(57)【要約】  【課題】従来よりも保温性が良好であり、省エネ効果の高い保温槽を提供する。  【解決手段】真空断熱材１と保温槽の内容器２の間に空気層を設け、さらにその空気層の一部に対流遮断部材３を設置すると、真空断熱材１の平均温度が低下するので熱伝導率が密着時よりも向上し、さらに対流遮断部材３を設置することにより加熱手段６周囲からの上昇熱を低減することが可能となる。また、真空断熱材１の内面に赤外線反射性フィルムを適用し、対流遮断部材３を設けることにより、空気層の対流を抑制しながら輻射による伝熱量を低減するので、高い省エネ効果が得られる。さらに吸着剤を具備した真空断熱材１を適用することにより、真空断熱材１の内部水分量を低減するので温度上昇に伴う水分の熱伝導率上昇量を低減し、真空断熱材１の温度依存性による熱伝導率の悪化を抑制するので、高い省エネ効果が得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも内容器と、前記内容器内の被収容物を加熱する加熱手段と、前記内容器の外側に配置し、外袋に芯材を内包し、内部を減圧して得られる真空断熱材と、前記真空断熱材の外側に位置するボデーとを有し、前記真空断熱材と前記内容器間に空気層を設け、空気層の少なくとも一部に対流遮断部材を配設した保温槽。
【請求項２】
対流遮断部材は、真空断熱材の上端部の内側に配設した請求項１に記載の保温槽。
【請求項３】
対流遮断部材は、真空断熱材の内側と、下端部の外側に配設した請求項１または２に記載の保温槽。
【請求項４】
真空断熱材の内面に、赤外線反射特性を有するフィルムを設置した請求項１に記載の保温槽。
【請求項５】
対流遮断部材は、前記真空断熱材の内側の上端隙間に配設した請求項４に記載の保温槽。
【請求項６】
対流遮断部材は、前記真空断熱材の内側と、下端部の外側に配設した請求項４または５に記載の保温槽。
【請求項７】
真空断熱材に吸着剤を具備した請求項１から６のいずれか一項に記載の保温槽。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空断熱材を搭載した保温槽に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の保温槽は、内容器の外側に真空断熱材を設置しており、その結果内容器から漏洩する熱量を低減し、高い省エネ効果を有している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１０は、特許文献１に記載された従来の電気湯沸し器を示すものである。図１０に示すように、外側部を構成する機体２１と、水などの被収容物２２を収容する容器２３と、容器２３の周囲に装着させた、芯材３２と外袋３３からなり内部を減圧して得られる真空断熱材３１と、容器２３の外底面部に設置した加熱手段２６とから構成されている。
【０００４】
以上の様に構成された電気湯沸し器では、被収容物２２は加熱手段２６により一定温度に加熱・保温され、保温中は真空断熱材３１により容器２３側面からの放熱を抑え保温時のエネルギー量を低減していた。
【特許文献１】特開平１１−２９０２１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の構成では、真空断熱材３１の温度依存性により実使用時は常温時よりも熱伝導率の悪化が生じていた。また、真空断熱材３１と内容器２３が密着することにより、端部にわずかながらヒートリークが生じ、断熱の妨げとなっていたが、真空断熱材３１と内容器２３間に空気層を設けた場合には、端部のヒートリークは低減できるものの空気層内で対流が生じるため、密着時よりも熱漏洩の増大が生じていた。
【０００６】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、真空断熱材の温度依存性に起因する性能低下を抑制しながら空気層の対流熱の影響を低減することにより、従来よりも省エネ効果の高い保温槽を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記従来の課題を解決するために、本発明の保温槽は真空断熱材と保温槽の内容器の間に空気層を設け、さらにその空気層の一部に対流遮断部材を設置したものである。
【０００８】
これによって、内容器と真空断熱材間で空気断熱が生じるので真空断熱材の平均温度が密着時よりも低下し、それにより温度依存性による熱伝導率の悪化を低減できる。さらに対流遮断部材を設置することにより、内容器と真空断熱材間の空気層の対流を抑制するとともにヒーター周囲からの上昇熱を低減することが可能となる。
