JPH07293782A - Heat insulating element - Google Patents
Heat insulating elementInfo
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- JPH07293782A JPH07293782A JP6082145A JP8214594A JPH07293782A JP H07293782 A JPH07293782 A JP H07293782A JP 6082145 A JP6082145 A JP 6082145A JP 8214594 A JP8214594 A JP 8214594A JP H07293782 A JPH07293782 A JP H07293782A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は真空断熱容器などの断熱
体に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat insulating body such as a vacuum heat insulating container.
【0002】[0002]
【従来の技術】外容器と内容器との間に真空断熱層が形
成された真空断熱容器において、容器内に高温の品物を
保管するなどした場合には、それにより内容器が加熱さ
れて熱膨張する。2. Description of the Related Art In a vacuum heat insulating container having a vacuum heat insulating layer formed between an outer container and an inner container, when a high-temperature item is stored in the container, the inner container is heated by the heat. Expands.
【0003】図5は一端に開口部1を有する真空断熱容
器2の要部の断面構造を示す。この真空断熱容器2は外
容器3と内容器4とを有した二重壁構造を有し、開口部
1においては、これら内外の容器3、4の端縁部間がメ
ンブレン5によって互いに連結されている。外容器3と
内容器4との間には、真空断熱層6が形成されている。
外容器3と内容器4とは同一の材料にて形成されてお
り、このため、それらの線膨張係数およびヤング率は互
いに等しく設定されている。FIG. 5 shows a sectional structure of a main part of a vacuum heat insulating container 2 having an opening 1 at one end. The vacuum heat insulating container 2 has a double wall structure having an outer container 3 and an inner container 4, and in the opening 1, the end edges of the inner and outer containers 3 and 4 are connected to each other by a membrane 5. ing. A vacuum heat insulating layer 6 is formed between the outer container 3 and the inner container 4.
The outer container 3 and the inner container 4 are made of the same material, and therefore their linear expansion coefficient and Young's modulus are set to be equal to each other.
【0004】このような真空断熱容器2において、上述
のように内容器4が加熱されると、この内容器4が外容
器3よりも大きく熱膨張し、図6に示すようにその端部
が開口部1側へせり出す。δはそのせり出し量を示す。
その結果、メンブレン5に過大な熱応力が作用して破損
が生じる危険がある。In such a vacuum heat insulating container 2, when the inner container 4 is heated as described above, the inner container 4 thermally expands more than the outer container 3 and its end portion is expanded as shown in FIG. Protrude to the opening 1 side. δ indicates the amount of protrusion.
As a result, there is a risk that excessive thermal stress acts on the membrane 5 to cause damage.
【0005】これに対処するため、従来においては、図
7に示すように応力緩和のためにメンブレン5を多層に
構成したり、図8に示すように内容器4に熱膨張を吸収
するための屈曲部7を形成したり、あるいは図9に示す
ように両者を併用したりするなどの対策がとられてい
る。In order to deal with this, conventionally, as shown in FIG. 7, the membrane 5 is constructed in multiple layers for stress relaxation, or as shown in FIG. 8, the inner container 4 absorbs thermal expansion. Measures are taken such as forming the bent portion 7 or using both as shown in FIG.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、このようにメ
ンブレン5を多層に構成したり、あるいは内容器4に屈
曲部7を形成したりすると、容器2の製造の際に加工工
数が増してコストがかさむという問題点がある。However, if the membrane 5 is formed in multiple layers or the bent portion 7 is formed in the inner container 4 as described above, the number of processing steps is increased when the container 2 is manufactured, and the cost is increased. There is a problem that it is bulky.
【0007】そこで本発明はこのような問題点を解決
し、熱膨張にもとづきメンブレンなどの連結部材に発生
する応力を加工工数の増加を招くことなしに低減し、繰
り返し加熱に対する耐久性を向上させることを目的とす
る。Therefore, the present invention solves such a problem and reduces the stress generated in the connecting member such as the membrane due to the thermal expansion without increasing the number of processing steps and improves the durability against repeated heating. The purpose is to
【0008】[0008]
【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、連結部材を介して互いに連結される一対の壁
体の間に断熱層を形成した断熱体において、一方の壁体
を、他方の壁体よりも線膨張係数が大きくかつヤング率
が小さな材料で形成したものである。In order to achieve this object, the present invention provides a heat insulating body in which a heat insulating layer is formed between a pair of wall bodies connected to each other via a connecting member. It is made of a material having a larger linear expansion coefficient and a smaller Young's modulus than the other wall body.
