JP4800153B2

JP4800153B2 - 真空断熱パネル

Info

Publication number: JP4800153B2
Application number: JP2006235289A
Authority: JP
Inventors: 武男神野; 隆東野; 豊彦高槻
Original assignee: Zojirushi Corp
Current assignee: Zojirushi Corp
Priority date: 2006-08-31
Filing date: 2006-08-31
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2026-08-31
Also published as: JP2008055757A

Description

本発明は、真空断熱パネルに関するものである。

従来、真空断熱パネルとして、例えば、断熱材の周囲をカバーで覆い、内部を真空引きしたものがある（例えば、特許文献１参照）。この真空断熱パネルでは、部分的に熱により変形容易な構成（伸縮継手）を備えることにより、変形部位を分散化し、損傷に至るような全体の熱変形を抑えるようにしている。

特開平７−６８６８１号公報

しかしながら、前記従来の真空断熱パネルでは、変形方向が安定しないばかりか、変形量にもばらつきがある。このため、使用状態において、温度変化の大きい側に変形し、その位置に配した物品に接触する恐れがある。

そこで、本発明は、使用状態に於ける、熱影響による変形量及び変形方向を安定させることのできる真空断熱パネルを提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
コア材の周囲をパネル部材で覆い、内部を真空引きしてなる真空断熱パネルであって、
前記コア材は平板状で、
前記パネル部材は、前記コア材の片面側に位置し、使用状態において温度変化の大きい側に配置される第１パネル部と、前記コア材の残る片面側に位置する第２パネル部とを備え、
前記第１パネル部は、前記第２パネル部に比べて剛性が小さく、断面波形で、同心円上に形成された複数の環状部からなる変形吸収部を備え、内部の真空引き時、前記コア材側に向かって凹状に変形するように構成したものである。

この構成により、使用状態において温度変化の大きい側に配置される第１パネル部が熱の影響を受けて変形し、その位置に物品が配置されていたとしても、第１パネル部が物品に干渉することはない。また、第１パネル部は、全体が第２パネル部に比べて剛性が小さくなるように構成されているので、部分的に変形することもなく、一様なものとなる。したがって、各部での変形量を抑えることができる。また、使用状態において、熱影響を受けて変形したとしても、第１パネル部はより一層コア材から離れる方向には変形することがなくなる。さらに、全体形状の違い（平面視矩形状、円形等）に拘わらず、反りの発生を抑制しやすくなる。すなわち、熱影響による変形を放射状に分散させることができ、部分的に集中することを回避することができる。

前記第１パネル部は、前記第２パネル部に比べて薄肉とすればよい。

この構成により、複雑な構成とすることなく、簡単に変形方向を特定することが可能となる。

本発明によれば、第１パネル部の剛性を第２パネル部よりも小さくしたので、熱影響を受けて第１パネル部が変形したとしても全体が一様に変形することになる。このため、部分的な変形量が抑制される。しかも、第１パネル部が熱影響による変形によりコア材から離れないように構成している。したがって、温度変化の大きい側の第１パネル部の近傍に物品を配置したとしても干渉することがない。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。

図１は、本実施形態に係る真空断熱パネルを示す。この真空断熱パネルは、大略、パネル部材１内にコア材２を収容し、内部を真空引きしてなる構成である。

パネル部材１は、２枚の金属製板材３で構成されている。金属製板材３には、ステンレス（ＳＵＳ３０４）等からなる、平面視矩形状の薄板が使用される。一方の金属製板材３（第１金属製板材３ａ）を、他方の金属製板材３（第２金属製板材３ｂ）よりも厚さを薄く形成することにより、剛性を小さくしている。例えば、平面視４００×５００ｍｍのサイズであれば、第１金属製板材３ａには、厚さ０．２〜０．３ｍｍの薄板を使用し、第２金属製板材３ｂには、厚さ０．５〜０．６ｍｍのものを使用すればよい。但し、第２金属製板材３ｂの厚みを、第１金属製板材３ａと同様に薄くし、リブ等の補強構造を形成することにより剛性を高めることも可能である。

金属製板材３は、周縁に鍔部４を残して平面視矩形状の凹所５を形成したものである。

第１金属製板材３ａには、凹部７の底面に、断面波形で、同心円上に位置する複数の環状部６が形成されている。また、第１金属製板材３ａの４隅には略三角形状の凹部７がそれぞれ形成されている。環状部６や凹部７が形成される凹所５の底面部が第１パネル部１１を構成する。なお、環状部６の中心には図示しないゲッターが設けられる。

一方、第２金属製板材３ｂでは、凹所５の底面には、周縁部を除いて膨出する膨出部８が形成されている。膨出部８は、収容されるコア材２に当接又は近傍に位置する。膨出部８が形成される凹所５の底面部が第２パネル部１２を構成する。