【０００９】
また、真空断熱材の内面に、赤外線反射性フィルムを設置しながら対流遮断部材を設けることにより、空気層の対流を抑制しながら輻射による伝熱量を低減することができる。
【００１０】
さらに、吸着剤を挿入した真空断熱材を適用することにより真空断熱材の内部の水分量を低減するため、温度上昇に伴う水分の熱伝導率上昇量を低減することができ、真空断熱材の温度依存性による熱伝導率の悪化を低減できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の保温槽は、装着した真空断熱材の温度依存性による熱伝導率の悪化を低減することができるので、従来よりも少量のエネルギーで内容器中の被収容物を保温することができる。
【００１２】
また、本発明の保温槽は、空気の対流による上昇熱の漏洩を低減することができるので、従来よりも少量のエネルギーで内容器中の被収容物を保温することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
請求項１に記載の保温槽の発明は、少なくとも内容器と、前記内容器内の被収容物を加熱する加熱手段と、前記内容器の外側に配置し、外袋に芯材を内包し、内部を減圧して得られる真空断熱材と、前記真空断熱材の外側に位置するボデーとを有し、前記真空断熱材と前記内容器間に空気層を設け、空気層の少なくとも一部に対流遮断部材を配設したものであり、真空断熱材の平均温度が密着時よりも低下するため、温度依存性による熱伝導率の悪化を低減することができる。また、平均温度の低下により外袋からの侵入ガス量が従来よりも低減するので、真空断熱材の経時信頼性が向上し、省エネ性能の劣化を従来よりも低減することができる。また、空気の対流による上昇熱の漏洩を低減することができる為、従来よりも少量のエネルギーで内容器中の被収容物を保温することができる。
【００１４】
請求項２に記載の保温槽の発明は、請求項１の発明における対流遮断部材を、真空断熱材の上端部の内側に配設したものであり、これにより真空断熱材と内容器の間隔を保持するとともに、空気の対流による上昇熱の漏洩を低減することができる為、従来よりも少量のエネルギーで内容器中の被収容物を保温することができる。また、真空断熱材の平均温度が低下するので外袋からの侵入ガス量が従来よりも低減し、真空断熱材の経時信頼性が向上する為、省エネ性能の劣化を従来よりも低減することができる。
【００１５】
請求項３に記載の保温槽の発明は、請求項１または２に記載の発明における対流遮断部材を、真空断熱材の内側と、下端部の外側に配設したものであり、これにより真空断熱材と内容器の間隔を保持するとともに、空気の対流により加熱手段の熱がボデー側へ直接熱漏洩することを抑制するので、従来よりも少量のエネルギーで内容器中の被収容物を保温することができる。また、真空断熱材の平均温度が低下するので外袋からの侵入ガス量が従来よりも低減し、真空断熱材の経時信頼性が向上する為、省エネ性能の劣化を従来よりも低減することができる。
【００１６】
請求項４に記載の保温槽の発明は、請求項１に記載の発明における真空断熱材の内面に、赤外線反射特性を有するフィルムを設置したものであり、輻射に由来する伝熱を低減するとともに、対流遮断部材によって真空断熱材と内容器の間隔を保持しながら空気の対流による上昇熱の漏洩を低減することができる為、従来よりも少量のエネルギーで内容器中の被収容物を保温することができる。また、真空断熱材の平均温度が更に低下することにより経時信頼性が向上する為、省エネ性能の劣化の恐れがない。
【００１７】
請求項５に記載の保温槽の発明は、請求項４に記載の発明における対流遮断部材を、前記真空断熱材の内側の上端隙間に配設したものであり、これにより輻射に由来する伝熱を低減するとともに、真空断熱材と内容器の間隔を保持しながら空気の対流による上昇熱の漏洩を低減することができる為、従来よりも少量のエネルギーで内容器中の被収容物を保温することができる。また、輻射の反射効果と空気層断熱の効果により真空断熱材の平均温度が低下し、外袋からの侵入ガス量が従来よりも低減するので、真空断熱材の経時信頼性が向上し、省エネ性能の劣化を従来よりも低減することができる。
【００１８】
