JP2018204737A - Adiabatic wall structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、断熱壁構造体に関する。 The present invention relates to a heat insulating wall structure.
二重管を構成する内管と外管との間の密閉空間を減圧して真空状態にした二重断熱容器が知られている。特許文献1には、内管が底を有し、内管の内部に内容物を収容する二重断熱容器が記載されている。
There is known a double heat insulating container in which a sealed space between an inner tube and an outer tube constituting a double tube is decompressed to be in a vacuum state.
ところで、加熱炉に断熱壁構造体を用いる場合、内管の内側の空間は、ワークなどの加熱対象物を収容する空間となる。加熱対象物が加熱されると、内管は、加熱対象物とともに加熱され、熱膨張する。 By the way, when using a heat insulation wall structure for a heating furnace, the space inside an inner pipe turns into the space which accommodates heating objects, such as a workpiece | work. When the object to be heated is heated, the inner tube is heated together with the object to be heated and thermally expands.
図5および図6は、本発明が解決しようとする課題にかかる断熱壁構造体の一例について説明する模式図である。図5に示すように、断熱壁構造体201は、外管202と、内管203と、を備えている。外管202および内管203は、円筒状で、底を有し、底と反対側が開口している。外管202には、開口面202dに沿って内側に向かって延びる外管環状壁202eが形成されている。内管203には、開口面203dに沿って外側に向かって延びる内管環状壁203eが形成されている。内管203は、外管202の内側に配置されている。
5 and 6 are schematic views illustrating an example of a heat insulating wall structure according to the problem to be solved by the present invention. As shown in FIG. 5, the heat
外管環状壁202eと内管環状壁203eとは、ベローズ4を介して接合されている。これにより、外管202と内管203との間には密閉空間8が形成される。なお、ベローズ4は、可撓性を有し、内管203が熱膨張することによる変形を吸収することが可能である。密閉空間8は減圧されて真空空間とされる。
The outer tube
内管203の内側は、加熱対象物を収容するための収容空間113である。加熱対象物を均等に加熱するために、収容空間113において、攪拌用のファン21が配設されている。加熱処理中、収容空間113は高温になるため、ファン21を駆動するためのモータ22は、外管2の外側に配置する必要がある。このため、モータ22は、ブラケット24により外管2の側部の外壁に固定されている。外管2の側部および内管3の側部には、それぞれ、貫通穴202f、貫通穴203fが形成されている。貫通穴203fの位置は、貫通穴202fの位置と対応する。ファン21の回転軸23は、貫通穴202fおよび貫通穴203fを通って外部から収容空間113へと貫挿されている。また、密閉空間8の密閉性を確保するため、貫通穴202fと貫通穴203fとは可撓性を有するベローズ25を介して接合されている。
The inner side of the
図6に示すように、内管203が加熱されて熱膨張すると、内管203は、矢印P1で示す管の軸方向に伸びる。一方、外管202は熱膨張しない。このため、内管203が熱膨張した分、外管2に形成された貫通穴202fと貫通穴203fとの管の軸方向における位置がずれる。これにより、貫通穴202fと貫通穴203fとを接合するベローズ25は、管の軸方向に剪断応力を受けて偏心する。ベローズ25は、このように伸縮する方向と垂直な方向に力を受けて偏心すると破損するおそれがある。ベローズ25が破損すると密閉空間8の真空度が保てなくなる。
As shown in FIG. 6, when the
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、断熱性を十分に高めることができ、かつ、内管が熱膨張したときに、内管の内側の収容空間に配設された攪拌用のファンの回転軸を通すための外管および内管に形成された貫通穴を接合するベローズが破損するのを抑えることができる断熱壁構造体を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above background, can sufficiently enhance the heat insulating property, and when the inner tube is thermally expanded, for stirring provided in the accommodation space inside the inner tube. It is an object of the present invention to provide a heat insulating wall structure capable of suppressing breakage of a bellows joining a through hole formed in an outer tube and an inner tube for passing a rotation shaft of the fan.
本発明の一態様にかかる断熱壁構造体は、底を有する外管と、前記外管の内側に配置され、底を有する内管と、を備え、前記外管と前記内管との間に減圧された密閉空間が形成された断熱壁構造体であって、前記密閉空間にはファンが配設され、前記外管の底部および前記内管の底部には、前記外管の外部から密閉空間へと前記ファンの回転軸を通すための貫通穴がそれぞれ形成され、前記外管の底部および前記内管の底部に形成された前記貫通穴は、ベローズを介して互いに接合されているものである。 A heat insulating wall structure according to an aspect of the present invention includes an outer tube having a bottom, and an inner tube having a bottom that is disposed inside the outer tube, and is provided between the outer tube and the inner tube. A heat insulating wall structure in which a decompressed sealed space is formed, wherein a fan is disposed in the sealed space, and a sealed space is formed from the outside of the outer tube at the bottom of the outer tube and the bottom of the inner tube. Through holes for passing the rotation shaft of the fan are respectively formed on the bottom, and the through holes formed in the bottom portion of the outer tube and the bottom portion of the inner tube are joined to each other via a bellows. .
