JP2010222048A - Vacuum heat insulation container - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、真空断熱容器に関するものである。 The present invention relates to a vacuum heat insulating container.
内側容器と外側容器を備える2重容器からなり、内側容器と外側容器の間の空間が真空となっている真空断熱容器が特許文献1に開示されている。
図12に示すように、そのような2重容器からなる構造の真空断熱容器110は、例えば水を貯留する魔法瓶と同様の構成であり、火災等の高温に晒された場合、外側容器112が加熱され高温になる。そうなると外側容器112の強度が低下し、ある時点で内側容器111まで含めて一気に潰れてしまう。このことは、一般的に魔法瓶の外側容器が大気圧に耐えるような肉厚に設計され内側容器が断熱性能を良くするために肉薄に設計されていることによるものである。これにより、肉薄の内側容器111は不定形に潰れ、口部から収容物114を取り出すことができなくなるという問題がある。
As shown in FIG. 12, the vacuum
前記変形を防止するためには、同一材料で強度を上げる場合、容器の肉厚を厚くする方法が考えられる。しかしながら、各容器の肉厚を厚くすると熱伝導が大きくなるため、断熱性能が低下することや重量が増加するという問題が生じる。 In order to prevent the deformation, when the strength is increased with the same material, a method of increasing the thickness of the container can be considered. However, when the thickness of each container is increased, the heat conduction increases, which causes a problem that the heat insulating performance is reduced and the weight is increased.
また、内側容器の周囲に隙間を有するように外側容器を配置し、内側容器と外側容器の間の所定位置に、内側容器と外側容器を繋ぐ断熱性が高い支持体を設けて前記隙間を真空とした真空断熱容器が特許文献2に開示されている。 In addition, the outer container is arranged so as to have a gap around the inner container, and a highly heat-insulating support that connects the inner container and the outer container is provided at a predetermined position between the inner container and the outer container, and the gap is evacuated. A vacuum heat insulating container is disclosed in Patent Document 2.
真空断熱容器をこのような構造にすると、容器の肉厚を厚くすることなく機械的強度を確保することができ、また、球等の単純な形状以外の容器であっても形成することができるというメリットはある。その反面、支持体は熱伝導率が低いといっても完全に断熱できるものではないため、外側容器の外側の熱が支持体を通じて内側容器へ伝わり、真空断熱容器の断熱性能が低下するというデメリットが生じる。まして、火災などの高温になる場合、このデメリットは大きい。 When the vacuum heat insulating container has such a structure, the mechanical strength can be secured without increasing the thickness of the container, and even a container other than a simple shape such as a sphere can be formed. There is a merit. On the other hand, even if the support has low thermal conductivity, it cannot be completely insulated, so the heat outside the outer container is transferred to the inner container through the support, and the heat insulation performance of the vacuum insulation container decreases. Occurs. Moreover, this disadvantage is significant when the temperature is high such as a fire.
本発明は、高温に一定時間晒されても不定形に変形しないようにすることができ、かつ、コンパクトであり断熱性能を格段に向上できる真空断熱容器を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a vacuum heat insulating container that can be prevented from being deformed indefinitely even when exposed to a high temperature for a certain period of time and that is compact and can significantly improve heat insulating performance.
前記課題を解決するための手段として、本発明の真空断熱容器は、一端に開口した第1口部を有する内容器と、前記内容器から所定の隙間をあけて囲繞するように配設され、一端に前記第1口部の外面に固着される開口した第2口部が設けられた外容器と、前記内容器の外面又は前記外容器の内面に配設され、前記外容器の内面又は前記内容器の外面との間に隙間を有する耐熱コア材と、前記内容器又は前記外容器に設けられ、前記内容器と前記外容器との間の内部空間を真空排気して真空空間とした後に封止された封止部とを備えるようにしている。 As means for solving the above problems, the vacuum heat insulating container of the present invention is disposed so as to surround an inner container having a first opening opened at one end with a predetermined gap from the inner container, An outer container provided at one end with an opened second mouth part fixed to the outer surface of the first mouth part, and disposed on the outer surface of the inner container or the inner surface of the outer container; After the heat-resistant core material having a gap between the outer surface of the inner container and the inner container or the outer container, the inner space between the inner container and the outer container is evacuated to form a vacuum space And a sealed portion that is sealed.
