JP7370648B1 - 設備の省エネ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】各種設備において、エネルギーを削減できる設備の省エネ構造を提供する。【解決手段】設備の省エネ構造は、タンク、配管、電気設備、自動車、鉄道車両、保冷庫、船舶等に適用することができる。設備の省エネ構造１０は、外側外装材１１と、この外側外装材１１の内側に設けられた内側部材１２とにより二重構造が形成された設備に構築され、外側外装材１１と内側部材１２との間に、アルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材１３が設けられ、アルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材１３の放射側に通気層１４が形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、タンク、配管、電気設備、自動車、鉄道車両、保冷庫、船舶等の各種設備に、遮熱材と大気を利用する事により年間を通して大幅なエネルギー削減を可能とする省エネ構造を提供する。

タンクや配管は、その外周を断熱材で覆われているものがある（例えば、特許文献１）。さらに、断熱材の外側に金属製の板材が施工され断熱されているものも多い。

特開２０２２－１８９３８１号公報

屋外で使用されるタンクや配管は、表面を断熱材で覆い、その外側に金属製の板材が施工され断熱されているものが多い。屋外の設備に最も熱影響を与えるのは輻射熱で、気温が３０℃位でも金属屋根の温度が８０℃になるのはこのためである。又、断熱材は蓄熱材で、与えられた熱を保温する性能を持っているので一般的に保温材として使用されている。仮に、断熱材と金属板で覆われた１０℃の液体が流れる配管を考える。夏、気温３０℃になると輻射熱の影響で、外側の金属板の温度は８０℃近くになる。輻射熱は、金属板の表面で概ね１０％が反射され、残りは金属板に吸収され熱となる。この熱は、内側の断熱材に伝達されるが、順次内部の配管、そして１０℃の液体へと大半の熱が伝達される。勿論、高密度の断熱材を使用すればその熱伝達速度は低下するが、時間がかかるだけで結果的には前述と同様の結果となる。即ち、金属板と断熱材の組み合わせで屋外の設備の断熱をすることは極めて難しいと考えられる。
本発明は、これらの問題を解決する為になされたものである。

本発明は、各種設備において、エネルギーを削減できる設備の省エネ構造を提供することを目的とする。

本発明に係る設備の省エネ構造は、外側部材と、この外側部材の内側に設けられた内側部材とにより二重構造が形成された設備に構築され、外側部材と内側部材との間にアルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材が設けられ、アルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材の放射側に通気層が形成されていることを特徴とする。

本発明に係る設備の省エネ構造は、設備が通気層の吸気口及び排気口を有し、吸気口又は排気口に、通気層における通気量を調整する通気量調整装置を備えられたことを特徴とする。

本発明に係る設備の省エネ構造は、設備が高速で移動する自動車や鉄道車両等であって、設備の前方に形成された通気層の排気口は設備の進行方向と反対方向に開口し、設備の移動速度が速まると、通気層の内部の空気が進行方向に流れ、排気口から外部に排気されることを特徴とする。

本発明に係る設備の省エネ構造は、設備が保冷庫や保冷車の低温の設備であり、外側部材と内側部材との間に形成された通気層を流れる空気の温度が内側部材の温度と略同じであることを特徴とする。

本発明に係る設備の省エネ構造は、タンク、配管、電気設備、自動車、鉄道車両、保冷庫、船舶等の二重構造を有する設備に適用することができる。この設備の省エネ構造は、外側部材と、この外側部材の内側に設けられた内側部材とにより二重構造が形成された設備に構築され、外側部材と内側部材との間にアルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材が設けられ、アルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材の放射側に通気層が形成さている。アルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材の放射側に形成された通気層を空気が流れることで、効率的に設備の温度を下げることができ、結果としてエネルギーを削減でき、省エネ効果をもたらす。

特に、設備が自動車や鉄道車両等の場合、施工面積も大きく出来、常時移動するのでアルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材の放射側を充分に冷却する事が可能で大幅な省エネルギー効果が期待できる。また、自動車や車両等、人間が載るものは、暑さに最も影響するのは輻射熱の量が少ないので熱中症対策に大きな効果が期待できる。さらに、本発明の殆どの設備は、冷却用に使用するのは自然の空気であり、維持費が掛からず投資効率が非常に高い。

