(57)【要約】【課題】断熱性および耐熱性を確保しつつ、設置スペースの削減を図ることのできる断熱構造を提供する。【解決手段】被保温部２には、第一断熱材３を介して第二断熱材４が設けられる。第一断熱材３は、第二断熱材４よりも耐熱性に優れた材料からなる。第二断熱材４は、第一断熱材３よりも断熱性に優れた材料からなる。第一断熱材３は、被保温部２の温度よりも耐熱温度が高い材料から形成され、第一断熱材３の外面における温度が第二断熱材４の耐熱温度以下になるように、第一断熱材３の厚さが設定される。【選択図】図１
2014139467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被保温部からの放熱を防止するための断熱構造であって、
前記被保温部には、第一断熱材を介して第二断熱材が設けられ、
前記第一断熱材は、前記第二断熱材よりも耐熱性に優れた材料からなり、
前記第二断熱材は、前記第一断熱材よりも断熱性に優れた材料からなる
ことを特徴とする断熱構造。
【請求項２】
前記第一断熱材は、前記被保温部の温度よりも耐熱温度が高い材料から形成され、前記第一断熱材の外面における温度が前記第二断熱材の耐熱温度以下になるように、前記第一断熱材の厚さが設定される
ことを特徴とする請求項１に記載の断熱構造。
【請求項３】
前記第一断熱材は、エアロジェル断熱材であり、
前記第二断熱材は、ウレタンフォームである
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の断熱構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被保温部からの放熱を防止するための断熱構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
グラスウール、ロックウールまたはケイ酸カルシウムからなる断熱材は、ウレタンフォームなどに比べ断熱性が低く、厚さが必要となり設置スペースが大きくなる。一方、ウレタンフォームや真空断熱材は、断熱性に優れるので設置スペースを小さくできるが、耐熱温度が１００℃程度と比較的低く、ボイラや蒸気配管の断熱には使用できない。また、エアロジェル断熱材は、断熱性および耐熱性の双方を備えるが、コストが高く、従来の断熱材の代替としては使用しにくい。
【０００３】
その他、従来、下記特許文献１に開示されるように、第一保温材（２０）と第二保温材（３０）とにより、断熱を図ることは公知である。但し、断熱性および耐熱性の双方を考慮した適切な断熱材の組合せを実現する上で、改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１３７４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、断熱性および耐熱性を確保しつつ、設置スペースの削減を図ることのできる断熱構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、被保温部からの放熱を防止するための断熱構造であって、前記被保温部には、第一断熱材を介して第二断熱材が設けられ、前記第一断熱材は、前記第二断熱材よりも耐熱性に優れた材料からなり、前記第二断熱材は、前記第一断熱材よりも断熱性に優れた材料からなることを特徴とする断熱構造である。
【０００７】
断熱性に優れた材料を用いれば、断熱材の厚さを薄くできることになるが、耐熱温度が低い場合がある。ところが、請求項１に記載の発明によれば、耐熱性に優れた第一断熱材を介して、断熱性に優れた第二断熱材を設置することで、耐熱温度の問題を解消しつつ、コンパクトに断熱性を確保することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記第一断熱材は、前記被保温部の温度よりも耐熱温度が高い材料から形成され、前記第一断熱材の外面における温度が前記第二断熱材の耐熱温度以下になるように、前記第一断熱材の厚さが設定されることを特徴とする請求項１に記載の断熱構造である。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、第一断熱材および第二断熱材の双方をそれぞれの耐熱温度以下で使用しつつ、断熱性に優れた第二断熱材により、断熱材の設置スペースの削減を図ることができる。
【００１０】
さらに、請求項３に記載の発明は、前記第一断熱材は、エアロジェル断熱材であり、前記第二断熱材は、ウレタンフォームであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の断熱構造である。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、断熱性には優れるが耐熱性に劣るウレタンフォームを用いる場合、被保温部とウレタンフォームとの間に、耐熱性に優れたエアロジェル断熱材を介在させることで、ウレタンフォームの耐熱性の問題を解消しつつ、ウレタンフォームにより省スペースで断熱を図ることができる。しかも、コストが高いエアロジェル断熱材だけを用いた場合と比較して、低コストに施工することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、断熱性および耐熱性を確保しつつ、設置スペースの削減を図ることのできる断熱構造を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の断熱構造の一実施例を示す概略断面図である。
【図２】断熱材厚さと年間総費用との関係の一例を示す概略図である。
【図３】断熱材厚さと放熱量との関係の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の断熱構造の一実施例を示す概略断面図である。
【００１５】
