JP6494012B2 - container - Google Patents
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- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
Description
本発明は、容器に関する。 The present invention relates to a container.
鋳造法は、製品への形状付与が容易であるという特徴を有し、自動車用をはじめとする多くの機械部品を製作する上での基盤技術となっている。一般の鋳造処理工程には、鋳造材料の溶解、溶解材料(溶湯)の容器への注入、鋳造装置への容器の運搬、および溶湯を用いた鋳造装置による鋳造の各ステップが含まれる。 The casting method has a feature that it is easy to impart a shape to a product, and has become a basic technology for manufacturing many machine parts including those for automobiles. A general casting process includes steps of melting a casting material, injecting a molten material (molten metal) into a container, transporting the container to a casting apparatus, and casting with a casting apparatus using the molten metal.
ところで、溶湯の運搬に使用される容器には、放熱ロスの問題が絶えず存在する。すなわち、容器中に注入された溶湯の熱は、容器の内表面から容器の外面を介して、外部に放出される。従って、容器の運搬の間に、容器内の溶湯の温度が低下し、鋳造開始時に、所望の温度の溶湯が得られなくなってしまうという問題が生じ得る。またそのような放熱ロスは、エネルギーロスの観点から、鋳造工程全体のエネルギー効率に大きな影響を及ぼす。溶湯を注入した容器から放熱ロスがある場合、鋳造開始時に、所定の温度の溶湯を得るためには、容器に注入される溶湯の温度を予め過剰に高い温度にまで加熱しておく必要が生じる。しかしながら、このような対処では、工程全体のエネルギー消費量が著しく増大してしまうからである。 By the way, the problem of heat dissipation always exists in containers used for transporting molten metal. That is, the heat of the molten metal injected into the container is released to the outside from the inner surface of the container through the outer surface of the container. Therefore, the temperature of the molten metal in a container falls during conveyance of a container, and the problem that a molten metal of desired temperature cannot be obtained at the time of a casting start may arise. Further, such heat dissipation loss greatly affects the energy efficiency of the entire casting process from the viewpoint of energy loss. When there is a heat dissipation loss from the container into which the molten metal is injected, it is necessary to heat the molten metal injected into the container to an excessively high temperature in advance in order to obtain the molten metal at a predetermined temperature at the start of casting. . However, such a countermeasure significantly increases the energy consumption of the entire process.
そこで溶湯を注入する容器からの放熱ロスを抑制するため、特許文献1には容器の内表面を構成する壁面を実質的に球形の形状とし、前記壁面を、耐熱材料で構成された複数の中空セグメント部材で構成することが提案されている。
Therefore, in order to suppress a heat dissipation loss from the container into which the molten metal is injected,
また、特許文献2には、容器の内表面を、セラミックスで構成された複数の中空のセグメント部材で構成し、各セグメント部材は、空気よりも比熱の高い材料を含む蓄熱部を有することが提案されている。
しかしながら、内部に溶湯のような高温物体が収容される容器に対しては放熱ロスの低減に対する要望が恒久的に存在する。特に近年は、省エネルギーの観点から、より長い時間軸に対して、容器からの放熱ロスを少なくすることが必要となってきている。このため、特許文献1に開示された容器においても、放熱ロスの低減の程度はいまだ十分とは言えなかった。
However, there is a permanent demand for reduction of heat dissipation loss for a container in which a high-temperature object such as a molten metal is accommodated. Particularly in recent years, from the viewpoint of energy saving, it has become necessary to reduce the heat dissipation loss from the container over a longer time axis. For this reason, even in the container disclosed in
特許文献2においては、放熱ロスの程度は特許文献1の場合よりも改善されているが、容器の内表面を構成する全てのセグメント部材が蓄熱部を有しており、該蓄熱部は例えば金属やセラミックスにより構成されている。このため、容器全体の重量が重くなるという問題があった。
In
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、保温性及び軽量性に優れ、省エネルギー性の高い容器を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of said point, Comprising: It aims at providing the container excellent in heat retention and lightweight, and high in energy saving property.
本発明は、内表面により形成された内部室に、物体を収容することが可能な容器であって、
前記内表面が、異なる機能を有する二種類以上のセグメント部材で構成され、
前記内表面の少なくとも一部が前記物体からの放熱を抑制する機能を有する放熱抑制セグメント部材で構成され、
さらに、前記内表面の残部の少なくとも一部は蓄熱機能を有する蓄熱セグメント部材で構成されており、
前記内表面における前記物体との非接触部の少なくとも一部は前記放熱抑制セグメント部材で構成され、
さらに、前記内表面における前記物体との接触部の少なくとも一部は前記蓄熱セグメント部材で構成され、
前記放熱抑制セグメント部材および前記蓄熱セグメント部材が、中空構造である壁部を有し、
前記放熱抑制セグメント部材の前記壁部が、チタン酸アルミニウムで構成され、
前記蓄熱セグメント部材の前記壁部が、窒化ケイ素で構成されており、
前記放熱抑制セグメント部材の前記内表面を構成する面は、JIS R 1693−2に準じて測定した、700℃の各波長λμmにおける黒体の放射強度と波長λにおける反射率の積を波長λ=1〜25μmの範囲で積分した値を、700℃の各波長λにおける黒体の放射強度を波長λ=1〜25μmの範囲で積分した値で除することにより求めた、700℃における全反射率が30%以上であるか、または
前記放熱抑制セグメント部材の前記内表面を構成する面に、前記700℃における全反射率が30%以上の被膜が形成されている容器を提供する。
The present invention is a container capable of accommodating an object in an internal chamber formed by an inner surface,
The inner surface is composed of two or more types of segment members having different functions,
At least a part of the inner surface is composed of a heat dissipation suppression segment member having a function of suppressing heat dissipation from the object,
Furthermore, at least a part of the remaining part of the inner surface is composed of a heat storage segment member having a heat storage function,
At least a part of the non-contact portion with the object on the inner surface is composed of the heat dissipation suppression segment member,
Furthermore, at least a part of the contact portion with the object on the inner surface is composed of the heat storage segment member,
The heat dissipation suppression segment member and the heat storage segment member have a wall portion having a hollow structure,
The wall portion of the heat dissipation suppressing segment member is made of aluminum titanate,
The wall portion of the heat storage segment member is made of silicon nitride;
The surface constituting the inner surface of the heat radiation suppressing segment member is a product of the radiant intensity of the black body at each wavelength λ μm at 700 ° C. and the reflectance at the wavelength λ, measured according to JIS R 1693-2. The total reflectance at 700 ° C. obtained by dividing the value integrated in the range of 1 to 25 μm by the value obtained by dividing the radiation intensity of the black body at each wavelength λ of 700 ° C. within the range of wavelength λ = 1 to 25 μm. Is 30% or more, or
Provided is a container in which a film having a total reflectivity at 700 ° C. of 30% or more is formed on a surface constituting the inner surface of the heat radiation suppressing segment member .
本発明によれば、保温性及び軽量性に優れ、省エネルギー性の高い容器を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is excellent in heat retention and lightweight, and can provide a container with high energy saving property.
以下、本発明を実施するための形態について説明するが、本発明は、下記の実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、下記の実施形態に種々の変形および置換を加えることができる。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications and changes can be made to the following embodiments without departing from the scope of the present invention. Substitutions can be added.
本実施形態では、本発明の容器の一構成例について説明する。 In the present embodiment, a configuration example of the container of the present invention will be described.
本実施形態の容器の特徴的構成をより良く理解するため、まず、図1および図2を参照して、従来の容器の構成について、簡単に説明する。 In order to better understand the characteristic configuration of the container of the present embodiment, first, the configuration of a conventional container will be briefly described with reference to FIGS. 1 and 2.
図1には、特許文献1に記載の従来の容器1の断面図を示す。また、図2には、従来の容器1に用いられているセグメント部材10の形状を示す。
In FIG. 1, sectional drawing of the
図1に示すように、従来の容器1は、例えば金属で構成された筐体5を有する。該筐体5の内面には、無機充填材7を介して、複数のセグメント部材10が配列配置されており、これらのセグメント部材10により、容器1の内表面30が形成される。容器1の内表面30は、容器の内部室35を定形する。
As shown in FIG. 1, the
さらに、容器1は、溶湯を容器1の内部室35に注入することを可能にするため、上蓋50を有する。上蓋50は、容器1のその他の部分と同様に、筐体5、無機充填材7およびセグメント部材10で構成される。上蓋50は、公知のヒンジ機構52等により、開閉自在に設けられ、上蓋の閉止時には、内部室35が密閉される。
Furthermore, the
セグメント部材10は、中空状のセラミックスで構成されている。また、各セグメント部材10は、内表面30が実質的に球形となるように相互に配置される。
The
各セグメント部材10は、図2に示す形状を有する。ここで、図2(a)は、セグメント部材10の上面図であり、(b)は、矢印P1(図2(a)参照)の方向から見たときのセグメント部材10の側面図であり、(c)は、セグメント部材10の底面図である。
Each
図2に示すように、セグメント部材10は、相互に平行な上面11および底面12と、側面13(13A〜13E)とを有する柱状の形状を有する。
As shown in FIG. 2, the
前述のように、セグメント部材10は、中空構造となっている。すなわち、セグメント部材10の上面11と底面12の間は、空洞となっている。別の言い方をすれば、5つの側面13A〜13Eで仕切られた内側部分は、空洞になっている。
As described above, the
上面11および底面12は、図2(b)に示すように、図の上側に向かって湾曲しており、上方に対して凸面状になっている。この面の曲率は、複数の同一形状のセグメント部材10を配列して、容器の内表面30を構成した場合に、該内表面が実質的に球面となるように設計されている。また、上面11は、図2(a)に示すように、五角形状となっており、長さの等しい3つの短辺LU1〜LU3と、長さの等しい2つの長辺LU4、LU5とを有する。2つの長辺LU4、LU5の間の角度θ1は、67.45゜であり、その他の辺の間の角度θ2は、全て118.14゜である。また、長辺と短辺の長さの比は、1:1.75である。同様に、底面12は、五角形状となっており、長さの等しい3つの短辺LD1〜LD3と、長さの等しい2つの長辺LD4、LD5とを有する。これらの各辺とその成す角度の関係は、上面11の場合と同様である。ただし、図2からわかるように、底面12は、上面11との相似形を維持したまま縮小した形状なっており、このため、セグメント部材10の5つの側面13は、図2(b)に示すように、上面11から底面12に向かって傾斜している。側面13の鉛直方向の高さは、Gで表されている。
As shown in FIG. 2B, the
図2(b)において、各側面13A〜13Eの稜線と鉛直線との成す角度θ3は、約10゜前後である。ただし、これは一例であって、角度θ3は、2つのセグメント部材を干渉なく隣接して配置することが可能であれば、他の角度であっても良い。 In FIG. 2B, the angle θ 3 formed between the ridge line of each of the side surfaces 13A to 13E and the vertical line is about 10 °. However, this is an example, and the angle θ 3 may be another angle as long as the two segment members can be arranged adjacent to each other without interference.
このような形状のセグメント部材10を、60個、相互に縦横に配列させることにより、実質的に球面状の、容器1の内表面30を形成することができる。
By arranging 60
このような容器1では、内部室35の容積に対して、内表面30の表面積を比較的小さくすることができる。ここで、内表面30の表面積が小さくなると、内部室35に収容された溶湯と容器1が接する部分の面積が小さくなり、この部分を介して伝達する熱量も小さくなる。従って、このような容器1では、略角柱状または略円柱状の内部室を有する容器に比べて、容器からの放熱ロスを有意に抑制することができる。
In such a
しかしながら、前述のように、溶湯のような高温物体が収容される容器に対しては、放熱ロスのさらなる低減に関する要望が恒久的に存在する。特に、近年は、省エネルギーの観点から、より長い時間軸に対して、放熱ロスを小さくすることが必要となってきており、容器には、今まで以上の放熱ロスの低減が求められている。 However, as described above, there is a permanent demand for further reduction of heat dissipation loss for containers that accommodate high-temperature objects such as molten metal. In particular, in recent years, from the viewpoint of energy saving, it is necessary to reduce the heat dissipation loss with respect to a longer time axis, and the container is required to further reduce the heat dissipation loss.
従って、容器1においても、放熱ロスの抑制効果は、未だ十分であるとは言い難い。
Therefore, even in the
このような背景の下、本願発明者らは、鋭意研究開発を推進し、容器からの放熱ロスをよりいっそう抑制して、省エネ効果を高めるため、「保温性」に着目しつつ、あわせて容器の軽量化を両立できる新たな容器の設計が重要であることを見出し、本願発明に至った。 Under such a background, the inventors of the present application promoted earnest research and development, further suppressed heat dissipation loss from the container, and enhanced the energy saving effect. The present inventors have found that it is important to design a new container that can achieve both weight reduction and the present invention.
なお、「保温性」とは、容器の、該容器内に収容された高温物体の高温を維持する能力を表す一つの指標であり、「保温性」が高い容器ほど、容器内に収容された高温物体の温度の時間に対する低下率を小さく維持することができる。 “Heat retention” is one index representing the ability of a container to maintain the high temperature of a high-temperature object accommodated in the container. A container having a higher “heat retention” is accommodated in the container. The rate of decrease of the temperature of the hot object with respect to time can be kept small.
