JP2019044798A - 二重管断熱壁構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】断熱性が向上した二重管断熱壁構造体を提供する。【解決手段】二重管断熱壁構造体１は、内管１１と、外管１２と、内管１１の外周上部と外管１２の内周上部との間に設けられた付勢手段１５とを備え、内管１１及び外管１２は、内管と外管との間に減圧密閉空間が形成されて二重管断熱壁１７を構成し、二重管断熱壁１７の管軸が水平とされたときに、付勢手段１５は、内管１１を下方向に付勢して内管１１の荷重を支えるものである。【選択図】図１

Description

本発明は二重管断熱壁構造体に関する。

内管と外管との間を減圧密閉空間とする二重管断熱壁構造体が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−０８０７１９号公報

二重管断熱壁構造体の内管及び外管を水平に設置して断熱炉として構成する場合に、内管内部に置かれるワークや内管自体の重みを受けるために、内管と外管との間に熱伝導性の低い材質で作られた土台を設置することがある。熱伝導性の低い土台ではあるが、やはり内管と外管との間の熱伝達経路となり得るので、できれば当該土台を省略して、二重管断熱壁構造体の断熱性を一層向上させたいという要望があった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、断熱性が向上した二重管断熱壁構造体を提供することを目的とする。

本発明に係る二重管断熱壁構造体は、内管と、外管と、内管の外周上部と外管の内周上部との間に設けられた付勢手段とを備え、内管及び外管は、内管と外管との間に減圧密閉空間が形成されて二重管断熱壁を構成し、二重管断熱壁の管軸が水平とされたときに、付勢手段は、内管を下方向に付勢して内管の荷重を支えるものである。

本発明により、断熱性が向上した二重管断熱壁構造体を提供することができる。

実施の形態に係る加熱炉１の断面形状を示す図である。 実施の形態に係る加熱炉１の断面形状を示す図である。 変形例１に係る加熱炉２の断面形状を示す図である。 変形例２に係る加熱炉３の断面形状を示す図である。 変形例３に係る加熱炉４の断面形状を示す図である。

以下、図面を参照して、本実施の形態に係る二重管断熱壁構造体を用いた加熱炉について説明する。
図１、２は、本実施の形態に係る加熱炉１の断面形状を示す図である。図１は、加熱炉１をその長手方向に沿って切断したときの断面図である。図２は、図１のＡ‐Ａ’線に沿って加熱炉１を切断したとき、すなわち、加熱炉１をその長手方向とは垂直に切断したときの断面図である。

加熱炉１は、内管１１、外管１２、ベローズ１３、反射膜１４、コイルスプリング１５、ヒータ１６などを備える。加熱炉１では、内管１１、外管１２は一体的に形成されているが、説明の便宜上、それぞれに符号を付している。また、内管１１、外管１２、ベローズ１３、反射膜１４は、二重管断熱壁１７を構成する。加熱炉１では、従来技術に係る、内管１１を支持する土台は除外されている。

なお、内管１１の内側には、ベルトコンベアのベルト６が通っており、ベルト６上にはワーク７が載置されて、図１の左側から右側へと移動する。
内管１１、外管１２は、ステンレス鋼、鉄鋼、チタンなどで形成された円筒であり、二重管を構成する。内管１１、外管１２は一体的に形成される以外にも、後で説明するように、別々に作製されて、その端部をベローズ、テフロン（登録商標）製の封止部材などにより接続されても良い。

ベローズ１３は、ステンレス鋼、鉄鋼、チタンなどで形成された蛇腹（bellows）であり、ここでは、内管１１の端部同士を接続し、内管１１の熱歪みを吸収する。内管１１、外管１２、ベローズ１３は、それらの内側に減圧密閉空間（又は、真空密閉空間）を形成する。

反射膜１４は、アルミニウム、銅、チタン、銀、アルミナなどの金属薄膜と、セラミック製薄膜などの耐熱薄膜とを交互に重ねた多層の膜であり、上記密閉空間内のコイルスプリング１５及びその周辺以外の場所に配置されて、内管１１から外管１２に輻射熱が伝わることを防ぐ。

コイルスプリング１５は、バネ鋼などで形成され、内管１１の外周上部と、外管１２の内周上部との間に設けられ、内管１１を外管１２から吊り下げる。そして、コイルスプリング１５は、二重管断熱壁１７の管軸（中心軸）が水平とされたときに、内管１１を下方向に付勢して内管１１の荷重を支える付勢手段となる。

