(57)【要約】      （修正有）【課題】球状をなす断熱対象物を被覆可能で断熱性に優れた断熱体を提供する。【解決手段】断熱体は、対向配置した第１および第２パネル部材間の空間を真空排気した三角形状をなす多数の真空断熱パネル１３Ａ，１３Ｂを設け、各真空断熱パネル１３Ａ，１３Ｂを連結して形成される。具体的には、第１辺から第３辺の寸法が同一の正三角形状をなす第１真空断熱パネル１３Ａと、第１辺から第３辺のうち、第１辺および第２辺の寸法が同一かつ第３辺二等辺三角形状であり、第３辺または第１および第２辺が、第１真空断熱パネル１３Ａのの寸法と同一の第２真空断熱パネル１３Ｂとを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
球状をなす断熱対象物の外表面を被覆する断熱体であって、
対向配置した第１および第２パネル部材の間の空間部を真空排気した三角形状をなす多数の真空断熱パネルを設け、前記各真空断熱パネルを連結して形成されることを特徴とする断熱体。
【請求項２】
前記真空断熱パネルは、
第１辺から第３辺の寸法が同一の正三角形状をなす第１真空断熱パネルと、
第１辺から第３辺のうち、第１辺および第２辺の寸法が同一かつ第３辺の寸法が異なる二等辺三角形状であり、前記第３辺の寸法または前記第１辺と前記第２辺の寸法が、前記第１真空断熱パネルの第１から第３辺の寸法と同一の第２真空断熱パネルと、
を備え、前記第１および第２真空断熱パネルの同一寸法の各辺を連結して形成されることを特徴とする請求項１に記載の断熱体。
【請求項３】
前記真空断熱パネルは、切頂多面体の各面を三角形状に区画して形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の断熱体。
【請求項４】
前記真空断熱パネルの側面は、下方から上方に向けて外側に拡がっていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の断熱体。
【請求項５】
前記真空断熱パネルは、各頂部に前記断熱対象物に突設した支柱を配置するための面取部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の断熱体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、球状をなす断熱対象物の断熱のための断熱体に関する。
【背景技術】
【０００２】
球状タンク等の断熱対象物用の断熱体が特許文献１に記載されている。この断熱体は、一定の形状と大きさの断熱パネルを一種類だけ所要枚数用意することで、断熱対象物を被覆している。各断熱パネルは、外面側からみた平面形状が正三角形に近似の三角形であり、各辺（面）が断熱対象物の外径に従って湾曲している。金型を使用し、ポリスチレンの型内発泡により成形される。しかし、発泡材からなる断熱パネルの断熱性能は低いため、改善の必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２９１３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、球状をなす断熱対象物を被覆可能で断熱性に優れた断熱体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、本発明の断熱体は、球状をなす断熱対象物の外表面を被覆する断熱体であって、対向配置した第１および第２パネル部材の間の空間部を真空排気した三角形状をなす多数の真空断熱パネルを設け、前記各真空断熱パネルを連結して形成される。
【０００６】