請求項６に記載の保温槽の発明は、請求項４または５に記載の発明における対流遮断部材を、真空断熱材の内側と、下端部の外側に配設したものであり、これにより輻射に由来する伝熱を低減するとともに、真空断熱材と内容器の間隔を保持しながら空気の対流によって加熱手段の熱がボデー側へ直接熱漏洩することを抑制するので、従来よりも少量のエネルギーで内容器中の被収容物を保温することができる。また、輻射の反射効果と空気層断熱の効果により真空断熱材の平均温度が低下し、外袋からの侵入ガス量が従来よりも低減するので、真空断熱材の経時信頼性が向上し、省エネ性能の劣化を従来よりも低減することができる。
【００１９】
請求項７に記載の保温槽の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明における真空断熱材に、吸着剤を具備したものであり、芯材に残存する水分、経時的に侵入する水分を吸着することにより気体成分の熱伝導を低減する為、真空断熱材の温度依存による性能劣化を経時的に低減でき、従来よりも少量のエネルギーで内容器中の被収容物を保温することができる。また、真空断熱材の経時信頼性が向上する為、省エネ性能の劣化の恐れがない。吸着剤としては、アルカリ土類酸化物やアルカリ金属土類酸化物など水分吸着効果を有する物質を含む吸着剤が好ましい。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における保温槽の一つである電気湯沸し器の断面図を示すものである。図２は本発明による実施の形態１の保温槽における真空断熱材の縦断面図である。図３は本発明による実施の形態１の保温槽における真空断熱材の外袋のラミネートフィルムの断面図である。
【００２２】
図１から図３に示すように、真空断熱材１は、例えばヒュームドシリカとカーボン粉末の混合物等から構成される芯材９をガスバリア性を有する金属箔または金属蒸着層を含んだラミネートフィルムからなる外袋１０中に挿入し、内部を減圧して封止したものであり、その熱伝導率は０．００３〜０．００８Ｗ／ｍＫ（２４℃）程度と、優れた断熱性能を有している。
【００２３】
真空断熱材１の外袋１０を構成するラミネートフィルムの最上層には、保護層１２、その下にはガスバリア層１３が設けられており、以下、熱溶着層１４と、それら各層を接着する接着剤１５から構成されている。
【００２４】
真空断熱材１は内容器２の外側に位置しており、真空断熱材１と内容器２の間には対流遮断部材３が存在する。内容器２の底外部には加熱手段６と給水経路７が、上部には蓋９が有り、外側にはボデー５が配設されている。
【００２５】
以上のように構成された保温槽の一つである電気湯沸し器において、以下その動作、作用を説明する。
【００２６】
内容器２の中の被収容物４は、加熱手段６により加温・保温され、保温中は真空断熱材１により内容器２の側面からの放熱を抑制している。このとき、真空断熱材１と内容器２との間に空気層が存在することにより、密着時よりも真空断熱材１の高温面の温度が低下する。外袋１０のガス透過度は温度に比例して増大することから、高温面のガス透過度は密着時よりも良化し、外袋１０から経時的に侵入するガス量が低減する。これにより、省エネ効果を経時的に保持できる。
【００２７】
また、真空断熱材１の芯材９中には、わずかながら残存水分が存在しており、温度上昇に伴い、これら水分が活性化し、真空断熱材１の熱伝導率の増大を引き起こしていた。真空断熱材１と内容器２の間に空気層を設けることにより、真空断熱材１の温度が低下する為、従来よりも芯材９中の残存水分の活性化を低減するので、真空断熱材１は熱伝導率が良好な状態を保持できる。そのため従来よりも高い断熱効果が得られ、保温時の省エネ性能が良好な電気湯沸し器が得られる。
【００２８】
しかし、真空断熱材１と内容器２との間の空気層では対流が生じるため、加熱手段６の熱が上昇し、熱が漏洩する恐れがあるが、この空気層の対流による上昇熱は、真空断熱材１と内容器２の間に設置した対流遮断部材３により上昇を抑制されるので、熱漏洩が従来よりも大きくなることはない。
【００２９】
この対流遮断部材３としては、空間層に挿入することが可能であり、さらに１００℃程度の温度に対する耐熱性と、柔軟性とを有するものであれば、有機材料、無機材料を問わず使用でき、中でもメラミン樹脂等の耐熱性を有した樹脂や、熱伝導率の小さいガラスウールなどが好ましいが、特に指定するものではない。
【００３０】
以上のように、本実施の形態では、真空断熱材１と内容器２の間に空気層を設け、さらに対流遮断部材３を設置したことにより、真空断熱材１と内容器２との間の空気断熱の効果により、密着時よりも真空断熱材１の高温面の温度が低下する。このため外袋１０のガス透過度が良化し外袋から経時的に侵入するガス量が従来よりも低減する。これにより、省エネ効果の経時的な劣化を抑制できる。