本発明の実施形態に係る設備（配管）の省エネ構造を示す図である。（ａ）は配管の省エネ構造の断面図であり、（ｂ）は省エネ構造に利用するスペーサーを示す図である。 本発明の実施形態に係る設備（タンク）の省エネ構造を示す図である。（ａ）はタンクの省エネ構造の断面図であり、（ｂ）はタンク本体を上から視た図である。 本発明の実施形態に係る設備（配電盤）の省エネ構造を示す図である。 本発明の実施形態に係る設備（自動車や車両）の省エネ構造を示す図である。（ａ）は自動車や車両の省エネ構造の断面図であり、（ｂ）は（ａ）の部分断面図である。 本発明の実施形態に係る設備（保冷庫）の省エネ構造を示す図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１から図５を参照し説明する。
地球温暖化に伴い気温は年々上昇し、夏日や真夏日そして猛暑日が年間２００日以上になっている。今後、気温は４０℃を超え、屋外の設備の外装材も８０℃から８５℃にもなる超高温時代になる可能性が高い。屋外の設備にとっては、非常に過酷な環境に置かれているが、これ迄の考え方では冷房等で膨大なエネルギーを必要とするだけでなく、設備の機能も失う可能性もある。例えば、電気設備で言えば、電気の部品は３０℃を基本としている。気温が、３０℃を超えると電気部品の寿命が大幅に減少するだけでなく、１０℃上昇すると故障も２倍に増える、所謂、１０℃の２倍則の状況となる。又、配管やタンク等表面積が大きいものは大きな熱量を受ける事になり、大幅な省エネルギー工法が必要となる。この様な背景から、現在、夏型の熱移動を基本とした省エネルギーシステムの構築が重要になってきている。
本発明は、上記の問題に対処できる設備の省エネ構造（省エネシステム）である。

本発明の設備の省エネ構造は、タンク、配管、電気設備、自動車、鉄道車両、保冷庫、船舶等の二重構造の設備に形成され、外側部材（外側外装材）と内側部材（内側外装材又は内装材）との間に、少なくても１層以上のアルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材を設け、アルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材の放射側に通気層が設けられている。

本発明は、タンク、配管、電気設備、自動車、鉄道車両や保冷庫等の原則二重構造の設備を基本としている。二重構造には、タンク、配管、電気設備、保冷庫等の設備の金属外装材の外側に外側部材（外側外装材）を設ける場合や自動車や鉄道車両等金属外装材の室内側に内側部材（内装材）がある場合も含まれる。アルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材（以下、高反射率素材とも記す）は、外側部材と内側部材の間に少なくても一層以上施工されている。又、高反射率素材の放射側には、通気層が設けられる。

高反射率素材は、四つの取付け位置が考えられる。

第一の工法は、外側部材（外側外装材）の内側に直貼りする工法で、所謂高反射率素材の低放射性能が利用できる。高反射率素材で屋外からの輻射熱の大半は阻止できるので、室内側に侵入する僅かな熱量を排出すれば良く、通気層を流れる空気の量も少なくて済む。その結果、外側部材と内側部材との間隔を小さくする事が出来、最小容積にする事が必要な設備には最適な工法と言える。

第二の工法は、外側部材と内側部材との間に高反射率素材を設ける事である。この工法は、高反射率素材の熱源側は反射性能を、その反対側は放射性能を利用する事が出来る。又、通気層も高反射率素材の両側に形成できるので、効果的な省エネ工法と言える。しかしながら、高反射率素材の両側に通気層を設ける為の空間が必要で、室内容積を小さくしなければならない問題があり、設備にとっては極めて難しい。更に、空間を設ける為には高反射率素材の両面にスペーサーを設けるので、費用も高額になる事が懸念される。

第三の工法は、内側部材（内側外装材）の外側に高反射率素材を設ける方法である。この工法は、外側部材と内側部材との間の温度が高温となる事、空気が高温になると熱伝導率の高い高反射率素材に多くの熱が伝達され、結果的に省エネ効果は小さいものとなる。

