JP2019007521A - Heat insulation lid structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は断熱蓋構造体に関する。 The present invention relates to a heat insulating lid structure.
内側鏡板の端部と外側鏡板の端部とを溶接し、内側鏡板と外側鏡板との間隙に減圧状態の空間を形成した断熱蓋構造体が知られている。このような断熱蓋構造体は、例えば加熱炉の蓋として用いることができる。 There is known a heat insulating lid structure in which an end portion of an inner end plate and an end portion of an outer end plate are welded to form a decompressed space in a gap between the inner end plate and the outer end plate. Such a heat insulating lid structure can be used as a lid of a heating furnace, for example.
特許文献1には、金属製の有底かつ筒状の内部材と金属製の有底かつ筒状の外部材とを備え、内部材と外部材とが開口部側において接合され、内部材が接合部分付近に板厚の薄い薄肉部を有する、二重断熱容器が開示されている。
図7は従来の断熱蓋構造体100の構成について説明する断面図である。図7に示すように、断熱蓋構造体100は、内側鏡板102、外側鏡板103、および管部材104(封止部材)を備える。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a conventional heat
内側鏡板102および外側鏡板103は、円形の曲板である。内側鏡板102は外側鏡板103よりもx軸方向プラス側に配置されている。また、内側鏡板102および外側鏡板103はx軸方向マイナス側に凸面を有する。そして、管部材104は、内側鏡板102と外側鏡板103との間の空間105を封止している。内側鏡板102の端部と管部材104とは、溶接位置106bにおいて溶接によって接合される。外側鏡板103の端部と管部材104とは、溶接位置107bにおいて溶接によって接合される。
The
ここで、断熱蓋構造体100を加熱炉用の蓋として用いた場合は、内側鏡板102が加熱されて高温になり、内側鏡板102から外側鏡板103に管部材104を介して熱が伝わる。この点を考慮し、図7に示す断熱蓋構造体100では、管部材104の厚みを薄くして、内側鏡板102から外側鏡板103に伝わる熱を少なくしている。
Here, when the heat
しかしながら、管部材104の板厚を内側鏡板102および外側鏡板103の板厚よりも薄くした場合は、内側鏡板102と管部材104、及び外側鏡板103と管部材104を精度よく溶接することが困難であるという問題がある。つまり、内側鏡板102および外側鏡板103は、直径が大きく板厚が厚いため重量が重い。そのため、ハンドリングが困難であり、精密な溶接作業を行うことが難しい。
However, when the plate thickness of the
本発明は以上の課題に鑑みなされたものであり、高い断熱性能を有し、かつ作製が容易な断熱蓋構造体を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above subject, and it aims at providing the heat insulation lid | cover structure which has high heat insulation performance and is easy to produce.
本発明にかかる断熱蓋構造体は、内側鏡板と、前記内側鏡板の外側に位置する外側鏡板と、前記内側鏡板と前記外側鏡板と溶接され、前記内側鏡板と前記外側鏡板と共に減圧状態の密閉空間を形成する管状部材と、を備える。そして、前記管状部材は、前記内側鏡板の端部に溶接された第1管部材と、前記外側鏡板の端部に溶接された第2管部材と、前記第1管部材と前記第2管部材とに溶接された第3管部材と、を備える。また、前記第3管部材の厚みは、前記内側鏡板、前記第1管部材、前記外側鏡板、および前記第2管部材の厚みよりも薄い。さらに、前記第1管部材は、当該第1管部材と前記第3管部材との溶接位置から前記第1管部材と前記内側鏡板との溶接位置に向かって前記第1管部材の外径が小さくなる形状を有する。 The heat insulating lid structure according to the present invention is welded to the inner end plate, the outer end plate located outside the inner end plate, the inner end plate and the outer end plate, and the sealed space in a decompressed state together with the inner end plate and the outer end plate. A tubular member. The tubular member includes a first tube member welded to an end portion of the inner end plate, a second tube member welded to an end portion of the outer end plate, the first tube member, and the second tube member. And a third pipe member welded to each other. The thickness of the third tube member is thinner than the thickness of the inner end plate, the first tube member, the outer end plate, and the second tube member. Further, the first pipe member has an outer diameter of the first pipe member from a welding position between the first pipe member and the third pipe member toward a welding position between the first pipe member and the inner end plate. Has a smaller shape.