この構成によれば、内容器と外容器の間に耐熱コア材を配設することにより、外容器が急激な変形を生じてもすぐに耐熱コア材に当たるため外容器の形状は保たれる。また外容器は内容器と直接接触することはなく、耐熱コア材と内容器の外面又は外容器の内面との間の隙間に真空空間を有しているので、外容器から内容器に熱が伝わることはない。したがって、真空断熱容器が高温に一定時間晒されても、真空断熱容器が不定形に変形しないようにすることができる。また、内容器又は外容器に耐熱コア材に配設するより真空断熱容器の強度を過剰に高める必要もなくコンパクトにでき、断熱性能を格段に向上させることができる。 According to this configuration, by arranging the heat-resistant core material between the inner container and the outer container, the outer container immediately hits the heat-resistant core material even if the outer container is suddenly deformed, so that the shape of the outer container is maintained. In addition, the outer container does not come into direct contact with the inner container, and has a vacuum space in the gap between the heat-resistant core material and the outer surface of the inner container or the inner surface of the outer container. There is no transmission. Therefore, even if the vacuum heat insulating container is exposed to a high temperature for a certain time, the vacuum heat insulating container can be prevented from being deformed into an indefinite shape. In addition, the vacuum insulation container need not be excessively increased in strength than the heat-resistant core material disposed in the inner container or the outer container, and can be made compact, and the heat insulation performance can be remarkably improved.
前記内容器又は前記外容器の所定位置に前記内部空間に突出する突部が設けられていることが好ましい。この構成によれば、真空断熱容器の外容器が変形した場合には、内容器又は外容器の所定位置の突部が、突部が設けられていない側の内容器又は外容器と当接する。これにより、当接していない他の部分での内容器と外容器との間の真空空間は確保される。これにより、断熱性能を格段に向上させることができる。その結果、真空断熱容器が高温に晒された後であっても、真空断熱容器が不定形に変形しないようにすることができる。 It is preferable that a protrusion projecting into the internal space is provided at a predetermined position of the inner container or the outer container. According to this configuration, when the outer container of the vacuum heat insulating container is deformed, the protrusion at a predetermined position of the inner container or the outer container comes into contact with the inner container or the outer container on the side where the protrusion is not provided. Thereby, the vacuum space between the inner container and the outer container in other parts that are not in contact with each other is secured. Thereby, heat insulation performance can be improved markedly. As a result, the vacuum heat insulating container can be prevented from being deformed into an indefinite shape even after the vacuum heat insulating container is exposed to a high temperature.
前記突部は前記耐熱コア材が配設されていない前記外容器又は前記内容器に設けられていることが好ましい。 It is preferable that the protrusion is provided in the outer container or the inner container in which the heat resistant core material is not disposed.
前記耐熱コア材の外側表面又は内側表面に前記外容器の内面又は前記内容器の外面と接触しないように金属はくが配設されていることが好ましい。この構成によれば、輻射熱を阻止し、断熱性能を格段に向上させることができる。また、金属はくは内容器及び外容器のいずれにも接することがなく、伝熱することはない。 It is preferable that a metal foil is disposed on the outer surface or inner surface of the heat resistant core material so as not to contact the inner surface of the outer container or the outer surface of the inner container. According to this structure, a radiant heat can be blocked | prevented and heat insulation performance can be improved significantly. Further, the metal foil does not come into contact with either the inner container or the outer container and does not conduct heat.
前記封止部が、排気孔に接合されたステンレス製のチップ管により封止されていることが好ましい。この構成によれば、断熱性能をステンレスの融点まで維持させることができる。 It is preferable that the sealing portion is sealed with a stainless steel tip tube joined to the exhaust hole. According to this configuration, the heat insulating performance can be maintained up to the melting point of stainless steel.
