(57)【要約】【課題】  ろう接部分の伝熱を抑制して断熱効果を増強するとともに、溶接面の形状に追従できて封止欠陥の生じ難い、溶接シールを実現した断熱容器を得る。【解決手段】  複数の金属板２，３を溶接して真空封止され形成される断熱容器１で、溶接される金属板２，３の溶接部２ａ，３ａ間に、ろう材６と断熱材７とを配置し、高温で前記ろう材を溶かしてろう付け溶接した。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の金属板を溶接して真空封止され形成される断熱容器において、
溶接される前記金属板の溶接部間に、ろう材と断熱材とを配置し、高温で前記ろう材を溶かしてろう付け溶接したことを特徴とする断熱容器。
【請求項２】
前記溶接部間に、前記ろう材と前記断熱材とを重ねて配置し、高温で前記ろう材を溶かして前記断熱材にしみ込ませ、ろう付け溶接したことを特徴とする請求項１に記載の断熱容器。
【請求項３】
前記溶接部間に、前記ろう材を予めしみ込ませた断熱材を配置することを特徴とする請求項１に記載の断熱容器。
【請求項４】
前記断熱材が、熱伝導率１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下、空隙率が５０％以上である材料の内から選択されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の断熱容器。
【請求項５】
複数の金属板を溶接して真空封止し形成する断熱容器の製造方法において、
溶接される前記金属板の溶接部間に、ろう材と断熱材とを配置し、高温で前記ろう材を溶かしてろう付け溶接することを特徴とする断熱容器の製造方法。
【請求項６】
前記溶接部間に、前記ろう材と前記断熱材とを重ねて配置し、高温で前記ろう材を溶かして前記断熱材にしみ込ませ、ろう付け溶接することを特徴とする請求項５に記載の断熱容器の製造方法。
【請求項７】
前記溶接部間に、前記ろう材を予めしみ込ませた断熱材を配置することを特徴とする請求項５に記載の断熱容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は工業炉、焼却炉、発電所等で使用される断熱容器及びその製造方法、に関する。特に、真空断熱パネルの真空断熱容器及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今、省エネルギー化、低コスト化のために高性能な断熱パネルが求められている。
【０００３】
半導体、電子機器などの分野では、部品の高性能化、小型化に伴い発塵のない断熱パネルが特に求められている。このような要望にこたえるため、これまでにも種々の真空断熱容器及びその製造方法が提案されてきている。
【０００４】
内部を真空にした断熱容器では、その外殻（ケース）を絞り加工やプレス加工等を用いて製作したとしても、どうしても最終的には真空封止を必要とする接合面が残る。現在、その部分を溶接でシールするか、接着剤や有機系の材料による熱融着等でシールしている。特に、１００℃以上で使用される断熱容器では、ケースを金属にする必要があり、溶接による接合でシールが行われる。
【０００５】
例えば、粉末真空断熱体において第１の金属箔の一部を深絞り加工した容器と加工を施さない板状部とを一体に形成し、この容器内に粉末状の充填物を充填した後、前記容器と板状部とを共に覆う第２の金属箔製の蓋材をかぶせ、これら蓋材および第１の金属箔の周縁を超音波溶接により真空封止するものが開示されている（特許文献１参照）。また、真空断熱容器において金属製外板と反対面となる金属製外板とをハニカム構造体からなる隔離材を挟んで端部を接合（シーム溶接）したものが開示されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開昭６２−３５１９７号公報（第１頁左欄の特許請求の範囲１、第３頁第１行乃至第７行、第１図）
【特許文献２】特開平１０−２６２９４号公報（発明の詳細な説明の段落［００１８］、［００２２］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の従来技術の接合では、接合部分あるいは接着部分の熱伝導率が他の部分より高くなる（例えば、ステンレス製の容器を銅ベースのろう材で溶接する場合は、λＳＵＳ≒２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）＜λＣｕ≒４００Ｗ／（ｍ・Ｋ）となる）ため容易に熱が流れ断熱効果が損なわれる。また、接合するために熱を加えた際に、溶接代（しろ）の平面が変形してしまう場合（例えば波打っている場合）があり、完全にシール出来ないまま溶接されてしまうこともある。
【０００７】
これらの問題を回避する手段としては、ろう材の量を減らし、溶接代（しろ）の領域を狭めて伝熱面積を減らす等が考えられるが、ろう材が均一に分布しなかったり、量を減らすことで金属面が波打っているような場合ではピンホールや隙間が出来やすくなるといった課題が残る。
【０００８】
