、表面に形成される排気口と、排気口を閉塞するための閉塞材とを有する真空構造体であって、閉塞材は、真空構造体内部の真空空間と接する取入孔と、排気口に接続される内壁に接する排出孔と、取入孔と排出孔とを結んだ貫通穴とを備えることを特徴とする真空構造体である。
ここで、本発明においては、真空とは大気圧101325Pa以下をいい、真空構造体の内部空間が減圧されていることをいう。また、真空構造体が断熱用途に使用される真空断熱パネルであった場合、その真空度は13333Pa〜0.013Paが好ましく、より好ましくは1333Pa〜1.3Pa、さらに好ましくは1000Pa〜10Paである。
第二の発明は、前記閉塞材は、縦断面略T字形をしたネジ材であることを特徴とする真空構造体である。
第三の発明は、前記閉塞材と真空構造体の表面材とが溶接され、その溶接部近傍に段部を形成することを特徴とする真空構造体である。なお、ここで、溶接部近傍の段部は、溶接部と接する部分の近くに形成される段部を意味する。
第四の発明は、前記排気口は、真空構造体表面に設けられた取付孔に、真空構造体内部の真空空間を仕切る排気口形成ユニットを取り付けることで形成され、その排気口形成ユニットは、真空空間と前記排気口と連通するための連通孔を有することを特徴とする真空構造体である。
第五の発明は、第一から第四の発明に係る真空構造体からなる真空断熱パネルであることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a first invention is a vacuum structure having an exhaust port formed on a surface and a closing material for closing the exhaust port, wherein the closing material is inside the vacuum structure. A vacuum structure comprising an intake hole in contact with the vacuum space, a discharge hole in contact with an inner wall connected to the exhaust port, and a through hole connecting the intake hole and the discharge hole.
Here, in the present invention, the vacuum means an atmospheric pressure of 101325 Pa or less, and means that the internal space of the vacuum structure is depressurized. Moreover, when the vacuum structure is a vacuum heat insulation panel used for heat insulation, the degree of vacuum is preferably 13333 Pa to 0.013 Pa, more preferably 1333 Pa to 1.3 Pa, and still more preferably 1000 Pa to 10 Pa.
A second invention is a vacuum structure characterized in that the closing material is a screw material having a substantially T-shaped longitudinal section.
A third invention is a vacuum structure characterized in that the closing material and the surface material of the vacuum structure are welded, and a step portion is formed in the vicinity of the welded portion. Here, the stepped portion near the welded portion means a stepped portion formed near the portion in contact with the welded portion.
According to a fourth aspect of the invention, the exhaust port is formed by attaching an exhaust port forming unit that partitions the vacuum space inside the vacuum structure to a mounting hole provided on the surface of the vacuum structure, and the exhaust port forming unit is A vacuum structure having a communication hole for communicating with a vacuum space and the exhaust port.
5th invention is a vacuum heat insulation panel which consists of a vacuum structure which concerns on 1st-4th invention, It is characterized by the above-mentioned.
また、第六の発明は、表面に形成される排気口と、排気口を閉塞するための閉塞材とを有する真空構造体の封止方法であって、閉塞材は、真空構造体内部の真空空間と接する取入孔と、排気口に接続される内壁に接する排出孔と、取入孔と排出孔とを結んだ貫通穴とを備えて、排出孔を真空構造体外部空間に露呈させた状態で、真空構造体内の気体をこの貫通穴を通して外部へ排気させ、真空構造体内の気体を排気させた後、閉塞材がその排出孔を排気口内壁に隠すようにして排気口を閉塞する真空構造体の封止方法である。
第六の発明は、表面に形成される排気口と、排気口を閉塞するための閉塞材とを有する真空構造体の製造方法であって、真空構造体表面に設けられた取付孔に、真空構造体の真空空間を仕切る排気口形成ユニットを取り付けることで排気口を形成し、その形成された排気口を、閉塞材で閉塞させる真空構造体の製造方法である。
第七の発明は、前記排気口形成ユニットが、真空空間と排気口と連通するための連通孔を有することを特徴とする真空構造体の製造方法である。
The sixth invention is a method of sealing a vacuum structure having an exhaust port formed on a surface and a closing material for closing the exhaust port, wherein the closing material is a vacuum inside the vacuum structure. Provided with an intake hole in contact with the space, an exhaust hole in contact with the inner wall connected to the exhaust port, and a through hole connecting the intake hole and the exhaust hole, the exhaust hole was exposed to the external space of the vacuum structure In this state, after the gas in the vacuum structure is exhausted to the outside through this through hole, the gas in the vacuum structure is exhausted, and then the vacuum is closed by the closing material so that the exhaust hole is hidden from the inner wall of the exhaust port. It is a sealing method of a structure.