また、「保温性」は、容器からの熱エネルギーの逸散のし易さを表す指標ともなり、「保温性」が高ければ高いほど、その容器は、熱エネルギーを逃がし難く、すなわち、放熱ロスが少なく、高い省エネ効果を発揮すると言うことができる。 “Heat retention” is also an index indicating the ease of heat energy dissipation from the container. The higher the “heat retention”, the more difficult the heat release from the container, that is, the heat dissipation loss. It can be said that there are few, and a high energy-saving effect is exhibited.
簡単のため、容器を図2に示したような中空のセグメント部材のみで構成されると仮定した場合、容器の「保温性」は、便宜的に、以下の式で表すことができる:
「保温性」=1/ΔT 式(1)
ここで、ΔT(K)は、高温物体と接する面、すなわち、セグメント部材の底面(容器の内表面)の単位時間当たりの温度変化量であり、時間t1(sec)でのセグメント部材の底面の温度をT1(K)とし、時間t2(sec)(t2>t1)でのセグメント部材の底面の温度をT2(K)としたとき、
ΔT=T1−T2 式(2)
で表すことができる。
一方、セグメント部材の底面の温度変化量ΔTは、
ΔT=ΔQ/(cSMS+cAMA) 式(3)
として表すことができる。ここで、ΔQは、セグメント部材からの放熱量(J)であり、cSは、セグメント部材の比熱(J/kg・K)であり、MSは、セグメント部材の質量(kg)であり、cAは、高温物体の比熱(J/kg・K)であり、MAは、高温物体の質量(kg)である。
なお、放熱量ΔQは、
ΔQ=k・S・t(Tin−Tout) 式(4)
で表すことができる。ここでkは、セグメント部材を通る熱通過率(W/m2・K)であり、δをセグメント部材の側面の高さ(m)(おおよそ図2(b)における長さG/cosθ3に相当する)とし、λをセグメント部材の熱伝導率(W/m・K)としたとき、
k=λ/δ 式(5)
で表される。
For simplicity, assuming that the container is composed only of hollow segment members as shown in FIG. 2, the “heat retention” of the container can be conveniently expressed by the following formula:
“Heat retention” = 1 / ΔT Equation (1)
Here, ΔT (K) is a temperature change amount per unit time on the surface in contact with the high temperature object, that is, the bottom surface of the segment member (inner surface of the container), and the bottom surface of the segment member at time t 1 (sec). Is T 1 (K), and the temperature of the bottom surface of the segment member at time t 2 (sec) (t 2 > t 1 ) is T 2 (K),
ΔT = T 1 −T 2 formula (2)
Can be expressed as
On the other hand, the temperature change ΔT on the bottom surface of the segment member is
ΔT = ΔQ / (c S M S + c A M A ) Formula (3)
Can be expressed as Here, ΔQ is the amount of heat released from the segment member (J), c S is the specific heat of the segment member (J / kg · K), MS is the mass (kg) of the segment member, c a is the specific heat of the high temperature object (J / kg · K), M a is the mass of hot objects (kg).
The heat dissipation amount ΔQ is
ΔQ = k · S · t (T in −T out ) Equation (4)
Can be expressed as Here, k is the heat transmission rate (W / m 2 · K) through the segment member, and δ is the height (m) of the side surface of the segment member (approximately the length G / cos θ 3 in FIG. 2B). And λ is the thermal conductivity of the segment member (W / m · K),
k = λ / δ Formula (5)
It is represented by
また、式(4)において、Sは、セグメント部材の伝熱面積(m2)であり、tは、時間(sec)であり、Tinは、セグメント部材の底面の温度(K)であり、Toutは、セグメント部材の上面の温度(K)である。 Further, in the equation (4), S is the heat transfer area of the segment members (m 2), t is the time (sec), T in is the temperature of the bottom surface of the segment member (K), T out is the temperature (K) of the upper surface of the segment member.
伝熱面積Sは、図2に示すような形状のセグメント部材10の場合、
S=S11+S12+S13 式(6)
で表され、ここで、S11は、セグメント部材の上面11の面積(図2(a)において、辺LU1〜辺LU5で囲まれた領域の面積)であり、S12は、セグメント部材の底面12の面積である(図2(c)において、辺LD1〜辺LD5で囲まれた領域の面積)。また、S13は、セグメント部材の側面13A〜13Eの伝熱面積を表し、これは、図2(a)に示す5つの各側面13A〜13Eについて、水平方向における断面の面積を、底面12側から上面11側まで(すなわち長さGにわたって)積分することにより、得ることができる。
In the case of the
S = S 11 + S 12 + S 13 formula (6)
In expressed, wherein, S 11 is (in FIG. 2 (a), the edge area of a region surrounded by LU1~ sides LU5) area of the
式(3)において、分子の放熱量ΔQは、「断熱性」を表す指標となり、放熱量ΔQが小さいほど、その容器の断熱性は大きくなる。一方、分母の(cSMS+cAMA)のうちのcSMSは、容器の「蓄熱性」を表す指標となり、cSMSが大きいほど、その容器の蓄熱性は、大きくなる。 In equation (3), the heat release amount ΔQ of the molecule is an index representing “heat insulation”, and the heat insulation of the container increases as the heat release amount ΔQ decreases. On the other hand, c S M S of the denominator (c S M S + c A M A) becomes an index representing the "heat storage" of the container, as c S M S is large, heat accumulation of the container is greater Become.
式(1)と同様に、便宜的に、「断熱性」=1/ΔQ、「蓄熱性」=(cSMS+cAMA)と表すと、式(3)から、「保温性」=「断熱性」×「蓄熱性」と表すことができる。 Similarly to the equation (1), for convenience, “heat insulation” = 1 / ΔQ and “heat storage” = (c S M S + c A M A ) = "Insulation" x "heat storage".
従って、式(3)より、容器の「断熱性」を高め、および/または容器の「蓄熱性」を高めることにより、容器の温度変化量ΔTを小さくすることができ、すなわち、容器の「保温性」を向上することができると言える。また、これにより、容器の放熱ロスを抑制して、省エネ効果を高めることができると考えられる。 Therefore, from equation (3), by increasing the “thermal insulation” of the container and / or increasing the “thermal storage” of the container, the temperature change ΔT of the container can be reduced, that is, the “heat insulation” of the container. It can be said that it can improve "sex". Moreover, it is thought that this can suppress the heat dissipation loss of a container and can improve an energy-saving effect.
ここで、放熱量ΔQを表す式(4)、および式(5)から、セグメント部材の熱伝導率λを小さくし、側面の高さδを大きくし、および/またはセグメント部材の伝熱面積Sを小さくすることにより、放熱量ΔQを小さくして、容器の「断熱性」を高めることができる。ただし、セグメント部材の側面の高さδを大きくすると、容器が大型化してしまい、運搬効率やハンドリング性の面で好ましくない。従って、容器の「断熱性」を高めるには、セグメント部材の伝熱面積Sをできる限り小さくすることが好ましい。 Here, from the equations (4) and (5) representing the heat radiation amount ΔQ, the thermal conductivity λ of the segment member is reduced, the side surface height δ is increased, and / or the heat transfer area S of the segment member is increased. By reducing the heat dissipation amount ΔQ, the “heat insulation” of the container can be enhanced. However, increasing the height δ of the side surface of the segment member increases the size of the container, which is not preferable in terms of transport efficiency and handling properties. Therefore, in order to improve the “heat insulation” of the container, it is preferable to reduce the heat transfer area S of the segment member as much as possible.
また、一般に、セグメント部材の底面12の伝熱面積S12は、容器の内表面の形状によって一義的に定まるため、あまり変化させることはできない。そこで、式(6)から、容器の「断熱性」を高めるには、セグメント部材の、特に、上面の伝熱面積S11および/または側面の伝熱面積S13をできる限り小さくすることが好ましいと言える。
In general, the heat transfer area S 12 of the
一方、容器の「蓄熱性」を表す式(3)の分母の項(cSMS+cAMA)に関して、容器に収容される高温物体の比熱cAおよび質量MAは、一定であると仮定できる。このため、容器の「蓄熱性」は、セグメント部材の比熱cSおよび質量MSを大きくすることにより、高めることができると考えられる。 On the other hand, with respect to the denominator term (c S M S + c A M A ) of the formula (3) representing the “heat storage property” of the container, the specific heat c A and the mass M A of the high-temperature object accommodated in the container are constant. Can be assumed. For this reason, it is considered that the “heat storage property” of the container can be increased by increasing the specific heat c S and the mass M S of the segment member.
容器の「蓄熱性」を高めることにより、上述のように容器の「保温性」を高めることはできるものの、同時にセグメント部材の質量MSも大きく(重く)なるため、結果として容器の質量も重くなるという問題が生じる。 By increasing the "heat storing property" of the container, although it is possible to enhance the "warmth" of the container as described above, since the larger (heavy) mass M S simultaneously segmented members, also the mass of the container as a result of heavy Problem arises.
以上のように、容器の「保温性」を高めるためには、「断熱性」及び「蓄熱性」を同時に高めたセグメント部材を容器の内表面全体に用いることが好ましい。しかしながら、上述のように「蓄熱性」を高めた蓄熱セグメント部材は質量が重くなるため、蓄熱セグメント部材のみを用いた場合、容器の軽量性を損なう恐れがある。このため、本実施形態の容器においては、容器の内表面の部位に応じて異なる機能を有するセグメント部材を配置することにより、容器の保温性及び軽量性に優れた容器を提供することを可能にした。 As described above, in order to increase the “heat retaining property” of the container, it is preferable to use a segment member having “heat insulating property” and “heat storage property” improved at the same time on the entire inner surface of the container. However, since the mass of the heat storage segment member with enhanced “heat storage property” increases as described above, the weight of the container may be impaired when only the heat storage segment member is used. For this reason, in the container of this embodiment, it is possible to provide a container with excellent heat retention and light weight by arranging segment members having different functions depending on the inner surface portion of the container. did.
そこで本実施形態の容器においては、内表面により形成された内部室に、物体を収容することが可能な容器であって、内表面を二種類以上の異なる機能を有するセグメント部材で構成することができる。 Therefore, in the container according to the present embodiment, the container can store an object in the inner chamber formed by the inner surface, and the inner surface can be configured with two or more types of segment members having different functions. it can.
本実施形態の容器は、容器の内表面を二種類以上の異なる機能のセグメント部材で構成している。すなわち、従来技術のように同一の機能を有するセグメント部材のみで容器の内表面を構成するのではなく、容器の内表面の部位に応じて最適な機能を有したセグメント部材をそれぞれ配置できる。このため、保温性を高めつつ軽量性と両立することが可能となる。 In the container of this embodiment, the inner surface of the container is composed of two or more types of segment members having different functions. That is, the inner surface of the container is not constituted only by the segment member having the same function as in the prior art, but the segment member having the optimum function can be arranged according to the portion of the inner surface of the container. For this reason, it becomes possible to make it compatible with light weight, improving heat retention.
以下に本実施形態の容器の具体的な構成例について説明する。 Below, the specific structural example of the container of this embodiment is demonstrated.
図3には、高温物体を収容することが可能な本実施形態の容器100の概略的な断面図の一例を示す。
In FIG. 3, an example of schematic sectional drawing of the
ここで、容器100に収容される物体は、液体であっても固体であっても良いが、高温物体であることが好ましい。例えば、容器内に収容される物体として溶融金属(溶湯)が挙げられ、溶融金属に含まれる金属としてはアルミニウム、マグネシウム、亜鉛、および鉄等の金属または合金であっても良い。特に溶融金属に含まれる金属としてはアルミニウムおよび/またはアルミニウム合金が挙げられる。なお、以下の説明では容器に収容する物体が溶融金属の場合を例に説明するが、上述のように容器に収容する物体は固体や溶融金属以外の液体であってもよく、溶融金属に限定されるものではない。
Here, the object accommodated in the
容器100は、例えばステンレス鋼のような金属で構成された筐体105を有することができる。該筐体105の内面には、例えば無機充填材107を介して、以降に詳細を示す複数のセグメント部材110を配列配置できる。これらのセグメント部材110により、容器100の内表面130を形成できる。なお、無機充填材107は設けなくても良い。
The
容器100の内表面130は、容器の内部室135を形成する。従って、内表面130は、容器100に収容される溶融金属と直接接する。一方筐体105は、セグメント部材110および無機充填材107のため、容器100の内部室135に収容される溶融金属とは直接接しない。なお、セグメント部材110は後述するように、例えば中空構造を備えた壁部を有することができ、該壁部によりセグメント部材110の外形を形成できる。
The
ここで、「中空」という用語は、セグメント部材の壁部のうち上面と底面(これらは、仮想の面であっても良い)の間に、空洞を有する構造、あるいは複数の側面(これらは、仮想の面であっても良い)で仕切られた内側部分に空洞を有する構造を意味する。 Here, the term “hollow” refers to a structure having a cavity between the upper surface and the bottom surface (which may be virtual surfaces) of the wall portions of the segment member, or a plurality of side surfaces (these are: This means a structure having a cavity in the inner part partitioned by a virtual surface.