なお、コイルスプリング１５の少なくとも一方の端部をフック状にして、内管１１、外管１２、コイルスプリング１５を分離できるようにしても良い。また、付勢手段はコイルスプリング１５に限られるものではなく、板バネ、トーションバネのようなものであっても良い。また、付勢手段を用いずに、フックの付いた線状のものを用いて、内管１１を外管１２から吊り下げるようにしても良い。
ヒータ１６は、内管１１の内側の上部に２本設けられて、ベルト６上のワーク７を加熱する。

このような構成の加熱炉１において、ヒータ１６を動作させると、内管１１も加熱されて熱膨張したり、変形したりすることがあるが、上述のように、内管１１は、コイルスプリング１５により下方向に付勢されてその荷重を支えられており、内管１１と外管１２とが接触することはない。

また、内管１１と外管１２とをコイルスプリング１５で接続しているので、内管１１から外管１２までの熱伝導経路が長くなって、二重管断熱壁１７の断熱性能が向上する。つまり、固体の熱伝導を左右する要素は、その熱伝導率、接触面積、距離であって、コイルスプリング１５に熱伝導率が低い材料のものを使うことができれば、断熱性能を更に向上させることができる。

以上、説明したように、本実施の形態に係る二重管断熱壁構造体１は、内管１１と、外管１２と、内管１１の外周上部と外管１２の内周上部との間に設けられた付勢手段１５とを備え、内管１１及び外管１２は、内管と外管との間に減圧密閉空間が形成されて二重管断熱壁１７を構成し、二重管断熱壁１７の管軸が水平とされたときに、付勢手段１５は、内管１１を下方向に付勢して内管１１の荷重を支えるものである。
このような構成により、二重管断熱壁構造体の断熱性を向上させることができる。

なお、本実施の形態の加熱炉１に、さまざまな変形を加えることもできる。
図３は、変形例１に係る加熱炉２の断面形状を示す図であり、加熱炉２をその長手方向に沿って切断したときの断面図である。
変形例１においては、内管２１と、外管２２とは別々に作製されて、それらの端部をベローズ２３により接続されている。コイルスプリング２５は、ここでも、内管２１の中央部分の外周上部と、外管２２の内周上部との間に設けられ、内管２１を下方向に付勢して内管２１の荷重を支えている。
このような構成でも、二重管断熱壁構造体の断熱性を向上させることができる。

なお、コイルスプリング２５の数は１つに限られない。コイルスプリング２５の数を多くすれば、外管２２内部での内管２１の位置を安定させることができるが、一方で、二重管断熱壁の断熱性能は低下する。

図４は、変形例２に係る加熱炉３の断面形状を示す図であり、加熱炉３をその長手方向とは垂直に切断したときの断面図である。
変形例２においては、内管３１の外周上部と外管３２の内周上部との間、及び、内管３１の外周下部と外管３２の内周下部との間にそれぞれコイルスプリング３５が設けられている。変形例２では、コイルスプリング３５に代えて、引張りバネを用いても良い。
このような構成によれば、外管２２内部での内管２１の垂直方向（鉛直方向）の位置を安定させることができる。

図５は、変形例３に係る加熱炉４の断面形状を示す図であり、加熱炉４をその長手方向とは垂直に切断したときの断面図である。
変形例３では、加熱炉４をその長手方向とは垂直に切断したときの一断面において、内管４１の外周上部と外管４２の内周上部との間に、２つのコイルスプリング４５がそれぞれ約４５度傾いた状態で設けられている。
このような構成によれば、外管２２内部での内管２１の垂直方向及び水平方向の位置を安定させることができる。

１、２、３、４ 加熱炉（二重管断熱壁構造体）
１１、２１、３１、４１ 内管
１２、２２、３２、４２ 外管
１３、２３ ベローズ
１４ 反射膜
１５、２５、３５、４５ コイルスプリング
１６ ヒータ
１７ 二重管断熱壁
６ ベルト
７ ワーク

Claims (1)

1. 内管と、外管と、前記内管の外周上部と前記外管の内周上部との間に設けられた付勢手段とを備え、
   前記内管及び前記外管は、前記内管と前記外管との間に減圧密閉空間が形成されて二重管断熱壁を構成し、
   前記二重管断熱壁の管軸が水平とされたときに、前記付勢手段は、前記内管を下方向に付勢して前記内管の荷重を支える
   二重管断熱壁構造体。

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