この断熱体は、断熱対象物の外表面を多数の真空断熱パネルで被覆するため、高い断熱性能を確保できる。また、三角形状をなす多数の真空断熱パネルを連結して構成するため、各真空断熱パネルは断熱対象物の曲面に沿った形状にする必要がなく、構成が簡素である。よって、容易に製造でき、確実に実施可能である。
【０００７】
この断熱体では、前記真空断熱パネルは、第１辺から第３辺の寸法が同一の正三角形状をなす第１真空断熱パネルと、第１辺から第３辺のうち、第１辺および第２辺の寸法が同一かつ第３辺の寸法が異なる二等辺三角形状であり、前記第３辺の寸法または前記第１辺と前記第２辺の寸法が、前記第１真空断熱パネルの第１から第３辺の寸法と同一の第２真空断熱パネルと、を備え、前記第１および第２真空断熱パネルの同一寸法の各辺を連結して形成される。具体的には、前記真空断熱パネルは、切頂多面体の各面を三角形状に区画して形成される。このようにすれば、正三角形状をなす第１真空断熱パネルと二等辺三角形状をなす第２真空断熱パネルの２種により構成できるため、製造コストの増大を抑えることができる。
【０００８】
前記真空断熱パネルの側面は、下方から上方に向けて外側に拡がっていることが好ましい。このようにすれば、隣接配置する真空断熱パネル間に生じる隙間をなくし、断熱性能を更に高めることができる。
【０００９】
また、前記真空断熱パネルは、各頂部に前記断熱対象物に突設した支柱を配置するための面取部を有することが好ましい。このようにすれば、多数の真空断熱パネルを断熱対象物の外面の所定位置に配置し、確実に固定することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の断熱体は、断熱対象物を真空断熱パネルで被覆するため、高い断熱性能を確保できる。また、各真空断熱パネルは断熱対象物の曲面に沿った形状にする必要がないため、容易に製造でき、確実に実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の断熱体の構成を示す概略斜視図。
【図２】真空断熱パネルの連結状態を示す展開図。
【図３】（Ａ）は第１真空断熱パネルを示す平面図、（Ｂ）は第２真空断熱パネルを示す平面図。
【図４】真空断熱パネルの連結状態を示す断面図。
【図５】（Ａ）は第１パネル部材の展開図、（Ｂ）は加工後の第１パネル部材の断面図。
【図６】（Ａ）は第２パネル部材の展開図、（Ｂ）は加工後の第２パネル部材の断面図。
【図７】第２真空断熱パネルの変形例を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係る断熱体１０を示す。この断熱体１０は、三角形状をなす多数の真空断熱パネルを連結することにより形成される。具体的には、第１および第２真空断熱パネル１３Ａ，１３Ｂの２種を多数組み合わせて形成される。球状タンク等の断熱対象物１の外径に応じた切頂多面体とし、各面１１，１２を更に区画した三角形状に各真空断熱パネル１３Ａ，１３Ｂが形成される。
【００１４】
図１および図２に示すように、断熱体１０は、正六角形状をなす２０個の第１面１１と正五角形状をなす１２個の第２面１２とからなる切頂二十面体である。第１面１１は、正三角形状をなすように更に区画され、６枚の第１真空断熱パネル１３Ａで構成される。第２面１２は、二等辺三角形状をなすように更に区画され、５枚の第２真空断熱パネル１３Ｂで構成される。
【００１５】