6th invention is a manufacturing method of the vacuum structure which has the exhaust port formed in the surface, and the obstruction | occlusion material for obstruct | occluding an exhaust port, Comprising: A vacuum is provided in the attachment hole provided in the vacuum structure surface. A vacuum structure manufacturing method in which an exhaust port is formed by attaching an exhaust port forming unit that partitions the vacuum space of the structure, and the formed exhaust port is closed with a closing material.
7th invention is a manufacturing method of the vacuum structure characterized by the said exhaust-port formation unit having a communicating hole for communicating with a vacuum space and an exhaust port.
本発明によれば、次のような効果を有する。
(1)真空構造体の排気口に閉塞材を備えた状態で、真空構造体内の気体を閉塞材の貫通穴を通して外部へ排出できる。そして、気体の排出後にその閉塞材で排気口を完全に閉塞させると、閉塞材に形成された排出孔が排気口内壁に隠れ、真空構造体の気密性を確実に保持できるようになる。
(2)大がかりな真空チャンバを必要とせず、簡易的な真空排気治具を用いて、真空構造体の第1封止が容易にでき、その後、大気中で第2封止が可能となる。
The present invention has the following effects.
(1) The gas in the vacuum structure can be discharged to the outside through the through hole of the blocking material in the state where the closing material is provided at the exhaust port of the vacuum structure. Then, when the exhaust port is completely closed with the plugging material after the gas is discharged, the discharge hole formed in the plugging material is hidden by the inner wall of the exhaust port, so that the airtightness of the vacuum structure can be reliably maintained.
(2) A large vacuum chamber is not required, and the first sealing of the vacuum structure can be facilitated by using a simple evacuation jig, and then the second sealing can be performed in the atmosphere.
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、バルブレス真空構造体の製造技術の概要を示し、図2及び図3で、本発明の第一実施形態及び第二実施形態を示す。
なお、本実施形態では、真空構造体として真空断熱パネルを使用する。ただし、真空構造体は真空断熱パネルに限定されるものではなく、真空空間を有する構造体であれば、全て本発明の真空構造体に含まれる。また、真空断熱パネルの真空空間は外装本体の内部に形成されればよい。外装本体は、例えば、複数毎の板状の構成部材を溶接してつなぎあわせて形成されればよい。板状の構成部材は1枚の板を折曲加工して得てもよいし、プレス成形にて加工して得てもよい。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an outline of a manufacturing technique of a valveless vacuum structure, and FIGS. 2 and 3 show a first embodiment and a second embodiment of the present invention.
In this embodiment, a vacuum heat insulation panel is used as the vacuum structure. However, the vacuum structure is not limited to the vacuum heat insulating panel, and any structure having a vacuum space is included in the vacuum structure of the present invention. Moreover, the vacuum space of a vacuum heat insulation panel should just be formed in the inside of an exterior main body. The exterior body may be formed by, for example, welding a plurality of plate-shaped components and joining them together. The plate-like component may be obtained by bending one plate or may be obtained by press forming.
本発明において、外装本体を構成する構成部材の材料は、100℃程度の温度に耐えられるものであれば良く、ポリエチレン、ポリプロピレンといった樹脂製、アルミナ、シリカといったセラミックス製であってもよいが、真空断熱パネルの剛性、強度、低発塵といった視点からステンレスや鉄、アルミニウムといった金属製であることが好ましい。また、外装本体を構成する構成部材の厚さは、樹脂製であれば、5mm〜30mmであることが好ましく、より好ましくは8mm〜20mm、さらに好ましくは10mm〜15mmであり、金属製であれば、0.2mm〜3mmであることが好ましく、より好ましくは0.5mm〜2mm、さらに好ましくは0.7mm〜1.5mmである。 In the present invention, the material of the constituent members constituting the exterior body may be any material that can withstand a temperature of about 100 ° C., and may be made of a resin such as polyethylene or polypropylene, or a ceramic such as alumina or silica. From the viewpoint of rigidity, strength, and low dust generation of the heat insulation panel, it is preferable that the heat insulation panel is made of metal such as stainless steel, iron, and aluminum. Moreover, if the thickness of the structural member which comprises an exterior main body is resin, it is preferable that it is 5 mm-30 mm, More preferably, it is 8 mm-20 mm, More preferably, it is 10 mm-15 mm, and if it is metal, The thickness is preferably 0.2 mm to 3 mm, more preferably 0.5 mm to 2 mm, and still more preferably 0.7 mm to 1.5 mm.
