JP3020349U

JP3020349U - 真空断熱保温容器

Info

Publication number: JP3020349U
Application number: JP1995006986U
Authority: JP
Inventors: 中興趙; 儒家郭; 嘉龍郭
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 1995-07-10
Filing date: 1995-07-10
Publication date: 1996-01-23
Anticipated expiration: 2001-07-10

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的低真空度で必要とする真空断熱効果を
達成でき、かつ生産効率を高め、生産コストを低減でき
る真空断熱保温容器を提供する。【解決手段】金属又はガラスなどの硬質材料によって
製造される容器本体３及び／又は蓋体４の内層部３１，
４１及び外層部３０，４０と、これらの内層部と外層部
の間に介在する間隙部３２，４２と、この隙間に充填さ
れる開放式微小エアギャップ構造を有する高熱抵抗特性
を具えた、例えば完全開放エアギャップ発泡体、人造シ
リコン粉末、ガスゲルなどの介在物質３３，４３及び少
量の気体吸着剤３４，４４とによって構成され、さらに
前記間隙部の内部は抽出によって低真空状態となってい
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案が属する技術分野】

本考案は、真空断熱保温容器に係るものであり、詳しくは蒸らし煮調理鍋等に用いられる真空断熱保温容器に関する。

【０００２】

【従来の技術及び考案が解決しようとする課題】

市販されている蒸らし煮調理鍋は、断熱層の構造上の違いによって、大きく二種類に分けられる。その内の一として、中華民国実用新案登録出願第８２２０１０３４号に開示された蒸らし煮調理装置が挙げられる。該蒸らし煮調理装置の保温容器は、図１に示すように外鍋１と、該外鍋１を密閉する外鍋蓋２によって構成され、前記外鍋１は、硬質樹脂製の外部ケーシング１０と、金属製の内部ケーシング１１と、これらの内部ケーシング１１と外部ケーシング１０の間に充填され固定化されたポリウレタン発泡体１２とによって構成される。外鍋蓋２も外鍋１と同様に、外部ケーシング２０と、内部ケーシング２２と、ポリウレタン発泡体２１により構成される。

【０００３】この種の蒸らし煮調理装置において、ポリウレタン発泡体を断熱材として採用したのは、低価格、供給が欠乏する心配がない、発泡技術が容易であるなどの原因の他に、ある程度の断熱、保温作用を有する点が挙げられる。しかし、その気泡を発生させるにはＣＦＣ、ＨＣＨＣ、pentane 又はＣＯ₂などを発泡剤とし、且つ内部ケーシング１１と外部ケーシング１０によって囲まれた密閉空間内に於いて発泡が進行する。このため、発生する気泡はすべて密封式（closed）独立気泡となり、この結果、発泡させて充満させる際に発生する空気やＣＯ₂などの少量の気体を抽出して真空にすることができない。これら気泡内の気体の有する熱伝導係数は、静止空気（注：０．０３W/mK）に比して１／４〜１／２程度ではあるが、独立気泡発泡体全体としての熱伝導係数（注：０．０２８W/mK）について言えば静止空気の値に相当し、真空状態の熱伝導係数（注：０．００５W/mK／１０^-5torr）に比して何倍もの数値を呈していることは明らかである（図５参照）。

【０００４】また、ポリウレタンにＣＦＣ発泡剤を使用した場合オゾン層を破壊する。さらに、ＨＣＨＣ、ペンタン又はＣＯ₂などを発泡剤とした場合は、熱伝導係数及び耐久年数のいずれの面についても、ＣＦＣ発泡剤には及ばない。このように、断熱保温効果の観点から見れば、この種の蒸らし煮調理装置は理想的とはいいがたい。