また、図には示していないが、筐体105と無機充填材107の間、および/または無機充填材107とセグメント部材110の間には、無機繊維層等の、さらに別の層が設置されても良い。ただしそのような層は、当業者に公知であるので、ここではこれ以上説明しない。
Although not shown in the drawing, another layer such as an inorganic fiber layer is provided between the
この他容器100は、溶融金属を容器100の内部室135に注入することを可能にするため、上蓋150を有することができる。上蓋150は、容器100のその他の部分と同様に、筐体105、無機充填材107およびセグメント部材110で構成できる。上蓋150は、例えば、公知のヒンジ機構152等により、開閉自在に設けられ、上蓋の閉止時には、内部室135が密閉される。別の言い方をすれば、上蓋150を閉止した際に、容器の内表面130が連続的に構成される。
This
また、図3に示した容器100の例では、容器100内の溶融金属は、上蓋150を開いた状態で、上蓋150を開くことによりできた開放部から外部に排出できる。ただし、係る形態に限定されず、容器100の適当な部位に、溶融金属を外部に排出することが可能な排出口を設け、この排出口を介して、溶湯を外部に排出しても良い。
Further, in the example of the
また、容器100の設置状態を安定化させるため、容器100の底面に、台座または脚部を設けても良い。
Moreover, in order to stabilize the installation state of the
ここで、本実施形態による容器100では、上述のように内表面130を二種類以上の異なる機能を有するセグメント部材110で構成することができる。
Here, in the
具体的には例えば内表面130の少なくとも一部を物体、例えば溶融金属からの放熱を抑制する機能を有する放熱抑制セグメント部材で構成することができる。
Specifically, for example, at least a part of the
放熱抑制セグメント部材は溶融金属からの放熱を抑制する機能を有している。具体的には例えば溶融金属からの放射伝熱を抑制するように構成できる。このため、容器100の内表面130の一部を放熱抑制セグメント部材で構成することにより、容器100の「保温性」を高めることが可能になる。
The heat dissipation suppressing segment member has a function of suppressing heat dissipation from the molten metal. Specifically, for example, it can be configured to suppress radiant heat transfer from molten metal. Therefore, by configuring a part of the
内表面130の少なくとも一部を物体からの放熱を抑制する機能を有する放熱抑制セグメント部材で構成する場合、放熱抑制セグメント部材を配置する範囲は特に限定されるものではなく任意に設定することができる。例えば、放熱抑制セグメント部材は、内表面130のうち図中点線Aで示した容器100内の溶融金属の液位(容器100内に収容する物体が固体の場合には、収容した固体の上限線)よりも上の部分であることが好ましい。すなわち、内表面130における物体、例えば溶融金属との非接触部が放熱抑制セグメント部材で構成されることが好ましい。なお、この場合、上蓋150の内表面部分についても同様に放熱抑制セグメント部材で構成することができる。
When at least a part of the
ここで、容器100の内表面130において、物体、例えば溶融金属から容器の内表面への伝熱の形態を考察すると、まず、容器100内における溶融金属の液位よりも上の部分(溶融金属との非接触部分)では溶融金属の液面からの放射による伝熱が支配的であると考えられる。これに対し、容器100内における溶融金属の液位よりも下の部分(溶融金属との接触部分)では溶融金属と容器100の内表面130は密接しているため、放射による伝熱は特に考慮不要であると考えられる。
Here, considering the form of heat transfer from the object, for example, the molten metal to the inner surface of the container, on the
そして、放熱抑制セグメント部材は上述のように例えば溶融金属からの放射伝熱を抑制することができる。このため、上述のように放熱抑制セグメント部材は例えば溶融金属の液位よりも上の部分、すなわち溶融金属との非接触部に配置することによりその効果を特に発揮することができる。 And the heat dissipation suppression segment member can suppress, for example, radiant heat transfer from molten metal as described above. For this reason, as described above, the heat radiation suppressing segment member can exert its effect particularly by being disposed, for example, in a portion above the liquid level of the molten metal, that is, in a non-contact portion with the molten metal.
さらに、放熱抑制セグメント部材は、蓄熱機能を有する蓄熱セグメント部材よりも軽量なセグメント部材とすることができる。このため、内表面130の一部を放熱抑制セグメント部材により構成することにより、内表面130を蓄熱セグメント部材のみで構成した場合と比較して容器100の軽量化を図ることができる。
Furthermore, the heat dissipation suppression segment member can be a segment member that is lighter than the heat storage segment member having a heat storage function. For this reason, the
また、本実施形態の容器100は、例えば内表面130の一部を物体、例えば溶融金属からの放熱を抑制する機能を有する放熱抑制セグメント部材により構成し、さらに、内表面130の残部の少なくとも一部を蓄熱機能を有する蓄熱セグメント部材で構成することができる。なお、内表面130の一部を上述した放熱抑制セグメント部材で構成し、内表面の残部を上述した蓄熱セグメント部材で構成することもできる。
In addition, the
このように内表面130について一部を放熱抑制セグメント部材、残部の少なくとも一部を蓄熱セグメント部材により構成する場合、各セグメント部材の配置については特に限定されるものではなく、任意の配置とすることができる。例えば、容器100の内表面130における物体、例えば溶融金属との非接触部は物体からの放熱を抑制する機能を有する放熱抑制セグメント部材で構成できる。さらに、内表面130における物体との接触部は蓄熱機能を有する蓄熱セグメント部材で構成できる。
As described above, when a part of the
蓄熱機能を有する蓄熱セグメント部材は上述した式(3)において、分母の項(cSMS+cAMA)の中の比熱cSおよび質量MSを、蓄熱性を有しないセグメント部材と比較して大きくすることができる。そして、該蓄熱セグメント部材を容器100の内表面130に配置することにより容器100の「蓄熱性」を高めることができる。このため、容器100の内表面に蓄熱セグメント部材を配置することにより、さらに容器100の「保温性」を高めることができる。ただし、容器100の「蓄熱性」を十分に高めるためには、上述した式(3)から明らかなように、蓄熱セグメント部材の質量MSも大きく(重く)することが好ましいが、その結果、容器100の全体の質量も増加することとなる。このため、上述のように容器100の内表面130のうち一部を放熱抑制セグメント部材で構成し、さらに内表面130の残部の少なくとも一部に蓄熱セグメント部材を配置することにより、容器100の「蓄熱性」を高めつつ、容器100の質量の増加を抑制し、軽量化を図ることができる。
Comparison In formulas heat storage segments members described above having a heat storage function (3), the specific heat c S and mass M S in the denominator term (c S M S + c A M A), and no segment member heat storage And can be enlarged. Then, by arranging the heat storage segment member on the
また容器100の溶融金属と接しない部分、例えば上蓋150の内表面に蓄熱セグメント部材を配置した場合、上蓋150を開閉した際に、上蓋150やその周辺の内表面に配置した蓄熱セグメント部材に蓄熱した熱が外気と熱交換して放熱ロスを生じる場合がある。このため、上述のように容器100の内表面130のうち蓄熱セグメント部材を配置する範囲を例えば上蓋150の開閉時に外気と接触することのない溶融金属の液位よりも下の部分とすることにより、容器100からの放熱ロスを特に抑制することが可能になる。そしてこの場合、例えば上述のように溶融金属の液位よりも上の非接触部の内表面130には、放熱抑制セグメント部材を配置することができる。
Further, when a heat storage segment member is disposed on a portion of the
なお、ここまで説明で用いた容器100の内表面130における物体との接触部、非接触部は、同じ容器100であったとしても使用時の状態により変化することが考えられる。このため、ここでの非接触部とは厳密な意味での容器100内に収容した物体との非接触部を意味するものではなく、例えば容器100に予め設定された液位線(収容する物体の上限線)よりも上部を非接触部とすることができる。また、接触部についても例えば容器100に予め設定された液位線よりも下部を接触部とすることができる。
In addition, even if it is the
放熱抑制セグメント部材、および蓄熱セグメント部材の具体的な構成例については後述する。 Specific configuration examples of the heat dissipation suppression segment member and the heat storage segment member will be described later.
以下、セグメント部材110の構成例について詳しく説明する。
Hereinafter, a configuration example of the
上述した放熱抑制セグメント部材は中空構造である壁部を有することができる。また、蓄熱セグメント部材についても中空構造である壁部を有することができる。 The above-described heat dissipation suppressing segment member can have a wall portion having a hollow structure. Moreover, the heat storage segment member can also have a wall portion having a hollow structure.
具体的には例えば、放熱抑制セグメント部材及び蓄熱セグメント部材の壁部は、図2に示したセグメント部材10と同様の形状を有することができる。なお以下、放熱抑制セグメント部材と、蓄熱セグメント部材と、で共通する説明については両者を区別せず単にセグメント部材とも記載する。
Specifically, for example, the wall portions of the heat radiation suppressing segment member and the heat storage segment member can have the same shape as the
図2に示したセグメント部材10についてはすでに説明したように、相互に平行な上面11および底面12と、側面13(13A〜13E)とを有する柱状の形状を有する。
As already described, the
そして、セグメント部材10は、中空構造とすることができる。すなわち、セグメント部材10に含まれる上面11と底面12の間は、空洞となっている。別の言い方をすれば、5つの側面13A〜13Eで仕切られた内側部分は、空洞になっている。そして、本実施形態においては、図2に示したセグメント部材10の上面11、底面12と、側面13とを含み、係る中空構造を形成している部分をセグメント部材110の壁部とすることができる。図2に示したセグメント部材10については既に説明しているため、ここでは説明を省略する。
The
セグメント部材の壁部の他の構成例として、セグメント部材に含まれる壁部の表面積を低減した形態も挙げられる。係るセグメント部材の壁部の他の構成例について図4を用いて説明する。 Another configuration example of the wall portion of the segment member includes a form in which the surface area of the wall portion included in the segment member is reduced. Another configuration example of the wall portion of the segment member will be described with reference to FIG.