本発明によれば、内容器と外容器の間に耐熱コア材を配設することにより、外容器が変形を生じても変形を生じ始めたところですぐに耐熱コア材に当たるため、衝撃的な変形にはつながらない。よって外容器の形状は保たれる。また、外容器が内容器と直接接触することはなく、耐熱コア材と内容器の外面又は外容器の内面との間の隙間に真空空間を有しているので、外容器から内容器に熱が伝わることはない。したがって、真空断熱容器が高温に一定時間晒されても、真空断熱容器が不定形に変形しないようにすることができる。また、内容器又は外容器に耐熱コア材に配設するより真空断熱容器の強度を過剰に高める必要もなくコンパクトにでき、断熱性能を格段に向上させることができる。つまり、真空断熱容器をコンパクトにできる一方で、熱で外容器が変形するまでは耐熱コア材なしの性能を保ち、また、外容器が変形する温度になっても耐熱コア材入りの性能を保ち、断熱性能を長時間にわたって保つことができる。 According to the present invention, by disposing the heat-resistant core material between the inner container and the outer container, even if the outer container is deformed, it immediately hits the heat-resistant core material when it begins to deform. It does not lead to. Therefore, the shape of the outer container is maintained. In addition, the outer container does not come into direct contact with the inner container, and has a vacuum space in the gap between the heat-resistant core material and the outer surface of the inner container or the inner surface of the outer container. Is never transmitted. Therefore, even if the vacuum heat insulating container is exposed to a high temperature for a certain time, the vacuum heat insulating container can be prevented from being deformed into an indefinite shape. In addition, the vacuum insulation container need not be excessively increased in strength than the heat-resistant core material disposed in the inner container or the outer container, and can be made compact, and the heat insulation performance can be remarkably improved. In other words, while the vacuum insulation container can be made compact, the performance without the heat-resistant core material is maintained until the outer container is deformed by heat, and the performance with the heat-resistant core material is maintained even at a temperature at which the outer container is deformed. Insulation performance can be maintained for a long time.
真空断熱容器の外容器が変形した場合、内容器又は外容器の所定位置の突部が、突部が設けられていない側の内容器又は外容器と当接することにより、当接していない他の部分での内容器と外容器との間の真空空間は確保される。これにより、断熱性能を格段に向上させることができる。その結果、真空断熱容器が高温に晒された後であっても、真空断熱容器が不定形に変形しないようにすることができる。 When the outer container of the vacuum heat insulating container is deformed, the protrusion at a predetermined position of the inner container or the outer container is in contact with the inner container or the outer container on the side where the protrusion is not provided. A vacuum space between the inner container and the outer container in a part is secured. Thereby, heat insulation performance can be improved markedly. As a result, the vacuum heat insulating container can be prevented from being deformed into an indefinite shape even after the vacuum heat insulating container is exposed to a high temperature.