第四の工法は、外側部材の内側と内側部材の外側の二カ所に、高反射率素材を設ける方法である。この工法は、両面の熱源からの熱の阻止が出来て効果的である。しかしながら、遮熱材を二面使用する事によるコストアップが問題である。

本発明では、施工面、コストの面、効果の面で、第一の工法を推奨している。

外側部材は、原則、金属製を基本としているが、他の素材でも問題はない。ただし、屋外の環境は今後急速に変化、気温は４０℃を超え、台風などによる風速も毎秒５０ｍ以上になると予想される。従って、屋外の設備に関しては風に耐えうる対策が必要である。

高反射率素材は、輻射熱に対する反射率が高ければどのような素材でも問題はない。一般的には、反射率９０％から９８％のものがあるが、本実施形態では、反射率９５％のものを使用している。若干反射率が低下している理由は、高反射率素材の表面に高透過樹脂層を設けているからである。高反射率素材は、耐酸、耐アルカリ性に弱い事、金属と接触して使用すると電食を起こし反射機能を失う事がある。例えば、海の近くでは塩分が高反射率素材の表面を流れ、素材を腐食させる事が懸念される。又、高反射率素材は金属と接触して使用する可能性が多いので、高透過樹脂層を設ける処理を施工している。

高反射率素材は、不織布やガラス繊維マットにアルミホイルを熱溶着して遮熱材として使用することが多い。又、高反射率素材の両面に外気を流したい場合は、不織布やガラス繊維マットの両面にアルミホイルを施工した遮熱材を使用する事が好ましい。又、遮熱材として使用しても約０．１ｍｍから０．２ｍｍの厚みなので、設備の容積を狭くすることもない。

高反射率素材の内側である放射側に通気層を形成するのは、高反射率素材の低放射性能を最大限に利用する為である。放射側温度が上昇すると、放射量は絶対温度の四乗に比例して増え、高反射率素材の性能が著しく低下する。逆に、放射側の温度を低温にしておくと、高反射率素材の低放射性能がそのまま利用でき、大幅な省エネルギーが期待できる。

本発明で、もう一つ重要なことが通気層を設ける為のスペーサーである。スペーサーは、板状でも網状でも問題はないが、極力空気抵抗が小さい形状のものを使用し、空気が高反射率素材の放射側に沿って、スムーズに流れるように取り付けられなければならない。又、スペーサーを介して、外側部材から内側部材に伝導熱が伝達されてしまうため、極力断熱性が良く、かつ接触面積が小さい良いものが好ましい。

本発明に係る設備の省エネ構造は、通気層の吸気口及び排気口を有する設備では、通気層の吸気口又は排気口に、通気量を調整する通気量調整装置（開閉装置）を備える。通気量調整装置は、主として、移動する設備に適用する。

通気層を形成することは、高反射率素材を冷却する事が目的であるため、設備の周囲全体に設ける事が大切である。特に、高反射率素材の放射側には必ず設ける事が好ましい。通気層の厚みは、設備の大きさや移動速度等により異なるが、約５ｍｍから５０ｍｍとする。通気層の下流側である吸気口と上流側である排気口は、タンクや配管或いは電気設備等固定型の設備では大気開放状態のままでも問題ないが、雨水や風に対する対策が必要である。

配管に適用した設備の省エネ構造１０を図１（ａ）に示す。
配管に適用した設備の省エネ構造１０は、外側外装材１１の内側にスペーサー１７を設け、このスペーサー１７の内側に、フランジ１６で接続された配管１５が設けられている。また、外側外装材１１の内側には高反射率素材１３が設けられている。配管１５の外壁が内側部材１２を構成し、内側部材１２と外側外装材１１との間には、通気層１４が形成されている。なお、矢印は、空気の流れを示している（以下の図２から図５において同じ）。

本発明を配管に利用する場合、配管１５内を流れる流体の温度を維持する事が目的である。従って、一般的に施工されている断熱工法に似ている。しかし、大きな違いは外側外装材１１と配管１５との間に高反射率素材１３が取り付けられている事、更にその内側に通気層１４が形成されている事である。外側外装材１１の材質などは特に拘らないが、設備の用途や使用期間等を考慮し決めることができる。