本発明によれば、真空引きの際にベローズが破損されるのを抑えるとともに、断熱性を十分に高めることができる。 According to the present invention, the bellows can be prevented from being damaged during evacuation, and the heat insulation can be sufficiently enhanced.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
まず、図1および図2を参照して本実施の形態にかかる断熱壁構造体1の構成について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the structure of the heat
図1は、本実施の形態にかかる断熱壁構造体1の概略構成を示す模式図である。図2は、図1のII−II線に沿う断面図である。図1に示すように、断熱壁構造体1は、底を有する円筒状の外管2と、外管2の内側に配置され、底を有する円筒状の内管3と、を備えている。内管3の開口面3dが外管2の開口面2dよりも外側になるように、外管2に対して内管3が配置されている。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a heat
外管2および内管3の材質は、例えば、ステンレス鋼や鉄鋼である。外管2には、外管2の開口面2dに沿って内側に延び、先端部分2cが内管3の外周面3bから離間した外管環状壁2eが形成されている。内管3には、内管3の開口面3dに沿って外側に延び、外管環状壁2eと対向する内管環状壁3eが形成されている。
The material of the
外管環状壁2eと内管環状壁3eとは、ベローズ4を介して接合されている。これにより、外管2と内管3との間には密閉空間8が形成される。ベローズ4は、可撓性を有し、弾性体として作用するので、内管3が熱膨張することによる変形を吸収することが可能である。
The outer tube
密閉空間8を、減圧することにより、外管2と内管3との間には真空空間が形成される。外管2の外側は外気である。内管3の内側の収容空間113は、ワークなどの加熱対象物が収容され、当該加熱対象物に対して加熱処理を施すための空間である。収容空間113は、外管2と内管3との間に形成された真空空間により、外気から良好に断熱される。なお、外管2と内管3との間の熱伝導を抑制するため、ベローズ4の肉厚は必要な強度を最低限保てる程度に薄くする。ここで、必要な強度とは、密閉空間8を減圧した際に破損しない程度の強度である。
A vacuum space is formed between the
密閉空間8における、外管環状壁2eと内管環状壁3eとの間には、外管環状壁2eと内管環状壁3eとの間隔が所定の距離以上に近づかないように規制する規制部材5が配設されている。規制部材5は、環状で、外管2および内管3よりも熱伝導率が低い部材で形成されている。規制部材5は、例えば、耐火レンガで形成されている。
A regulating member that regulates the distance between the outer tube
加熱対象物を均等に加熱するために、収容空間113において、攪拌用のファン21が配設されている。ファン21には、回転軸23を介して外部に配置したモータ22からの動力が伝達される。モータ22は、ブラケット24により外管2の底部の外壁に固定されている。
In order to uniformly heat the object to be heated, a stirring
図1および図2に示すように、外管2の底部には貫通穴2fが形成されている。また、内管3の底部には貫通穴3fが形成されている。貫通穴3fの位置は、貫通穴2fの位置と対応する。回転軸23は、貫通穴2fおよび貫通穴3fを通って外部から収容空間113へと貫挿されている。密閉空間8の密閉性を確保するため、外管2の貫通穴2fと内管3の貫通穴3fとは、ベローズ25を介して互いに接合されている。なお、上述したベローズ4の場合と同様に、外管2と内管3との間の熱伝導を抑制するため、ベローズ25の肉厚は必要な強度を最低限保てる程度に薄くする。
As shown in FIGS. 1 and 2, a through
次に、断熱壁構造体1を加熱炉として使用した例について説明する。
図3は、断熱壁構造体1を加熱炉として使用した例を示す模式図である。図3に示すように、収容空間113における内管3の内側には、載置台33とヒータ31が設置されている。載置台33は、加熱処理を施すワークWを載せるための台である。ヒータ31は、内管3の内側に設置され、リード線32を介して外部から電力が供給される。外管2の側部には、内管3の開口面3dが側方になるように断熱壁構造体1を設置するための脚部10が設けられている。密閉空間8における、鉛直下方側には、内管3などの荷重を支持する土台34が配設されていてもよい。ここで、土台34は、内管3などの荷重を支えるための十分な強度を有し、外管2および内管3よりも熱伝導率が低い材質で形成されている。
Next, the example which used the heat
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example in which the heat insulating
内管3の開口面3dは、ワークWの加熱処理に収容空間113への熱の進入を抑制するための蓋41によって覆われる。蓋41は、半球形の第1筐体42と、半球形で放物曲面が第1筐体42の放物曲面と対向する第2筐体43と、から構成される。第1筐体42および第2筐体43は、例えばステンレス製である。密閉空間46において、第1筐体42にはシャフト42bが形成され、第2筐体43にはシャフト42bと摺動自在に嵌合するスリーブ43bが形成されている。シャフト42bは、スリーブ43bを介して第2筐体43の荷重を支持する。