耐熱コア材の外側表面又は内側表面に外容器の内面又は内容器の外面と接触しないように金属はくを配設することにより、輻射熱を阻止し、断熱性能を格段に向上させることができる。金属はくは内容器及び外容器のいずれにも接することがなく、伝熱することはない。 By disposing the metal foil on the outer surface or inner surface of the heat-resistant core material so as not to come into contact with the inner surface of the outer container or the outer surface of the inner container, radiant heat can be prevented and the heat insulating performance can be significantly improved. The metal foil does not contact either the inner container or the outer container, and does not transfer heat.
封止部を排気孔に接合されたステンレス製のチップ管により封止することにより、断熱性能をステンレスの融点まで維持させることができる。 By sealing the sealing portion with a stainless steel chip tube joined to the exhaust hole, the heat insulating performance can be maintained up to the melting point of stainless steel.
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1実施形態にかかる真空断熱容器10であり、耐火金庫に適用した例を示す。この真空断熱容器10は、内容器11、該内容器11の外側に配設された外容器12、蓋13及び蓋固定部材14を備えている。そして、内容器11と外容器12の間の内部空間43に耐熱コア材37と金属はく38を配設したものである。以下の説明において、真空断熱容器10の蓋13が取り付けられる側を上側と定義する。
FIG. 1 shows an example of a vacuum
内容器11は、ステンレス(SUS304)製であり、第1口部15が設けられた第1内容器部材16と、中間部分に位置する第2内容器部材17と、第1内容器部材16と反対側の端部に位置する第3内容器部材18とを接合することにより形成されている。
The
前記第1内容器部材16は、肉厚0.8mmのものである。この第1内容器部材16は、第2内容器部材17の側より第1円筒部16a、曲面部16b、平坦部16c及び第2円筒部16dとから形成されている。曲面部16bは、第1円筒部16aの軸方向上向きに、漸次直径が小さくなるように縮径した湾曲面であり、一側が第1円筒部16aと、他側が第1円筒部16aの軸方向と直交する方向に平坦面を有する平坦部16cと連続している。第2円筒部16dは、平坦部16cの内容器11の中心側の端面から円筒状に突出するように形成されている。そして、前記第2円筒部16dは、接合状態の内容器11において、一端に開口した第1口部15を構成する。
The first
前記第2内容器部材17は、第1内容器部材16の第1円筒部16aと同一肉厚で同一直径をなすように形成した円筒状のものである。
The second
前記第3内容器部材18は、第2内容器部材17と同一肉厚で同一直径をなす円筒部18aと、第1口部15に対向する第1閉塞面部18cとが曲面部18bにより連続して受皿状に形成されている。曲面部18bは、軸方向下向きに、漸次直径が小さくなるように縮径した湾曲面である。
In the third
前記外容器12は内容器11と同様のステンレス(SUS304)製であり、第2口部21が設けられた第1外容器部材22と、中間部分に位置する第2外容器部材23と、第1外容器部材22と反対側の端部に位置する第3外容器部材24とを備え、これらを内容器11の外部に所定の隙間をあけて囲繞するように接合することにより形成されている。
The
前記第1外容器部材22は、肉厚1.5mmのものである。この第1外容器部材22は、第2外容器部材23の側より第1円筒部22a、曲面部22b、平坦部22c及び第2円筒部22dとから形成されている。曲面部22bは、第1円筒部22aの軸方向上向きに、漸次直径が小さくなるように縮径した湾曲面であり、一側が第1円筒部22aと、他側が第1円筒部22aの軸方向と直交する方向に平坦面を有する平坦部22cと連続している。第2円筒部22dは、平坦部22cの外容器12の中心側の端面から円筒状に突出するように形成されている。そして、前記第2円筒部22dは、内面が第1口部15の外面に接触する直径で、接合状態の外容器12において、外容器12の一端に、第1口部15の外面と固着される開口した第2口部21を構成する。また、第1外容器部材22の第1円筒部22aには排気孔(封止部)28が設けられている。
The first
この排気孔28に外容器12の内側と外部とを連通させるチップ管29が溶接により接合されている。排気孔28は、内容器11と外容器12との間の内部空間43を真空排気して真空空間とした後にチップ管29を封止することにより封止される。チップ管29は、ステンレス(SUS304)製である。これにより、断熱性能をステンレスの融点まで維持させることができる。チップ管29には、ステンレス(SUS304)製のチップ管カバー44が配設されている。
A
前記第2外容器部材23は、第1外容器部材22の第1円筒部22aと同一肉厚で同一直径をなすように形成した円筒状のものである。第2外容器部材23の外周面には、第2外容器部材23の軸方向における中心位置に周方向に所定間隔をもって突部30が設けられている。本実施形態において、突部30は、第2外容器部材23の周方向に90°間隔に、内部空間43に突出して設けられている。突部30は第2外容器部材23の周方向に一定の長さを有している。突部30は真横から見た断面が半円形状をなすように、径方向内向きに窪むように設けられている。本実施形態では、プレス等で没入した形をとっている。
The second
前記第3外容器部材24は、第2外容器部材23と同一肉厚で同一直径をなす円筒部24aと、第2口部21に対向する第2閉塞面部24cとが曲面部24bにより連続して受皿状に形成されている。曲面部24bは、軸方向下向きに、漸次直径が小さくなるように縮径した湾曲面である。