図4には、容器100の内表面130の構成に使用されるセグメント部材110の壁部1101の一形状を概略的に示す。図4(a)は、セグメント部材110の壁部1101の上面図であり、図4(b)は、矢印P2(図4(a)参照)の方向から見たときのセグメント部材110の壁部1101の側面図である。また、図4(c)は、矢印P3(図4(a)参照)の方向から見たときのセグメント部材110の壁部1101の側面図であり、図4(d)は、セグメント部材110の壁部1101の底面図である。
FIG. 4 schematically shows one shape of the
図4に示すように、セグメント部材110の壁部1101は、上面111と、底面112と、側面113(113A〜113E)とを有し、前述の図2を用いて説明したセグメント部材の壁部と同様の柱状の形状を有することができる。
As shown in FIG. 4, the
ただし、図4に示したセグメント部材110の壁部1101は、図2を用いて説明したセグメント部材の壁部とは、側面および上面の形態が大きく異なっている。
However, the
すなわち、図4に示したセグメント部材110の壁部1101の上面111は貫通孔120を有する。このため、セグメント部材110の壁部1101の上面111は、図2を用いて説明したセグメント部材の壁部に比べて、上面の表面積が減少している。
That is, the
同様に、図4に示したセグメント部材110の壁部1101の側面113は、貫通孔125、128を有している。このため、セグメント部材110の壁部1101の側面113は、図2を用いて説明したセグメント部材の壁部に比べて、側面の表面積が減少している。
Similarly, the side surface 113 of the
なお、図4において、セグメント部材110の壁部1101の側面113を、側面113A(短辺LU1、LD1を含む側面)、113B(短辺LU2、LD2を含む側面)、113C(短辺LU3、LD3を含む側面)、113D(長辺LU4、LD4を含む側面)、および113E(長辺LU5、LD5を含む側面)とすると、側面113A〜113Cは、それぞれ、2つの同一の寸法形状の貫通孔125を有する(図4(b)参照)。また、側面113Dおよび113Eは、それぞれ、6つの同一の寸法形状の貫通孔128を有する(図4(c)参照)。
In FIG. 4, the side surface 113 of the
図4に示した壁部1101を有するセグメント部材110では、前述の式(6)において、S11+S13の部分を小さくすることができ、伝熱面積Sを抑制することができる。従って、この図4に示した構造の壁部1101を有するセグメント部材110を組み合わせて容器の内表面を形成した場合、式(4)より、従来の容器1に比べて容器の放熱量ΔQが有意に低下し、容器の「断熱性」を高めることができる。また、その結果、式(3)より、容器の「保温性」が高まり、容器の放熱ロスを抑制して、省エネ効果を高めることが可能となる。
In the
なお、図4の例では、セグメント部材110の壁部1101の上面111は、中央部分に、断面が円形の大きな単一の貫通孔120を有する。しかしながら、壁部1101の上面111に形成される貫通孔の数、寸法、形状、および配置は、特に限られない。また、図4に示したセグメント部材110の壁部1101の側面113A〜113Cは、縦方向に配列された、断面が円形の同一形状の2つの貫通孔125を有し、側面113D、113Eは、断面が円形の、同一形状の6つの貫通孔128を有する。しかしながら、壁部1101の側面113A〜113Eに形成される貫通孔の数、寸法、形状、および配置は、特に限られない。これは、セグメント部材の壁部に貫通孔を設けているのは、例えば図2のようなセグメント部材10に比べて、セグメント部材110の壁部1101の上面111および側面113の表面積を減少させるためだからである。このため、壁部1101の表面積を減少できる限り、形成する貫通孔の仕様は特に限定されない。
In the example of FIG. 4, the
また、セグメント部材110の壁部1101の表面積を減少する方法は、上面111および側面113において貫通孔を設ける形態に限定されるものではない。セグメント部材110の壁部1101の上面111および側面113に、伝熱面積を抑制する手段が講じられていれば良い。例えば、側面113を「面」形状ではなく、「柱」構造としても良い。この場合、上面111と底面112とは、複数の柱によって接続されることになる。柱の数や、太さ(断面積)、および位置は、強度的に成立する限り、特に限られない。例えば、柱の数は、上面111および/または底面112の頂点の数と同じであっても良く(すなわち図4の例では、5つ)、あるいは異なっていても良い。さらに、この場合、各「柱」の材質は、同一であっても、異なっていても良い。
Further, the method for reducing the surface area of the
また、同様の理由からもし強度構造上可能であるならば、セグメント部材110の壁部1101のうち上面111は、存在しなくても良い。この場合、式(6)においてS11=0とすることができる。
For the same reason, the
なお、発明者らの試算によれば、セグメント部材110の壁部1101の最低強度を維持した状態において、セグメント部材110の壁部1101の上面111および側面113の総伝熱面積は、図2を用いて説明したセグメント部材の壁部の上面11および側面13の総伝熱面積に比べて、1%〜50%程度低減させることができる。ここで、側面113の伝熱面積は、側壁の体積に比例し、該側壁の体積は、側壁の面積に比例する。従って、ここでは、側面113の伝熱面積の指標として、側壁の面積を使用した。
According to the inventors' estimation, the total heat transfer area of the
例えば、図4(a)の構成では、断面が円形の貫通孔120の寸法(直径)を適正に選定することにより、上面111の伝熱面積を10%〜60%程度(例えば12%)減少させることができる。また、図4(b)、(c)の構成では、断面が円形の貫通孔125、128の寸法(直径)を適正に選定することにより、側面113A〜113Eの伝熱面積を5%〜25%程度(例えば24%)減少させることができる。これにより、上面111と側面113の全体で、20%〜40%程度(例えば20%)の伝熱面積低減効果が得られる。
For example, in the configuration of FIG. 4A, the heat transfer area of the
図5には、筐体105の内面に、セグメント部材110を配列させることにより構成された容器100の一部の断面拡大図を示す。なお図5では、セグメント部材110の壁部の上面111および側面113に貫通孔を設けていないが、上述のように貫通孔を形成してもよい。図5に示した例では、筐体105と各セグメント部材110の間、および各セグメント部材110同士の間の隙間には、無機充填材107が設置されている。このようなセグメント部材の配置により、実質的に球形の内表面130が形成できる。
FIG. 5 shows an enlarged cross-sectional view of a part of the
図2や図4を用いて説明したセグメント部材110の壁部は、上面111および底面112は、曲面形状を有する例を示した。しかしながら、この曲面形状は、必ずしも必要ではなく、両面は、平坦な表面であっても良い。ただし、上面または底面(特に、底面112)を図2、図4に示すような曲面を有する形態とした場合、セグメント部材を配置することにより構成される容器の内部室135の容積を、より大きくすることができる。一方、セグメント部材110において、上面111および底面112が曲面ではなく平坦な面を有する場合、例えば実質的に五角六十面体の形状の内表面130が形成できる。また、セグメント部材110は、複数の異なる形状のセグメント部材を組み合わせて、略球状、または略準正多面体の形状の内表面130を形成しても良い。
In the wall portion of the
さらに、本実施形態の容器100において、内表面130の形状は、必ずしも球形または略球形である必要はない。例えば、容器の内表面130の形状は、円柱状および角柱状であっても良い。このため、セグメント部材110の壁部の形状についても、これまで図2、図4を用いて説明した形状に限定されるものではなく、形成する容器の内表面の形状にあわせて任意の形状、サイズとすることができる。
Furthermore, in the
セグメント部材110の壁部の材料は特に限定されるものではなく、容器100に収容する物体、例えば溶融金属に応じて任意に選択することができる。ただし、容器100に収容する物体として溶融金属等の高温物体が予定されることから、セグメント部材110の壁部は耐熱性を有する材料、例えばセラミックスで形成することが好ましい。すなわち、放熱抑制セグメント部材の壁部はセラミックスで形成することができる。また、蓄熱セグメント部材の壁部はセラミックスで形成することができる。
The material of the wall portion of the
ここで、本実施形態における、「セラミックス」という用語は、金属のみからなる材料および有機物のみからなる材料を除く全ての無機材料を含む材料、すなわちファインセラミックス、無機材料を含む複合材料、ならびに耐火レンガ等を含む広い概念である。このため、セグメント部材の壁部を構成するセラミックスの具体的な材料については特に限定されるものではない。壁部をセラミックスで形成する場合、該セラミックスは、チタン酸アルミニウム、アルミナ、スピネル、窒化ケイ素、炭化ケイ素、およびサイアロンから選択された1種類以上の材料を含むことが好ましい。なお、窒化ケイ素としては反応焼結窒化ケイ素を、炭化ケイ素は窒化物結合炭化ケイ素をより好ましく用いることができる。特に、チタン酸アルミニウム、アルミナ、スピネル、反応焼結窒化ケイ素、窒化物結合炭化ケイ素はアルミニウムおよび/またはアルミニウム合金の溶融金属に対して比較的安定である。このため、容器がアルミニウムおよび/またはアルミニウム合金の収容に使用される場合、これらの材料を使用することがより好ましい。 Here, in the present embodiment, the term “ceramics” refers to materials including all inorganic materials except materials consisting only of metals and materials consisting only of organic substances, that is, fine ceramics, composite materials including inorganic materials, and refractory bricks. It is a broad concept including etc. For this reason, it does not specifically limit about the specific material of the ceramics which comprises the wall part of a segment member. When the wall portion is formed of ceramics, the ceramics preferably contains one or more materials selected from aluminum titanate, alumina, spinel, silicon nitride, silicon carbide, and sialon. Note that reactively sintered silicon nitride can be used as silicon nitride, and nitride-bonded silicon carbide can be used as silicon carbide. In particular, aluminum titanate, alumina, spinel, reaction-sintered silicon nitride, nitride-bonded silicon carbide are relatively stable against aluminum and / or aluminum alloy molten metals. For this reason, when a container is used for accommodation of aluminum and / or an aluminum alloy, it is more preferable to use these materials.
容器100を溶融金属の収容に使用する場合、セグメント部材110の壁部において、少なくとも底面112は、溶融金属と接した際に、化学的に安定な材料で構成されることが好ましい。これにより、溶融金属とセグメント部材110の壁部との相互反応により、溶融金属中に不純物が混入して、溶融金属の品質が低下するという問題を抑制することができる。さらに、化学的劣化による容器100の破損等の問題を軽減することができる。
When the
また、セグメント部材110の壁部の肉厚は、伝熱面積低減の観点からは、できる限り薄いことが好ましい。ただし、セグメント部材110の壁部の極端な減肉化は、部材そのものの機械的強度が低下するため好ましくない。このため、セグメント部材110の壁部の肉厚は例えば、約1mm以上約10mm以下程度の範囲にあることが好ましく、約3mm以上約8mm以下程度の範囲にあることがより好ましい。
Moreover, it is preferable that the wall thickness of the
次に、放熱抑制セグメント部材の壁部以外の構成例について説明する。 Next, a configuration example other than the wall portion of the heat dissipation suppressing segment member will be described.
上述のように放熱抑制セグメント部材は、容器100に収容する物体、例えば溶融金属からの放熱を抑制する機能を有することができる。放熱抑制セグメント部材の構成は特に限定されるものではなく、上述のように容器100に収容する物体からの放熱を抑制する機能を有するように構成されていればよい。
As described above, the heat dissipation suppressing segment member can have a function of suppressing heat dissipation from an object accommodated in the
放熱抑制セグメント部材は、上述のように容器100に収容する物体からの放熱を抑制するため、容器100の内表面130を構成する面は、700℃における全反射率が30%以上であることが好ましく、40%以上であることがより好ましい。
Since the heat radiation suppression segment member suppresses heat radiation from the object accommodated in the
ここで、全反射率はJIS R 1693−2(ファインセラミックス及びセラミックス複合材料の放射率測定方法−第2部:FTIRを用いた反射法による垂直放射率)に準じて測定することができる。例えば、任意の温度T℃の各波長λμmにおける黒体の放射強度と波長λにおける反射率の積を波長λ=1〜25μmの範囲で積分した値を任意の温度T℃の各波長λにおける黒体の放射強度を波長λ=1〜25μmの範囲で積分した値で除することにより求めることができる。なお、上述のように700℃における全反射率を求める場合には任意の温度Tが700℃となる。 Here, the total reflectance can be measured in accordance with JIS R1693-2 (emissivity measurement method of fine ceramics and ceramic composite material-part 2: vertical emissivity by a reflection method using FTIR). For example, a value obtained by integrating the product of the radiant intensity of the black body at each wavelength λ μm at an arbitrary temperature T ° C. and the reflectance at the wavelength λ in the range of wavelength λ = 1 to 25 μm is black at each wavelength λ at an arbitrary temperature T ° C. It can be obtained by dividing the radiation intensity of the body by the value integrated in the wavelength λ = 1 to 25 μm range. In addition, when calculating | requiring the total reflectance in 700 degreeC as mentioned above, arbitrary temperature T will be 700 degreeC.
放熱抑制セグメント部材は上述のように、容器100の内表面130うち、物体との非接触部に配置することが好ましい。そして、容器100内の物体との非接触部に放熱抑制セグメント部材を配置した場合、容器100に収容した物体からの放熱の一部は放射伝熱により放熱抑制セグメント部材の方向へと熱移動する。そこで、放熱抑制セグメント部材の内表面130を構成する面の700℃における全反射率を30%以上とし、放熱抑制セグメント部材表面での反射を増加することにより放熱抑制セグメント部材への熱の吸収、透過を特に抑制できる。このため、容器100に収容する物体からの放熱を特に抑制することが可能になる。
As described above, the heat radiation suppressing segment member is preferably disposed in a non-contact portion of the
放熱抑制セグメント部材は上述のように、中空構造を有する壁部1101を有することができる。このため、例えば壁部の材料を選択することにより上記全反射率を達成できる。または壁部1101うち、容器100の内表面130を構成する底面112について表面加工することにより上記反射率を達成できる。
As described above, the heat dissipation suppressing segment member can have the
放熱抑制セグメント部材の壁部のうち、容器100の内表面130を構成する部分について表面加工を行うことにより上記反射率を達成する方法として、壁部1101の内表面を構成する底面112に被膜を形成する方法が挙げられる。すなわち、放熱抑制セグメント部材の(壁部の)内表面を構成する面には、700℃における全反射率が30%以上の被膜を形成することができ、特に700℃における全反射率が40%以上の被膜を形成することがより好ましい。被膜の材質については特に限定されるものではなく、上述の反射率を達成することができる材料であれば任意に選択することができる。被膜は例えば、チタン酸アルミニウム、アルミナ、スピネル、ジルコニアおよびアルミニウムから選択された1種類以上の材料を含むことができる。被膜の膜厚は特に限定されるものではなく、任意に選択することができるが、例えば10μm以上300μm以下であることが好ましく、50μm以上250μm以下であることがより好ましい。被膜の成膜方法については特に限定されるものではないが、例えば塗布法またはゾルゲル法等が挙げられる。
As a method of achieving the reflectance by performing surface processing on the portion constituting the
また、放熱抑制セグメント部材は、壁部よりも熱伝導率が低い断熱部を、放熱抑制セグメント部材の壁部の内部空間に有することができる。放熱抑制セグメント部材の壁部の内部空間に断熱部を設けることにより、放熱ロスをより低減することが可能になる。断熱部は壁部の内部空間全体に形成することもできるが、例えば該内部空間のうちの一部のみに形成することもできる。 Moreover, the heat dissipation suppression segment member can have a heat insulating part having a lower thermal conductivity than the wall part in the internal space of the wall part of the heat dissipation suppression segment member. By providing a heat insulating portion in the internal space of the wall portion of the heat dissipation suppressing segment member, it is possible to further reduce heat dissipation loss. Although the heat insulation part can be formed in the entire internal space of the wall part, for example, it can also be formed only in a part of the internal space.
断熱部を構成する材料は特に限定されるものではなく、断熱部が壁部よりも熱伝導率が低くなるように材料が選択されていればよい。また、本実施形態の容器においては放熱抑制セグメント部材を設けることにより、容器の軽量化を図っている。このため、蓄熱部を構成する材料よりも断熱部を構成する材料の方が密度が低い材料を用いることが好ましい。断熱部は例えば、セラミックファイバーから選択される1種類以上の材料を含むことが好ましい。 The material which comprises a heat insulation part is not specifically limited, The material should just be selected so that a heat conductivity may become lower than a wall part. Moreover, in the container of this embodiment, the weight reduction of the container is aimed at by providing the heat radiation suppression segment member. For this reason, it is preferable to use a material having a lower density in the material constituting the heat insulating portion than the material constituting the heat storage portion. The heat insulating part preferably includes, for example, one or more materials selected from ceramic fibers.