図３（Ａ）に示すように、第１真空断熱パネル１３Ａは、外周部に位置する第１辺１４ａから第３辺１４ｃの寸法ＬＡ１，ＬＡ２，ＬＡ３が同一の平面視正三角形状である（ＬＡ１＝ＬＡ２＝ＬＡ３）。図３（Ｂ）に示すように、第２真空断熱パネル１３Ｂは、外周部に位置する第１から第３辺１５ａ〜１５ｃのうち、第１および第２辺１５ａ，１５ｂの寸法ＬＢ１，ＬＢ２が同一で、第３辺１５ｃの寸法ＬＢ３が異なる平面視二等辺三角形状である（ＬＢ１＝ＬＢ２≠ＬＢ３）。具体的には、第３辺１５ｃの寸法ＬＢ３は、第１および第２辺１５ａ，１５ｂの寸法ＬＢ１，ＬＢ２より長い（ＬＢ１＝ＬＢ２＜ＬＢ３）。なお、本実施形態の第２真空断熱パネル１３Ｂは、第３辺１５ｃと第１辺１５ａとのなす角αおよび第３辺１５ｃと第２辺１５ｂとのなす角βを５７度とし、第１辺１５ａと第２辺１５ｂとのなす角γを７２度としている。
【００１６】
第１真空断熱パネル１３Ａの各第１辺１４ａ〜１４ｃの寸法ＬＡ１，ＬＡ２，ＬＡ３と、第２真空断熱パネル１３Ｂの第３辺１５ｃの寸法ＬＢ３とは、同一に形成されている。但し、本実施形態では、各真空断熱パネル１３Ａ，１３Ｂの各頂部に断熱対象物１に突設した支柱２を配置するための面取部１６Ａ，１６Ｂが形成されている。この面取部１６Ａ，１６Ｂの形成誤差を考慮すると、寸法ＬＡ１，ＬＡ２，ＬＡ３と寸法ＬＢ３とは実質的に同一である。即ち、本発明での同一とは、隙間で生じない程度の実質的同一を含む。
【００１７】
図４に示すように、各真空断熱パネル１３Ａ，１３Ｂは、対向配置された第１パネル部材１７Ａ，１７Ｂおよび第２パネル部材２０Ａ，２０Ｂと、これらの間に形成される空間部２６Ａ，２６Ｂに配設したコア材２７Ａ，２７Ｂとを備えている。空間部２６Ａ，２６Ｂは真空排気されている。
【００１８】
図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、第１パネル部材１７Ａ，１７Ｂは、肉厚0.2〜1.0ｍｍの薄いステンレス（ＳＵＳ３０４）板により形成され、断熱対象物１側に配置される。一点鎖線で示す三角形状の外周縁には、外向きに拡がった台形状の側壁部１８Ａ，１８Ｂが連設されている。外周縁の頂（角）部には面取り縁が形成され、各面取り縁に面取壁部１９Ａ，１９Ｂが連設されている。各壁部１８Ａ，１８Ｂ，１９Ａ，１９Ｂを屈曲させて各側縁を接合することにより、下方から上方に向けて外側に拡がった側面が形成される。また、面取壁部１９Ａ，１９Ｂの外側に、支柱２を配置するための面取部１６Ａ，１６Ｂが形成される。
【００１９】
図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、第２パネル部材２０Ａ，２０Ｂは、第１パネル部材１７Ａ，１７Ｂと同様に、肉厚0.2〜1.0ｍｍの薄いステンレス（ＳＵＳ３０４）板により形成され、大気側に配置される。内部には、三角形状をなすように下向きに窪む凹部２１Ａ，２１Ｂが深絞り加工等により形成されている。凹部２１Ａ，２１Ｂの外周に形成された内壁部２２Ａ，２２Ｂは、組立状態で第１パネル部材１７Ａ，１７Ｂの側壁部１８Ａ，１８Ｂに対して平行に位置する。一点鎖線で示す三角形状の外周縁には外壁部２３Ａ，２３Ｂが連設され、これらを屈曲させて各側縁を接合することにより、第１パネル部材１７Ａ，１７Ｂの側壁部１８Ａ，１８Ｂの内側に重畳される側面が形成される。
【００２０】
図４に示すように、第１パネル部材１７Ａ，１７Ｂの内部に第２パネル部材２０Ａ，２０Ｂを配置し、重畳した側壁部１８Ａ，１８Ｂと外壁部２３Ａ，２３Ｂとを封止することにより一体化される。封止は、シーム溶接等の圧着接合またはＴＩＧ溶接等の突き合わせ溶接、ＭＩＧブレージング等によって行われる。また、図４中薄墨を付した封止部２４Ａ，２４Ｂには、隣接配置される真空断熱パネル１３Ａ，１３Ｂをボルト止めして連結するための連結孔２５Ａ，２５Ｂが形成される。
【００２１】