本発明にかかる断熱蓋構造体では、内側鏡板の端部に溶接された第1管部材と、外側鏡板の端部に溶接された第2管部材と、第1管部材と第2管部材とに溶接された第3管部材と、を用いて管状部材を構成している。そして、第3管部材の厚みを、内側鏡板、第1管部材、外側鏡板、および第2管部材の厚みよりも薄くしている。よって、断熱蓋構造体の断熱性能を向上させることができる。また、厚みのある第1管部材と内側鏡板とを溶接し、厚みのある第2管部材と外側鏡板とを溶接しているので、内側鏡板、外側鏡板、及び管状部材を精度よく溶接することができる。したがって、高い断熱性能を有し、かつ作製が容易な断熱蓋構造体を提供することができる。 In the heat insulating lid structure according to the present invention, the first tube member welded to the end portion of the inner end plate, the second tube member welded to the end portion of the outer end plate, the first tube member and the second tube member, And a third pipe member welded to each other to form a tubular member. The thickness of the third tube member is made thinner than the thickness of the inner end plate, the first tube member, the outer end plate, and the second tube member. Therefore, the heat insulation performance of the heat insulation lid structure can be improved. In addition, since the thick first tube member and the inner end plate are welded and the thick second tube member and the outer end plate are welded, the inner end plate, the outer end plate, and the tubular member are welded with high accuracy. Can do. Therefore, it is possible to provide a heat insulating lid structure having high heat insulating performance and easy to manufacture.
更に本発明にかかる断熱蓋構造体では、第1管部材と第3管部材との溶接位置から第1管部材と内側鏡板との溶接位置に向かって第1管部材の外径が小さくなるように、第1管部材を構成している。内側鏡板および第1管部材が径方向外向きに膨張した際、第3管部材は第1管部材と接合しているため、第3管部材は第1管部材から応力を受ける。このとき、第3管部材と第1管部材は互いが接する部分に角を有しないため、応力は1箇所に集中しにくい。したがって、応力による第3管部材の破損を抑制することができる。よって、第3管部材が内側鏡板の熱膨張時に破損しにくい断熱蓋構造体を提供することができる。 Further, in the heat insulating lid structure according to the present invention, the outer diameter of the first pipe member decreases from the welding position of the first pipe member and the third pipe member toward the welding position of the first pipe member and the inner end plate. In addition, the first pipe member is configured. When the inner end plate and the first tube member are expanded radially outward, the third tube member is stressed by the first tube member because the third tube member is joined to the first tube member. At this time, since the third pipe member and the first pipe member do not have corners at the portions where they are in contact with each other, the stress is unlikely to concentrate at one place. Therefore, damage to the third pipe member due to stress can be suppressed. Therefore, it is possible to provide a heat insulating lid structure in which the third tube member is not easily damaged during thermal expansion of the inner end plate.
本発明によれば、高い断熱性能を有し、かつ作製が容易な断熱蓋構造体を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can provide the heat insulation lid | cover structure which has high heat insulation performance and is easy to produce.
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。
図1は、実施の形態にかかる断熱蓋構造体1の構成について説明する断面図である。図2は、図1のII−II線に沿う断熱蓋構造体1の断面図である。図3は、図1のIII−III線に沿う断熱蓋構造体1の断面図である。図1に示すように、断熱蓋構造体1は、内側鏡板2、外側鏡板3、および管状部材8を備える。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