ここまで、放熱抑制セグメント部材について説明してきたが、1つの容器に配置される放熱抑制セグメント部材の構成は一律に同じ構成である必要はなく、異なる構成の放熱抑制セグメント部材を配置することもできる。具体的には例えば、一部の放熱抑制セグメント部材については壁部の内部空間に断熱部を配置し、一部の放熱抑制セグメント部材の壁部の内部空間には断熱部を配置しない構成とすることもできる。また例えば、一部の放熱抑制セグメント部材の壁部の上面および/または側面に貫通孔を設け、一部の放熱抑制セグメント部材の壁部には貫通孔を設けない構成とすることもできる。 Up to this point, the heat radiation suppression segment member has been described, but the configuration of the heat radiation suppression segment member arranged in one container does not necessarily have the same configuration, and a heat radiation suppression segment member having a different configuration can also be disposed. . Specifically, for example, a part of the heat radiation suppressing segment member is configured such that a heat insulating portion is disposed in the internal space of the wall portion and a heat insulating portion is not disposed in the internal space of the wall portion of the partial heat radiation suppressing segment member. You can also. Further, for example, a through hole may be provided on the upper surface and / or the side surface of the wall portion of some of the heat radiation suppressing segment members, and no through hole may be provided on the wall portion of some of the heat radiation suppressing segment members.
次に蓄熱セグメント部材の壁部以外の構成例について説明する。 Next, a configuration example other than the wall portion of the heat storage segment member will be described.
蓄熱セグメント部材は上述のように蓄熱機能を有することができる。蓄熱セグメント部材の構成は特に限定されるものではなく、上述のように蓄熱機能を有するように構成されていればよい。 The heat storage segment member can have a heat storage function as described above. The configuration of the heat storage segment member is not particularly limited as long as it has a heat storage function as described above.
蓄熱セグメント部材が蓄熱機能を有するように構成する方法としては、例えば蓄熱セグメント部材の壁部の内部空間に空気よりも比熱の大きい蓄熱部を配置する方法が挙げられる。この場合、蓄熱セグメント部材の壁部の内部空間の全体に蓄熱部を配置してもよいが、蓄熱セグメント部材の壁部の内部空間の一部に蓄熱部を配置することもできる。蓄熱セグメント部材の壁部の内部空間の一部に蓄熱部を配置する場合、例えば蓄熱セグメント部材の壁部の内部空間のうち、内表面130側に、空気よりも比熱が大きい蓄熱部を配置することができる。壁部の内部空間に占める蓄熱部の体積の割合は特に限定されるものではなく、要求される蓄熱の程度や、蓄熱セグメント部材を配置する位置等に応じて任意に選択することができる。例えば壁部の内部空間のうち、内表面130側の10%以上の体積を蓄熱部が占めることが好ましく、内表面130側の50%以上の体積を蓄熱部が占めることがより好ましい。また、上述のように壁部の内部空間の体積の全体を蓄熱部が占めていてもよい。
As a method of configuring the heat storage segment member to have a heat storage function, for example, a method of arranging a heat storage portion having a specific heat larger than air in the internal space of the wall portion of the heat storage segment member can be mentioned. In this case, although a heat storage part may be arrange | positioned in the whole interior space of the wall part of a heat storage segment member, a heat storage part can also be arrange | positioned in a part of internal space of the wall part of a heat storage segment member. When arrange | positioning a thermal storage part in a part of internal space of the wall part of a thermal storage segment member, the thermal storage part with larger specific heat than air is arrange | positioned in the
蓄熱部の構成は特に限定されるものではなく、上述のように空気よりも比熱が大きい材料により構成されていればよく、金属(合金を含む)およびセラミックス等の蓄熱材料により構成することができる。例えば蓄熱部は、炭化ケイ素、炭化ホウ素、アルミナ、アルミニウムから選択された1種類以上の材料を含むことが好ましい。 The configuration of the heat storage unit is not particularly limited, and may be configured with a heat storage material such as metal (including an alloy) and ceramics as long as it is configured with a material having a specific heat larger than that of air as described above. . For example, the heat storage part preferably includes one or more materials selected from silicon carbide, boron carbide, alumina, and aluminum.
上述のように、蓄熱セグメント部材の壁部の内部空間のうち一部を蓄熱部が占めている場合、その残部の構成については特に限定されるものではなく、任意の部材を配置することができる。また、特に部材を配置せずに空間のままとしておくこともできる。ただし、容器100の外部への放熱ロスをより低減するために、蓄熱部を形成した内部空間の残部に断熱部を配置することが好ましい。すなわち、蓄熱セグメント部材は壁部の内部空間の残部に壁部よりも熱伝導率が低い断熱部を有することが好ましい。断熱部の構成については特に限定されるものではないが、例えば放熱抑制セグメント部材の断熱部で説明した場合と同様に構成することができる。
As mentioned above, when the heat storage part occupies a part of the internal space of the wall part of the heat storage segment member, the configuration of the remaining part is not particularly limited, and an arbitrary member can be arranged. . Moreover, it is also possible to leave the space without any particular member. However, in order to further reduce the heat dissipation loss to the outside of the
蓄熱セグメント部材の壁部の内部空間の一部に断熱部を配置することにより、さらに放熱ロスを低減し、保温性を高めることが可能になる。また、蓄熱セグメント部材の壁部の内部空間の一部を断熱部により構成することにより、蓄熱セグメント部材の壁部の内部空間全体に蓄熱部を形成する場合と比較して容器100の質量を低減することができる。
By disposing the heat insulating portion in a part of the internal space of the wall portion of the heat storage segment member, it is possible to further reduce heat dissipation loss and improve heat retention. Moreover, the mass of the
ここまで、蓄熱セグメント部材について説明してきたが、1つの容器に配置される蓄熱セグメント部材の構成は一律に同じ構成である必要はなく、異なる構成の蓄熱セグメント部材を配置することもできる。 So far, the heat storage segment member has been described, but the configuration of the heat storage segment member disposed in one container does not necessarily have the same configuration, and heat storage segment members having different configurations may be disposed.
具体的には例えば、一部の蓄熱セグメント部材については壁部の内部空間に断熱部を配置し、一部の放熱抑制セグメント部材の壁部の内部空間には断熱部を配置しない構成とすることもできる。また例えば、一部の蓄熱セグメント部材の蓄熱部を構成する材料と、その他の蓄熱セグメント部材の蓄熱部を構成する材料が異なるように構成することもできる。また例えば、一部の蓄熱セグメント部材の壁部の上面および/または側面に貫通孔を設け、一部の蓄熱セグメント部材の壁部には貫通孔を設けない構成とすることもできる。 Specifically, for example, for some heat storage segment members, a heat insulating portion is arranged in the internal space of the wall portion, and a heat insulating portion is not arranged in the internal space of the wall portion of some heat radiation suppressing segment members. You can also. For example, it can also comprise so that the material which comprises the heat storage part of one part heat storage segment member may differ from the material which comprises the heat storage part of another heat storage segment member. Further, for example, a through hole may be provided in the upper surface and / or the side surface of the wall portion of some of the heat storage segment members, and no through hole may be provided in the wall portion of some of the heat storage segment members.
(無機充填材107)
無機充填材107は、図3や図5を用いて説明したように容器100の筐体105と各セグメント部材110との間、および/または各セグメント部材110同士の間の隙間に設置できる。
(Inorganic filler 107)
As described with reference to FIGS. 3 and 5, the
無機充填材107は、例えば、アルミナ−シリカ系の無機材料(例えばアルミナ粒体またはアルミナ粉体)であっても良い。
The
なお、無機充填材107の代わりに、無機繊維を含むシート材を使用しても良い。無機繊維を含むシート材は、一般に低弾性で柔軟性があるため、そのようなシート材を使用した場合、セグメント部材110をシート材に対して押し付けることにより、セグメント部材110をシート材に機械的に密着させることができる。また、キャスタブル等の不定形無機充填材を用いた場合に比べて、厚さがより均一になるため、設計容器形状との寸法誤差を小さくすることが可能となる。さらに、セグメント部材が破損した場合、そのセグメント部材は、シート材から引き抜くことにより、容易に取り外すことができる。従って、この形態では、隙間に無機充填材107を使用した場合に比べて、セグメント部材の交換が容易となる。なお、セグメント部材110をシート材に対して押し付けた状態では、十分な密着性が得られない場合、両者の間に無機接着材を使用しても良い。
Instead of the
シート材に含まれる無機繊維の材質は、特に限られず、無機繊維は、例えば、アルミナ、シリカ、またはこれらの混合物等を含んでも良い。また、シート材の形態は、特に限られず、シート材は、無機繊維からなるマット状の形態、あるいは不織布の形態など、様々な形態であっても良い。 The material of the inorganic fiber contained in the sheet material is not particularly limited, and the inorganic fiber may include, for example, alumina, silica, or a mixture thereof. The form of the sheet material is not particularly limited, and the sheet material may be in various forms such as a mat-like form made of inorganic fibers or a non-woven cloth form.
(筐体105)
筐体105は、様々な態様で使用し得る。例えば、筐体105の外形は、図3に示すような球形に限られるものではなく、筐体は、円筒形、角形等の他の外形輪郭を有しても良い。また、筐体105は、二重壁構造にして2つの壁の間に空気層、減圧層または真空層を設けても良い。あるいは、2つの壁の間に、断熱材層、または熱反射層を設けても良い。また、筐体の材料としては、ステンレス鋼の他、ニッケル基合金等を使用しても良い。
(Case 105)
The
以上に本実施形態の容器の構成例について説明したが、本実施形態の容器によれば、保温性及び軽量性に優れ、省エネルギー性の高い容器を提供することができる。 Although the structural example of the container of this embodiment was demonstrated above, according to the container of this embodiment, it is excellent in heat retention and lightweight, and can provide a container with high energy saving property.
以下、実施例、比較例により本発明を詳細に説明するが、本発明は係る実施例に限定されるものではない。
[参考例1]
参考例1では、以下の条件でセグメント部材を作製して評価を行った。本参考例で作製したセグメント部材は放熱抑制セグメント部材として用いるためのセグメント部材である。
(参考例1−1)
金属ケイ素粉末(平均粒径1μm)と、窒化ケイ素粉末(平均粒径1μm)とを重量比で75:25となるように秤量し、これらの粉末を十分に混合した。この混合粉末に、混合粉末の重量に対して1wt%となるように、アクリル系バインダを加え、さらに混合粉末の重量に対して25wt%の水を加えた。この混合液体をボールミルにより混合し、スラリーを得た。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention in detail, this invention is not limited to the Example which concerns.
[Reference Example 1]
In Reference Example 1, a segment member was produced and evaluated under the following conditions. The segment member produced in this reference example is a segment member for use as a heat dissipation suppression segment member.
(Reference Example 1-1)
Metallic silicon powder (
得られたスラリーを石膏型に注入し、成形体を作製した。石膏型は、上蓋付きのものであり、図2に示す形状の成形体が得られるように定形されている。また、上蓋には、未固化スラリーを排出するための排出口が設けられている。所定の肉厚に着肉後、未固化スラリーを一部排出することにより、内部が中空の成形体を得ることができる。この石膏型を用いて肉厚が約3mmであり、内部が中空の成形体を得た。 The obtained slurry was poured into a plaster mold to produce a molded body. The plaster mold has an upper lid and is shaped so as to obtain a molded body having the shape shown in FIG. Further, the upper lid is provided with a discharge port for discharging unsolidified slurry. A molded body having a hollow interior can be obtained by discharging a part of the unsolidified slurry after the thickness is set to a predetermined thickness. Using this gypsum mold, a molded body having a thickness of about 3 mm and a hollow inside was obtained.
得られた成形体を乾燥後、窒素雰囲気下、最高1500℃で焼成することにより、窒化ケイ素からなる図2に示す形状のセグメント部材の壁部が得られた。 The obtained molded body was dried and then fired in a nitrogen atmosphere at a maximum of 1500 ° C. to obtain a wall portion of the segment member made of silicon nitride and having the shape shown in FIG.
そしてさらに、セグメント部材の伝熱面積を低減するため、セグメント部材の壁部の側面5面の図4(b)(c)と同じ箇所にφ10mmの貫通孔を計18箇所形成し、さらに上面の図4(a)と同じ箇所にφ40mmの貫通孔を1箇所形成した。 Further, in order to reduce the heat transfer area of the segment member, a total of 18 through-holes with a diameter of 10 mm are formed in the same place as in FIGS. 4B and 4C on the side surface 5 of the wall surface of the segment member. One through hole having a diameter of 40 mm was formed at the same position as in FIG.
なお、得られたセグメント部材において、第1の主表面の長辺(図2のLU4およびLU5)の長さは、55mmであり、短辺(図2のLU1〜LU3)の長さは、33mmであった。第2の主表面の長辺(図2のLD4およびLD5)の長さは、40mmであり、短辺(図2のLD1〜LD3)の長さは、24mmであった。また、肉厚は約3mmであり、高さ(図2の長さG/cosθ3)は、33mmであった。 In the obtained segment member, the length of the long sides (LU4 and LU5 in FIG. 2) of the first main surface is 55 mm, and the length of the short sides (LU1 to LU3 in FIG. 2) is 33 mm. Met. The long side (LD4 and LD5 in FIG. 2) of the second main surface was 40 mm, and the short side (LD1 to LD3 in FIG. 2) was 24 mm. The wall thickness was about 3 mm, and the height (length G / cos θ 3 in FIG. 2) was 33 mm.
次いで、得られたセグメント部材の壁部の内部空間に、断熱部を構成する材料を充填した。断熱部を構成する材料としてアルミナシリカ質のセラミックファイバーを用いた。 Subsequently, the material which comprises a heat insulation part was filled into the internal space of the wall part of the obtained segment member. Alumina-silica ceramic fiber was used as the material constituting the heat insulating part.