なお、パネル部材１７Ａ，１７Ｂ，２０Ａ，２０Ｂはステンレスに限られず、鉄やチタン等の金属板であってもよく、必要とされる耐熱温度に応じて変更が可能である。しかも、第１外装パネル部材１７Ａ，１７Ｂと第２パネル部材２０Ａ，２０Ｂとで異なる金属材料のものを使用してもよい。勿論、使用目的に応じた耐熱温度が得られるならば、樹脂により構成してもよい。
【００２２】
第１パネル部材１７Ａ，１７Ｂと第２パネル部材２０Ａ，２０Ｂとの間の空間部２６Ａ，２６Ｂには、コア材２７Ａ，２７Ｂと、輻射伝熱を防止するための金属箔（銅箔）２８Ａ，２８Ｂと、完成後に発生したガスを吸引して真空度を維持するためのゲッター（図示せず）とが配設される。コア材２７Ａ，２７Ｂは、ガラス繊維、セラミック繊維、カーボン繊維等の織布又は不織布、あるいは、マイカ板、セラミックウール、セラミックボード等が使用される。金属箔２８Ａ，２８Ｂは、コア材２７Ａ，２７Ｂの間に挟み込んだ状態で配設される。
【００２３】
本実施形態では、第２パネル部材２０Ａ，２０Ｂの中央に排気部２９が形成されている。排気部２９は、内部に連通する円形状の排気孔３０と、排気孔３０に接合したチップ管３１とを備える。チップ管３１には図示しない排気装置が接続され、空間部２６Ａ，２６Ｂが予め規定した真空度になるように真空排気される。真空排気により規定の真空度に達し、リークが無いことが確認されると、封止して不要部分が切断される。
【００２４】
このように形成された真空断熱パネル１３Ａ，１３Ｂは、断熱対象物１に対して接線方向に延びる平面部３２Ａ，３２Ｂと、平面部３２Ａ，３２Ｂに対して下方から上方に向けて外側へ傾斜して延びる側面部３３Ａ，３３Ｂとが形成される。側面部３３Ａ，３３Ｂは、断熱対象物１に対して径方向外向きに突出した状態をなし、その突出端部の高さが、平面部３２Ａ，３２Ｂの高さより高い。この側面部３３Ａ，３３Ｂの高さ設定により、隣接配置された真空断熱パネル１３Ａ，１３Ｂ間にはコア材２７Ａ，２７Ｂが配設されない部分が存在するが、伝熱に関する延面距離を確保できるため、断熱性能の低下を抑えることができる。
【００２５】
真空断熱パネル１３Ａ，１３Ｂを用いて断熱体１０を形成する場合、まず、第１面１１および第２面１２の各頂部に位置するように断熱対象物１の外表面に支柱２を配設するとともに、各面１１，１２の中心に位置するように支柱２を配設する。
【００２６】
ついで、図２に示すように、各支柱２に面取部１６Ａ，１６Ｂが位置するように真空断熱パネル１３Ａ，１３Ｂを配置する。この際、２種の真空断熱パネル１３Ａ，１３Ｂの同一寸法の辺１４ａ〜１４ｃ，１５ｃおよび辺１５ａ，１５ｂを隣接配置する。
【００２７】
ついで、隣接した真空断熱パネル１３Ａ，１３Ｂの連結孔２５Ａ，２５Ｂにボルトを通し、ナットで締め付けて連結する。全ての面１１，１２に真空断熱パネル１３Ａ，１３Ｂを配設することにより、図１に示すように、球状をなす断熱対象物１の外表面を被覆した断熱体１０を構成できる。
【００２８】
最後に、真空断熱パネル１３Ａ，１３Ｂの封止部２４Ａ，２４Ｂから突出する支柱２の先端を加締め、真空断熱パネル１３Ａ，１３Ｂの脱落防止を図る。なお、この支柱２の加締め作業は、支柱２の外周部に全ての真空断熱パネル１３Ａ，１３Ｂが配設された時点で行ってもよい。
【００２９】
この断熱体１０は、断熱対象物１の外表面を多数の真空断熱パネル１３Ａ，１３Ｂで被覆するため、高い断熱性能を確保できる。また、正三角形状をなす第１真空断熱パネル１３Ａと二等辺三角形状をなす第２真空断熱パネル１３Ｂの２種からなるため、製造コストの増大を抑えることができる。さらに、各真空断熱パネル１３Ａ，１３Ｂは、断熱対象物１の曲面に沿った形状にすることなく、平面部３２Ａ，３２Ｂと側面部３３Ａ，３３Ｂとからなる簡素な構成であるため、容易に製造でき、確実に実施可能である。
