JPH07239089A - 断熱容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 断熱容器全体の放散熱量を簡単な構成で変化
できるようにして、その内部温度を、低エネルギ消費の
もとで一定に保つ。 【構成】 外容器１３と内容器１４との間の断熱層１６
の一部分に充填材１５を充填しない部分を形成する。こ
の充填材の非充填部分１８における低温側の部分に、互
いに距離をおいて積層された複数のふく射カット材２１
にて構成される第１の部材２２を配置する。非充填部分
１８における高温側の部分には、ふく射カット材２１よ
りもふく射率の大きな材料にて構成されるとともに、内
容器１４内が一定温度を越えたときに非充填部分１８の
低温側へ変形することでふく射カット材２１を押してこ
れらふく射カット材２１どうしを互いに接触させる第２
の部材２６を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、真空断熱容器などの断
熱容器に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の断熱容器として、収納物を一定
温度の高温状態に保温するために、外容器と内容器との
間に充填材を充填して断熱層を形成したものなどが知ら
れている。しかし、真空断熱容器などの高性能の断熱容
器では、内部に発熱物体を収納した場合に、容器内が設
定温度よりも高くなることがあり、その結果、収納物自
体や容器に悪影響を及ぼすことがある。

【０００３】この対策として、従来、ブロワなどを利用
して低温の外気を容器内に送ることで、この容器内の温
度が一定になるように調節するものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようにブ
ロワを設置したものでは、設備コストの増大を招くとと
もに、容器およびブロワを含めた装置全体の寸法が大き
くなってしまう。しかも、容器内部のエネルギを捨てる
のに、外部の多大なエネルギを消費する必要があり、ま
たこのため電気代などの運転コストが増大するという問
題点がある。

【０００５】そこで本発明はこのような問題点を解決
し、簡単な構成で容器全体の放散熱量を変化できるよう
にして、内部に周期的な発熱、不発熱を繰り返す物体な
どを収納した断熱容器の内部温度を、低エネルギ消費の
もとで一定に保つようにすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、外容器と内容器との間に充填材を充填して断
熱層を形成した断熱容器であって、前記断熱層の一部分
に前記充填材を充填しない部分を形成し、この充填材の
非充填部分における低温側の部分に、互いに距離をおい
て積層された複数のふく射カット材にて構成される第１
の部材を配置し、かつ前記充填材の非充填部分における
高温側の部分に、前記ふく射カット材よりもふく射率の
大きな材料にて構成されるとともに、内容器内が一定温
度を越えたときに前記非充填部分の低温側へ変形するこ
とで前記ふく射カット材を押してこれらふく射カット材
どうしを互いに接触させる第２の部材を配置したもので
ある。

【０００７】

【作用】このような構成において、内容器の内部が一定
温度を越えない場合には、第２の部材は実質的には変形
しておらず、第１の部材における複数のふく射カット材
は、互いに距離をおいた状態におかれる。このため、ふ
く射率の大きな材料にて構成される第２の部材からの熱
ふく射が十分にカットされて、充填材の非充填部分も他
の部分と同様のすぐれた断熱性能を発揮する。内容器の
内部が一定温度を越えたときには、第２の部材が非充填
部分の低温側へ変形して複数のふく射カット材を押し、
これらふく射カット材どうしが互いに接触される。する
と、第２の部材はふく射率が大きく、またふく射カット
材は互いに接触されるため、その部分を通る固体伝熱が
増大され、それに応じて容器全体の放散熱量が変化され
ることで、容器内の温度が調節される。

【０００８】

【実施例】図１および図２は、本発明の第１の実施例に
もとづく真空断熱容器を示す。この真空断熱容器は、横
置き式の容器本体11と、この容器本体11の開口部を閉止
する断熱蓋12とを有している。容器本体は二重構造に構
成されて外容器13と内容器14とを有し、これら外容器13
と内容器14との間には、充填材15が充填された真空断熱
層16が形成されている。容器本体11の内部には、発熱体
などからなる高温の収容物（図示せず）が収容される。