In the third
以下の説明では、外容器12の第1外容器部材22の第1円筒部22a、第2外容器部材23及び第3外容器部材24の円筒部24aは、真空断熱容器10の軸と平行な部分を直線部分51と称する。
In the following description, the first
蓋13は、第1円柱部32及び第2円柱部33を備えている。第1円柱部32は、内容器11の第1口部15に内嵌する大きさである。第2円柱部33は、第1口部15の外径より大きな外径である。第2円柱部33は、第1円柱部32と同軸に配置され、蓋13は一体的に形成されている。第2円柱部33は、第1円柱部32を内容器11の第1口部15に内嵌させた状態で後述する取付部材26の上面と当接して蓋13の軸方向に位置決めされる位置決め部34を備えている。蓋13は、セラミックボードから形成されている。セラミックボードの使用可能温度は成分によって異なるが、1000〜1600℃である。
The
蓋固定部材14は、蓋13の取付状態外側に露出される第2円柱部33の上端面と当接する面を備えるステンレス(SUS304)製の平板である。蓋固定部材14には、真空断熱容器10の第1口部15に蓋13の第1円柱部32を嵌合させ、蓋固定部材14を第2円柱部33に当接させた状態で、真空断熱容器10の取付部材26に固着されたナット27と同じ位置になるように貫通孔35が配設されている。
The
取付部材26は、外容器12の平坦部22cから曲面部22bにわたる外側の面に、その上面が真空断熱容器10の軸と直交する面となるように設けられている。この取付部材26は、第2口部21の両側に位置し、蓋13の第2円柱部33の外径より大きな間隔を有するようにそれぞれ1つずつ設けられている。各取付部材26の上面にはナット27が固着されている。各取付部材26の上面は、真空断熱容器10が組み立てられると、第1口部15の頂面と、第2口部21の頂面とが全て同一平面上となるように位置する。取付部材26に固着されたナット27は、第2口部21の周囲に3つ以上設けてもよい。
The
耐熱コア材37は、内容器11の外面に外容器12の内面との間に隙間を有するように配設されている。耐熱コア材37は、第1内容器部材16の平坦部16cにおいて第2円筒部16dにできるだけ近い部分に端部を配置して位置決めされている。耐熱コア材37により、第2円筒部16dを除いた第1内容器部材16、第2内容器部材17及び第3内容器部材18は隙間なく覆われている。耐熱コア材37は、セラミックウールから形成されており、断熱性と耐熱性を兼ね備えている。使用可能温度は成分によって異なるが、1000〜1600℃である。
The heat
金属はく38は、外容器12の内面と接触しないように耐熱コア材37の外側表面に配設されている。金属はく38は、銅はく、アルミはく等である。本実施形態における金属はく38は、銅はくである。金属はく38は、金属はく38を形成している面に対して、一側から他側へ輻射熱が伝わるのを阻止する機能を備えている。金属はく38により、内容器11とともに耐熱コア材37が隙間なく覆われている。そして、内容器11とともに耐熱コア材37は金属はく38により覆われ、金属はく38の上から保持手段である針金39が巻きつけられ取り付けられている。
The
第1外容器部材22の平坦部22cの内面には、ガスを吸着するゲッター41がゲッター取付部材42を介して配設されている。
A
前記構成の真空断熱容器10を組み立てる際には、まず、内容器11を構成する第1内容器部材16、第2内容器部材17及び第3内容器部材18を溶接することにより接合する。
When assembling the vacuum
次に、作業台の平坦面に金属はく38を置き、金属はく38の上にさらに耐熱コア材37を重ね合わせて置く。そして、耐熱コア材37の上面の中央付近に第3内容器部材18の第1閉塞面部18cが位置するようにし、内容器11の軸が水平方向になるように内容器11を置く。金属はく38とともに耐熱コア材37を二つ折りにして内容器11を包む。そして、第2内容器部材17の第1内容器部材16に近い側と、第2内容器部材17の第3内容器部材18に近い側の2箇所を針金39で周方向に巻きつけ耐熱コア材37及び金属はく38を内容器11に取り付ける。その後、金属はく38により耐熱コア材37とともに曲面部16b及び平坦部16cを覆うように耐熱コア材37及び金属はく38を内容器11に取り付ける。その際、内容器11及び、後に内容器11に接合される外容器12に金属はく38が接触しないようにする。
Next, the
次に、取付部材26を接合した第1外容器部材22の第2口部21の内面に内容器11の第1口部15の外面を合わせ、第1口部15の頂面と第2口部21の頂面が同一平面となるようにして溶接することにより接合する。その際、第1内容器部材16の第1円筒部16aと、第1外容器部材22の第1円筒部22aの間に所定の隙間が形成されるようにする。そして、予め第2外容器部材23と第3外容器部材24とを溶接することにより接合したものの内側に、内容器11に第1外容器部材22を接合したものの内容器11の部分を、内容器11と第2外容器部材23及び第3外容器部材24の間に前記所定の隙間と同一の間隔を有する隙間が形成されるように挿入し、第1外容器部材22の第1円筒部22aの下端縁と第2外容器部材23の上端縁とを溶接することにより接合する。本実施形態において、第2外容器部材23は、予め第3外容器部材24に接合したが、これだけに限定されず予め第1外容器部材22に接合してもよい。
Next, the outer surface of the
ついで、外容器12のチップ管29に排気装置の排気管を接続し、予め規定した真空度になるように真空排気する。そして、真空排気により規定の真空度に達すると、その真空度を維持した状態でリークテスト装置により、内容器11および外容器12の間に形成された真空空間43にリークが存在するか否かをテストする。その結果、リークが無いことが確認されると、チップ管29を封止して不要部分を切断する。そして、残留したチップ管29の外周部にステンレス(SUS304)製のチップ管カバー44を取り付ける。
Next, the exhaust pipe of the exhaust device is connected to the