【００３０】
また、側面部３３Ａ，３３Ｂは、下方から上方に向けて外側に拡がった傾斜面としているため、隣接配置する第１真空断熱パネル１３Ａ，１３Ａ間、第２真空断熱パネル１３Ｂ，１３Ｂ間、および、第１および第２真空断熱パネル１３Ａ，１３Ｂ間に隙間が生じることを防止できる。よって、断熱性能を更に高めることができる。さらに、各真空断熱パネル１３Ａ，１３Ｂの各頂部に面取部１６Ａ，１６Ｂを設け、この面取部１６Ａ，１６Ｂに位置するように支柱２を断熱対象物１に配設しているため、多数の真空断熱パネル１３Ａ，１３Ｂを断熱対象物１の外表面の所定位置に確実に配置し、固定することができる。
【００３１】
図７は第２真空断熱パネル１３Ｂの変形例を示す。この変形例では、第３辺１５ｃと第１辺１５ａとのなす角αおよび第３辺１５ｃと第２辺１５ｂとのなす角βを５５．５８度とし、第１辺１５ａと第２辺１５ｂとのなす角γを６８．８４度としている。これにより、第１および第２辺１５ａ，１５ｂの寸法ＬＢ１，ＬＢ２を、第１実施形態より長くしている。このようにすれば、断熱体１０を更に断熱対象物１に近似した球状にすることができる。
【００３２】
なお、本発明の断熱体１０は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【００３３】
例えば、前記実施形態の２種の真空断熱パネル１３Ａ，１３Ｂは、切頂二十面体の各面１１，１２を構成する正三角形状および二等辺三角形状に形成したが、切頂八面体や切頂十二面体の各面を構成する正三角形状および二等辺三角形状に形成してもよい。この場合（切頂八面体の場合）、前記実施形態では、第２真空断熱パネル１３Ｂの第３辺１５ｃの寸法ＬＢ３を、第１真空断熱パネル１３Ａの各第１辺１４ａ〜１４ｃの寸法ＬＡ１，ＬＡ２，ＬＡ３と実質的に同一に形成したが、第２真空断熱パネル１３Ｂの第１および第２辺１５ａ，１５ｂの寸法ＬＢ１，ＬＢ２を、寸法ＬＡ１，ＬＡ２，ＬＡ３と実質的に同一に形成する。
【００３４】
また、前記実施形態では、切頂多面体の各面を等しい三角形状に区画したが、正多面体の各面を三角形状に区画してもよいうえ、球状をなす断熱対象物１を三角形状をなすように幾何学的に区画してもよい。勿論、真空断熱パネルは正三角形状や二等辺三角形状に限定されず、直角三角形状またはその他の三角形状としてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１…断熱対象物
２…支柱
１０…断熱体
１１…第１面
１２…第２面
１３Ａ，１３Ｂ…真空断熱パネル
１４ａ…第１真空断熱パネルの第１辺
１４ｂ…第１真空断熱パネルの第２辺
１４ｃ…第１真空断熱パネルの第３辺
１５ａ…第２真空断熱パネルの第１辺
１５ｂ…第２真空断熱パネルの第２辺
１５ｃ…第２真空断熱パネルの第３辺
１６Ａ，１６Ｂ…面取部
１７Ａ，１７Ｂ…第１パネル部材
１８Ａ，１８Ｂ…側壁部
１９Ａ，１９Ｂ…面取壁部
２０Ａ，２０Ｂ…第２パネル部材
２１Ａ，２１Ｂ…凹部
２２Ａ，２２Ｂ…内壁部
２３Ａ，２３Ｂ…外壁部
２４Ａ，２４Ｂ…封止部
２５Ａ，２５Ｂ…連結孔
２６Ａ，２６Ｂ…空間部
２７Ａ，２７Ｂ…コア材
２８Ａ，２８Ｂ…金属箔
２９…排気部
３０…排気孔
３１…チップ管
３２Ａ，３２Ｂ…平面部
３３Ａ，３３Ｂ…側面部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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