次にセグメント部材の壁部の底面112にチタン酸アルミニウムの被膜を成膜した。
Next, a film of aluminum titanate was formed on the
チタン酸アルミニウムの被膜の成膜方法について説明する。まず、チタン酸アルミニウム粉末(平均粒径1μm)と、粉末の重量に対して25wt%の水をボールミルにより混合してスラリーを得た。得られたスラリーをセグメント部材の底面112に塗布した後、大気雰囲気下、最高1600℃で焼成することによりチタン酸アルミニウムの被膜を成膜した。得られたチタン酸アルミニウムの被膜の厚さは200μmであった。
(評価方法)
次に、得られた放熱抑制セグメント部材の評価方法について説明する。
A method for forming a film of aluminum titanate will be described. First, an aluminum titanate powder (
(Evaluation method)
Next, the evaluation method of the obtained heat dissipation suppression segment member will be described.
各セグメント部材について、保温性、軽量性および耐久性の評価を行った。 Each segment member was evaluated for heat retention, lightness and durability.
保温性について以下の手順により評価を行った。 The heat retention was evaluated by the following procedure.
セラミックファイバーで形成された縦型の円筒の高さ方向の中央にセグメント部材を配置し、セグメント部材を外界から熱的に遮断した。そして、セグメント部材の下部に設置した電熱ヒーターでセグメント部材を加熱し、セグメント部材の底面112が700℃となる状態を1時間維持した際の電熱ヒーターの消費電力を測定した。また、底面112の温度が700℃のときのセグメント部材の上面111と底面112の温度差を測定した。
A segment member was arranged at the center in the height direction of a vertical cylinder formed of ceramic fibers, and the segment member was thermally shielded from the outside. And the segment member was heated with the electric heater installed in the lower part of the segment member, and the power consumption of the electric heater when the
次に、(式4)に基づき、測定した消費電力から算出される1時間当たりにセグメント部材を通過する通過熱量Qを、測定したセグメント部材の上面111と底面112との温度差と、時間tとの積で除することにより各セグメント部材の熱通過率kを算出した。なお、1時間あたりにセグメント部材を通過する通過熱量Qを用いていることから、式4においてt=3600sとして計算している。
Next, based on (Equation 4), the amount of passing heat Q passing through the segment member per hour calculated from the measured power consumption, the temperature difference between the measured
そして、下記の(参考例1−6)の熱通過率kを基準、すなわち100として熱通過率kを指数化し、「保温性」の指標とした。 Then, the heat passage rate k in the following (Reference Example 1-6) was used as a reference, that is, 100, and the heat passage rate k was indexed to be an index of “heat retention”.
保温性の評価の結果得られた指数は小さいほど好ましく、指数が100未満を○と評価し、100以上を×と評価した。表1において保温性の欄の上段が算出した指数を、下段が評価結果を示している。 The smaller the index obtained as a result of the evaluation of heat retention, the better. The index of less than 100 was evaluated as ○, and 100 or more was evaluated as ×. In Table 1, the upper row shows the index calculated by the upper row, and the lower row shows the evaluation result.
軽量性(単体重量)について以下の手順により評価を行った。 The lightness (unit weight) was evaluated by the following procedure.
軽量性については、得られたセグメント部材の質量を測定し、下記の(参考例1−6)で得られたセグメント部材の質量を基準、すなわち100として指数化し、「軽量性」の指標とした。 For light weight, the mass of the obtained segment member was measured, and the mass of the segment member obtained in the following (Reference Example 1-6) was indexed as a reference, that is, 100, and used as an index of “light weight” .
軽量性の評価の結果得られた指数は小さいほど好ましく、指数が100以下を〇と評価し101以上を×と評価した。表1において軽量性の欄の上段が算出した指数を、下段が評価結果を示している。 The smaller the index obtained as a result of the lightness evaluation, the better. The index of 100 or less was evaluated as ◯, and 101 or more was evaluated as x. In Table 1, the upper row shows the index calculated by the upper row, and the lower row shows the evaluation result.
耐久性(耐衝撃性)について以下の手順により評価を行った。 The durability (impact resistance) was evaluated by the following procedure.
耐久性については、得られたセグメント部材に対して700℃で急加熱試験および急冷試験を行った。すなわち、ガスバーナーを用いて、室温から700℃まで5分間で昇温して急加熱し、昇温後、エアーコンプレッサーを用いて風冷によりセグメント部材を700℃から室温まで5分間で急冷した。 Regarding durability, the obtained segment member was subjected to a rapid heating test and a rapid cooling test at 700 ° C. That is, using a gas burner, the temperature was raised from room temperature to 700 ° C. in 5 minutes and rapidly heated. After the temperature was raised, the segment member was rapidly cooled from 700 ° C. to room temperature in 5 minutes using an air compressor.
耐久性の評価は急加熱および/または急冷による破損の有無を評価した。破損が無い場合については〇と評価し、破損が発生した場合を×と評価した。 The durability was evaluated based on the presence or absence of breakage due to rapid heating and / or rapid cooling. The case where there was no damage was evaluated as ◯, and the case where damage occurred was evaluated as x.
また、総合評価として、保温性、軽量性、耐久性のうち最低の評価を記載した。 Moreover, the lowest evaluation was described among heat retention, lightness, and durability as comprehensive evaluation.
結果を表1に示す。
(参考例1−2)
セグメント部材の壁部の底面112に形成した被膜をアルミナとした点以外は参考例1−1と同様にしてセグメント部材を作製し、評価を行った。
The results are shown in Table 1.
(Reference Example 1-2)
A segment member was produced and evaluated in the same manner as in Reference Example 1-1 except that the coating formed on the
アルミナの被膜は、まず、アルミナ粉末(平均粒径1μm)と、粉末の重量に対して25wt%の水をボールミルにより混合してスラリーを得た。得られたスラリーをセグメント部材の壁部の底面112に塗布した後、大気雰囲気下、最高1600℃で焼成することによりアルミナの被膜を成膜した。得られたアルミナの被膜の厚さは150μmであった。
As the alumina coating, first, alumina powder (
評価結果を表1に示す。
(参考例1−3)
セグメント部材の壁部の底面112に形成した被膜をアルミニウムの被膜とした点以外は参考例1−1と同様にしてセグメント部材を作製し、評価を行った。
The evaluation results are shown in Table 1.
(Reference Example 1-3)
A segment member was prepared and evaluated in the same manner as in Reference Example 1-1 except that the film formed on the
アルミニウムの被膜は、まず、アルミニウム粉末(平均粒径1μm)と、粉末の重量に対して25wt%の水をボールミルにより混合してスラリーを得た。得られたスラリーをセグメント部材の壁部の底面112に塗布した後、大気雰囲気下、最高700℃で焼成することにアルミニウムの被膜を成膜した。得られたアルミニウムの被膜の厚さは100μmであった。
For the aluminum coating, first, an aluminum powder (
評価結果を表1に示す。
(参考例1−4)
チタン酸アルミニウム粉末(平均粒径1μm)に、チタン酸アルミニウム粉末の重量に対して1wt%となるように、アクリル系バインダを加え、さらにチタン酸アルミニウム粉末の重量に対して25wt%の水を加えた。この混合液体をボールミルにより混合し、スラリーを得た。
The evaluation results are shown in Table 1.
(Reference Example 1-4)
An acrylic binder is added to aluminum titanate powder (
得られたスラリーを石膏型に注入し、成形体を作製した。石膏型は、上蓋付きのものであり、図2に示す形状の成形体が得られるように定形されている。また、上蓋には、未固化スラリーを排出するための排出口が設けられている。所定の肉厚に着肉後、未固化スラリーを一部排出することにより、内部が中空の成形体を得ることができる。この石膏型を用いて肉厚が約3mmであり、内部が中空の成形体を得た。 The obtained slurry was poured into a plaster mold to produce a molded body. The plaster mold has an upper lid and is shaped so as to obtain a molded body having the shape shown in FIG. Further, the upper lid is provided with a discharge port for discharging unsolidified slurry. A molded body having a hollow interior can be obtained by discharging a part of the unsolidified slurry after the thickness is set to a predetermined thickness. Using this gypsum mold, a molded body having a thickness of about 3 mm and a hollow inside was obtained.
得られた成形体を乾燥後、大気雰囲気下、最高1600℃で焼成することにより、チタン酸アルミニウムからなる図2に示す形状のセグメント部材の壁部が得られた。 The obtained molded body was dried and then fired at a maximum of 1600 ° C. in an air atmosphere to obtain a wall portion of a segment member made of aluminum titanate and having the shape shown in FIG.
そしてさらに、セグメント部材の伝熱面積を低減するため、セグメント部材の壁部の側面5面の図4(b)(c)と同じ箇所にφ10mmの貫通孔を計18箇所形成し、さらに上面の図4(a)と同じ箇所にφ40mmの貫通孔を1箇所形成した。 Further, in order to reduce the heat transfer area of the segment member, a total of 18 through-holes with a diameter of 10 mm are formed in the same place as in FIGS. 4B and 4C on the side surface 5 of the wall surface of the segment member. One through hole having a diameter of 40 mm was formed at the same position as in FIG.
なお、得られたセグメント部材において、第1の主表面の長辺(図2のLU4およびLU5)の長さは、55mmであり、短辺(図2のLU1〜LU3)の長さは、33mmであった。第2の主表面の長辺(図2のLD4およびLD5)の長さは、40mmであり、短辺(図2のLD1〜LD3)の長さは、24mmであった。また、肉厚は約3mmであり、高さ(図2の長さG/cosθ3)は、33mmであった。 In the obtained segment member, the length of the long sides (LU4 and LU5 in FIG. 2) of the first main surface is 55 mm, and the length of the short sides (LU1 to LU3 in FIG. 2) is 33 mm. Met. The long side (LD4 and LD5 in FIG. 2) of the second main surface was 40 mm, and the short side (LD1 to LD3 in FIG. 2) was 24 mm. The wall thickness was about 3 mm, and the height (length G / cos θ 3 in FIG. 2) was 33 mm.
次いで、得られたセグメント部材の壁部の内部空間に、断熱部を構成する材料を充填した。断熱部を構成する材料としてアルミナシリカ質のセラミックファイバーを用いた。 Subsequently, the material which comprises a heat insulation part was filled into the internal space of the wall part of the obtained segment member. Alumina-silica ceramic fiber was used as the material constituting the heat insulating part.
以上の手順により得られたセグメント部材について参考例1−1と同様にして評価を行った。結果を表1に示す。
(参考例1−5)
アルミナ粉末(平均粒径1μm)に、アルミナ粉末の重量に対して1wt%となるように、アクリル系バインダを加え、さらにアルミナ粉末の重量に対して25wt%の水を加えた。この混合液体をボールミルにより混合し、スラリーを得た。
The segment member obtained by the above procedure was evaluated in the same manner as in Reference Example 1-1. The results are shown in Table 1.
(Reference Example 1-5)
To the alumina powder (
得られたスラリーを石膏型に注入し、成形体を作製した。石膏型は、上蓋付きのものであり、図2に示す形状の成形体が得られるように定形されている。また、上蓋には、未固化スラリーを排出するための排出口が設けられている。所定の肉厚に着肉後、未固化スラリーを一部排出することにより、内部が中空の成形体を得ることができる。この石膏型を用いて肉厚が約3mmであり、内部が中空の成形体を得た。 The obtained slurry was poured into a plaster mold to produce a molded body. The plaster mold has an upper lid and is shaped so as to obtain a molded body having the shape shown in FIG. Further, the upper lid is provided with a discharge port for discharging unsolidified slurry. A molded body having a hollow interior can be obtained by discharging a part of the unsolidified slurry after the thickness is set to a predetermined thickness. Using this gypsum mold, a molded body having a thickness of about 3 mm and a hollow inside was obtained.
得られた成形体を乾燥後、大気雰囲気下、最高1600℃で焼成することにより、アルミナからなる図2に示す形状のセグメント部材の壁部が得られた。 The obtained molded body was dried and then fired at a maximum of 1600 ° C. in an air atmosphere, whereby a wall portion of the segment member made of alumina and having the shape shown in FIG. 2 was obtained.
そしてさらに、セグメント部材の伝熱面積を低減するため、セグメント部材の壁部の側面5面の図4(b)(c)と同じ箇所にφ10mmの貫通孔を計18箇所形成し、さらに上面の図4(a)と同じ箇所にφ40mmの貫通孔を1箇所形成した。 Further, in order to reduce the heat transfer area of the segment member, a total of 18 through-holes with a diameter of 10 mm are formed in the same place as in FIGS. 4B and 4C on the side surface 5 of the wall surface of the segment member. One through hole having a diameter of 40 mm was formed at the same position as in FIG.
なお、得られたセグメント部材において、第1の主表面の長辺(図2のLU4およびLU5)の長さは、55mmであり、短辺(図2のLU1〜LU3)の長さは、33mmであった。第2の主表面の長辺(図2のLD4およびLD5)の長さは、40mmであり、短辺(図2のLD1〜LD3)の長さは、24mmであった。また、肉厚は約3mmであり、高さ(図2の長さG/cosθ3)は、33mmであった。 In the obtained segment member, the length of the long sides (LU4 and LU5 in FIG. 2) of the first main surface is 55 mm, and the length of the short sides (LU1 to LU3 in FIG. 2) is 33 mm. Met. The long side (LD4 and LD5 in FIG. 2) of the second main surface was 40 mm, and the short side (LD1 to LD3 in FIG. 2) was 24 mm. The wall thickness was about 3 mm, and the height (length G / cos θ 3 in FIG. 2) was 33 mm.