なお、真空空間43に配設されたゲッター41は、前記排気工程で、所定の高温雰囲気下で加熱されることにより活性化される。または、前記排気工程は、活性化しない温度または常温の雰囲気下で行われ、排気孔28(本実施形態においてはチップ管29)の封止が完了した後、複数の真空断熱容器10を纏めて加熱炉内に配置し、高温で加熱することにより活性化される。
Note that the
真空断熱容器10の蓋13の取り付けは、蓋13の位置決め部34が取付部材26の上面に当接するまで蓋13を押し込んで内容器11の第1口部15に蓋13の第1円柱部32を内嵌させた後、蓋固定部材14の貫通孔35が真空断熱容器10のナット27の位置と一致するように蓋固定部材14を第2円柱部33の上に置く。その後、ステンレス(SUS304)製のねじ45を取付部材26に締め込むことにより蓋固定部材14を介して蓋13を外容器12に固定する。
The
真空断熱容器10に収容物を収容する場合には、ねじ45を緩めることにより蓋固定部材14の外容器12に対する固定を解除する。そして、蓋13を取り外し、内容器11の第1口部15から中へ収容物を挿入し収容する。その後、上述したようにして蓋13を外容器12に固定する。
When accommodating the contents in the vacuum
ここで、耐火金庫とは、JIS(日本工業規格)に基づき火災を想定して設定された標準加熱試験において、基準に合格したものをいう。標準加熱試験の試験方法は、次のとおりである。金庫を炉内に入れ、JISが定める標準温度曲線に従って規定時間加熱し、加熱終了後、炉内で自然放冷し、その後の状態によって判断する。基準に合格した金庫とは、破裂がなく、施錠状態を維持し、かつ、金庫内に入れた新聞紙が判読可能であるものをいう。 Here, the fireproof safe refers to a material that has passed the standard in a standard heating test set assuming fire based on JIS (Japanese Industrial Standards). The test method of the standard heating test is as follows. The safe is placed in the furnace, heated for a specified time according to the standard temperature curve defined by JIS, and after the heating, it is allowed to cool naturally in the furnace, and the judgment is made according to the subsequent state. A safe that has passed the standard is one that does not rupture, maintains a locked state, and is readable by newspapers placed in the safe.
図2に、JISで定められた耐火金庫に対する標準加熱試験の標準温度曲線を示す。標準加熱試験には、30分標準加熱試験(最高到達温度843℃)、1時間標準加熱試験(最高到達温度927℃)、2時間標準加熱試験(最高到達温度1010℃)、3時間標準加熱試験(最高到達温度1052℃)、4時間標準加熱試験(最高到達温度1093℃)が設定されている。本実施形態において、真空断熱容器10の内容器11、外容器12、蓋固定部材14及びねじ45はステンレス(SUS304)製であり、SUS304の融点は1400〜1450℃であるので溶融することはない。また、ステンレス(SUS304)だけに限定されない。また、蓋13の使用可能温度は成分によって異なり、1000〜1600℃であるが、標準加熱試験に耐えるものを使用する。
In FIG. 2, the standard temperature curve of the standard heating test with respect to the fireproof safe defined by JIS is shown. Standard heating test includes 30 minute standard heating test (maximum temperature reached 843 ° C), 1 hour standard heating test (maximum temperature reached 927 ° C), 2 hour standard heating test (maximum temperature reached 1010 ° C), 3 hour standard heating test (Maximum temperature reached 1052 ° C.) A 4-hour standard heating test (maximum temperature reached 1093 ° C.) is set. In this embodiment, the
本願発明者は、本発明にかかる真空断熱容器10が前記標準加熱試験に耐えられるか否かについて、効果を確認するために実験した。
This inventor experimented in order to confirm an effect whether the vacuum
真空断熱容器10の炉内での加熱が開始されると、まず初めに炉内の空間と接触している外容器12の温度が上昇し始める。
When heating of the vacuum
図3に示すように、ステンレス(SUS304)の温度が上昇すると、縦弾性係数が減少し、剛性は低下する。それにともなって、大気圧による変形を回避することはできなくなる。 As shown in FIG. 3, when the temperature of stainless steel (SUS304) rises, the longitudinal elastic modulus decreases and the rigidity decreases. As a result, deformation due to atmospheric pressure cannot be avoided.