【０００９】容器本体11の底部における真空断熱層16の
部分には、充填材を充填していない部分18が形成されて
いる。この非充填部分18は、内容器14の横断面よりもひ
とまわり小さく形成されている。すなわち、容器本体11
の底部において、充填材15は内容器14の外周に対応する
部分にのみ通常の状態で充填されており、この充填材15
の内周側には、非充填部分18を区画するための、井筒状
でしかも大気圧に対し耐圧性のある充填材19が配置され
ている。

【００１０】非充填部分18における低温の外容器側の部
分には、複数のシート状のふく射カット材21を有する第
１の部材22が配置されている。また非充填部分18におけ
る高温の内容器側の部分には、一対の板状体23、24と、
これら板状体23、24どうしを連結するバイメタル25とか
らなる第２の部材26が配置されている。バイメタル25
は、図示のような小形のものが板状体23、24の面に沿っ
て複数設けられ、その一端および他端が、溶接などによ
って板状体23、24に固定されている。

【００１１】第２の部材26における板状体23、24は、ス
テンレス鋼などのふく射率の大きな材料にて構成されて
おり、そのうちの一方の板状体23は、内容器14の底板28
に接した状態で固定されている。これに対し他方の板状
体24は、バイメタル25の熱変形に応じて、非充填部分18
の内部を移動可能である。詳細には、板状体24は、内容
器14内が一定温度以下の場合は、バイメタル25が実質的
な変形を行わないことから板状体23に接近した状態にあ
り、また内容器14内が一定温度を越えた場合には、バイ
メタル25の作用により昇温とともに徐々に板状体23から
離れて外容器13の底部に接近するように移動する。

【００１２】第１の部材22において、各ふく射カット材
21はアルミニウム箔などのふく射をカット可能な材料に
て構成されている。そして隣り合うふく射カット材21ど
うしは、所定長さの複数のひも状体27によって互いに連
結されている。詳細には、各ひも状体27は、その一端が
外容器13に連結されるとともにその他端が板状体24に連
結されることで、これら外容器13から板状体24にわたっ
て配置され、その途中の部分に各ふく射カット材21が等
間隔で連結されるような長さに形成されている。この結
果、バイメタル25が実質的な変形を行わずに板状体24が
板状体23に接近しているときには、ひも状体27が緊張状
態となることで、各ふく射カット材21どうしは、互いに
等しい間隔で離れあった状態に保持されることになる。
なお、図１は、バイメタル25がある程度熱変形して、ひ
も状体27が多少緩んだ状態を示している。

【００１３】ひも状体27は、耐熱性を有するとともに熱
伝導率が小さい材料にて構成されている。たとえば、ガ
ラス繊維やセラミック繊維などのシリカ系無機繊維から
なる糸や、アラミド樹脂製の糸などの耐熱製を有する樹
脂からなる糸や、ステンレス鋼線や鋼線などの金属細線
を、好適な材料として使用可能である。

【００１４】このような構成において、容器本体11の内
容器14の内部が一定温度以下である場合は、バイメタル
25には実質的な熱変形は生じない。このため、内容器14
内の熱は、この内容器の底板28を通過し、ふく射率の大
きな板状体23、24のふく射作用によって第２の部材26を
通過する。しかし、第１の部材22において複数のふく射
カット材21が互いに間隔をおいて接触せずに配置されて
いることから、これらふく射カット材21によってそれ以
上の熱の伝達が阻止される。その結果、この非充填部分
18における所定の断熱性能が確保される。

【００１５】容器本体11の内容器14の内部が一定温度よ
りも高温になった場合には、それに応じてバイメタル25
が徐々に熱変形し、板状体24が外容器13に向けて徐々に
移動される。すると、それに応じて、第１の部材22にお
けるシート状の各ふく射カット材21どうしが互いに接近
するようになる。このとき、各ふく射カット材21は完全
な平面状に形成されているわけではなく、適度の歪みや
しわなどが存在するため、板状体24の移動量に応じて互
いの接触面積が次第に増大するように積層する。また同
様に、ふく射カット材21と板状体24との間、およびふく
射カット材21と外容器13との間においても、互いの接触
面積が増大する。このため、この部分を通る固体伝熱が
増大され、第２の部材26がふく射率の大きな材料からな
る板状体23、24にて構成されて第１の部材よりも高温側
に配置されることで、より効果的にふく射伝熱が行われ
ることとの相乗作用により、容器全体の放散熱量がその
内部温度の上昇の程度に合わせて増大されて、内容器14
内が上記一定温度以下となるように制御される。