【０００５】従来の蒸らし煮調理装置の他の例として、中華民国実用新案登録出願第７９２０３４６８号に開示された真空蒸らし煮調理装置が挙げられる。該真空蒸らし煮調理装置は、図２に示すように二重構造のステンレスによって形成される外鍋１ ′及び該外鍋１′の開口部を遮蔽する外鍋蓋２′とによって構成され、前記外鍋１′を構成する外層１０′と内層１１′の間に形成される中間隙間部１２′は、気体を抽出することによって１０^-5torrの真空とし、且つ前記外層１０′及び内層１１′は、いずれもその内壁側に鍍金によって反射層１３′が設けられて輻射熱伝導を減少するようにしている。前記外鍋蓋２′は、密封式（closed) 独立気泡断熱発泡体２１′を断熱材とする。（一方、本考案の真空断熱保温容器は、真空断熱方式を採用することによって熱伝導を大幅に減少しており、前述の発泡体断熱式保温容器に比して、優れた断熱保温効果を有する（図４及び図５参照）。）

【０００６】しかしながら、この種の真空断熱保温容器には、以下に述べるように、致命的な欠陥がある。即ち、先ず、第１に、前記保温容器に応用される真空技術について言えば、幅５m/m の隙間部において１０^-5torrの真空を達成してこそ始めて必要とする断熱保温効果を得ることができ、このような真空度を達成するには高度な真空抽出技術が必須となる。しかも、その真空抽出には１時間前後の時間を必要とし、これに６００〜１２００°の高温加熱を配合することによって始めて達成できる。このため、真空抽出時間、技術及び設備費が製造コストの大部分を占め（約９／１０）、保温容器の製造コストを落とすことができなくなっている。これは、省エネを主な標的とする蒸らし煮調理鍋にとっては、問題である。

【０００７】第２に、この種の保温容器の外鍋内に構成される隙間部を高度の真空状態とし、しかもこれによって起きる大きな気圧の圧力に抗することができ、変形を発生させなくするためには、該外鍋の鍋体の耐圧強度が１kg／cm²を超えなければならない。よって、比較的厚手のスチール板を必要とする。しかし、スチール板が厚すぎると、相対的に保温容器の重量とコストが増すことは避けられない。このため、業者は外鍋１′を構成する外層１０′と内層１１′との間に、若干の位置を選択して、熱伝導が比較的低く且つ強度の非常に高いガラス製の球体又はセラミック製の球体（図２には示さず）を間隔支持体として使用し、比較的薄いスチール板（0.３〜0.５m/m を使用しても外層１０′と内層１１′が大気圧を受けることによって変形しないようにしている。

【０００８】しかし、前記間隔支持体を設けていない箇所については、正常な使用による応力を超える外部の衝撃、衝突に対して、充分な抵抗強度に欠ける。このため不注意により保温容器を落としたり、別の物体と衝突した場合、局部的な変形や亀裂が発生しやすく、またこのような事態によって真空保温能力が容易に失なわれる。よって、この種の保温容器の外側の底部には、プラスチックなどの緩衝パッドが設けられているが、これは根本的な解決策ではなく、保温容器を落としたり、他の物質との衝突することによって、該保温容器が使えなくなるという事態が常に発生している。

【０００９】第３に、前記真空断熱保温容器は真空度が非常に高いため、実際の使用に当たり、毛細現象によって経時的に（使用後約１年）本来の真空度が失われ、保温効果が低下する。また、前記真空断熱保温容器の外鍋蓋は、ポリウレタン発泡体を断熱材としているため、基本的に断熱効果が比較的劣るという欠陥を持つ。

【００１０】そこで、本考案は、上記従来の技術の問題を解決するためになされたものであり、低真空度で、蒸らし煮調理鍋などに必要な断熱保温効果を有する真空断熱保温容器を提供することを目的としている。また、本考案は、高真空度を達成するために必要とする高度の真空技術、加工時間及び高価な設備費と製造コストの問題、さらには衝撃によって真空本来の効果を失いやすいなどの欠点を解決した真空断熱保温容器を提供することを目的としている。また、本考案は、熱伝導係数が低く、耐久性があり、材質が軽く、製造しやすくかつ環境保全上心配のない真空断熱保温容器を提供することを目的としている。

【００１１】さらに、本考案は、上述した真空断熱保温容器と同様な真空断熱保温容器の容器本体を提供することを目的としている。またさらに、本考案は、上述した真空断熱保温容器と同様な真空断熱保温容器の蓋体を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