本発明の断熱構造１は、被保温部２からの放熱を防止するための複合断熱材である。被保温部２は、特に問わないが、たとえば、ボイラの缶体や、ボイラからの蒸気配管である。本実施例では、被保温部２は、流体が通されるパイプとされ、このパイプ内には、パイプ外よりも高温の液体および／または気体が通される。なお、被保温部２は、図示例では円形であるが、これに限定されないのは言うまでもない。
【００１６】
被保温部２には、本実施例の断熱構造１として、第一断熱材３を介して第二断熱材４が設けられる。
【００１７】
第一断熱材３は、第二断熱材４よりも耐熱性に優れた材料からなる。つまり、第一断熱材３の耐熱温度は、第二断熱材４の耐熱温度よりも高い。
【００１８】
第二断熱材４は、第一断熱材３よりも断熱性に優れた材料からなる。つまり、第二断熱材４の熱伝導率は、第一断熱材３の熱伝導率よりも低い。
【００１９】
第一断熱材３と第二断熱材４との組合せは、適宜に設定されるが、好ましい一例として、第一断熱材３はエアロジェル断熱材であり、第二断熱材４はウレタンフォームである。但し、第一断熱材３と第二断熱材４との組合せは、これに限定されるものではなく、たとえば、第一断熱材３がグラスウール、第二断熱材４が真空断熱材であってもよい。
【００２０】
いずれにしても、第一断熱材３は、被保温部２の外面の温度よりも耐熱温度が高い材料から形成される。また、第一断熱材３の外面における温度が第二断熱材４の耐熱温度以下になるように、第一断熱材３の厚さが設定される。
【００２１】
これにより、第一断熱材３および第二断熱材４の双方をそれぞれ耐熱温度以下で使用しつつ、断熱性に優れた第二断熱材４により、断熱材の設置スペースの削減を図ることができる。なお、第二断熱材４は第一断熱材３よりも断熱性に優れるので（言い換えれば薄く施工できるので）、第一断熱材３の外面における温度が第二断熱材４の耐熱温度以下となる限りにおいて、第一断熱材３の厚さは薄いほど、全体として省スペースで断熱材を施工することができることになる。
【００２２】
たとえば、ウレタンフォームは、断熱性に優れるため、所期の断熱性能を確保する上で、断熱材の厚さを薄くして使用できるが、耐熱性に劣り、被保温部２がボイラや蒸気配管のように比較的高温（たとえば１５０℃以上）の場合には使えない。そのような場合、被保温部２とウレタンフォーム（第二断熱材４）との間に、耐熱性に優れたエアロジェル断熱材（第一断熱材３）を介在させることで、ウレタンフォームの耐熱性の問題を解消しつつ、ウレタンフォームにより省スペースで断熱を図ることができる。その際、ウレタンフォームの温度が使用上限温度を超えないように、エアロジェル断熱材の厚さを決めればよいことになる。しかも、コストが高いエアロジェル断熱材だけを用いた場合と比較して、低コストに施工することができる。このようにして、断熱性や耐熱性を確保しつつ、省スペースで低コストに施工することができる。
【００２３】
図２は、蒸気配管（１００Ａ）に対してある条件を仮定して、断熱材厚さと年間総費用との関係の一例を示す概略図である。横軸として示す断熱材厚さを増すほど（つまり右側へ行くに従って）、放熱は下がるが、断熱材のコストがかかることになる。縦軸として示す年間総費用は、配管の単位長さ当たりの年間コストであり、断熱材の材料費の他、放熱を燃料費として算出している。
【００２４】
図中、線ａはロックウール、線ｂはグラスウール、線ｃはマイクロサーム、線ｄはパイロブランケット、線ｅはエアロジェル断熱材、線ｆおよび線ｇはグラスウール（第一断熱材）とウレタン（第二断熱材）との組合せ（条件が異なる）、線ｈはエアロジェル（第一断熱材）とウレタン（第二断熱材）との組合せを示している。
【００２５】
いずれの断熱材も、概ね下に凸の曲線を描くことになり、各曲線の最下点（年間総費用が最少となる点）における断熱材厚さを採用することで、最も低コストに断熱を図ることができることになる。
【００２６】
たとえば、エアロジェル断熱材を単独で用いた場合（ｅ）、最下点のコストは４０６２円／ｍ年であるが、ウレタンと組み合わせることで（ｈ）３４７３円／ｍ年に下げることができる（数値は図３より）。なお、エアロジェルとウレタンの各厚さは、ウレタンの耐熱温度を考慮して、前述した手法により、コストの高いエアロジェルの使用を最小限とした形で設定するのがコスト面からはよい。
【００２７】
一方、図３は、図２と同様の条件で、断熱材厚さと放熱量（配管の単位長さ当たりの放熱量）との関係の一例を示す概略図である。図３中の各線ａ〜ｈ（但しｆ省略）は、図２中の各線ａ〜ｈと対応した断熱材を示しており、丸で囲んだ箇所が、図２における前記最下点と対応する。
【００２８】
図３では、横軸と平行に左側へ行くほど、同じ放熱量で断熱材の厚さを薄くできることになる。また、下方へ行くほど放熱量が減るので、有効な断熱を図ることができることになる。さらに、各曲線上、丸で囲んだ箇所に近いほど、その断熱材を用いた場合のコストを低減できることになる。
【００２９】
このように、検討対象の断熱材やその組合せについて、断熱材厚さと放熱量との関係を明らかにし、同じ放熱量なら断熱材厚さの小さくなる断熱材の組合せを採用し、同じ断熱材厚さなら放熱量の少ない断熱材の組合せを採用し、その際、コスト最下点付近で使用するよう設計するのが好ましい。
【００３０】
本発明の断熱構造１は、前記実施例の構成に限らず、適宜変更可能である。たとえば、前記実施例では第一断熱材３と第二断熱材４とを用いたが、これ以外の断熱材をさらに同様の手法で組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１  断熱構造
２  被保温部
３  第一断熱材
４  第二断熱材
【図１】
2014139467.tif 000003
【図２】
2014139467.tif 000004
【図３】
2014139467.tif 000005