【００１６】容器内がかなり高温になると、バイメタル
25の作用によって第１の部材22は完全に圧縮され、各ふ
く射カット材21どうしが全面密着するようになるので、
その放散熱量が最大になり、効率的な熱放散が行われ
る。

【００１７】容器本体11の内部温度が低下すると、バイ
メタル25が元の状態に戻ることで、板状体24は再び内容
器14に接近するように移動する。このとき、各ふく射カ
ット材21は、ひも状体27に引っ張られることで、元通り
の互いに等しい間隔で離れあった状態に戻る。これによ
って、非充填部分18は、元通りの所定の断熱性能を発揮
するにいたる。

【００１８】図３は、本発明の第２の実施例にもとづく
真空断熱容器を示す。ここでは、図１〜図２に示される
第１の実施例に比べて、バイメタル25がやや大形で、そ
の数も少なめに構成されている。

【００１９】次に具体例について説明する。容器本体11
の縦×横の外寸を５００mm×５００mmとし、その奥行き
の外寸を１０００mmとし、真空断熱層16の厚さを４０mm
とした。容器本体11の底部に非充填部分18を形成し、そ
の厚さを同様に４０mmとするとともに、その縦×横の寸
法を４００mm×４００mmとした。低温の外容器13側の第
１の部材22は、５枚のアルミ箔を積層した構成とした。
また高温の内容器14側の第２の部材26における板状材2
3、24は薄肉のステンレス鋼材にて構成し、これら板状
体23、24どうしを長さ２５０mmのバイメタル25で接続し
た。このバイメタル25は、高膨張側材料にＮｉ−Ｃｒ−
Ｆｅ材を用いるとともに、低膨張側材料にＮｉ−Ｆｅ材
を用いたもので、４００℃で変位０を示すとともに、４
００℃から５０℃の温度上昇で４０mmの変位を生じるよ
うにした。

【００２０】このとき、図３に示される真空断熱容器の
内部温度が４００℃から４５０℃に上昇した場合には、
上記変位を生じようとしてバイメタル25がたわみ、これ
により板状体24と外容器13との間でふく射カット材21ど
うしが大きな力で圧縮された。このため、この非充填部
分18の４５０℃における熱通過率を、４００℃のときの
それに比べて１００倍増加させることができた。そし
て、その結果、４５０℃における容器全体の放散熱量
を、４００℃のときの値に比べて４倍に増加させること
ができた。

【００２１】図４は、本発明の第３の実施例にもとづく
真空断熱容器を示す。ここでは、非充填空間18は、容器
本体11の側部に形成されている。また容器本体11の奥行
き方向に複数の非充填空間18が形成され、各非充填空間
18自体は比較的小形に形成されている。

【００２２】図５および図６は、本発明の第４の実施例
にもとづく真空断熱容器を示す。ここでは、バイメタル
25は、ふく射カット材21側に線膨張率の大きな材料が配
置されるとともに、内容器14側に線膨張率の小さな材料
が配置され、非充填部分18にいっぱいに入り込む程度の
長尺に形成されている。そして、この長尺のバイメタル
の一端が板状体23に溶接接合され、その長さ方向の中間
部分が板状体24に溶接接合され、その他端は自由端とし
て構成されている。

【００２３】このバイメタル25は、図６に示す定常状態
から高温の状態に移行すると、図５に示すようにその中
間部分が突出するように山形に熱変形し、その変形量
は、バイメタル25の全長の２分の１、すなわちその一端
から長さ方向の中間部分までの長さに対応したものとな
る。この変形は、板状体24と接合されている箇所すなわ
ちバイメタル25の長さ方向の中間部分を境に、このバイ
メタル25の両側に生じる。このため、上述の各実施例の
場合よりも少ない数のバイメタル25によって、ふく射カ
ット材21どうしを十分に大きな力で圧縮して放散熱量を
十分なものとすることが可能となる。

【００２４】なお、上記実施例においては、板状体23、
24どうしの間にバイメタル25を配置したものを例示した
が、これに代えて、形状記憶合金などの、一定温度以上
で熱変形を行う適宜の材料を使用することができる。