配管１５は長さが長いものが多いので、通気層１４の厚み（幅）は長さや直径にもよるが少なくても２ｃｍから５ｃｍ以上が好ましい。外側外装材１１は、極力直径が小さいのが良い訳で、その為には高反射率素材１３は外側外装材１１の内側に接着剤で直貼り、或いはテープ貼りとする事が好ましい。ここで重要なのは、外側外装材１１と配管１５との間に通気層１４を形成するためのスペーサー１７である。スペーサー１７は、図１（ｂ）に示すように、略円形の複数のリング部材１８と、リング部材１８を貫通する４本の棒部材１９とを有する。リング部材１８には、切断部１８Ａ及び凸部１８Ｂが形成されている。スペーサー１７は、リング部材１８の外周部が外側外装材１１を押圧し、凸部１８Ｂが配管１５を押圧することで、固定されている。スペーサー１７は、極力断熱性が良くしかも接触面積が小さいものが好ましい。

この様にして、配管１５の全体構造が構成されるが、後は吸気及び排気の方法である。若し、配管１５内を流れる流体の温度が低温域である場合は、通気層１４の両端を開放し、或いは配管１５の途中に吸気口、排気口を設け、大気を開放して自然通気とすればよい。バルブやフランジ等の継ぎ手のある場合は、対象部の形状に合わせた大きさとし、その一部に吸気口や排気口を設けて通気する。又、吸気口や排気口から雨水の侵入が想定されるので、配管１５の地表側に水分が抜ける構造が好ましい。
一方、配管１５内に流れる流体の温度が高温域である場合は、施工は同じであるが吸気口、排気口は設けず、封止状態で使用すればいい。但し、何れの吸気口や排気口の開口部には、防虫、防鳥対策の為の網を施工する事が好ましい。

タンク設備に適用した設備の省エネ構造２０を図２（ａ）に示す。
設備の省エネ構造２０は、内側に高反射率素材２３が設けられた外側外装材２１と、この外側外装材２１の内部に設置されたタンク本体２５と、外側外装材２１とタンク本体２５との間に形成された通気層２４とを備えている。

本発明をタンク等に利用する場合、構造は配管とほぼ同様で、金属製の外側外装材（外側部材）２１、高反射率素材２３、通気層２４、タンク外装材（内側部材）２２となる。また、通気層２４内にはスペーサー２６が設けられている（図２（ｂ））。
垂直型の円筒形のタンク本体２５はドラフトが利用できるので、タンク本体２５の下側全周の吸気口２７Ａから吸気し、頂部付近全周の排気口２７Ｂから排気する。天端部には、タンク本体２５の上部を傘の様に覆い、タンク本体２５の頂部の上側の約２０ｍｍから３０ｍｍの位置に、高反射率素材２３を取り付けた金属製の外側外装材２１を設ける。こちらも、全周大気開放でいいが、風や雨の影響は考慮する必要がある。通気層２４は、タンク本体２５の大きさにもよるが２０ｍｍから５０ｍｍ位で問題はない。厳密に温度をコントロールする場合は、上下の通気層２４に吸気口２７Ａや排気口２７Ｂに通気量調整装置（開閉装置）を取り付ける事も可能である。水平型の円筒形のタンク本体２５の場合、水平方向の底部に吸気口、上部に排気口を設けるのが好ましい。

配電盤に適用した設備の省エネ構造３０を図３に示す。
配電盤は、扉３６が取り付けられた配電盤本体３５と、配電盤本体３５の周囲を取り囲む金属製外装材（外側部材）３１と、金属製外装材３１の内側に設けられた高反射率素材３３と、配電盤本体３５と外側部材３１との間に設けられたスペーサー３７とを備えている。この場合、配電盤本体３５の外側側面（壁面）が内側部材３２を構成する。