次いで、得られたセグメント部材の壁部の内部空間に、断熱部を構成する材料を充填した。断熱部を構成する材料としてアルミナシリカ質のセラミックファイバーを用いた。 Subsequently, the material which comprises a heat insulation part was filled into the internal space of the wall part of the obtained segment member. Alumina-silica ceramic fiber was used as the material constituting the heat insulating part.
以上の手順により得られたセグメント部材について参考例1−1と同様にして評価を行った。結果を表1に示す。
(参考例1−6)
金属ケイ素粉末(平均粒径1μm)と、窒化ケイ素粉末(平均粒径1μm)とを重量比で75:25となるように秤量し、これらの粉末を十分に混合した。この混合粉末に、混合粉末の重量に対して1wt%となるように、アクリル系バインダを加え、さらに混合粉末の重量に対して25wt%の水を加えた。この混合液体をボールミルにより混合し、スラリーを得た。
The segment member obtained by the above procedure was evaluated in the same manner as in Reference Example 1-1. The results are shown in Table 1.
(Reference Example 1-6)
Metallic silicon powder (
得られたスラリーを石膏型に注入し、成形体を作製した。石膏型は、上蓋付きのものであり、図2に示す形状の成形体が得られるように定形されている。また、上蓋には、未固化スラリーを排出するための排出口が設けられている。所定の肉厚に着肉後、未固化スラリーを一部排出することにより、内部が中空の成形体を得ることができる。この石膏型を用いて肉厚が約3mmであり、内部が中空の成形体を得た。 The obtained slurry was poured into a plaster mold to produce a molded body. The plaster mold has an upper lid and is shaped so as to obtain a molded body having the shape shown in FIG. Further, the upper lid is provided with a discharge port for discharging unsolidified slurry. A molded body having a hollow interior can be obtained by discharging a part of the unsolidified slurry after the thickness is set to a predetermined thickness. Using this gypsum mold, a molded body having a thickness of about 3 mm and a hollow inside was obtained.
得られた成形体を乾燥後、窒素雰囲気下、最高1500℃で焼成することにより、窒化ケイ素からなる図2に示す形状のセグメント部材の壁部が得られた。 The obtained molded body was dried and then fired in a nitrogen atmosphere at a maximum of 1500 ° C. to obtain a wall portion of the segment member made of silicon nitride and having the shape shown in FIG.
そしてさらに、セグメント部材の伝熱面積を低減するため、セグメント部材の壁部の側面5面の図4(b)(c)の箇所にφ10mmの貫通孔を計18箇所形成し、さらに上面の図4(a)の箇所にφ40mmの貫通孔を1箇所形成した。 Further, in order to reduce the heat transfer area of the segment member, a total of 18 through-holes with a diameter of 10 mm are formed at the locations of FIGS. One through hole having a diameter of 40 mm was formed at the position 4 (a).
なお、得られたセグメント部材において、第1の主表面の長辺(図2のLU4およびLU5)の長さは、55mmであり、短辺(図2のLU1〜LU3)の長さは、33mmであった。第2の主表面の長辺(図2のLD4およびLD5)の長さは、40mmであり、短辺(図2のLD1〜LD3)の長さは、24mmであった。また、肉厚は約3mmであり、高さ(図2の長さG/cosθ3)は、33mmであった。 In the obtained segment member, the length of the long sides (LU4 and LU5 in FIG. 2) of the first main surface is 55 mm, and the length of the short sides (LU1 to LU3 in FIG. 2) is 33 mm. Met. The long side (LD4 and LD5 in FIG. 2) of the second main surface was 40 mm, and the short side (LD1 to LD3 in FIG. 2) was 24 mm. The wall thickness was about 3 mm, and the height (length G / cos θ 3 in FIG. 2) was 33 mm.
次いで、得られたセグメント部材の壁部の内部空間に、断熱部を構成する材料を充填した。断熱部を構成する材料としてアルミナシリカ質のセラミックファイバーを充填することにより断熱部を形成した。 Subsequently, the material which comprises a heat insulation part was filled into the internal space of the wall part of the obtained segment member. The heat insulating part was formed by filling an alumina siliceous ceramic fiber as a material constituting the heat insulating part.
以上の手順により得られたセグメント部材について参考例1−1と同様にして評価を行った。結果を表1に示す。 The segment member obtained by the above procedure was evaluated in the same manner as in Reference Example 1-1. The results are shown in Table 1.
表1の結果から、参考例1−1〜参考例1−5については総合評価が〇となっており、容器内の物体からの放熱を抑制する機能を有する放熱抑制セグメント部材として好適に用いることができることを確認できた。これに対して、参考例1−6のセグメント部材は保温性の評価が×となり、総合評価も×となった。参考例1−6のセグメント部材は底部112に被膜が形成されていないため、底部112は窒化ケイ素で形成されている。そして、窒化ケイ素の700℃における全反射率は20%以下である。このため上述のように、保温性の評価が×となったと考えられる。以上の評価結果から、参考例1−6のセグメント部材を用いて容器を形成した場合、該容器に収容する物体からの放熱を十分に抑制することはできないことが確認できた。すなわち、参考例1−6のセグメント部材は放熱抑制セグメント部材として機能するものではないことを確認できた。 From the results shown in Table 1, the overall evaluation of Reference Example 1-1 to Reference Example 1-5 is ◯, and it is preferably used as a heat dissipation suppression segment member having a function of suppressing heat dissipation from an object in the container. I was able to confirm that On the other hand, in the segment member of Reference Example 1-6, the heat retention evaluation was x, and the overall evaluation was x. Since the segment member of Reference Example 1-6 has no film formed on the bottom 112, the bottom 112 is formed of silicon nitride. The total reflectance of silicon nitride at 700 ° C. is 20% or less. For this reason, as above-mentioned, it is thought that evaluation of heat retention became x. From the above evaluation results, when a container was formed using the segment member of Reference Example 1-6, it was confirmed that heat dissipation from an object accommodated in the container could not be sufficiently suppressed. That is, it was confirmed that the segment member of Reference Example 1-6 does not function as a heat dissipation suppression segment member.
なお、参考例1−1〜参考例1−6のセグメント部材の底部112についてJIS R 1693−2に準じて700℃における全反射率を測定したところ、参考例1−1〜参考例1−5のセグメント部材の底部112の700℃における全反射率はいずれも35〜50%であり、30%以上であることが確認できた。例えば、参考例1−4では47%であった。一方、参考例1−6では12%であり、30%未満であることが確認できた。
[参考例2]
参考例2では、以下の条件でセグメント部材を作製して評価を行った。本参考例で作製したセグメント部材は蓄熱セグメント部材として用いるためのセグメント部材である。
(参考例2−1)
金属ケイ素粉末(平均粒径1μm)と、窒化ケイ素粉末(平均粒径1μm)とを重量比で75:25となるように秤量し、これらの粉末を十分に混合した。この混合粉末に、混合粉末の重量に対して1wt%となるように、アクリル系バインダを加え、さらに混合粉末の重量に対して25wt%の水を加えた。この混合液体をボールミルにより混合し、スラリーを得た。
In addition, when the total reflectance in 700 degreeC was measured according to JISR1693-2 about the
[Reference Example 2]
In Reference Example 2, a segment member was produced and evaluated under the following conditions. The segment member produced in this reference example is a segment member for use as a heat storage segment member.
(Reference Example 2-1)
Metallic silicon powder (
得られたスラリーを石膏型に注入し、成形体を作製した。石膏型は、上蓋付きのものであり、図2に示す形状の成形体が得られるように定形されている。また、上蓋には、未固化スラリーを排出するための排出口が設けられている。所定の肉厚に着肉後、未固化スラリーを一部排出することにより、内部が中空の成形体を得ることができる。この石膏型を用いて肉厚が約3mmであり、内部が中空の成形体を得た。 The obtained slurry was poured into a plaster mold to produce a molded body. The plaster mold has an upper lid and is shaped so as to obtain a molded body having the shape shown in FIG. Further, the upper lid is provided with a discharge port for discharging unsolidified slurry. A molded body having a hollow interior can be obtained by discharging a part of the unsolidified slurry after the thickness is set to a predetermined thickness. Using this gypsum mold, a molded body having a thickness of about 3 mm and a hollow inside was obtained.
得られた成形体を乾燥後、窒素雰囲気下、最高1500℃で焼成することにより、窒化ケイ素からなる図2に示す形状のセグメント部材の壁部が得られた。 The obtained molded body was dried and then fired in a nitrogen atmosphere at a maximum of 1500 ° C. to obtain a wall portion of the segment member made of silicon nitride and having the shape shown in FIG.
そしてさらに、セグメント部材の伝熱面積を低減するため、セグメント部材の壁部の側面5面の図4(b)(c)と同じ箇所にφ10mmの貫通孔を計18箇所形成し、さらに上面の図4(a)と同じ箇所にφ40mmの貫通孔を1箇所形成した。 Further, in order to reduce the heat transfer area of the segment member, a total of 18 through-holes with a diameter of 10 mm are formed in the same place as in FIGS. 4B and 4C on the side surface 5 of the wall surface of the segment member. One through hole having a diameter of 40 mm was formed at the same position as in FIG.
なお、得られたセグメント部材において、第1の主表面の長辺(図2のLU4およびLU5)の長さは、55mmであり、短辺(図2のLU1〜LU3)の長さは、33mmであった。第2の主表面の長辺(図2のLD4およびLD5)の長さは、40mmであり、短辺(図2のLD1〜LD3)の長さは、24mmであった。また、肉厚は約3mmであり、高さ(図2の長さG/cosθ3)は、33mmであった。 In the obtained segment member, the length of the long sides (LU4 and LU5 in FIG. 2) of the first main surface is 55 mm, and the length of the short sides (LU1 to LU3 in FIG. 2) is 33 mm. Met. The long side (LD4 and LD5 in FIG. 2) of the second main surface was 40 mm, and the short side (LD1 to LD3 in FIG. 2) was 24 mm. The wall thickness was about 3 mm, and the height (length G / cos θ 3 in FIG. 2) was 33 mm.
次いで、得られたセグメント部材の壁部の内部空間に、蓄熱部を構成する材料を充填した。蓄熱部を構成する材料の充填は、炭化ケイ素質キャスタブルを水で混練してスラリーを作製し、形成したセグメント部材の壁部の内部空間のうち内表面側にスラリーを流し込むことにより実施した。蓄熱部を構成する材料を充填後、700℃で乾燥させた。なお、セグメント部材の壁部の内部空間のうち、体積比で内表面側の50%を蓄熱部が占有するように蓄熱部を構成する材料を充填した。 Subsequently, the material which comprises a thermal storage part was filled into the internal space of the wall part of the obtained segment member. The material constituting the heat storage part was filled by kneading silicon carbide castable with water to produce a slurry, and pouring the slurry into the inner surface side of the internal space of the wall part of the formed segment member. After filling the material constituting the heat storage part, it was dried at 700 ° C. In addition, the material which comprises a thermal storage part was filled so that 50% of the inner surface side by volume ratio might be occupied in the internal space of the wall part of a segment member.
次に、得られたセグメント部材の壁部の内部空間の残部に、断熱部を構成する材料を充填した。断熱部を構成する材料としてアルミナシリカ質のセラミックファイバーを用いた。 Next, the remaining part of the internal space of the wall part of the obtained segment member was filled with a material constituting the heat insulating part. Alumina-silica ceramic fiber was used as the material constituting the heat insulating part.
得られたセグメント部材について保温性、軽量性および耐久性の評価を行った。保温性および軽量性については参考例1−1の場合と同様に評価を行った。耐久性については、得られたセグメント部材のうち容器の内表面を構成することとなる底面112全面に対して、容器に注入するアルミニウム溶湯を想定し、3.5kPaの荷重を負荷することにより評価を行った。
The obtained segment members were evaluated for heat retention, light weight and durability. The heat retention and lightness were evaluated in the same manner as in Reference Example 1-1. Durability is evaluated by applying a load of 3.5 kPa, assuming a molten aluminum to be poured into the container with respect to the entire
耐久性(耐荷重性)の評価は荷重の負荷による破損の有無を評価した。破損が無い場合については〇と評価し、破損が発生した場合を×と評価した。 The durability (load resistance) was evaluated for the presence or absence of breakage due to the load. The case where there was no damage was evaluated as ◯, and the case where damage occurred was evaluated as x.
また、総合評価として、保温性、軽量性、耐久性のうち最低の評価を記載した。 Moreover, the lowest evaluation was described among heat retention, lightness, and durability as comprehensive evaluation.
結果を表2に示す。
(参考例2−2)
断熱部を形成しなかった点以外は参考例2−1と同様にしてセグメント部材を作製し、評価した。結果を表2に示す。
(参考例2−3)
セグメント部材の壁部を形成後、蓄熱部、断熱部を形成する前に、セグメント部材の壁部に貫通孔を形成しなかった点以外は参考例2−1と同様にしてセグメント部材を作製し、評価した。
The results are shown in Table 2.