また、第２金属製板材３ｂの凹所５の周縁隅部にはチップ管９が接続されている。チップ管９は、第１金属製板材３ａと第２金属製板材３ｂとを重ね合わせて一体化した後、内部空間を真空引きするために利用し、真空引き後に封止される。真空引き後の封止には、シーラント、エポキシ、ウレタン樹脂等を使用すればよい。また、チップ管９は銅製で、変形しやすいので、必要に応じて封止後にステンレスパイプやセラミック等で覆うことにより保護するのが好ましい。第１金属製板材３ａと第２金属製板材３ｂとは、後述するコア材２を収容した状態で、鍔部同士を重ね合わせ、この重なり部分をシーム溶接することにより一体化される。

コア材２には、ガラス繊維、セラミック繊維、カーボン繊維等の織布又は不織布、あるいは、マイカ板、セラミックウール、セラミックボード等が使用される。グラスウール等であれば、５００〜６００℃の耐熱性があり、セラミックボード等であれば、１０００℃でも使用可能である。コア材２は、平板状で、両面に銅箔１０をそれぞれ配設された状態で、前記パネル部材１内に収容される。

次に、前記構成からなる真空断熱パネルの製造方法について説明する。

第１金属製板材３ａと第２金属製板材３ｂとをプレス加工により形成する。凹所５や、凹所５の底面に形成される環状部６や膨出部８はプレス加工により簡単に形成することができる。

そして、第１金属製板材３ａの凹所５が上方に開口するようにして、凹所５内に銅箔１０、次いでコア材２を収容する。また、凹所５内に収容したコア材２を、さらに銅箔１０で被い、第１金属製板材３ａに第２金属製板材３ｂを被せ、鍔部同士を当接させる。これにより、コア材２は、銅箔１０を介して、第１金属製板材３ａの環状部６と、第２金属製板材３ｂの膨出部８との間に挟まれた（あるいは接近した）状態となる。

そこで、互いに当接させた鍔部同士をシーム溶接により接合一体化する。そして、第２金属製板材３ｂに形成したチップ管９を介して内部空間を真空引きする。第２金属製板材３ｂは第１金属製板材３ａに比べて厚みが大きく剛性が高くなるように構成されているため、真空引きにより、第１パネル部１１及び第２パネル部１２はコア材側に若干変形した状態となり、第１パネル部１１では環状部６が、第２パネル部１２では凹部７がそれぞれコア材２に当接（あるいはより接近）した状態となる。特に、第１パネル部１１では、環状部６の中心側でよりコア材側に変形することになる。真空引き後は、チップ管９を封止する。

このようにして完成した真空断熱パネルは、例えば、熱処理炉の壁面に使用される。

炉内には、熱処理材料が収容され、バーナーやヒータからの熱源から熱が供給される。炉内は、多数の熱処理材料を収容するため、複数の領域に区画し、しかも収容密度を高めるため、各領域を区画する壁面と熱処理材料との隙間をできるだけ小さくしている。

例えば、前記真空断熱パネルを天井壁として使用する場合、第１金属製板材３ａの第１パネル部１１が炉内に向かうように配置すればよい。この場合、第１パネル部１１は熱影響を受けて膨張するが、前述のように、第１パネル部１１には、同心円上に複数の環状部６が形成され、中心側がコア材２に接近するように構成されている。また、第１金属製板材３ａの鍔部４が、この第１金属製板材３ａよりも剛性の大きな第２金属製板材３ｂの鍔部４に一体化されている。したがって、第１パネル部１１が熱影響により変形したとしても、断面波形の環状部６によって変形を吸収され、しかも、コア材側にしか変形し得ない。このため、天井壁の近傍にまで熱処理材料を配置したとしても、第１パネル部１１が干渉することはない。

なお、前記実施形態では、前記真空断熱パネルは、平面視矩形状としたが、平面視円形状としたり、三角等の多角形状としたりすることも可能である。

本実施形態に係る真空断熱パネルの斜視図である。図１とは異なる角度から見た真空断熱パネルの斜視図である。図１に示す真空断熱パネルの断面図である。

符号の説明

１…パネル部材
２…コア材
３…金属製板材
３ａ…第１金属製板材
３ｂ…第２金属製板材
４…鍔部
５…凹所
６…環状部
７…凹部
８…膨出部
９…チップ管
１０…銅箔
１１…第１パネル部
１２…第２パネル部

Claims

コア材の周囲をパネル部材で覆い、内部を真空引きしてなる真空断熱パネルであって、
前記コア材は平板状で、
前記パネル部材は、前記コア材の片面側に位置し、使用状態において温度変化の大きい側に配置される第１パネル部と、前記コア材の残る片面側に位置する第２パネル部とを備え、
前記第１パネル部は、前記第２パネル部に比べて剛性が小さく、断面波形で、同心円上に形成された複数の環状部からなる変形吸収部を備え、内部の真空引き時、前記コア材側に向かって凹状に変形するように構成したことを特徴とする真空断熱パネル。
前記第１パネル部は、前記第２パネル部に比べて薄肉としたことを特徴とする請求項１に記載の真空断熱パネル。