本発明を配電盤等に使用する場合、高反射率素材３３を内側に取り付けた金属製外装材３１を配電盤本体３５の外側に取りつければいい。金属製外装材３１と配電盤本体３５との間に形成される通気層３４は、壁面は下側から吸気し、天端部から排気し、何れも大気開放状態で使用する。通気層３４の幅（厚み）はドラフトが利くので、大きさにもよるが１ｃｍから５ｃｍで良い。又、配電盤本体３５の上部を覆う屋根側の通気層３４は、約２ｃｍから５ｃｍで良い。勿論、扉３６も構造は同じであるが、開閉するのに障害がない様、扉３６より若干小さめの高反射率素材３３を内側に貼った金属製の外側外装材３１を一体型として取り付ける事も出来る。又、雨や風の対策と、防虫、防鳥対策の為、何れの開口部にも網部材を施工する事がこのましい。

鉄道車両の高速で移動する設備に適用した設備の省エネ構造４０を図４に示す。
鉄道車両本体４５は、外側外装材（外側部材）４１と、外側部材４１の内側に形成される内側部材４２と、外側外装材４１の内側に設けられた高反射率素材４３とを備えている。外側外装材４１と内側外装材４２との間には、通気層４４が形成される。この通気層４４を流れる空気は、車両本体４５の前方の排気口から排出される。排気口には、図４（ｂ）に示すように、湾曲したＵ字型のガイド４７が設けられ、このガイド４７により、空気の排気される方向が後方（進行方向と反対方向）に変更される。なお、ガイド４７の形状は、Ｕ字型に限定されず、コの字型やくの字型とすることもできる。

本発明は、自動車や鉄道車両等の高速で移動する設備の前方の排気口には、Ｕ字型のガイド４７が設けられ、Ｕ字型の外側の端部は外側外装材４１の外側に張り出し、移動速度が速まると通気層４４を流れる空気は、進行方向と同じ方向になる。

自動車、鉄道車両等高速で移動する設備では、内側外装材の代わりに内装材が通気層４４の壁面の役割をする。従って、雨水や湿気或いは大量の熱が侵入すると本工法の機能が達成されない。しかも、移動設備は移動速度が速くなる程、大量の空気の流入と強い圧力が加わる事になる。そこで、本発明は進行方向である通気層４４の上流側の排気口に湾曲したＵ字型のガイド４７を設け、Ｕ字型の外側の端部が外側外装材の外側に張り出す様な逆Ｕ字型の形状としている。移動する設備の移動速度が速まると、空気はＵ字型のガイド４７の外側を流れる事になる。すると、通気層４４内の圧力はマイナスとなり、通気層４４の下流で有る吸気口から空気が流入する事になる。即ち、通気層４４内を空気は移動する設備と同方向に流れる事になる。この方法により、雨や湿気等種々の問題が解決できだけでなく、通気層４４内を流れる空気の量は少なく、流速は遅くなる事から、空気の通気量のコントロールは非常に容易になるのである。

本発明を自動車や鉄道車両等の乗物の設備に使用する場合は、主として人間の暑さ寒さ対策で、体温３６．５℃が基本になる。これらの設備は、金属外装材の内側に高反射率素材を取り付け、内装材も現行の位置でよく全体として大きさや形状は変わらないので比較的投資が少なくて済むと考えられる。ただ、これらの設備は高速で移動するので、通気層内の通気の速度を抑えるため、前述の様に通気層の前方は逆Ｕ字型の形状とする事が好ましい。気温が高ければ、通気層内を流れる空気の温度が高くなり暑さを感じる。出来れば、吸気口又は排気口に通気量を調整する通気量調整装置（図示しない）を取付け、室温を計測し自動的に開閉度合いをコントロールし、通気量をコントロールする事が好ましい。勿論、気温が高ければ室内に冷却装置を必要とするが、その量は圧倒的に減少する。又、これらの設備は窓やドアー等を除いた屋根や壁或いは床等大きな面積を施工可能で大きな省エネ効果を生み出せる可能性が高い。

保冷庫や保冷車等の低温の設備は、外側外装材と内側外装材との間を流れる空気の温度が、内側外装材の壁面温度と略同じである。

低温の設備も、外側外装材の内側に高反射率素材、通気層、内側外装材の構造が一般的である。通気層に外気を流すと、高反射率素材の放射側の冷却の効果はあるが、低温の設備本体の外装材である内側外装材を加熱する事になる。結果として、省エネルギー効果は低下する。そこで、これら低温設備は密封構造とし、多少コストは掛かるが内側外装材の壁面温度と略同温の冷却空気を流す事により、設備の省エネ効果を高める事が効果的である。これは、高反射率素材の放射量が少ない為実現する。