上述の目的を達成するために、本考案は、容器本体と、この容器本体の開口部を遮蔽する蓋体を備えた真空断熱保温容器において、上記容器本体が、硬質材料により形成された内層部及び外層部と、これらの内層部と外層部との間に形成されその内部の気体が抽出され低真空状態となる間隙部と、この間隙部に充填され開放式微小エアギャップ構造で高熱抵抗特性を有する介在物質と、を有し、上記蓋体が、硬質材料により形成された内層部及び外層部と、これらの内層部と外層部との間に形成されその内部の気体が抽出され低真空状態となる間隙部と、この間隙部に充填され開放式微小エアギャップ構造で高熱抵抗特性を有する介在物質と、を有することを特徴としている。

【００１３】また、本考案は、硬質材料により形成された内層部及び外層部と、これらの内層部と外層部との間に形成されその内部の気体が抽出され低真空状態となる間隙部と、この間隙部に充填され開放式微小エアギャップ構造で高熱抵抗特性を有する介在物質と、を有することを特徴としている。

【００１４】さらに、本考案は、硬質材料により形成された内層部及び外層部と、これらの内層部と外層部との間に形成されその内部の気体が抽出され低真空状態となる間隙部と、この間隙部に充填され開放式微小エアギャップ構造で高熱抵抗特性を有する介在物質と、を有することを特徴としている。

【００１５】本考案の真空断熱保温容器は、さらに、上記間隙部内に充填された気体吸着剤を有し、この気体吸着剤が、活性炭、分子篩、又は酸化カルシウムの内の任意の一つから選ばれることが好ましい。

【００１６】本考案の真空断熱保温容器の容器本体は、さらに、上記間隙部内に充填された気体吸着剤を有し、この気体吸着剤が、活性炭、分子篩、又は酸化カルシウムの内の任意の一つから選ばれることが好ましい。

【００１７】本考案の真空断熱保温容器においては、上記介在物質が、直径が約０．７μｍの人造シリコン粒子、粒子の直径が約０．１〜０．０２μｍで且つ細孔直径が約５０μｍであるガスゲル粒子、又は、気泡直径が約５０μｍである硬質微小連続気泡発泡体の内の任意の一つから選ばれることが好ましい。

【００１８】本考案の真空断熱保温容器の容器本体においては、上記介在物質が、直径が約０．７μｍの人造シリコン粒子、粒子の直径が約０．１〜０．０２μｍで且つ細孔直径が約５０μｍであるガスゲル粒子、又は、気泡直径が約５０μｍである硬質微小連続気泡発泡体の内の任意の一つから選ばれることが好ましい。

【００１９】本考案の真空断熱保温容器においては、上記間隙部内の真空度が、約１０^-2〜１０torrであることが好ましい。本考案の真空断熱保温容器の容器本体においては、上記間隙部内の真空度が、約１０^-2〜１０torrであることが好ましい。

【００２０】

【考案の実施の態様及び実施例】

以下、添付図面を参照して本考案の実施の態様及び実施例を説明する。図３は、本考案の真空断熱保温容器の実施の一形態を示す断面図である。図３に示すように、蒸らし煮調理鍋として使用される真空断熱保温容器は、外鍋３と蓋体４により構成される。この外鍋３は硬質材質により形成された外層部３０と内層部３１が嵌合され密接した構造を有し、この外層部３０と内層部３１との間には間隙部３２が設けられ、この間隙部３２内には開放式微エアギャップ構造の高熱抵抗特性を有する介在物質３３が充填されている。この間隙部３２の内部は、真空ポンプ等の気体抽出手段（図示せず）により、低真空状態とされる。さらに、この間隙部３２には、少量の気体吸着剤３４が入れられており、この気体吸着剤３４により、この低真空状態が保持される。

【００２１】前記外層部３０と内層部３１を形成するための硬質材質しては、その間隙部３２が高度真空状態ではなく低真空状態なので、一般的に使用されている周知のステンレス、合金、ガラス、セラミック材料などのある程度の強度を有するものであれば何でも使用できる。前記隙間３２内に充填する介在物質３３は、高熱抵抗特性を有するのみならず、開放式微小エアギャップ（注：気体流通に供する隙間又はエアギャップ）構造を有する。該微小エアギャップは気体分子間の熱伝導を阻止する機能を有し、このため、気体を低真空度状態（１０torr〜0.０１torr）に抽出するだけで、完全に気体の熱対流と伝導をなくするように作用し、また該微小エアギャップ構造は開放式であるために真空抽出に達する。