内側鏡板2および外側鏡板3は、円形で凸面を有する鏡板である。具体的に説明すると、内側鏡板2は、x軸マイナス方向に向かって凸な円盤状の構造体である。
The
外側鏡板3は、内側鏡板2よりも外側(x軸マイナス方向)に配置されている。そして外側鏡板3は、内側鏡板2と同様にx軸マイナス方向に向かって凸な円盤状の構造体である。
The
内側鏡板2および外側鏡板3は、例えば、ステンレス鋼や鉄鋼を用いて構成することができる。内側鏡板2および外側鏡板3を構成する材料は、同じであっても良いし、異なっていても良い。
The
管状部材8は、内側鏡板2と外側鏡板3とで形成される空間5を外気から封止している。管状部材8は、溶接位置6cにおいて内側鏡板2と接合される。また、溶接位置7cにおいて外側鏡板3と接合される。そして、内側鏡板2と外側鏡板3と管状部材8とで形成される空間5は減圧状態の密閉空間である。例えば、空間5は、管状部材8と内側鏡板2および外側鏡板3との溶接を減圧条件下で行うことによって減圧空間とされる。また、外側鏡板3等に予め真空ポートを設け(不図示)、内側鏡板2および外側鏡板3を管状部材8に溶接した後、真空ポートを介して真空ポンプにより減圧されても良い。
The
図1に示すように、管状部材8は、管部材6(第1管部材)と、管部材7(第2管部材)と、管部材4(第3管部材)と、を有する。管部材6、管部材7、および管部材4は環状である(図2及び図3を参照)。管部材4の板厚は、管部材6、管部材7、内側鏡板2、および外側鏡板3の板厚よりも薄い。
As shown in FIG. 1, the
管部材4は、管部材4のx軸方向プラス側の端部(溶接位置6b)において管部材6と接合される。また、管部材4は、管部材4のx軸方向マイナス側の端部(溶接位置7b)において管部材7と接合される。管部材6および管部材7の重量は内側鏡板2および外側鏡板3に比べて軽い。例えば、直径2m、板厚4mmのステンレス製鏡板の重量は100kg程度であるのに対して、直径2m、板厚10mm、長さ20mmのステンレス製管部材の重量は10kg程度である。したがって、溶接時のハンドリングが容易になるので、管部材6および管部材7に管部材4を精度よく溶接することができる。
The
また、本実施の形態にかかる断熱蓋構造体1を製造する際には、予め管部材6および管部材7に管部材4を接合して管状部材8を形成する。その後、内側鏡板2および管部材6を溶接位置6cにおいて接合し、外側鏡板3および管部材7を溶接位置7cにおいて接合する。
Moreover, when manufacturing the heat
管状部材8(管部材6)と内側鏡板2とを溶接位置6cにおいて接合する際、内側鏡板2および管部材6はどちらも板厚が厚いため、溶接が容易になる。したがって、内側鏡板2を容易に管状部材8に接合することができる。また、管状部材8(管部材7)と外側鏡板3とを溶接位置7cにおいて接合する際も、外側鏡板3および管部材7はどちらも板厚が厚いため、溶接が容易になる。したがって、外側鏡板3を容易に管状部材8に接合することができる。
When the tubular member 8 (tube member 6) and the
管部材6、管部材7、および管部材4は、例えば、ステンレス鋼や鉄鋼を用いて構成することができる。管部材6、管部材7、および管部材4を構成する材料は、同じであっても良いし、異なっていても良い。
The
本実施の形態にかかる断熱蓋構造体1は、例えばx軸方向プラス側に加熱炉を設けて加熱炉の蓋として用いられる。このため、内側鏡板2および管部材6が高温になる。ここで、本実施の形態にかかる断熱蓋構造体1では、図1に示すように、管部材4の板厚が薄いため、管部材6から管部材4を介して管部材7に伝わる熱量が少ない。つまり、内側鏡板2と外側鏡板3との間の断熱性を確保することができる。
The heat insulating
次に、本実施の形態にかかる断熱蓋構造体1の加熱膨張時における挙動を、図4を参照して説明する。図4は、本実施の形態にかかる断熱蓋構造体1の加熱膨張時の状態を示す断面図である。
Next, the behavior of the heat insulating
図4のように、例えば管部材6に対してx軸プラス側に設けられた加熱炉が加熱されると、加熱炉の熱が内側鏡板2および管部材6に伝わり、内側鏡板2および管部材6は径方向外向きに熱膨張する。図4では加熱前の内側鏡板2および管部材6の状態を破線で示している。一方、管部材7は、板厚が薄い管部材4を介して管部材6に接しているため、外側鏡板3および管部材7には熱がほとんど伝わらない。したがって、内側鏡板2および管部材6が熱膨張しても、外側鏡板3および管部材7はほとんど熱膨張しない。このとき、管部材4が管部材6および管部材7に接合されているため、管部材4のx軸プラス側の端部は、管部材6の熱膨張に伴って径方向外向きに広がる。
As shown in FIG. 4, for example, when a heating furnace provided on the x-axis plus side with respect to the
ここで管部材6は、溶接位置6bから溶接位置6cに向かって管部材6の外径が小さくなる曲面部6dを有する。本実施の形態にかかる断熱蓋構造体1では、図4のように内側鏡板2および管部材6が熱膨張して内側鏡板2および管部材6が径方向外向きに広がった際に、管部材4のx軸プラス側の端部が管部材6の曲面部6dと接するようにしているので、管部材6から管部材4に作用する応力が1点に集中することを抑制することができる。よって、内側鏡板2および管部材6が熱膨張した際に、管部材4が破損することを抑制することができる。
Here, the
図5は、管部材が曲面部を備えない構成の断熱蓋構造体を示す断面図である。図6は図5に示した断熱蓋構造体10の加熱膨張時の状態を示す断面図である。図5に示すように、断熱蓋構造体10は、内側鏡板2、外側鏡板3、管状部材18を備える。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a heat insulating lid structure having a configuration in which the tube member does not have a curved surface portion. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state of the heat insulating
管状部材18は図5に示すように、管部材16と、管部材7と、管部材4と、を有する。図5、図6に示す断熱蓋構造体10では、管部材16が角16eを有する点(換言すると、曲面部6d(図1参照)を備えない点)以外は、図1に示した断熱蓋構造体1と同様であるので重複した説明は省略する。管部材16は、内径及び外径がx軸方向に一定である、つまり、径方向の板厚が一定である環状部材である。
As shown in FIG. 5, the