【0009】本発明の好適な具体例によれば、一対の壁
体が外容器と内容器とによって構成され、これら外容器
と内容器との間に真空断熱層が形成されて真空断熱容器
が構成され、外容器が、内容器よりも線膨張係数が大き
くかつヤング率が小さな材料で形成される。According to a preferred embodiment of the present invention, the pair of walls is composed of an outer container and an inner container, and a vacuum heat insulating layer is formed between the outer container and the inner container to form a vacuum heat insulating container. The outer container is formed of a material having a larger linear expansion coefficient and a smaller Young's modulus than the inner container.
【0010】[0010]
【作用】このような構成によれば、たとえば他方の壁体
が加熱などの温度上昇によって熱膨張したときには、こ
れに対応して一方の壁体の温度もある程度上昇し、この
一方の壁体においても熱膨張が生じる。ところが、一方
の壁体は他方の壁体よりも線膨張係数が大きい材料で構
成されているため、同一材料を用いた場合よりも大きな
割合で熱膨張する。また一方の壁体は他方の壁体よりも
ヤング率が小さいため、他方の壁体の伸びに伴い連結部
材を介して伝達される引張力を受けるときに、同一材料
を用いた場合よりも大きな割合で変形する。このため、
一方の壁体と他方の壁体との変形量の差が小さくなる。
これによって連結部材すなわちメンブレンに発生する応
力が低減され、繰り返し加熱に対する耐久性が向上す
る。また一方の壁体と他方の壁体との材料を適宜に選択
するだけでよく、特別な加工などは必要ないため、加工
工数の増大も発生しない。According to this structure, when the other wall body thermally expands due to a temperature rise such as heating, the temperature of the one wall body also rises to some extent in correspondence with this, and the temperature of the one wall body increases. Also undergoes thermal expansion. However, since the one wall body is made of a material having a larger linear expansion coefficient than the other wall body, the one wall body thermally expands at a rate higher than that when the same material is used. Also, since one wall has a smaller Young's modulus than the other wall, when the tensile force transmitted through the connecting member along with the extension of the other wall is applied, it is larger than that when the same material is used. Deform in proportion. For this reason,
The difference in the amount of deformation between one wall body and the other wall body becomes small.
This reduces the stress generated in the connecting member, that is, the membrane, and improves the durability against repeated heating. Further, since it suffices to appropriately select the materials for the one wall body and the other wall body, and no special processing or the like is required, the number of processing steps does not increase.
【0011】具体的には、外容器と内容器との間に真空
断熱層が形成されることにより真空断熱容器が構成され
る場合には、外容器を、内容器よりも線膨張係数が大き
くかつヤング率が小さな材料で形成すればよい。Specifically, when a vacuum heat insulating container is formed by forming a vacuum heat insulating layer between the outer container and the inner container, the outer container has a larger linear expansion coefficient than the inner container. Moreover, it may be formed of a material having a small Young's modulus.
【0012】[0012]
【実施例】図1は本発明の一実施例の断熱体を示す。こ
の断熱体は、一端に開口部11を有した真空断熱容器12に
て構成されており、この真空断熱容器12は、外容器13と
内容器14とを有している。開口部11においては外容器13
と内容器14との端縁部間がメンブレン15によって互いに
連結されている。外容器13と内容器14との間には、真空
断熱層16が形成されている。開口部11には、図示を省略
した開閉式の断熱蓋が装着される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a heat insulating body according to one embodiment of the present invention. The heat insulator is composed of a vacuum heat insulating container 12 having an opening 11 at one end, and the vacuum heat insulating container 12 has an outer container 13 and an inner container 14. The outer container 13 at the opening 11
The edges of the inner container 14 and the inner container 14 are connected to each other by a membrane 15. A vacuum heat insulating layer 16 is formed between the outer container 13 and the inner container 14. An opening / closing heat insulating lid (not shown) is attached to the opening 11.