【００２２】考案者の行った実験によれば、介在物質３３として、人造シリコン微粒子（直径約0.７μm ）を使用した場合、１torrの真空度さえあれば、真空度１０^-5torr 時の周知の蒸らし煮調理用真空保温容器より優れた断熱保温効果を得ることができることが判明した（図４、図５の参照）。また、介在物質３３として、ガスゲル微粒子（粒子の直径約0.１〜0.０２μm 、細孔の直径は約５０nm）を使用した場合、１０torrの真空度さえあれば、全体としての熱伝導係数は0.００４W/mK）に達し、その断熱効果は周知の真空保温容器に比して優れていることが判明した（図４、図５の参照）。介在物質３３として、気泡直径が約５０μm でかつ気泡が完全に開放された硬質微小連続気泡発泡体を使用した場合、真空度１０^-2torrに抽出するだけで真空断熱効果を発揮することが判明した（図４、図５の参照）。本考案のこの発泡体は、前述の従来技術の項で述べたポリウレタン発泡体と異なり、開放式連続気泡で、しかも硬質材料に属する。一方、従来技術のポリウレタン発泡体は密封式独立気泡であって、軟質材料を使用する。このため真空に抽出することができず、その熱伝導係数も高い（図４の参照）。

【００２３】さらに、介在物質３３として、直径０．６mmの顆粒状パールを使用した場合、その真空度が１０^-5torr以下にあって始めて気体分子の衝突による熱対流と熱伝導をなくすことができることが判明した（図４の参照）。しかし、この際パール顆粒同士が接触することによって生まれる熱伝導が却って増加することになる。この点から分かるように、介在物質３３の材料が、気体分子が互いに接触することによって発生する熱伝導現象を無くし、かつ介在物質自身の接触によって熱伝導を生じることのないようにすることが、本考案の効果を奏するために重要である。前記の介在物質３３である人造シリコン微粒子、ガスゲル微粒子及び硬質完全微小連続気泡発泡体は、目下のところ考案者が発見した最良の材料ではある。しかしながら、材料学の技術分野は範囲が広く、その進歩も急速に発展していることを考えれば、これらに類似する作用を奏する他の材料又は組成物を、介在物質３３として使用できることは言うまでもない。

【００２４】また、介在物質３３は上述した真空断熱作用を奏する他に、内層部３１と外層部３０との間に間に介在するため、これらの内面部を全面的に機械的に支持する作用も奏する。この結果、外鍋３の耐圧強度及び耐衝撃強度のいずれも大幅に高めることができる。従って、内層部３１及び外層部３０に、ステンレススチールを使用する場合、それらの厚みを相対的に薄くすることができる（注：約0.２m/ m で充分）。気体吸着剤３４は、活性炭、分子篩、酸化カルシウムなどの物質から選択され、間隙部３２（又は介在物質３３の顆粒間）に存在する空気を吸収することにより、必要とする真空度と断熱保温能力を維持するためのものであり、これにより、容器の使用耐久年限が高まる。

【００２５】抽出する真空度について以下説明する。即ち、本考案の真空断熱保温容器における真空度は採用する介在物質３３の種類ににより決まる。例えば、介在物質３３として、上述の気泡直径が約５０μm でかつ気泡が完全に開放された硬質微小連続気泡発泡体を使用した場合は、真空度１０^-2torrに抽出するだけでよく、また、直径0.７μm の人造シリコン微粒子を使用した場合は、真空度１torrに抽出するだけでよく、さらに、粒子の直径約0.１μm のガスゲル微粒子を使用した場合は、真空度１０torrに抽出することにより、必要とする効果を充分に得ることができる。（図４、図５の、、参照）。真空度を低くすることにより、加熱温度、設備能力及び真空抽出時間を大幅に低下させることができる。考案者の実験によれば、上述の範囲（１０^-2torr〜１０torr）に抽出するために、僅か１分間を必要としたのみである。