図1に示すように、真空断熱パネルを製造するためには、真空断熱パネルのパネル上面10に設けられた排気口20を中心として、箱形の真空装置60を取り付ける。そして、真空装置60の一部にゲージポート61を備えて、真空ポンプ(図示省略)を取り付け、真空装置60内を真空にすることで、排気口20から真空断熱パネル内の気体を排出するものである。
As shown in FIG. 1, in order to manufacture a vacuum heat insulation panel, a box-
パネル上面10と接する真空装置60の取付片62には真空用Oリング68を備え、また、排気口20を閉塞するための閉塞材30を制御する制御部材65の摺動部分にも真空用Oリング69を備えて、真空装置60内の真空状態を維持できるようにしている。
The
図2に示す第一の実施形態は、真空断熱パネルのパネル上面10にノズル13を設けて排気口20とし、この排気口20を閉塞するための閉塞材30を備えたものである。
閉塞材30は、縦断面略T字形をしたネジ材であり、真空断熱パネル内部の真空空間11と接するネジ部底面31に取入孔32を、排気口20の内壁21と接するネジ部側面34に排出孔35を形成し、この取入孔32と排出孔35を結んだ貫通穴39を有する。
In the first embodiment shown in FIG. 2, a
The
真空断熱パネルを真空状態にする場合には、まず、排気口20に閉塞材30を差し込むようにして備える。この時、閉塞材30の排出孔35は、排気口20になく、真空断熱パネルの外部空間19に露呈させた状態にする(図2(a))。これにより、閉塞材30の取入孔32から入った真空断熱パネル内の気体が貫通穴39を通って、排出孔35から外部空間19へ排出される。
In order to make the vacuum heat insulating panel into a vacuum state, first, the
そして、真空断熱パネル内の気体を排気した後に、制御部材65で閉塞材30を締め上げ、排気口20に閉塞材30を螺合させて排気口20を完全に閉塞する(図2(b))。この時、閉塞材30に形成された排出孔35が排気口20の内壁21に隠れる。また、閉塞材30のネジ頭部下面36には環状に溝部37が形成され、その溝部37に真空用Oリング38が取り付けられて、排気口20の頂部24と当接する。これらによって、真空断熱パネルの気密性を確実に保持できるようになる。
Then, after the gas in the vacuum heat insulation panel is exhausted, the
図3に示す第二の実施形態は、真空断熱パネルのパネル上面10に凹部16を設けて排気口40とし、この排気口40を閉塞するための閉塞材50を備えたものである。
閉塞材50は、縦断面略T字形をしたネジ材であり、真空断熱パネル内部の真空空間11と接するネジ部底面51に取入孔52を、排気口40の内壁41と接するネジ部側面54に排出孔55を形成し、この取入孔52と排出孔55を結んだ貫通穴59を有する。
In the second embodiment shown in FIG. 3, a
The
真空断熱パネルを真空状態にする場合には、まず、排気口40に閉塞材50を差し込むようにして備える。この時、閉塞材50の排出孔55は、排気口40になく、真空断熱パネルの外部空間19に露呈させた状態にする(図3(a))。これにより、閉塞材50の取入孔52から入った真空断熱パネル内の気体が貫通穴59を通って、排出孔55から外部空間19へ排出される。
In order to make the vacuum heat insulating panel into a vacuum state, first, the
そして、真空断熱パネル内の気体を排気した後に、制御部材65で閉塞材50を締め上げ、排気口40に閉塞材50を螺合させて排気口40を完全に閉塞する(図3(b))。この時、閉塞材50に形成された排出孔55が排気口40の内壁41に隠れる。また、閉塞材50のネジ頭部下面57と排気口40の内壁段部42の間には真空用Oリング58を備え、閉塞材50のネジ頭部側面56と排気口40の内壁41の間を溶接シール70で溶接する。これらによって、真空断熱パネルの気密性を確実に保持できるようになる。
Then, after the gas in the vacuum heat insulation panel is exhausted, the closing
図4に示す第三の実施形態は、真空断熱パネルの排気口400を閉塞した閉塞材500と排気口400の内壁401との間とが溶接され、その溶接部近傍の閉塞材500のネジ頭部501に段部となる溝部502が形成されている。この溝部502によって、真空断熱パネルの剛性が発揮されて、排気口を形成したことによる真空断熱パネルの歪みなどの変形を防止できる。なお、溝部は、閉塞材500のネジ頭部501に設けるのではなく、溶接部近傍の真空断熱パネルのパネル上面100に設けてもよい。
The third embodiment shown in FIG. 4 is welded between the closing
図5に示す第四の実施形態は、排気口形成ユニット411によって、真空断熱パネルの排気口410を形成するものである。すなわち、真空断熱パネルのパネル上面100に取付孔101を設ける(図5(a))。なお、取付孔101の外周縁には溝部103を形成し、パネル上面100に剛性をもたせている。
次に、この取付孔101に、断面略U字形をした筒型の排気口形成ユニット411を溶接700により取り付ける(図5(b))。これによって、真空断熱パネル内部の真空空間105は、排気口形成ユニット411によって仕切られることになる。なお、排気口形成ユニット411は、真空空間105と排気口410と連通するための連通孔413を有する。