【0013】外容器13は、内容器14よりも線膨張係数が
大きく、かつヤング率が小さい材料にて構成されてい
る。すなわち、外容器13と内容器14とについて、線膨張
係数をそれぞれα1、α2とし、またヤング率をそれぞ
れE1、E2とすると、α1>α2、E1<E2とな
る。The outer container 13 is made of a material having a larger linear expansion coefficient and a smaller Young's modulus than the inner container 14. That is, when the linear expansion coefficients of the outer container 13 and the inner container 14 are α1 and α2, respectively, and the Young's modulus is E1 and E2, respectively, α1> α2 and E1 <E2.
【0014】このような構成において、たとえば真空断
熱容器12の内部に高温の品物を格納することで内容器14
の内部が加熱された場合には、それにつれて真空断熱容
器12の外表面すなわち外容器13の温度も上昇する。この
ため、内容器14が内部の加熱によって熱膨張するのに加
えて、外容器13もある程度だけ熱膨張する。このとき、
外容器13は内容器14よりも線膨張係数の大きな材料で構
成されているため、この内容器14よりも大きな割合で熱
膨張する。In such a structure, for example, by storing high-temperature items inside the vacuum heat insulating container 12, the inner container 14
When the inside of the container is heated, the temperature of the outer surface of the vacuum heat insulating container 12, that is, the outer container 13 also rises accordingly. Therefore, in addition to the inner container 14 thermally expanding due to the heating inside, the outer container 13 also thermally expanding to some extent. At this time,
Since the outer container 13 is made of a material having a larger linear expansion coefficient than the inner container 14, the outer container 13 thermally expands at a rate higher than that of the inner container 14.
【0015】また内容器14が熱膨張すると、それに伴
い、メンブレン15を介して外容器13に引張力が伝達され
る。ところが外容器13は内容器14よりもヤング率が小さ
いため、この引張力を受けると内容器14よりも大きな割
合で変形する。When the inner container 14 is thermally expanded, a tensile force is transmitted to the outer container 13 through the membrane 15 accordingly. However, since the outer container 13 has a smaller Young's modulus than the inner container 14, when it receives this tensile force, it deforms at a rate larger than that of the inner container 14.
【0016】このため、内容器14と外容器13との変形量
の差が小さくなり、図2に示される内容器14のせり出し
量δ′は、図6に示される従来のせり出し量δに比べて
小さくなる。このためメンブレン15に発生する応力が小
さくなり、加熱・冷却の繰り返しが行われても、その繰
り返し寿命が長くなる。Therefore, the difference between the deformation amounts of the inner container 14 and the outer container 13 becomes small, and the protrusion amount δ ′ of the inner container 14 shown in FIG. 2 is larger than the conventional protrusion amount δ shown in FIG. Becomes smaller. For this reason, the stress generated in the membrane 15 becomes small, and even if heating and cooling are repeated, the repeated life thereof becomes long.
【0017】具体例を説明すると、たとえば内容器14と
メンブレン15とに厚さ1.0mmのステンレス材(JI
SのSUS304材、ヤング率E2=195×103 M
Pa、線膨張係数α2=16.4×10-6)を使用し、
外容器13に厚さ1.5mmのアルミニウム材(ヤング率
E1=70×103 MPa、線膨張係数α1=23×1
0-6)を使用し、幅を1000mm・高さを800mm
・奥行きを1500mmとし、断熱厚さが30mmとな
るように繊維を充填して真空断熱層16を形成した真空断
熱容器12では、容器内部を300℃に加熱すると、その
外表面の温度は室温に対し約10℃上昇する。この場合
に、有限要素解析の結果によれば、従来のように内外の
容器ともSUS304材を用いた場合に比べ、外容器13
に対する内容器14のせり出し量δ′を0.4mm小さく
することができる。そして、その結果、メンブレン15に
作用する応力の大きさが3/4になり、設計疲労曲線か
ら求められる繰り返し寿命を2倍に向上させることがで
きる。Explaining a concrete example, for example, a stainless steel material (JI
S SUS304 material, Young's modulus E2 = 195 × 10 3 M
Pa, linear expansion coefficient α2 = 16.4 × 10 −6 )
A 1.5 mm thick aluminum material (Young's modulus E1 = 70 × 10 3 MPa, coefficient of linear expansion α1 = 23 × 1)
Using the 0 -6), 800 mm and 1000 mm · height width
-In the vacuum heat insulating container 12 in which the depth is 1500 mm and the vacuum heat insulating layer 16 is formed by filling fibers so that the heat insulating thickness is 30 mm, when the inside of the container is heated to 300 ° C, the temperature of the outer surface becomes room temperature. It rises by about 10 ° C. In this case, according to the result of the finite element analysis, compared with the conventional case where both the inner and outer containers use the SUS304 material, the outer container 13
The amount of protrusion δ ′ of the inner container 14 relative to the inner container 14 can be reduced by 0.4 mm. As a result, the magnitude of the stress acting on the membrane 15 becomes 3/4, and the repeated life obtained from the design fatigue curve can be doubled.