【００２６】次に蓋体４について説明する。蓋体４も、同様に、硬質材料により外層部４０と内層部４１が形成され、該外層部４０と内層部４１との間に介在する間隙部４２に上述した同様の開放式微小エアギャップ構造を有する高熱抵抗特性を有する介在物質４３が充填されている。この間隙部４３の内部は真空ポンプ等の気体抽出手段（図示せず）により、低真空状態とされる。さらに、この間隙部４２には、少量の気体吸着剤４４が入れられており、この気体吸着剤４４により、この低真空状態が保持される。これら硬質材料、介在物質、気体吸着剤及び真空度について、その詳細な条件は、上述した外鍋３とほぼ同様であって、上述の説明を参照にすればよい。

【００２７】なお、上述の構造を持つ真空断熱保温容器の外鍋３に対して、中華民国実用新案出願第７９２０３４６８号、又はその実施品と同様に、発泡体を充填した従来の蓋体を使用しても同様の断熱保温効果を得ることができるが、上述した本考案に係わる蓋体４を使用した方が保温容器全体の断熱保温効果を更に一層高めることができることは、言うまでもない。また、容器本体（即ち、上述の外鍋３に相当する）を真空ガラス瓶の内部ケーシングによって構成した従来の保温容器に対して、本考案に係わる蓋体４を本来のプラスチック又はコルク製の蓋と取り替えた場合、保温効果を従来より高めることができる。このように、本考案においては、外鍋である容器本体と蓋体とを組み合わせてもよいし、放棄本体と蓋体とを別々に使用してもよい。

【００２８】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、以下のような優れた効果を奏することができる。第１に、本考案の容器本体または蓋体は、二重構造層の硬質材料によって形成される間隙部内に開放式微小エアギャップ構造を有する高熱抵抗特性を有する介在物質を充填して構成するため、低真空度状態にするだけで、周知の真空断熱保温容器（即ち充填物質なし）の有する保温効果を達成できるという優れた効果を有する。このため真空抽出に必要とする加工時間も１時間から１分間に短縮でき、生産効果を明らかに高めることができ、更に、加熱温度及び真空抽出設備、又は加工コストとも、相対的に大幅に低減させることができる。

【００２９】第２に、低真空状態を採用することによって、気圧の鍋体に対する圧力を軽減し、また間隙部内の介在物質が内層と外層の材料に対して全面的に機械的支持作用を奏するため、比較的薄い材料によって製造することができ、鍋体の重量を軽減し、かつ材料のコストも低減させることができる。さらに、衝撃などの外部からの力に対する鍋体の強度も相対的に高めることができので、従来の真空保温容器に比して変形又は破損が起きにくく、振動や、落下の衝撃に対しても強い。

【００３０】第３に、低真空状態及び開放式微小エアギャップ介在物質を採用することによって、従来の真空保温容器の持つ使用後に経時的に起きる毛細現象に因る真空度の低下という欠点の発生を防止することができる。第４に、容器本体（外鍋）及び／又は蓋体に形成される間隙部に気体吸着剤を添加することによって、予期する程度の真空度を維持し、長期にわたって断熱本来の効果を保持することができる。第５に、上記の第２、第３及び第４として説明した特徴により、本考案の真空断熱保温容器の容器本体及び／又は蓋体において、使用上の寿命が大幅に延びる。第６に、本考案においては、従来の容器のようにＣＦＣによって発泡させて発泡体を使用する必要がないので、オゾン層の破壊に対する恐れもなく、さらに発泡体の老化によって起きる二次的公害の発生を防止できる。

【００３１】第７に、本考案の真空断熱保温容器の容器本体及び／又は、優れた断熱保温効果を有し、製造が容易で、低コスト、軽量、さらには振動、落下による衝撃に強い特徴を有するこのため、蒸らし煮調理鍋の他に、日常使用される保温カップ、魔法瓶の内部ケーシングなど各種の保温容器にも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】中華民国実用新案登録出願第８２２０１０３
４号の蒸らし煮調理器鍋の保温容器を示す断面図