【００３１】
さらに、真空断熱材１の温度が低下することにより、従来よりも芯材９中の残存水分の活性化を低減するので、真空断熱材１は熱伝導率が良好な状態を保持できる。そのため従来よりも高い断熱効果が得られ、保温時の省エネ効果が良好な電気湯沸し器が得られる。
【００３２】
また、真空断熱材１と内容器２の間に設置した対流遮断部材３により空気層で生じた対流による熱漏洩の増大を抑制することができる。
【００３３】
なお、内容器２の形状としては、円柱や多角柱形状をなし、真空断熱材１は内容器２に沿うような円柱または多角柱形状が好ましいが、特に限定するものではない。
【００３４】
なお、本実施の形態では保温槽を電気湯沸し器としたが、特に限定するものではなく、炊飯器や保温調理器、給湯器、また電気・ガス機器に限らず貯湯容器など保温を目的とする機器類であれば適用することが可能であり、保温効果の向上を図ることができる。
【００３５】
（実施の形態２）
図４は本発明による実施の形態２の保温槽の一つである電気湯沸し器の縦断面図である。
【００３６】
図４において、対流遮断部材３は内容器２と真空断熱材１の間の最上部に設置されている。
【００３７】
これにより、加熱手段６の漏洩熱や内容器２自身からの漏洩熱の対流による上昇を、最も熱漏洩しやすい蓋８とボデー５の継ぎ目部分へ到達することを防ぐことができ、高い断熱効果が得られるものである。これにより、継ぎ目部分からの熱漏洩が少なく、省エネ効果の大きな保温槽が得られる。
【００３８】
（実施の形態３）
図５は本発明による実施の形態３の保温槽の一つである電気湯沸し器の縦断面図である。
【００３９】
図５において、対流遮断部材３は内容器２と真空断熱材１の間と、真空断熱材１の下端部とボデー５との間に設置されている。加熱手段６により加熱された周囲の空気は内容器２の底部周辺で上昇熱となり、真空断熱材１の内側、外側へ漏洩していく。対流遮断部材を真空断熱材１の内側、外側へ設置したことによりこの上昇熱がボデー５側へ直接漏洩することを抑制できる。
【００４０】
以上の構成により、従来よりもボデー５からの熱漏洩が小さく、省エネ効果の大きな電気湯沸し器が得られる。
【００４１】
（実施の形態４）
図６は本発明による実施の形態４の保温槽の一つである電気湯沸し器における真空断熱材の外袋のラミネートフィルムの断面図である。
【００４２】
図６において、真空断熱材１の外袋１０を構成するラミネートフィルムの最上層には赤外線反射性フィルム１６が設けられており、以下熱溶着層１４と、それら各層を接着する接着剤１５とから構成されている。
【００４３】
赤外線反射性フィルム１６については、赤外線反射性の高い金属箔や金属蒸着膜からなるもので、その金属としては金、銀、胴、ニッケル、アルミニウムなどが挙げられるが特に指定するものではない。一般にアルミニウム箔が安価であり汎用性が高い。
【００４４】
以上のように構成された電気湯沸し器において、以下その動作、作用を説明する。真空断熱材１の表層に輻射エネルギーが照射すると、輻射は赤外線反射性フィルム１６にて、その大部分が反射されるので、輻射による伝熱を大幅に低減することができる。
【００４５】
赤外線反射性フィルム１６としては、例えばアルミ箔など反射率が０．５以上の素材を使用するのが好ましく、また金属箔や金属蒸着フィルムを用いることにより、ガスバリア機能を有する為、ガスバリア層１３を設ける必要がない。
【００４６】
この真空断熱材を装着した電気湯沸し器は、内容器２から放出される輻射エネルギーの大部分を反射することが可能となるため、従来よりも高い省エネ効果が得られる。また、真空断熱材１と内容器２の間に空気層を設け、対流遮断部材３を設けることにより、加熱手段６からの上昇熱や、空気層の対流熱の漏洩を低減することができる。
【００４７】
なお、赤外線反射性フィルム１６が金属箔である場合においては、これを真空断熱材１の外袋１０の全面に適用した場合、金属箔を通じての熱漏洩が増大する為、赤外線反射性フィルム１６は真空断熱材１の高温面にのみ適用するのが好ましい。
【００４８】
以上の構成により、輻射による伝熱を低減するとともに空気層の対流による熱漏洩を低減した、省エネ性能の大きな電気湯沸し器が得られる。
【００４９】
（実施の形態５）
図７は本発明による実施の形態５の保温槽の一つである電気湯沸し器の縦断面図である。
【００５０】
図７において、対流遮断部材３は内容器２と真空断熱材１の間の最上部に設置されており、また、この真空断熱材１の外袋の最上層に赤外線反射性フィルム１６が設置されている。