【0018】このようにSUS304材とアルミニウム
材とを接合する場合には、図3および図4に示すように
接合部にクラッド材を用いることなどが適当である。す
なわち、これらの図において、21はSUS304材、22
はアルミニウム材、23はクラッド材である。When joining the SUS304 material and the aluminum material in this way, it is appropriate to use a clad material in the joining portion as shown in FIGS. 3 and 4. That is, in these figures, 21 is SUS304 material, 22
Is an aluminum material, and 23 is a clad material.
【0019】外容器13と内容器14とを構成するのに適し
た材料は、たとえば以下の通りである。すなわち、外容
器13にアルミニウムやアルミニウム合金を用いた場合
や、これに銅や銅合金を用いた場合などにおいては、内
容器13には、炭素鋼やステンレス鋼やインバーやエリン
バーなどを使用することができる。ステンレス鋼として
は、オーステナイト系やフェライト系のものを使用でき
る。また外容器13にオーステナイト系ステンレス鋼を用
いた場合には、内容器14には、炭素鋼やフェライト系ス
テンレス鋼を使用するのが適当である。Materials suitable for forming the outer container 13 and the inner container 14 are, for example, as follows. That is, when using aluminum or an aluminum alloy for the outer container 13, or when using copper or a copper alloy for this, use carbon steel, stainless steel, Invar, Elinvar, etc. for the inner container 13. You can As the stainless steel, austenitic or ferritic stainless steel can be used. When austenitic stainless steel is used for the outer container 13, carbon steel or ferritic stainless steel is suitable for the inner container 14.
【0020】真空断熱容器12をいっそう長寿命にするた
めの手段として、このように外容器13と内容器14との材
質を変えることに加えて、さらに図7〜9に示される構
成を併用することもできる。As a means for further prolonging the life of the vacuum heat insulating container 12, in addition to changing the materials of the outer container 13 and the inner container 14 as described above, the configurations shown in FIGS. You can also
【0021】上記実施例においては真空断熱容器12の内
部が高温の品物の格納によって加熱される場合を説明し
たが、低温の品物の格納によって冷却される場合にも同
様に本発明を適用することができる。また真空断熱容器
12のみならず、一般の断熱容器にも本発明を適用可能で
ある。また本発明は、容器状の断熱体以外の、たとえば
パネル状の断熱体などにも適用することができる。In the above embodiment, the case where the inside of the vacuum heat insulating container 12 is heated by storing the high temperature item has been described, but the present invention is similarly applied to the case where the inside of the vacuum heat insulating container 12 is cooled by storing the low temperature item. You can Also a vacuum insulation container
The present invention can be applied to not only 12 but also general heat insulating containers. Further, the present invention can be applied to, for example, a panel-shaped heat insulator other than the container-shaped heat insulator.
【0022】[0022]
【発明の効果】以上述べたように本発明によると、連結
部材を介して互いに連結される一対の壁体の間に断熱層
を形成した断熱体における一方の壁体を、他方の壁体よ
りも線膨張係数が大きくかつヤング率が小さな材料で形
成したため、前記他方の壁体が加熱されるなどして熱膨
張した場合に、一方の壁体に対する他方の壁体のせり出
し量を小さくすることができ、このため連結部材に発生
する応力を加工工数の増加を招くことなしに低減でき、
そのため繰り返し加熱に対する耐久性を向上させること
ができる。As described above, according to the present invention, one wall body of a heat insulating body in which a heat insulating layer is formed between a pair of wall bodies connected to each other via a connecting member is more preferable than the other wall body. Since it is made of a material having a large linear expansion coefficient and a small Young's modulus, when the other wall body is heated and thermally expanded, the amount of protrusion of the other wall body relative to the other wall body should be reduced. Therefore, the stress generated in the connecting member can be reduced without increasing the number of processing steps,
Therefore, durability against repeated heating can be improved.