【図２】中華民国実用新案登録出願第７９２０３４６
８号の蒸らし煮調理器鍋の保温容器を示す断面図

【図３】本考案の真空断熱保温容器の実施例（実施の
形態）を示す断面図

【図４】各種の介在物質を充填した本考案の真空断熱
保温容器と、従来の真空保温容器における熱伝導係数と
圧力を比較して示すグラフ

【図５】各種の介在物質を充填した本考案の真空断熱
保温容器と、従来の独立気泡発泡体を充填した保温容器
と、従来の真空保温容器とにおけるそれらの容器全体の
熱伝導係数と圧力関係について表した比較グラフであ
る。

【符号の説明】

３外鍋（容器本体）４蓋体３０外鍋の外層部３１外鍋の内層部３２外鍋の隙間部３３介在物質３４気体吸着剤４０蓋体の外層部４１蓋体の内層部４２介在物質４４気体吸着剤軟質密封式独立気泡発泡体を充填した従来の保温容
器従来の介在物質充填なしの真空保温容器硬質開放式微小連続気泡発泡体を充填した本考案の
真空断熱保温容器人造シリコン微粒子を介在物質とした本考案の真空
断熱保温容器ガスゲル微粒子を介在物質とした本考案の真空断熱
保温容器顆粒状パールを介在物質とした本考案真空断熱保温
容器

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】容器本体と、この容器本体の開口部を遮
蔽する蓋体を備えた真空断熱保温容器において、上記容器本体が、硬質材料により形成された内層部及び外層部と、これらの内層部と外層部との間に形成されその内部の気
体が抽出され低真空状態となる間隙部と、この間隙部に充填され開放式微小エアギャップ構造で高
熱抵抗特性を有する介在物質と、を有し、上記蓋体が、硬質材料により形成された内層部及び外層部と、これらの内層部と外層部との間に形成されその内部の気
体が抽出され低真空状態となる間隙部と、この間隙部に充填され開放式微小エアギャップ構造で高
熱抵抗特性を有する介在物質と、を有することを特徴と
する真空断熱保温容器。
【請求項２】硬質材料により形成された内層部及び外
層部と、これらの内層部と外層部との間に形成されその内部の気
体が抽出され低真空状態となる間隙部と、この間隙部に充填され開放式微小エアギャップ構造で高
熱抵抗特性を有する介在物質と、を有することを特徴とする真空断熱保温容器の容器本
体。
【請求項３】硬質材料により形成された内層部及び外
層部と、これらの内層部と外層部との間に形成されその内部の気
体が抽出され低真空状態となる間隙部と、この間隙部に充填され開放式微小エアギャップ構造で高
熱抵抗特性を有する介在物質と、を有することを特徴とする真空断熱保温容器の蓋体。
【請求項４】さらに、上記間隙部内に充填された気体
吸着剤を有し、この気体吸着剤が、活性炭、分子篩、又
は酸化カルシウムの内の任意の一つから選ばれることを
特徴とする請求項１記載の真空断熱保温容器。
【請求項５】さらに、上記間隙部内に充填された気体
吸着剤を有し、この気体吸着剤が、活性炭、分子篩、又
は酸化カルシウムの内の任意の一つから選ばれることを
特徴とする請求項２記載の真空断熱保温容器の容器本
体。
【請求項６】上記介在物質が、直径が約０．７μｍの
人造シリコン粒子、粒子の直径が約０．１〜０．０２μ
ｍで且つ細孔直径が約５０μｍであるガスゲル粒子、又
は、気泡直径が約５０μｍである硬質微小連続気泡発泡
体の内の任意の一つから選ばれることを特徴とする請求
項１記載の真空断熱保温容器。
【請求項７】上記介在物質が、直径が約０．７μｍの
人造シリコン粒子、粒子の直径が約０．１〜０．０２μ
ｍで且つ細孔直径が約５０μｍであるガスゲル粒子、又
は、気泡直径が約５０μｍである硬質微小連続気泡発泡
体の内の任意の一つから選ばれることを特徴とする請求
項２記載の真空断熱保温容器の容器本体。
【請求項８】上記間隙部内の真空度が、約１０^-2〜１
０torrであることを特徴とする請求項１記載の真空断熱
保温容器。
【請求項９】上記間隙部内の真空度が、約１０^-2〜１
０torrであることを特徴とする請求項２記載の真空断熱
保温容器の容器本体。