【００２５】また上記実施例においては、容器本体11内
を常温よりも高温に保つ場合について説明したが、常温
よりも低温の一定温度に保とうとする場合に内容器14内
がそれよりもさらに低温側へ越えたときにおいても、同
様に本発明を適用することができる。その場合には、バ
イメタル25における線膨張率の大きな材料と、このバイ
メタル25における線膨張率の小さな材料と、ふく射カッ
ト材21側と、内容器14側とで、その配置を変えるのが好
都合である。内容器14が低温側となるとともに外容器13
が高温側となるので、第１の部材22を内容器14側に配置
するとともに第２の部材26を外容器13側に配置するのが
好都合である。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように本発明によると、充填
材の非充填部分における低温側の部分に、互いに距離を
おいて積層された複数のふく射カット材にて構成される
第１の部材を配置するとともに、その高温側の部分に、
前記ふく射カット材よりもふく射率の大きな材料にて構
成されるとともに、内容器内が一定温度を越えたときに
前記非充填部分の低温側へ変形することで前記ふく射カ
ット材を押してこれらふく射カット材どうしを互いに接
触させる第２の部材を配置したため、一定温度を越えな
い場合は、第１の部材のふく射カット材によって、ふく
射率の大きな材料からなる第２の部材からのふく射をカ
ットして所定の断熱性能を維持できるのみならず、一定
温度を越えた場合には、ふく射カット材の接触によって
その部分を通る固体伝熱を増大でき、それに応じて容器
全体の放散熱量を変化させることができて、容器の内部
温度の制御を、装置の大形化を招くことなしに、しかも
低エネルギ消費のもとで、行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の断熱容器の断面図であ
る。

【図２】図１の断熱容器におけるII−II線に沿った断面
図である。

【図３】本発明の第２の実施例の断熱容器の断面図であ
る。

【図４】本発明の第３の実施例の断熱容器の断面図であ
る。

【図５】本発明の第４の実施例の断熱容器の断面図であ
る。

【図６】図５の断熱容器の動作を説明するための要部の
断面図である。

【符号の説明】

13 外容器 14 内容器 18 非充填部分 21 ふく射カット材 22 第１の部材 25 バイメタル 26 第２の部材

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外容器と内容器との間に充填材を充填し
   て断熱層を形成した断熱容器であって、前記断熱層の一
   部分に前記充填材を充填しない部分を形成し、この充填
   材の非充填部分における低温側の部分に、互いに距離を
   おいて積層された複数のふく射カット材にて構成される
   第１の部材を配置し、かつ前記充填材の非充填部分にお
   ける高温側の部分に、前記ふく射カット材よりもふく射
   率の大きな材料にて構成されるとともに、内容器内が一
   定温度を越えたときに前記非充填部分の低温側へ変形す
   ることで前記ふく射カット材を押してこれらふく射カッ
   ト材どうしを互いに接触させる第２の部材を配置したこ
   とを特徴とする断熱容器。
2. 【請求項２】 第１の部材における各ふく射カット材は
   それぞれシート状体にて構成されており、互いに隣り合
   うシート状体どうしの間に、所定長さのひも状体が設け
   られていることを特徴とする請求項１記載の断熱容器。
3. 【請求項３】 ひも状体は、第２の部材が低温側へ変形
   する前に、低温側容器とふく射カット材との間と、ふく
   射カット材どうしの間と、ふく射カット材と第２の部材
   との間とに互いに距離をおくことができるように、低温
   側容器から第２の部材までの間にわたって設けられてい
   ることを特徴とする請求項２記載の断熱容器。
4. 【請求項４】 第２の部材は、高温の方の容器側の第１
   の板体と、この第１の板体から低温側へ距離をおいて配
   置された第２の板体と、これら第１および第２の板体ど
   うしの間に設置されて熱変形を生じる部材とを有するこ
   とを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記載
   の断熱容器。
5. 【請求項５】 熱変形を生じる部材は、内容器内が一定
   温度を越えたときに低温の方の容器側へ変形するバイメ
   タルと形状記憶合金とのいずれかであることを特徴とす
   る請求項４記載の断熱容器。