【図1】本発明の一実施例の断熱体としての真空断熱容
器の概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a vacuum heat insulating container as a heat insulating body according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1における要部が熱膨張した様子を示す拡大
図である。FIG. 2 is an enlarged view showing a state where a main part in FIG. 1 thermally expands.
【図3】図1における外容器と内容器との接合部分の一
例を示す詳細図である。FIG. 3 is a detailed view showing an example of a joint portion between the outer container and the inner container in FIG.
【図4】図1における外容器と内容器との接合部分の他
の例を示す詳細図である。FIG. 4 is a detailed view showing another example of the joint portion between the outer container and the inner container in FIG.
【図5】従来の真空断熱容器の要部の概略断面図であ
る。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a main part of a conventional vacuum heat insulating container.
【図6】図5に示された部分が熱膨張した様子を示す図
である。FIG. 6 is a diagram showing a state where the portion shown in FIG. 5 is thermally expanded.
【図7】従来の真空断熱容器のメンブレンに発生する応
力を低減するための一構成例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a configuration example for reducing stress generated in a membrane of a conventional vacuum heat insulating container.
【図8】従来の真空断熱容器のメンブレンに発生する応
力を低減するための他の構成例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing another configuration example for reducing the stress generated in the membrane of the conventional vacuum heat insulating container.
【図9】従来の真空断熱容器のメンブレンに発生する応
力を低減するためのさらに他の構成例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing still another configuration example for reducing the stress generated in the membrane of the conventional vacuum heat insulating container.
13 外容器 14 内容器 15 メンブレン 16 真空断熱層 13 Outer container 14 Inner container 15 Membrane 16 Vacuum insulation layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森本 眞布 兵庫県尼崎市大浜町2丁目26番地 株式会 社クボタ武庫川製造所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Morimoto Makoto 2-26 Ohama-cho Amagasaki City Hyogo Prefecture Kubota Mukogawa Works
Claims (3)
の壁体の間に断熱層を形成した断熱体であって、一方の
壁体を、他方の壁体よりも線膨張係数が大きくかつヤン
グ率が小さな材料で形成したことを特徴とする断熱体。1. A heat insulator in which a heat insulating layer is formed between a pair of wall bodies connected to each other via a connecting member, wherein one wall body has a larger linear expansion coefficient than the other wall body. A heat insulator characterized by being formed of a material having a small Young's modulus.
構成され、これら外容器と内容器との間に真空断熱層が
形成されて真空断熱容器が構成され、外容器が、内容器
よりも線膨張係数が大きくかつヤング率が小さな材料で
形成されていることを特徴とする請求項1記載の断熱
体。2. A pair of walls is composed of an outer container and an inner container, a vacuum heat insulating layer is formed between the outer container and the inner container to form a vacuum heat insulating container, and the outer container is the inner container. The heat insulator according to claim 1, wherein the heat insulator is made of a material having a larger linear expansion coefficient and a smaller Young's modulus.
容器はその一端が開口しており、連結部材は、開口部に
おいて外容器の端縁部と内容器の端縁部とを連結するメ
ンブレンにて構成されていることを特徴とする請求項2
記載の断熱体。3. A vacuum heat insulating container constituted by an outer container and an inner container is open at one end, and a connecting member connects the end edge portion of the outer container and the end edge portion of the inner container at the opening. 3. The membrane according to claim 2, wherein
Insulated body described.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6082145A JPH07293782A (en) | 1994-04-21 | 1994-04-21 | Heat insulating element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6082145A JPH07293782A (en) | 1994-04-21 | 1994-04-21 | Heat insulating element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07293782A true JPH07293782A (en) | 1995-11-10 |
Family
ID=13766270
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6082145A Pending JPH07293782A (en) | 1994-04-21 | 1994-04-21 | Heat insulating element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07293782A (en) |
-
1994
- 1994-04-21 JP JP6082145A patent/JPH07293782A/en active Pending
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