JP2019108954A - 複合断熱パネル及び断熱容器 - Google Patents

Abstract

【課題】断熱性をさらに向上できる複合断熱パネルと、この複合断熱パネルを用いた断熱容器と、を提供する。【解決手段】複数の断熱部材２１が隙間を設けて重ね合わされることで、断熱部材間に閉塞された空気層２６が形成され、断熱部材は、発泡樹脂部２２と、発泡樹脂部の両面の金属部２３とを有している。【選択図】図２

Description

本発明は、発泡樹脂部及び金属部を有する複合断熱パネルと、その複合断熱パネルを用いた断熱容器とに関する。

従来より断熱パネルを用いた各種の容器が使用されている。断熱パネルは容器壁自体として使用されたり、容器壁の外表面や内表面を被覆する被覆材として使用されたりしている。

例えば下記特許文献１には、氷蓄熱式の空調装置において氷や冷水を貯留する貯留槽等に使用される断熱槽が提案されている。ここでは金属製の槽本体の外表面を断熱パネルで覆うことで蓄熱性を向上させている。この断熱槽の断熱パネルは、一対の金属板間に発泡断熱素材を介装したもの、例えば２枚の薄鋼材間に発泡ウレタン樹脂を充填したものが使用されていた。

特開２００１−６３７９５号公報

しかしながら、発泡樹脂部及び金属部を有する従来の断熱パネルでは断熱性についてのさらなる向上が望まれていた。
本発明の課題は、断熱性をさらに向上できる複合断熱パネルと、この複合断熱パネルを用いた断熱容器と、を提供する点にある。

上記課題を解決する本発明の複合断熱パネルは、複数の断熱部材が隙間を設けて重ね合わされることで、該複数の断熱部材間に閉塞された空気層が形成され、前記断熱部材は、発泡樹脂部と、該発泡樹脂部の両面の金属部とを有しているものである。

本発明の複合断熱パネルにおいては、前記複数の断熱部材間にスペーサを配設して隙間を設けることにより前記空気層が形成されているのがよい。
また、前記発泡樹脂部が発泡ウレタン樹脂からなり、前記金属部がアルミニウムからなるのが好適である。

上記課題を解決する本発明の断熱容器は、筐体本体と、該筐体本体の開口を開閉可能に閉塞する蓋体と、を備え、前記筐体本体と前記蓋体との少なくとも一方が前述の何れかに記載した複合断熱パネルを用いて構成されているものである。

本発明の複合断熱パネルによれば、各断熱部材の発泡樹脂部における伝熱及び金属樹脂部による熱の反射により厚み方向の熱の移動を阻害できることに加え、複数の断熱部材間に設けられた空気層における対流による熱の移動により、断熱部材間の熱の移動を阻害できる。そのため複数の断熱部材が空気層を介して重ね合わされることで、複合断熱パネルの厚み方向に貫流する熱流束を大幅に低減できる。

一方、断熱部材毎に発泡樹脂部の両面に金属層が設けられているので、各金属部の伝熱により面方向の熱の移動を良好にできる。そのため複合断熱パネルの面方向に広く熱を拡散することができ、これにより複合断熱パネル全体で断熱性を向上することができる。
その結果、断熱性を一層向上できる複合断熱パネルを提供することが可能である。

本発明の断熱容器によれば、筐体本体と蓋体との少なくとも一方が上述のような複合断熱パネルを用いて構成されているので、断熱性が高くて内部空間に収容された収容体の温度を保ち易くできる。

本発明の実施形態における断熱容器を示す部分断面斜視図である。 本発明の実施形態における断熱容器の壁を構成する複合断熱パネル一部を示す拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態について図を用いて詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態の断熱容器１０は、筐体本体１１と、筐体本体１１の開口１１ａを開閉可能に閉塞する蓋体１２と、を備えている。
断熱容器１０の形状及び大きさ並びに用途は適宜選択でき、例えば航空コンテナ、冷蔵コンテナ、冷蔵海上コンテナ、一般コンテナなどの各種コンテナ、冷蔵庫、冷凍庫などの各種保温用容器などであってもよい。

