JP6214187B2 - 高温物体の断熱具及び断熱方法 - Google Patents
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Description
5mm以下では断熱効果が小さく、30mm以上になると本体の側面からの放熱が大きくなりトータルの放熱量が大きくなる。
点溶接の方法は、隙間を確保するため、隙間と同じ厚みのものを挟み溶接後にそれを除去すればよい。また、隙間をあけて保持して溶接してもよい。
例えば、耐熱性のシール材(ポリシロキサン系の樹脂、無機系高分子、粘土、セメント等)である。
その塗料は、空気中の水分によって硬化反応するアルコキシシロキサンをビヒクルの主成分とし、金属粉末と溶剤を混合したものであって、当該金属粉末の混合量は、当該ビヒクル100容積部に対して金属粉末が10〜65容積部であり、該金属粉末は、アルミニウム粉末、銀粉末、クロム粉末、ニッケル粉末の中から選ばれるものである。
分子末端がアルコキシシリル基で封鎖されたものはアルコキシオリゴマーであり、これが硬化するもの等でよい。
混合量も塗布しやすさで決めればよく、自由である。通常は、アルコキシシロキサン100容積部に対して、溶剤が10〜50容積部程度である。
アルコキシシロキサンと金属粉末の混合比率は、前者100容積部に対して、金属粉末が10〜65容積部(粉末のみの換算で)、好ましくは30〜50容積部である。容積で規定しているのは、表面の性質を問題としているため、重量ではなく、その体積で決まるためである。
発明者の調査では、ビヒクル100容積部に対して5容積部以下のものしかなかった。
目的がまったく異なるため当然である。
沈降防止剤としては、どのようなものでもよい市販のものでよい。
通常は、物体を保温する(温度ができるだけ下がらないようにする)には、表面温度を下げ(断熱し)、放熱量を下げる。
これは、放熱量は、シュテファン・ボルツマンの式から、物体の表面の絶対温度の4乗と、大気の(放熱する周囲環境の意味)絶対温度それぞれの4乗との差に比例するためである。
E=k(T14−T24)
T1 は、物体の表面温度、T2 は大気温
kは、種々の係数。
E1=σε×(4004−3004)=k×1.75×1010
E2=σε×(3804−3004)=k×1.28×1010
E1:表面温度が127℃の放熱量(W/m2)
E2:表面温度が107℃の放熱量(W/m2)
σ:定数(5.6697×10-8)
ε:放射率(表面の色や性質で決まる定数)
よって、σとεが同じであれば、表面温度が20℃さがれば、E1に比べ放熱量は73%になる。
このように表面温度に依存するため、表面温度を下げようとするのである。
例えば、通常の塗料や油は0.98程度である。
例えば、アルミニウム粉末では0.16、磨いた面のアルミ板では0.06であった。しかし、ビヒクルに混合し、その表面のεは、ほぼ0.4〜0.6程度である。
また、一般の断熱塗料では、前記したとおり、0.95以上である。また、その色がグレー系であっても、0.8〜0.9である。
E3=1.0×σ×(4234−3004)=1356(W/m2)
E4=0.95×σ×(3794−3004)=675(W/m2)
(1) 施工が簡単で、大きな断熱効果を得ることができる。
(2) アルコキシシロキサンをビヒクルとした前記塗料を本体内部に塗布すると、より大きな断熱効果が得られる。
図1は、本発明断熱具の本体1を示す斜視図である。この例では、鉄製のもので、平面視のサイズが1m×1mで、深さが10mmである。板材の厚みは2mmである。
被断熱体として200℃の面状ヒーターを用い、その上に図2の本発明の例を貼付して表面からの失われる熱量を測定した。失われる熱量は、ヒーターを200℃に維持するために必要な熱量であり、これを消費電力量で表した。
表2に各例の表面温度と上記した消費電力、及び比較例1に対する消費電力の軽減率を表す。
この表から明らかなように、本発明実施例は、すべて20%程度の軽減率を示した。本体が厚い(深い)ものは、本体の側面からも放熱するため、30mm以上のものは効果が小さくなった。
市販されているシリコーンアルコキシオリゴマー(アルコキシシロキサン)(商品名:X−40−9250、ジメチルシリコーンオイルとメチルトリメトキシシランオリゴマーのブロックポリマー)100容積部に、アルミニウム粉末を14.9容積部混合して攪拌した。
このアルミニウム粉末は、粒度として中心サイズが約15μm(径)でほぼ正規分布しているものであり、ターペンやキシレンと混合されて扱いやすくなったものを使用した。ターペン等は揮発性であり、塗布後揮発して消滅するものである。通常アルミ粉末100重量部に対して、30〜70重量部程度混合されている。金属粉末の量は、このターペン等を含まない量であることは当然である。
これに溶剤(イソプロピルアルコール)を20容積部加えた。
これを攪拌して塗料とした。
2 被断熱物体
3 点溶接部分
Claims (4)
- 平面視多角形状の深さ5〜30mmの容器である本体の開放された側が、高温の被断熱物体に、1mm〜5mmの隙間を空けた状態で、4〜8箇所、一定間隔を空け、溶接長さ1mm〜10mmの点溶接で固着されており、該隙間に、ポリシロキサン系の樹脂、無機系高分子、粘土又は、セメントのいずれかでシールされたものであることを特徴とする高温物体の断熱具。
- 該本体の内側に、空気中の水分によって硬化反応するアルコキシシロキサンをビヒクルの主成分とし、金属粉末と溶剤を混合したものであって、該金属粉末の混合量は、該ビヒクル100容積部に対して金属粉末が10〜65容積部であり、該金属粉末は、アルミニウム粉末、銀粉末、クロム粉末、ニッケル粉末の中から選ばれる1又は複数のものである塗料を塗布したものである請求項1記載の高温物体の断熱具。
- 平面視多角形状の深さ5〜30mmの容器である本体の開放された側が、高温の被断熱物体に、1mm〜5mmの隙間を空けた状態で、4〜8箇所、一定間隔を空け、溶接長さ1mm〜10mmの点溶接で固着されており、該隙間に、ポリシロキサン系の樹脂、無機系高分子、粘土又は、セメントのいずれかでシールすることを特徴とする高温物体の断熱方法。
- 該本体の内側に、空気中の水分によって硬化反応するアルコキシシロキサンをビヒクルの主成分とし、金属粉末と溶剤を混合したものであって、該金属粉末の混合量は、該ビヒクル100容積部に対して金属粉末が10〜65容積部であり、該金属粉末は、アルミニウム粉末、銀粉末、クロム粉末、ニッケル粉末の中から選ばれる1又は複数のものである塗料を塗布したものである請求項3記載の高温物体の断熱方法。
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