本発明を保冷車に利用する場合、年間を通して屋外から車内へ一方向の熱移動が基本となるので輻射熱を阻止する効果は非常に大きいものがある。保冷車の外部寸法は決まっているので、二重構造とするには室内側に内壁を設ける必要がある。保冷車の内部容積を少なくするには、高反射率素材は外装材の内側に施工する。しかし、高反射率素材の低放射性能を利用するにしても、気温が上がると車内側に高温度の外気を取り込む事になるので効率は低下する。高反射率素材の放射側には極僅かしか輻射熱は放射されないので、その放射熱を吸収する熱量は少なくて済む。即ち、保冷車の場合は、多少エネルギーは必要であるが、保冷庫内装材の外側温度と同じ温度の冷気を流すことが、保冷性能をベストな状態で維持できる方法である。保冷車は、二重構造が基本であるから、重量が増し、積載スペースは若干減る等マイナス効果もあるが、燃費向上の大きなメリットを産む事が可能となる。更に、本発明を保冷車に利用することで、肉や魚などの生鮮食品から冷凍食品、農産物、生花等の輸送に対して品質の向上は最も大きなメリットと考えられる。

保冷庫に適用した設備の省エネ構造５０を図５に示す。
保冷庫は、保冷庫本体５５と、保冷庫本体５５を外側から囲む外側外装材（外側部材）５１と、外側外装材５１の内側に設けられた高反射率素材５３とを備えている。この場合、保冷庫本体５５の外壁が内側部材（内側外装材）５２を構成する。

本発明を保冷庫に利用する場合、保冷車の場合と考え方は似ているが構造が異なる。保冷庫は、タンクの施工と同様、高反射率素材５３を内側に貼った外側外装材５１、通気層５４、保冷庫本体５５の順である。即ち、保冷庫本体５５の外側に通気層５４を設け、この通気層５４に保冷庫本体５５の外壁（内側外装材）に近い温度の冷気を供給する事により、最小のエネルギーで最大の省エネ構造とする事が出来る。空気（例えば、エアコンからの冷風）は、下側に形成された吸気口５６Ａから通気層５４に流れ、天井部に形成された排出口５６Ｂから外部に排出される。

通気層５４を流れる空気の主たる目的は、高反射率素材５３からの放射熱を排出する事である。従って、極わずかなエネルギー量なので、保冷庫本体５５の外壁の温度と同じ温度の冷気を通気層５４に流すことが好ましい。この少量のエネルギーを使用するが、結果的に大きな省エネが出来る。若し、通気層５４に高温の外気を流した場合、保冷庫本体５５に熱を供給する事になり逆効果になる可能性がある。

本発明のメカニズムを詳しく説明する。
屋外設備は太陽からの輻射熱を、室内の設備は屋根や壁からの二次輻射熱を受ける。何れの場合も、輻射熱が最も大きな熱の要因で、これを阻止する事が最も重要である。先ず、考え方の基本は以下の通りである。この輻射熱を阻止するには、アルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材が有効である。高反射率素材は、反射率プラス放射率は１００％である。
これ迄、高反射率素材の反射率が重要と考え、反射側の環境を重要視してきた。しかしながら、人間や製品等目的の必要とする良好な環境とは、放射側の性能の方が重要であり省エネルギー効果も大きいのである。
もう一つ、日本では夏冬の季節があり、これ迄この両季節における温度を考えなければならなかった。しかし、温暖化が急速に進んでいる現状では、冬より夏対策が必須である事も周知の事実である。
本発明は、この様な環境を鑑み、輻射熱の阻止と低放射を中心に考えた従来と全く異なる考え方の設備の省エネ構造である。更に、具体的な方法は以下の通りである。

第一に、輻射熱を阻止するには、高反射率素材が最も高く、本発明では高反射率素材を外側部材（外側外装材）と内側部材（内側外装材又は内装材）の二重構造の間に取りつけている。