本願発明者による実験結果において、真空断熱容器10は、1050℃で外容器12の胴部に変形が生じ始めた。
As a result of the experiment by the inventors of the present application, the vacuum
真空断熱容器10の内部空間43は真空になっているため、剛性が低下した外容器12は内部空間43側に、特に直線部分51が変形する。図4に示すように、前記変形により、直線部分51である第2外容器部材23の突部30の先端55は、金属はく38、耐熱コア材37を介して内容器11と当接する。これにより、当接した突部30の先端55以外の他の範囲の内部空間43では、真空空間は確保される。外容器12の突部30の先端55と内容器11とは点で接触しているので、外部から内容器11への伝熱は発生するが、4時間までの耐火試験に耐え得るほど極めて僅かである。外容器12と内容器11の間に真空空間43がある限り、外部から真空空間43を通じての内容器11への伝熱はないので、当接部分で極めて僅かな伝熱が生じる以外は内容器11に温度上昇をもたらすものはなく内容器11の変形は生じない。
Since the
このようにして、内容器11と外容器12の間に耐熱コア材37を配設することにより、外容器12が急激な変形を生じても容器の形を保ち外容器12が内容器11と直接接触することはなく、また、耐熱コア材37と内容器11の外面又は外容器12の内面との間の隙間に真空空間43を有しているので、外容器12から内容器11に熱が伝わることはない。したがって、真空断熱容器10が高温に一定時間晒されても、真空断熱容器10が不定形に変形しないようにすることができる。また、内容器11又は外容器12に耐熱コア材37を配設することにより真空断熱容器10の強度を過剰に高める必要もなくコンパクトにでき、断熱性能を格段に向上させることができる。つまり、真空断熱容器をコンパクトにできる一方で、熱で外容器が変形するまでは耐熱コア材なしの性能を保ち、また、外容器が変形する温度になっても耐熱コア材入りの性能を保ち、断熱性能を長時間にわたって保つことができる。また、耐熱コア材の外側表面又は内側表面に外容器の内面又は内容器の外面と接触しないように金属はくを配設することにより、輻射熱を阻止し、断熱性能を格段に向上させることができる。金属はくは内容器及び外容器のいずれにも接することがなく、伝熱することはない。
Thus, by disposing the heat-
図5は第2実施形態の真空断熱容器10を示す。本実施形態において、第1実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して説明を省略する。
FIG. 5 shows the vacuum
突部30は、第2内容器部材17の外周面に、第2内容器部材17の軸方向における中心位置に周方向に所定間隔をもって設けられている。本実施形態において、突部30は、第2内容器部材17の周方向に90°間隔に、内部空間43に突出して設けられている。突部30は第2内容器部材17の周方向に一定の長さを有している。突部30は真横から見た断面が半円形状をなすように、径方向外向きに窪むように設けられている。本実施形態では、プレス等で没入した形をとっている。
The
耐熱コア材37は外容器12の内面に内容器11の外面との間に隙間を有するように配設されている。
The heat-
金属はく38は、内容器11の外面と接触しないように耐熱コア材37の内側表面に配設されている。金属はく38により、外容器12の第2円筒部22d以外の内面が耐熱コア材37とともに隙間なく覆われている。図6に示すように、耐熱コア材37及び金属はく38の外容器12の内面への固定は、ばね性の固定部材59を拡張することによってなされている。外容器12の内面の全範囲について、保持手段である複数のばね性の固定部材59により耐熱コア材37及び金属はく38の固定が確実にされるようにする。外容器12の曲面部22b及び平坦部22cの内側に耐熱コア材37及び金属はく38を固定することが難しい場合は、耐熱コア材37及び金属はく38の端部を直線部51の上端までとしてもよい。
The
第1内容器部材16の平坦部16cの外面には、ガスを吸着するゲッター41がゲッター取付部材42を介して配設されている。
A
排気孔28は、耐熱コア材37がセラミックウールで、それを通過して内部空間43を真空吸引することができる場合、耐熱コア材37がセラミックボードで耐熱コア材37の第2口部21側の端部近傍の隙間から真空吸引することができる場合又は、排気孔28の位置のみ耐熱コア材37を配設しないようにする場合には、外容器12に配設してもよい。また、排気孔28は、外容器12に配設せずに内容器11に配設してもよい。
When the heat-
本実施形態においても、外容器12の温度上昇により、外容器12の直線部分51が内部空間43側に変形する点は第1実施形態と同様であるが、図7に示すように、外容器12の直線部分51が耐熱コア材37及び金属はく38を介して内容器11の突部30の先端55に当接する点で異なる。この場合も第1実施形態と同様に、当接した突部30の先端55以外の他の範囲の内部空間43では、真空空間43が確保される。外容器12と内容器11の間に真空空間43がある限り、外部から真空空間43を通じて内容器11への伝熱はないので内容器11に顕著な温度上昇はなく変形は生じない。なお、外容器12の突部30の先端55と内容器11とは耐熱コア材37及び金属はく38を介して点で接触しているので、外部から内容器11への伝熱は発生するが、4時間までの耐火試験に耐え得るほど極めて僅かである。
Also in this embodiment, the point that the
本発明の真空断熱容器10は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