本実施形態の筐体本体１１は、一方の側面側に開口１１ａを有する略直方体形状を有し、底部壁１１ｂ、３方の側周壁１１ｃ、頂部壁１１ｄを備えている。各壁１１ｂ〜１１ｄ，１２ａは、図示しないフレーム等の骨格部材に固定されていてもよい。
本実施形態の蓋体１２は、例えば筐体本体１１の開口１１ａにヒンジ等により側方に開閉可能に支持されている。蓋体１２は図示しないフレーム等の骨格部材に隔離壁１２ａを固定することで構成されていてもよい。

筐体本体１１の開口１１ａを蓋体１２により閉塞することで、底部壁１１ｂ、側周壁１１ｃ、頂部壁１１ｄ、隔離壁１２ａにより区画される内部空間１３ａが、各壁１１ｂ〜１１ｄ，１２ａの外側周囲の外部空間１３ｂに対して隔離されるように構成されている。好ましくは内部空間１３ａが外部空間に対して流体密或いは気密に隔離可能に構成されている。

この断熱容器１０では、筐体本体１１と蓋体１２との両方が本実施形態の複合断熱パネル２０を用いて構成されている。
複合断熱パネル２０は、隙間を設けて複数の断熱部材２１を重ね合わせて互いに固定することで形成されている。３〜５つの断熱部材２１を重ね合わせるのが好適であり、本実施形態では３つの断熱部材２１を重ね合わせている。

各断熱部材２１は、発泡樹脂部２２と、発泡樹脂部２２の両面に固定して設けられた金属部２３とを備えている。
発泡樹脂部２２及び両面の金属部２３は、それぞれ底部壁１１ｂ、側周壁１１ｃ、頂部壁１１ｄ、隔離壁１２ａ毎に面方向に連続しているのが好ましい。

発泡樹脂部２２は、熱伝導率の低い各種の発泡樹脂から使用温度に応じて適宜選択できる。本実施形態では、発泡ウレタン樹脂（ウレタンフォーム）を使用している。
発泡樹脂部２２の厚みは、例えば１０〜５０ｍｍ、好ましくは１０〜３０ｍｍのようにしてもよい。

各金属部２３は、熱伝導率の高い各種の金属から適宜選択でき、例えば熱伝導率で２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上としてもよく、光沢のある金属を用いるのが好ましい。本実施形態ではアルミニウムの箔を使用している。
各金属部２３と発泡樹脂部２２とは一体に接合されているのが好ましい。例えば発泡樹脂部２２により溶着されていてもよく、接着剤などにより接合されていてもよい。
各金属部２３の厚みは、例えば０．１〜１ｍｍ、好ましくは０．１〜０．２ｍｍのようにしてもよい。

本実施形態の複合断熱パネル２０は、このような断熱部材２１を複数重ね合わせるとともに、各断熱部材２１間にスペーサ２５を配設して隙間を設けることにより構成されている。断熱部材２１間にスペーサ２５を介在させることで、所定間隔の隙間からなる空気層２６を形成して維持している。

スペーサ２５は、該スペーサ２５を挟んで互いに対向配置される両側の断熱部材２１に当接して配設されており、多数の当接位置において当接して各断熱部材２１を支持し、当接位置以外では断熱部材２１間を離間させて空気層２６を面方向に連続させるように構成されている。
スペーサ２５は各当接位置毎に別々に配設されるものであっても、多数の当接位置に連続して配設されるものであってもよい。このようなスペーサ２５としては、例えば断熱性を有する厚み１〜１０ｍｍの樹脂等からなる板片などを使用可能である。

断熱部材２１間に形成された空気層２６は閉塞されており、内部空間１３ａ及び外部空間１３ｂとの間が気密に隔離されている。この空気層２６の厚みは例えば１〜５ｍｍ、好ましくは２〜３ｍｍのようにしてもよい。
また各空気層２６は底部壁１１ｂ、側周壁１１ｃ、頂部壁１１ｄ、隔離壁１２ａ毎に全体で連続していてもよく、複数の方向の側周壁１１ｃ同士、更には底部壁１１ｂ、側周壁１１ｃ、頂部壁１１ｄ、隔離壁１２ａの２種以上の間で屈曲して連続していてもよい。