第二に、高反射率素材の低放射性能を利用する為、高反射率素材の放射側に通気層を設けている。

第三に、放射性能を高める為には、高反射率素材の放射性能を継続して利用する為、高反射率素材の放射側に大気を流して冷却している。

第四に、保冷車や保冷庫等、低温の冷却設備は、大気でなく冷却設備本体の壁面の温度に近い冷気を供給し、低放射性能を高めている。

本発明の設備の省エネ構造は、外側部材（外側外装材）、高反射率素材、通気層、内側部材（内側外装材又は内装材）から構成される。以下、熱移動のメカニズムを説明する。

種々の設備に照射される輻射熱は、先ず外側外装材に照射される。外側外装材では、概ね１０％の輻射熱が反射されるが、残りの約９０％は外側外装材に吸収され内側に伝導熱の形態を取って移動する。ところが、外側外装材の内側には高反射率素材が施工されているので、伝導熱の約９５％は高反射率素材で阻止され、再び屋外に向かって移動し、大半は輻射熱の形態を取って大気に放射される。
内側には５％の輻射熱が放射されるが、その熱量は極わずかである。ところが、このわずかな熱を放置しておくと大変な事になる。放射量は、絶対温度の四乗に比例し増加するため、放射側の温度を急激に上昇させる。その結果、放射量が増加すると反射率はその分低下する訳で、高反射率だった高反射率素材の効果が大きく低下する、即ち大幅に遮熱効果が低下する。

この遮熱効果の低下を阻止するためには、高反射率素材の放射側を常に冷却する必要があり、本発明の設備の省エネ構造では、高反射率素材の放射側に通気層を設け、通気しているのである。この通気には大気を利用し、例えば８０℃の鉄板を４０℃の空気で冷却すると言う考え方である。保冷庫や保冷車などは、極低温であり大気を利用する冷却方法では熱効率が落ちる。そこで、この様な設備は、設備の内側外装材温度と略同じ温度の冷気を通気層に送る事により、僅か５％の輻射熱が発する熱量を排出、結果的には大きな省エネ効果を生み出す。

［試験１］
２枚のガルバリウム鋼板（登録商標）製角波材の凹部を合わせ、鋼板間２５ｍｍ、幅３５ｍｍ、長さ２００ｍｍの空間を持つ試験体を２個作製した。試験体は、空間の内側が素地のままである試験体Ａ、もう一方は反射率９８％の遮熱材ＴＨＢ－Ｘ（日本遮熱製）を熱源側の内側のみに貼った試験体Ｂである。これらの試験体を、１ＫＷの遠赤外線ヒーターの前に空間が上下になる様に、しかもこの空間の両端を密封状態にして設置した。温度測定の為、以下のようにサーモレコーダーを取り付け、試験体の温度が徐々に上昇する様に放射量を増やした。室温は、概ね２０から２２℃であった。
（１）遠赤外線ヒーター側の表面温度
（２）空間の内側が素地のままの空間内温度
（３）空間内側にＴＨＢ－Ｘを貼った空間内の温度
（４）空間の内側が素地のままの試験体の熱源と反対側表面温度
（５）空間内側にＴＨＢ－Ｘを貼った試験体の熱源と反対側表面温度

［結果１］

［考察１］
（イ）熱源側表面温度（１）が７９．７℃の時、空間内温度が素地のままの（２）は７６．７℃、遮熱した（３）は６４．１℃とその差は１２．６℃と遮熱の効果は明確である。
（ロ）更に、同温度での熱源と反対側温度（４）は５７．３℃、遮熱した（５）は５１．３℃とその差は６℃でこちらも遮熱効果は明確である。
（ハ）本来、（５）はもう少し低温になると予想されるが、狭小空間でしかも密封空間で放射量が増えている為と思われる。
（ニ）熱源側温度（１）が９０．７℃でも同様の傾向であることが解る。