(Reference Example 2-2)
A segment member was prepared and evaluated in the same manner as in Reference Example 2-1, except that the heat insulating portion was not formed. The results are shown in Table 2.
(Reference Example 2-3)
After forming the wall part of the segment member, before forming the heat storage part and the heat insulating part, the segment member was prepared in the same manner as in Reference Example 2-1, except that the through hole was not formed in the wall part of the segment member. ,evaluated.
なお、蓄熱部、断熱部を形成する際にはスラリーを注入するための開口部をセグメント部材の上面に形成し、蓄熱部及び断熱部を形成した。 In addition, when forming a heat storage part and a heat insulation part, the opening part for inject | pouring slurry was formed in the upper surface of a segment member, and the heat storage part and the heat insulation part were formed.
結果を表2に示す。
(参考例2−4)
蓄熱部及び断熱部を形成しなかった点以外は参考例2−1と同様にしてセグメント部材を作製し、評価した。結果を表2に示す。
The results are shown in Table 2.
(Reference Example 2-4)
A segment member was produced and evaluated in the same manner as in Reference Example 2-1, except that the heat storage part and the heat insulation part were not formed. The results are shown in Table 2.
表2に示した結果によると、壁部の内部空間に蓄熱部を形成した参考例2−1〜参考例2−3については総合評価が〇になることを確認できた。これに対して、蓄熱部を形成しなかった参考例2−4については保温性の評価が×であり、総合評価が×になることが確認された。この場合、参考例2−4については蓄熱機能を有していないため、蓄熱セグメント部材としての機能は有しないことが確認できた。
[実施例]
図3に示す実質的に球形状の容器100を試作した。容器100の外側(筐体105)は、厚さ4mmのステンレス鋼で構成した。なお、筐体105は分割式とした。組立後のステンレス鋼筐体の寸法は、外径258mm、内径250mmである。
According to the results shown in Table 2, it was confirmed that the comprehensive evaluation of the reference example 2-1 to reference example 2-3 in which the heat storage part was formed in the internal space of the wall part was ◯. On the other hand, about the reference example 2-4 which did not form the thermal storage part, heat retention evaluation was x, and it was confirmed that comprehensive evaluation becomes x. In this case, since Reference Example 2-4 did not have a heat storage function, it was confirmed that it did not have a function as a heat storage segment member.
[Example]
A substantially
この筐体105の内面に、アルミナ、シリカを主成分とする無機繊維シートを配して、さらにシートの内面に参考例1、2で作製した各セグメント部材110を、以下の実施例1、2、比較例1、2に示した条件に従って図3に示す形態で配列配置して、容器の内表面130を形成した。なお、各セグメント部材同士の間に形成される隙間にも、厚さ約1mmの該無機繊維シートを設置した。
An inorganic fiber sheet mainly composed of alumina and silica is disposed on the inner surface of the
このようにして構成された容器100の内表面130を球と想定した場合、球の半径は、約90mmであった。この容器では、約7kgのアルミニウム溶湯を収容することができる。
When the
各実施例、比較例について、以下に示した条件に従って作製した容器(試料)の評価を行った。
(実施例1)
内表面130のうち、図中点線Aで示した容器100内のアルミニウム溶湯の液位よりも上の部分および上蓋150の内表面部分は放熱を抑制する機能を有する放熱抑制セグメント部材である、(参考例1−4)で得られたセグメント部材で構成した。
About each Example and the comparative example, the container (sample) produced according to the conditions shown below was evaluated.
Example 1
Of the
一方、内表面130のうち、図中点線Aで示したアルミニウム溶湯の液位よりも下の部分は蓄熱機能を有する蓄熱セグメント部材である(参考例2−1)で得られたセグメント部材で構成した。
(参考例A)
内表面130のうち、図中点線Aで示した容器100内のアルミニウム溶湯の液位よりも上の部分および上蓋150の内表面部分は放熱を抑制する機能を有する放熱抑制セグメント部材である(参考例1−1)で得られたセグメント部材で構成した。
On the other hand, the part below the liquid level of the molten aluminum shown by the dotted line A in the figure in the
( Reference Example A )
Of the
一方、内表面130のうち、図中点線Aで示したアルミニウム溶湯の液位よりも下の部分は蓄熱機能を有する蓄熱セグメント部材である(参考例2−1)で得られたセグメント部材で構成した。
(比較例1)
内表面130のすべてを、(参考例1−6)で得られたセグメント部材で構成した。
(比較例2)
内表面130のすべてを、蓄熱機能を有する蓄熱セグメント部材として(参考例2−1)で得られたセグメント部材で構成した。
On the other hand, the part below the liquid level of the molten aluminum shown by the dotted line A in the figure in the
(Comparative Example 1)
All of the
(Comparative Example 2)
All of the
次に、各実施例、比較例で作製した試料の評価方法について説明する。 Next, the evaluation method of the sample produced by each Example and the comparative example is demonstrated.
得られた容器について保温性、軽量性および耐久性を評価した。結果を表3に示す。
保温性(物体の温度)の評価は、容器中に初期温度約750℃のアルミニウム溶湯を約7kg注入し密閉した時間を起点とし、1時間経過後の溶湯の温度を測定することにより行った。1時間経過後の溶湯の温度が700℃以上の場合〇、700℃未満の場合は×として評価した。表3の保温性の欄の上段に1時間経過後の溶湯の温度を示し、下段に評価結果を示す。 Evaluation of heat retention (temperature of the object) was performed by injecting about 7 kg of molten aluminum having an initial temperature of about 750 ° C. into the container and measuring the temperature of the molten metal after 1 hour from the sealing time. When the temperature of the molten metal after 1 hour passed was 700 ° C or higher, it was evaluated as x, and when it was lower than 700 ° C, it was evaluated as x. The upper row of Table 3 shows the temperature of the molten metal after 1 hour, and the lower row shows the evaluation results.
保温性の評価の結果、比較例1、2の容器では、1時間経過後に、アルミニウム溶湯の温度は、700℃未満まで低下することが確認できた。これに対して、実施例1、参考例Aに係るセグメント部材で内表面を構成した容器では、いずれの場合も、1時間後のアルミニウム溶湯の温度は、700℃以上、具体的には710℃、705℃であった。このことから、容器の内表面の一部が容器内の物体からの放熱を抑制する機能を有し、容器の内表面の残部の少なくとも一部は蓄熱機能を有することにより、容器の保温性を高めることができることを確認できた。 As a result of the heat retention evaluation, it was confirmed that in the containers of Comparative Examples 1 and 2, the temperature of the molten aluminum decreased to less than 700 ° C. after 1 hour. On the other hand, in the case where the inner surface is constituted by the segment member according to Example 1 and Reference Example A , the temperature of the molten aluminum after 1 hour is 700 ° C. or more, specifically 710 ° C. 705 ° C. From this, a part of the inner surface of the container has a function of suppressing heat dissipation from the object in the container, and at least a part of the remaining part of the inner surface of the container has a heat storage function, thereby improving the heat retention of the container. We were able to confirm that it could be increased.
次に、容器の軽量性(部材重量)について評価した。比較例2の試料(容器)の質量を基準として、すなわち100として、各実施例、比較例の試料の質量の指数を算出した。100未満の容器については〇、100以上の場合には×と評価した。表3の軽量性の欄の上段に算出した指標を、下段に評価結果をそれぞれ示す。 Next, the lightness (member weight) of the container was evaluated. Based on the mass of the sample (container) of Comparative Example 2 as a reference, that is, 100, an index of the mass of the sample of each Example and Comparative Example was calculated. A container of less than 100 was evaluated as ◯, and when it was 100 or more, it was evaluated as ×. The index calculated in the upper part of the column of light weight in Table 3 shows the evaluation results in the lower part.
軽量性の評価の結果、容器の内表面の一部を容器内の物体からの放熱を抑制する機能を有する放熱抑制セグメント部材とし、容器の内表面の残部は蓄熱機能を有する蓄熱セグメント部材とした実施例1、参考例A、比較例1は指標は100未満であり評価は〇となった。これに対して蓄熱セグメント部材のみで容器の内表面を構成した比較例2については指標は100となり、容器の軽量性に問題があることが確認できた。 As a result of the lightness evaluation, a part of the inner surface of the container is a heat dissipation suppression segment member having a function of suppressing heat dissipation from an object in the container, and the remaining part of the inner surface of the container is a heat storage segment member having a heat storage function. In Example 1, Reference Example A , and Comparative Example 1, the index was less than 100, and the evaluation was “good”. On the other hand, about the comparative example 2 which comprised the inner surface of the container only with the heat storage segment member, the parameter | index became 100, and it has confirmed that there was a problem in the lightness of a container.
次に容器の耐久性(耐破損性)を評価した。 Next, the durability (breakage resistance) of the container was evaluated.
耐久性の評価は、容器中に初期温度約750℃のアルミニウム溶湯を約7kg注入した状態で、リフトで容器を搬送した後、セグメント部材の破損の有無を調査した。破損がない場合は〇、破損がある場合は×として評価した。 The durability was evaluated by examining whether or not the segment member was damaged after the container was transported by a lift in a state where about 7 kg of molten aluminum having an initial temperature of about 750 ° C. was poured into the container. When there was no damage, it was evaluated as ◯, and when there was damage, it was evaluated as x.
耐久性の評価の結果、いずれの容器においても破損が発生していないことを確認できた。 As a result of the durability evaluation, it was confirmed that no damage occurred in any of the containers.
また、総合評価については、保温性、軽量性、耐久性のうち最低の評価を総合評価とした。 Moreover, about comprehensive evaluation, the lowest evaluation among heat retention, lightness, and durability was made into comprehensive evaluation.
その結果、実施例1、参考例Aの総合評価が〇であり、比較例1、2の総合評価は×となった。このことから実施例1、参考例Aの容器は、保温性、軽量性に優れ耐久性に優れた容器であることが確認できた。
As a result, the comprehensive evaluation of Example 1 and Reference Example A was “good”, and the comprehensive evaluation of Comparative Examples 1 and 2 was “poor”. From this, it was confirmed that the containers of Example 1 and Reference Example A were excellent in heat retention and light weight and excellent in durability.
100 容器
110 セグメント部材
130 内表面
135 内部室
1101 壁部
100
Claims (8)
前記内表面が、異なる機能を有する二種類以上のセグメント部材で構成され、
前記内表面の少なくとも一部が前記物体からの放熱を抑制する機能を有する放熱抑制セグメント部材で構成され、
さらに、前記内表面の残部の少なくとも一部は蓄熱機能を有する蓄熱セグメント部材で構成されており、
前記内表面における前記物体との非接触部の少なくとも一部は前記放熱抑制セグメント部材で構成され、
さらに、前記内表面における前記物体との接触部の少なくとも一部は前記蓄熱セグメント部材で構成され、
前記放熱抑制セグメント部材および前記蓄熱セグメント部材が、中空構造である壁部を有し、
前記放熱抑制セグメント部材の前記壁部が、チタン酸アルミニウムで構成され、
前記蓄熱セグメント部材の前記壁部が、窒化ケイ素で構成されており、
前記放熱抑制セグメント部材の前記内表面を構成する面は、JIS R 1693−2に準じて測定した、700℃の各波長λμmにおける黒体の放射強度と波長λにおける反射率の積を波長λ=1〜25μmの範囲で積分した値を、700℃の各波長λにおける黒体の放射強度を波長λ=1〜25μmの範囲で積分した値で除することにより求めた、700℃における全反射率が30%以上であるか、または
前記放熱抑制セグメント部材の前記内表面を構成する面に、前記700℃における全反射率が30%以上の被膜が形成されている容器。 A container capable of accommodating an object in an internal chamber formed by an inner surface;
The inner surface is composed of two or more types of segment members having different functions,
At least a part of the inner surface is composed of a heat dissipation suppression segment member having a function of suppressing heat dissipation from the object,
Furthermore, at least a part of the remaining part of the inner surface is composed of a heat storage segment member having a heat storage function,
At least a part of the non-contact portion with the object on the inner surface is composed of the heat dissipation suppression segment member,
Furthermore, at least a part of the contact portion with the object on the inner surface is composed of the heat storage segment member,
The heat dissipation suppression segment member and the heat storage segment member have a wall portion having a hollow structure,
The wall portion of the heat dissipation suppressing segment member is made of aluminum titanate,
The wall portion of the heat storage segment member is made of silicon nitride;
The surface constituting the inner surface of the heat radiation suppressing segment member is a product of the radiant intensity of the black body at each wavelength λ μm at 700 ° C. and the reflectance at the wavelength λ, measured according to JIS R 1693-2. The total reflectance at 700 ° C. obtained by dividing the value integrated in the range of 1 to 25 μm by the value obtained by dividing the radiation intensity of the black body at each wavelength λ of 700 ° C. within the range of wavelength λ = 1 to 25 μm. Is 30% or more, or
The container by which the film which the total reflectance in the said 700 degreeC is 30% or more is formed in the surface which comprises the said inner surface of the said heat radiation suppression segment member .
前記壁部よりも熱伝導率が低い断熱部を、前記放熱抑制セグメント部材の前記壁部の内部空間に有する請求項1に記載の容器。 The heat dissipation suppression segment member is
Wherein the heat insulating portions thermal conductivity is lower than the wall portion, the container according to claim 1 having the inside space of the wall portion of the heat radiation reduction segmented members.
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