【００５１】
これにより、加熱手段６の漏洩熱や内容器２自身からの漏洩熱の対流による上昇を、最も熱漏洩しやすい蓋とボデー５の継ぎ目部分へ到達することを防ぐことができる。また真空断熱材１は輻射エネルギーの大部分を反射するので、従来よりも輻射による伝熱を低減することができる。
【００５２】
以上の構成により、継ぎ目部分からの熱漏洩が少ないとともに、輻射による伝熱を低減した、省エネ効果の大きな電気湯沸し器が得られる。
【００５３】
（実施の形態６）
図８は本発明による実施の形態６の保温槽の一つである電気湯沸し器の縦断面図である。
【００５４】
図８において、対流遮断部材３は内容器２と真空断熱材１の間と、真空断熱材１の下端部とボデー５との間に設置されている。また、この真空断熱材１の外袋１０の最上層に赤外線反射性フィルム１６が設置されている。
【００５５】
この構成では、加熱手段６により加熱された周囲の空気は、内容器２の底部周辺で上昇熱となり、真空断熱材１の内側、外側へ漏洩していく。対流遮断部材を真空断熱材１の内側、外側へ設置したことにより、この上昇熱がボデー５側へ直接漏洩することを抑制できる。また、真空断熱材１は輻射エネルギーの大部分を反射するので、従来よりも輻射による伝熱を低減することができる。
【００５６】
以上の構成により、ボデー５からの熱漏洩が小さいとともに、輻射による伝熱を低減した、省エネ効果の大きな電気湯沸し器が得られる。
【００５７】
（実施の形態７）
図９は本発明による実施の形態７の保温槽における真空断熱材１の縦断面図である。
【００５８】
図９において、真空断熱材１は芯材９とガスバリア性を有した金属箔または金属蒸着層を含むラミネートフィルムからなる外袋１０と、水分の吸着効果を有した酸化カルシウム等を含む吸着剤１１とから構成されている。
【００５９】
吸着剤１１は、水分吸着効果を有するアルカリ土類酸化物や、アルカリ土類金属酸化物などを含むもので、酸化カルシウムや酸化マグネシウム、酸化リチウムや酸化バリウムなどが挙げられるが、特に指定するものではない。一般に酸化カルシウムが安価であり汎用性が高い。
【００６０】
以上のように構成された保温槽における真空断熱材１において、以下その動作、作用を説明する。真空断熱材１の加熱手段６により内容器２が暖められると真空断熱材１の温度が上昇し、それに伴い芯材９中に残存した水分の運動エネルギーは増大するので熱伝導率の増大を引き起こすが、吸着剤１１の存在により水分が吸着されるので、温度上昇に伴う熱伝導率の悪化を低減することができる。
【００６１】
また、吸着剤１１は外袋１０より経時的に侵入する水分を吸着するため、真空断熱材１の経時劣化を低減できる。よって、従来よりも真空断熱材１の断熱性能が良好となるので、従来よりも省エネ効果が大きく、経時劣化の小さい電気湯沸し機が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、高温条件下における真空断熱材の性能悪化を低減することができるので、保温を目的とする機器、例えば、電気湯沸し器や炊飯器、給湯器、貯湯槽、保温調理器などに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態１における電気湯沸し器の縦断面図
【図２】本発明の実施の形態１における真空断熱材の断面図
【図３】本発明の実施の形態１における真空断熱材の外袋のラミネートフィルムの断面図
【図４】本発明の実施の形態２における電気湯沸し器の縦断面図
【図５】本発明の実施の形態３における電気湯沸し器の縦断面図
【図６】本発明の実施の形態４における真空断熱材の外袋のラミネートフィルムの断面図
【図７】本発明の実施の形態５における電気湯沸し器の縦断面図
【図８】本発明の実施の形態６における電気湯沸し器の縦断面図
【図９】本発明の実施の形態７における真空断熱材の断面図
【図１０】従来の電気湯沸し器の縦断面図
【符号の説明】
【００６４】
１    真空断熱材
２    内容器
３    対流遮断部材
４    被収容物
５    ボデー
６    加熱手段
７    吸水経路
８    蓋
９    芯材
１０  外袋
１１  吸着剤
１２  保護層
１３  ガスバリア層
１４  熱融着層
１５  接着剤
１６  赤外線反射性フィルム
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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