The vacuum
例えば、外容器12が第1外容器部材57及び第2外容器部材58により構成される場合で、かつ、第1外容器部材57及び第2外容器部材58の両方に直線部分57a,58aがある場合は、図8に示すように、外容器12の直線部分57a,58aそれぞれに1箇所ずつ突部30を設けてもよく、又は、図9に示すように、外容器12の直線部分57a,58aそれぞれの軸方向における中心に対応する位置の内容器11に1箇所ずつ突部30を設けてもよい。このような構造であっても、図10及び図11に示すように、外容器12及び内容器11のうち、一方の突部30の先端55が他方と耐熱コア材37及び金属はく38を介して当接し、当接した突部30の先端55以外の他の範囲の内部空間43において、真空空間が確保される点は第1実施形態及び第2実施形態の真空断熱容器10と同様である。
For example, when the
耐熱コア材37を内容器11の外面及び外容器12の内面の両方に設けてもよい。その際、一方の耐熱コア材と他方の耐熱コア材との間には隙間を設けるようにする。
The heat-
第1実施形態及び第2実施形態において、突部30は内容器11又は外容器12に一体となって設けられているが、別体にして内容器11の外面及び外容器12の内面に配設してもよい。
In the first embodiment and the second embodiment, the
なお、内容器11と外容器12との間に耐熱コア材37を配設せず、外容器12が熱膨張しても内容器11に接触しないように内容器11と外容器12との間隔を広げて真空空間43をより多く設けることも考えられるが、内容器11の容量が少なくなるか、又は外容器12の外形が大きくなるので好ましくはない。
In addition, the heat-
なお、上述した実施の形態では、耐火金庫を一例として説明したが、本発明は耐火金庫に限る必要はなく、魔法瓶等の容器に適用することができる。 In the above-described embodiment, the fireproof safe has been described as an example. However, the present invention is not limited to the fireproof safe and can be applied to a container such as a thermos.
10 真空断熱容器
11 内容器
12 外容器
13 蓋
14 蓋固定部材
15 第1口部
16 第1内容器部材
16a,22a 第1円筒部
16b,22b 曲面部
16c,22c 平坦部
16d,22d 第2円筒部
17 第2内容器部材
18 第3内容器部材
18a,24a 円筒部
18b,24b 曲面部
18c 第1閉塞面部
21 第2口部
22 第1外容器部材
23 第2外容器部材
24 第3外容器部材
24c 第2閉塞面部
26 取付部材
27 ナット
28 排気孔(封止部)
29 チップ管
30 突部
32 第1円柱部
33 第2円柱部
34 位置決め部
35 貫通孔
37 耐熱コア材
38 金属はく
39 針金(保持手段)
41 ゲッター
42 ゲッター取付部材
43 内部空間(真空空間)
44 チップ管カバー
45 ねじ
51 直線部分
55 先端
57 第1外容器部材
57a 直線部分
58 第2外容器部材
58a 直線部分
59 固定部材(保持手段)
DESCRIPTION OF
29
41
44
Claims (5)
前記内容器から所定の隙間をあけて囲繞するように配設され、一端に前記第1口部の外面に固着される開口した第2口部が設けられた外容器と、
前記内容器の外面又は前記外容器の内面に配設され、前記外容器の内面又は前記内容器の外面との間に隙間を有する耐熱コア材と、
前記内容器又は前記外容器に設けられ、前記内容器と前記外容器との間の内部空間を真空排気して真空空間とした後に封止された封止部と
を備えることを特徴とする真空断熱容器。 An inner container having a first mouth opening at one end;
An outer container that is disposed so as to surround the inner container with a predetermined gap and is provided with an opened second mouth part fixed to the outer surface of the first mouth part at one end;
A heat-resistant core material disposed on the outer surface of the inner container or the inner surface of the outer container, and having a gap between the inner surface of the outer container or the outer surface of the inner container;
A vacuum provided in the inner container or the outer container and sealed after the inner space between the inner container and the outer container is evacuated to form a vacuum space. Insulated container.
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