The
第1筐体42の開口端部には開口面に沿って内側に延びる第1筐体環状壁42aが形成されている。第2筐体43の開口端部には開口面に沿って外側に延びる第2筐体環状壁43aが形成されている。第1筐体環状壁42aと第2筐体環状壁43aとは対向し、可撓性を有するベローズ44を介して接合されている。これにより、第1筐体42と第2筐体43との間には密閉空間46が形成される。密閉空間46は減圧された真空空間である。
A first casing
また、第1筐体環状壁42aと第2筐体環状壁43aとの間には、第1筐体42と第2筐体43との間隔が所定の距離以上に近づかないように規制する規制部材45が配設されている。規制部材45は、環状で、第1筐体42と第2筐体43よりも熱伝導率が低い部材、例えば、耐火レンガで形成されている。第2筐体環状壁43aは、外管2における外管環状壁2eと対向している。第2筐体環状壁43aと外管環状壁2eとの間にはガスケット48が配設されている。
In addition, a restriction that regulates the distance between the
次に、断熱壁構造体1における、内管3が加熱される前と後の状態について説明する。
図4は、断熱壁構造体1における、内管3が加熱される前と後の状態を示す模式図である。ここで、上段の図が、内管3が加熱される前の状態、下段の図が、内管3が加熱された後の状態である。
Next, the state before and after the
FIG. 4 is a schematic diagram showing a state before and after the
図4に示すように、内管3が加熱されると、内管3は熱膨張して、矢印P2で示す管の軸方向に伸びる。一方、外管2は、減圧された密閉空間8により内管3から断熱されているので、熱膨張せず、管の軸方向の長さは変化しない。このため、外管2の底部と内管3の底部との間隔が、内管3が熱膨張により延びた分だけ狭まる。
As shown in FIG. 4, when the
上述したように、外管2の貫通穴2fと内管3の貫通穴3fとはベローズ25を介して接合されているので、外管2の底部と内管3の底部との間隔が狭まった分は、ベローズ25が縮むことによって吸収される。このとき、ベローズ25は、矢印P3で示す管の軸に平行な方向、すなわち、ベローズ25が伸縮する方向に縮む。つまり、ベローズ25は、伸縮する方向に垂直な方向に剪断応力を受けて偏心することはない。これにより、内管3が熱膨張により延びても、ベローズ25が破損することはなく、密閉空間8の密閉性は保たれる。
As described above, since the through
以上より、本実施の形態にかかる断熱壁構造体1に拠れば、断熱性を十分に高めることができ、かつ、内管が熱膨張したときに、内管の内側の収容空間に配設された攪拌用のファンの回転軸を通すための外管および内管に形成された貫通穴を接合するベローズが破損するのを抑えることができる。
As described above, according to the heat insulating
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
1 断熱壁構造体
2 外管
2e 外管環状壁
2f、3f 貫通穴
3 内管
3e 内管環状壁
4、25、44 ベローズ
5 規制部材
8、46 密閉空間
10 脚部
21 ファン
22 モータ
23 回転軸
24 ブラケット
31 ヒータ
32 リード線
33 載置台
34 土台
41 蓋
42 第1筐体
42a 第1筐体環状壁
42b シャフト
43 第2筐体
43a 第2筐体環状壁
43b スリーブ
45 規制部材
48 ガスケット
113 収容空間
W ワーク
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記密閉空間にはファンが配設され、
前記外管の底部および前記内管の底部には、前記外管の外部から密閉空間へと前記ファンの回転軸を通すための貫通穴がそれぞれ形成され、
前記外管の底部および前記内管の底部に形成された前記貫通穴は、ベローズを介して互いに接合されている、断熱壁構造体。 A heat insulating wall structure comprising an outer tube having a bottom and an inner tube having a bottom disposed inside the outer tube, wherein a decompressed sealed space is formed between the outer tube and the inner tube Because
A fan is disposed in the sealed space,
Through holes for passing the rotation shaft of the fan from the outside of the outer tube to the sealed space are formed in the bottom of the outer tube and the bottom of the inner tube, respectively.
The heat insulating wall structure in which the through holes formed in the bottom of the outer tube and the bottom of the inner tube are joined to each other via a bellows.
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