図6に示すように、内側鏡板2および管部材16が熱膨張すると、管部材4が管部材16および管部材7に接合されているため、管部材4のx軸プラス側の端部は、管部材16の熱膨張に伴って径方向外向きに広がる。このとき、管部材16の角16eは、管部材4の内周面にぶつかる。これによって管部材4の一部に大きな応力が働く。そのため、図5、図6に示した断熱蓋構造体10では、熱膨張時に管部材4が破損する恐れがある。
As shown in FIG. 6, when the
これに対して図1、図4に示した断熱蓋構造体1では、管部材6に曲面部6dを形成しているため、熱膨張時に管部材6から管部材4に作用する応力が1点に集中することを抑制することができる。よって、内側鏡板2および管部材6が熱膨張した際に、管部材4が破損することを抑制することができる。
On the other hand, in the heat insulating
以上で説明した本実施の形態にかかる発明により、高い断熱性能を有し、かつ作製が容易な断熱蓋構造体を提供することができる。 With the invention according to the present embodiment described above, a heat insulating lid structure having high heat insulating performance and easy to manufacture can be provided.
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。例えば、上記では内部の温度を保つ加熱炉用の蓋に本発明を適用した場合について説明した。しかし本発明は内部の温度を保つ断熱部材であればどのような技術にも適用することができる。 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. For example, the case where the present invention is applied to a lid for a heating furnace that maintains the internal temperature has been described above. However, the present invention can be applied to any technique as long as the heat insulating member maintains the internal temperature.
以上、本発明を上記実施の形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。 Although the present invention has been described with reference to the above embodiment, the present invention is not limited only to the configuration of the above embodiment, and within the scope of the invention of the claims of the present application. It goes without saying that various modifications, corrections, and combinations that can be made by those skilled in the art are included.
1、10、100 断熱蓋構造体
2、102 内側鏡板
3、103 外側鏡板
4,104 管部材
5 空間
6、16 管部材
6b、106b 溶接位置
6c 溶接位置
6d 曲面部
16e 角
7 管部材
7b、107b 溶接位置
7c 溶接位置
8、18 管状部材
1, 10, 100 Thermal
Claims (1)
前記内側鏡板の外側に位置する外側鏡板と、
前記内側鏡板と前記外側鏡板と溶接され、前記内側鏡板と前記外側鏡板と共に減圧状態の密閉空間を形成する管状部材と、を備える断熱蓋構造体であって、
前記管状部材は、
前記内側鏡板の端部に溶接された第1管部材と、
前記外側鏡板の端部に溶接された第2管部材と、
前記第1管部材と前記第2管部材とに溶接された第3管部材と、を備え、
前記第3管部材の厚みは、前記内側鏡板、前記第1管部材、前記外側鏡板、および前記第2管部材の厚みよりも薄く、
前記第1管部材は、当該第1管部材と前記第3管部材との溶接位置から前記第1管部材と前記内側鏡板との溶接位置に向かって前記第1管部材の外径が小さくなる形状を有する、
断熱蓋構造体。 The inner end plate,
An outer end plate located outside the inner end plate;
A tubular member that is welded to the inner end plate and the outer end plate and forms a sealed space in a decompressed state together with the inner end plate and the outer end plate;
The tubular member is
A first pipe member welded to an end of the inner end plate;
A second pipe member welded to an end of the outer end plate;
A third pipe member welded to the first pipe member and the second pipe member,
The thickness of the third tube member is thinner than the thickness of the inner end plate, the first tube member, the outer end plate, and the second tube member,
In the first pipe member, the outer diameter of the first pipe member decreases from the welding position between the first pipe member and the third pipe member toward the welding position between the first pipe member and the inner end plate. Having a shape,
Thermal insulation lid structure.
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