そして、こうして形成された排気口410に、閉塞材510を螺合させることで、排気口410を完全に閉塞できる(図5(c))。
In the fourth embodiment shown in FIG. 5, the
Next, a cylindrical exhaust
And the
本発明は、断熱用の真空断熱パネルなどバルブレスな真空構造体が要求されるものに用いることができる他、これに限らず、様々な用途の真空構造体に用いることができる発明である。 The present invention can be used not only for those requiring a valveless vacuum structure such as a vacuum insulation panel for heat insulation, but also for various types of vacuum structures.
10 パネル上面 11 真空空間
13 ノズル 19 外部空間
20 排気口 21 内壁
30 閉塞材 31 ネジ部底面
32 取入孔 34 ネジ部側面
35 排出孔 36 ネジ頭部下面
37 溝部 38 真空用Oリング
39 貫通穴 65 制御部材
DESCRIPTION OF
Claims (8)
排気口を閉塞するための閉塞材とを有する真空構造体であって、
閉塞材は、真空構造体内部の真空空間と接する取入孔と、排気口に接続される内壁に接する排出孔と、取入孔と排出孔とを結んだ貫通穴とを備えることを特徴とする真空構造体。 An exhaust port formed on the surface;
A vacuum structure having a closing material for closing the exhaust port,
The blocking material includes an intake hole that contacts a vacuum space inside the vacuum structure, a discharge hole that contacts an inner wall connected to the exhaust port, and a through hole that connects the intake hole and the discharge hole. Vacuum structure.
閉塞材は、真空構造体内部の真空空間と接する取入孔と、排気口に接続される内壁に接する排出孔と、取入孔と排出孔とを結んだ貫通穴とを備えて、排出孔を真空構造体外部空間に露呈させた状態で、真空構造体内の気体をこの貫通穴を通して外部へ排気させ、
真空構造体内の気体を排気させた後、閉塞材がその排出孔を排気口内壁に隠すようにして排気口を閉塞する真空構造体の封止方法。 A method of sealing a vacuum structure having an exhaust port formed on a surface and a closing material for closing the exhaust port,
The blocking material includes an intake hole that contacts the vacuum space inside the vacuum structure, a discharge hole that contacts the inner wall connected to the exhaust port, and a through hole that connects the intake hole and the discharge hole. In a state where is exposed to the external space of the vacuum structure, the gas in the vacuum structure is exhausted to the outside through this through hole,
A method of sealing a vacuum structure, wherein after exhausting the gas in the vacuum structure, the closing member closes the exhaust port so that the exhaust hole hides the exhaust hole on the inner wall of the exhaust port.
真空構造体表面に設けられた取付孔に、真空構造体の真空空間を仕切る排気口形成ユニットを取り付けることで排気口を形成し、
その形成された排気口を、閉塞材で閉塞させる真空構造体の製造方法。 A method of manufacturing a vacuum structure having an exhaust port formed on a surface and a closing material for closing the exhaust port,
An exhaust port is formed by attaching an exhaust port forming unit that partitions the vacuum space of the vacuum structure to the mounting hole provided on the surface of the vacuum structure,
A method of manufacturing a vacuum structure in which the formed exhaust port is closed with a closing material.
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