このような断熱容器１０を使用するには、内部空間１３ａに収容物Ｏを収容し、蓋体１２を閉じて開口１１ａを閉塞した状態で、例えば収容物Ｏの貯蔵、運搬等を行うことができる。
収容状態では、内部空間１３ａの頂部壁１１ｄ側に蓄冷材１５等を配置していてもよい。各壁１１ｂ〜１１ｄ，１２ａが上述のような複合断熱パネル２０を用いて構成されているため、内部空間１３ａ内の温度及び収容物Ｏの温度が所定温度以下に維持することができる。

また収容状態では、内部空間１３ａの温度は、下側の底部壁１１ｂ側が上側の頂部壁１１ｄ側よりも低温となり易く、また外部空間１３ｂの温度は、例えば室内等では上側ほど高温となり易い。そのため、通常は各壁１１ｂ〜１１ｄ，１２ａを構成する複合断熱パネル２０に接する内部空間１３ａや外部空間１３ｂが複合断熱パネル２０の面方向に温度差を有している環境条件下で使用されることが多い。
そのような環境条件であっても、内部空間１３ａ内の温度及び収容物Ｏの温度は所定温度以下に維持されて、貯蔵、運搬などを行うことができる。

以上のような本実施形態の複合断熱パネル２０によれば、複数の断熱部材２１がそれぞれ発泡樹脂部２２を有しているので、各発泡樹脂部２２により伝熱を抑えて厚み方向の熱の移動を阻害できる。また各発泡樹脂部２２の両面にそれぞれ金属部２３を有しているので、各金属部２３により熱を反射させて厚み方向の熱の移動を阻害できる。

そして複数の断熱部材２１間には、それぞれ閉塞された空気層２６が設けられているので、隣り合う断熱部材２１間では閉塞された空気層２６における対流により熱を移動させることになり、隣り合う断熱部材２１間における熱の移動を阻害できる。
そのため複数の断熱部材２１が空気層２６を介して重ね合わされることで、複合断熱パネル２０の厚み方向の全体を貫流する熱流束を大幅に低減できる。

一方、断熱部材２１毎に発泡樹脂部２２の両面に金属層２３が設けられていることで、各金属部２３における伝熱により面方向の熱の移動を良好にでき、熱を広く拡散できる。これにより複合断熱パネル２０全体で熱を面方向に拡散することができ、例えば複合断熱パネル２０全体で蓄熱したりすることができる。
そのため複合断熱パネル２０全体で断熱性を向上することが可能である。

断熱容器１０が大きいと、各複合断熱パネル２０が接する内部空間１３ａ又は外部空間１３ｂには温度差が生じることが多く、複合断熱パネル２０が面方向に温度差を有する環境条件下で使用されることが多い。
その場合、発泡樹脂部２２の両面の金属部２３が面方向に連続して設けられていて各金属部２３の伝熱により面方向の熱の移動が良好であれば、複合断熱パネル２０に広く熱を拡散させて広い範囲で蓄熱することができる。
また各空気層１０が面方向に連続しているため、各空気層１０内の気体における面方向の広い範囲に対流が生じ易く、各空気層１０内の気体の温度も面方向に広く拡散し易い。
そのため内部空間１３ａの温度を安定に保ち易く、断熱容器１０の保温性能を向上することができる。

さらに複合断熱パネル２０の面方向に熱を広く拡散できれば、複合断熱パネル２０の各部の温度差を小さくできて、内部空間１３ａ又は外部空間１３ｂと複合断熱パネル２０との温度差が部分的に大きい部位が生じ難く、部分的に複合断熱パネル２０を貫流する熱流束が大きくなることを防止して、断熱性をより向上することができる。

本実施形態の複合断熱パネル２０によれば、複数の断熱部材２１間にスペーサ２５を配設して隙間を設けることにより空気層２６が形成されているので、隣合う断熱部材２１間の間隔をスペーサ２５により安定に維持することができ、所望の空気層２６を形成及び維持することが容易である。

そして本実施形態の断熱容器１０によれば、筐体本体１１と蓋体１２との少なくとも一方が上述のような複合断熱パネル２０を用いて構成されているので、断熱性能が高く、内部空間１３ａに収容された収容物Ｏの温度を保ち易い。