［試験２］
２枚のガルバリウム鋼板（登録商標）製角波材の凹部を合わせ、鋼板間２５ｍｍ、幅３５ｍｍ、長さ２００ｍｍの空間を持つ試験体を２個作製した。試験体は、空間の内側が素地のままである試験体Ａ、もう一方は反射率９８％の遮熱材ＴＨＢ－Ｘ（日本遮熱製）を熱源側の内側のみに貼った試験体Ｂである。これらの試験体を、１ＫＷの遠赤外線ヒーターの前に、空間が上下になる様に、しかもこの空間の両端を開放状態、即ち通気状態にして設置した。温度測定の為、以下のようにサーモレコーダーを取り付け、試験体の温度が徐々に上昇する様に放射量を増やしていった。室温は、概ね１９℃から２１℃であった。
（１）遠赤外線ヒーター側の表面温度
（２）空間の内側が素地のままの空間内温度
（３）空間内側にＴＨＢ－Ｘを貼った空間内の温度
（４）空間の内側が素地のままの試験体の熱源と反対側表面温度
（５）空間内側にＴＨＢ－Ｘを貼った試験体の熱源と反対側表面温度

［結果２］

［考察２］
（イ）熱源側表面温度（１）が８０．１℃の時、空間内温度が素地のままの（２）は５７．６℃、遮熱した（３）は４６．３℃とその差は１１．３℃と遮熱の効果は明確である。
（ロ）更に、同温度での熱源と反対側温度（４）は５２．６℃、遮熱した（５）は４６．９℃とその差は５．７℃でこちらも遮熱効果は明確である。
（ハ）熱源側温度（１）が９０．７℃でも同様の傾向であることが解る。
（ニ）何れの温度も、試験１とは明らかに低温で通気の効果は非常に大きい事が解る。
（ホ）最終的には、試験１の熱源側温度約８０℃の時の（４）密封空間の熱源と反対側温度５７．３℃と試験２の通気空間の（５）遮熱した熱源の反対側温度４６．９℃の差１０．４℃が、二重構造並びに通気の差になると考えれば非常に大きな差となる。

以上、本実施形態について説明したが、これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

１０，２０，３０，４０，５０ 設備の省エネ構造
１１，２１，３１，４１，５１ 外側部材（外側外装材）
１２，２２，３２，４２，５２ 内側部材（内側外装材又は内装材）
１３，２３，３３，４３，５３ アルミホイル等輻射熱に対して高反射率の素材（高反射率素材）
１４，２４，３４，４４，５４ 通気層
１５ 配管
１６ フランジ
１７ スペーサー
１８ リング部材
１８Ａ 切断部
１８Ｂ 凸部
１９ 棒部材
２５ タンク本体
２６ スペーサー
２７Ａ，５６Ａ 吸気口
２７Ｂ，５６Ｂ 排気口
３５ 配電盤本体
３６ 扉
３７ スペーサー
４５ 車両本体
４７ ガイド
５５ 保冷庫本体

Claims (4)

1. 外側部材と、この外側部材の内側に設けられた内側部材とにより二重構造が形成された設備に構築される設備の省エネ構造であって、
   前記外側部材の内側に、遮熱材が直接設けられ、
   前記遮熱材の放射側に通気層が形成され、前記内側部材が前記通気層に露出し、
   前記設備が前記通気層の吸気口及び排気口を有し、前記吸気口から前記通気層に流入した空気が前記通気層を流れ、前記排気口から前記外側部材の外部に排出されることで、前記遮熱材に発生する放射熱を排出し、前記設備の温度を下げる、
   ことを特徴とする設備の省エネ構造。
2. 前記遮熱材が前記外側部材の内側にのみ設けられ、
   前記設備が、電気設備、自動車、鉄道車両、保冷庫の何れかである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の設備の省エネ構造。
3. 前記設備が、高速で移動する自動車や鉄道車両であって、
   前記設備の前方に形成された前記通気層の排気口は前記設備の進行方向と反対方向に開口し、
   前記設備の移動速度が速まると、前記通気層の内部の空気が前記進行方向に流れ、前記排気口から外部に排気される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の設備の省エネ構造。
4. 前記設備が、保冷庫や保冷車の低温の設備であり、
   前記外側部材と前記内側部材との間に形成された前記通気層を流れる空気の温度が、前記内側部材の温度と略同じである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の設備の省エネ構造。

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