なお上記実施形態は本発明の範囲内において適宜変更可能である。
例えば上記では、筐体本体１１及び蓋体１２の全ての壁に複合断熱パネル２０を用いた例について説明したが、何れか一方のみであってもよく、筐体本体１１の壁の一部や蓋体１２の壁の一部に複合断熱パネル２０を用いたものであってもよい。

また上記では、筐体本体１１の各壁１１ｂ〜１１ｄ，１２ａがフレーム等の骨格部材に固定された例について説明したが、特に限定されるものではない。例えば複合断熱パネルからなる各壁１１ｂ〜１１ｄ，１２ａを、鋼材等からなり剛性を有する壁部材の外表面や内表面に装着したものであってもよい。

さらに空気層２６は空気に限られず、窒素、不活性ガス等の他の気体であってもよく、保温性を有する各種の熱媒体であってもよい。
また上記実施形態では、一方の側面側に開口１１ａを設けた例について説明したが、頂部壁など、他の方向に開口を設けてもよい。

以下、本発明の実施例及び比較例について説明する。
図２に示すような複合断熱パネル２０により略直方体形状の容器（以下、直方体容器と称する）を作製した。
複合断熱パネル２０は、３枚の板状の断熱部材２１を重ね合わせて構成した。各断熱部材２１は、厚み１０ｍｍのウレタンフォームからなる発泡樹脂部２２と、この発泡樹脂部２２の両面にアルミニウム箔を一体に接合することで作製した。
同一形状の３枚の断熱部材２１の間に、間隔を開けて多数配置された樹脂製の厚み５ｍｍのスペーサ２５を介在させて重ね合わせて一体化し、複合断熱パネル２０を作製した。

得られた複合断熱パネル２０を、各断熱部材２１間に５ｍｍの隙間からなる空気層２６が形成されていた。空気層２６は、複合断熱パネル２０全体で面方向に連続していた。
複合断熱パネル２０を各壁として、それぞれ周縁を傾斜面にして空気層２６同士が連通するように気密に接合することで、外形２００ｃｍ×１５０ｃｍ×１５０ｃｍの実施例の直方体容器を作製した。

厚み５０ｍｍの実施例と同じウレタンフォームの両面に、実施例と同じアルミニウム箔を一体に接合して断熱パネルを作製し、実施例と同様にして、同じ外形の比較例の直方体容器を作製した。

実施例の直方体容器に−２０℃の蓄冷材を配置して密閉し、外表面の一面に６０℃の温風を３０分間吹き付けて、内部の温度変化を測定したところ、温度が−１０℃のまま変化しなかった。
また実施例の直方体容器に−２０℃の蓄冷材を配置して密閉し、３０℃の室内に放置したところ、３℃以上上昇するまでの時間が、比較例の直方体容器に比べて３倍以上長かった。

１０ 断熱容器
１１ 筐体本体
１１ａ 開口
１１ｂ 底部壁
１１ｃ 側周壁
１１ｄ 頂部壁
１２ 蓋体
１２ａ 隔離壁
１３ａ 内部空間
１３ｂ 外部空間
１５ 蓄冷材
２０ 複合断熱パネル
２１ 断熱部材
２２ 発泡樹脂部
２３ 金属部
２５ スペーサ
２６ 空気層
Ｏ 収容物

Claims (4)

1. 複数の断熱部材が隙間を設けて重ね合わされることで、該複数の断熱部材間に閉塞された空気層が形成され、
   前記断熱部材は、発泡樹脂部と、該発泡樹脂部の両面の金属部とを有していることを特徴とする複合断熱パネル。
2. 前記複数の断熱部材間にスペーサを配設して隙間を設けることにより前記空気層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の複合断熱パネル。
3. 前記発泡樹脂部は発泡ウレタン樹脂からなり、前記金属部はアルミニウムからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の複合断熱パネル。
4. 筐体本体と、該筐体本体の開口を開閉可能に閉塞する蓋体と、を備え、前記筐体本体と前記蓋体との少なくとも一方が請求項１乃至３の何れかに記載の複合断熱パネルを用いて構成されていることを特徴とする断熱容器。

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