そこで、本発明は、ろう接部分の伝熱を抑制して断熱効果を増強するとともに、溶接面に変形があっても、その形状に追従できて封止欠陥の生じ難い、溶接シールを実現した断熱容器を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明では、複数の金属板を溶接して真空封止され形成される断熱容器において、溶接される金属板の溶接部間に、ろう材と断熱材とを配置し、高温で前記ろう材を溶かしてろう付け溶接した断熱容器とする。これによって、断熱材の介在によりろう接部分の伝熱を抑制するとともに、溶接面の変形があってもその形状に追従でき、断熱効果の増強とともに、封止欠陥が生じ難い溶接シールを実現した断熱容器を得ることができる。
【００１０】
また、前記溶接部間に、前記ろう材と前記断熱材とを重ねて配置し、高温で前記ろう材を溶かして前記断熱材にしみ込ませ、ろう付け溶接した断熱容器とすれば、断熱効果の増強とともに、封止欠陥が生じ難い溶接シールを容易に製作できる。
【００１１】
また、前記溶接部間に、前記ろう材を予めしみ込ませた断熱材を配置する断熱容器とすれば、断熱効果の増強とともに、封止欠陥が生じ難い溶接シールをさらに容易に製作できる。
【００１２】
また、前記断熱材が、熱伝導率１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下、空隙率が５０％以上である材料の内から選択される断熱容器とすれば、ろう材が断熱材にしっかりとしみ込むことによって、断熱効果の増強とともに、封止欠陥が生じ難い溶接シールを容易に実現できる。
【００１３】
また、複数の金属板を溶接して真空封止し形成する断熱容器の製造方法において、溶接される金属板の溶接部間に、ろう材と断熱材とを配置し、高温で前記ろう材を溶かしてろう付け溶接する断熱容器の製造方法とする。これによって、断熱材の介在によりろう接部分の伝熱を抑制するとともに、溶接面の変形があってもその形状に追従でき、断熱効果の増強とともに、封止欠陥が生じ難い溶接シール方法を実現できる。
【００１４】
また、前記溶接部間に、前記ろう材と前記断熱材とを重ねて配置し、高温で前記ろう材を溶かして前記断熱材にしみ込ませ、ろう付け溶接する断熱容器の製造方法とすれば、断熱効果の増強とともに、封止欠陥が生じ難い溶接シールを効率よく施すことができる。
【００１５】
また、前記溶接部間に、前記ろう材を予めしみ込ませた断熱材を配置する断熱容器の製造方法とすれば、断熱効果の増強とともに、封止欠陥が生じ難い溶接シールを効率よく施すことができる。
【発明の効果】
【００１６】
上記のように、本発明により、断熱材の介在によりろう接部分の伝熱を抑制するとともに、溶接面の変形があってもその形状に追従でき、断熱効果の増強とともに、封止欠陥が生じ難い溶接シールを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図示例を伴い説明する。図１乃至図３は、第一の実施の形態についてのものである。図１は、断熱容器の外観斜視図である。図２は、図１の断熱容器の縦断面図である。図３は、図１の断熱容器の部分縦断面図に基づき、断熱容器の溶接原理を説明する説明図である。図２及び図３では、ろう材６をしみ込ませた断熱材７を符号５で表示している。
【００１８】
複数の金属板２と３とを溶接して真空封止され形成される断熱容器１は、溶接される金属板２と金属板３のそれぞれの溶接部２ａ、３ａ間に、ろう材６と断熱材７とを配置し、高温でろう材６を溶かしてろう付け溶接される。
【００１９】
ここでは、溶接部２ａ，３ａ間には、２枚のろう材６，６と断熱材７とを重ねて配置し、図３に示すように断熱材７をろう材６，６でサンドイッチし、高温中でろう材６，６を溶かして断熱材７にしみ込ませ、ろう付け溶接する。なお、ろう材６と断熱材７との配置は、重ね置きでなく、横方向にサンドイッチ置きであってもよい。また、図３の下方に分離して示すように、サンドイッチでなく、単に重ねるだけでもろう材６が断熱材７にしみ込めばよい。
【００２０】
このろう材６と断熱材７とを重ねて配置する代わりに、高温を加えて、ろう材６を予めしみ込ませた断熱材７を溶接部２ａ、３ａ間に配置することとしてもよい。こうすることで、ろう材６、断熱材７を溶接時にそれぞれ単独で扱うことなく断熱容器の生産性が向上する。
【００２１】
断熱材は、紙、綿、金属繊維、及びろう材がしみ込めるだけの空隙を持った材料の内から適宜選択することができる。
【００２２】
この断熱容器１の製造は、次のようにして行われる。
【００２３】
溶接される金属板２と３の溶接部２ａ、３ａ間に、ろう材６、６と断熱材７とを重ねて配置する。その後、高温でろう材６、６を溶かして断熱材７にしみ込ませ、ろう付け溶接する。または、溶接部２ａ、３ａ間に、ろう材を予めしみ込ませた断熱材７を配置し、ろう付け溶接することもできる。
【００２４】
ろう材は、ＪＩＳ規格に定められたろう材が適宜選択して使用できるが、外装板がステンレス材である場合には銅ベース、アルミベース、ニッケルベース、銀ベースのろう材が挙げられるが、耐熱性、耐食性といった観点からニッケルベースが好ましい。
【００２５】
上記のろう材６、６と断熱材７とを重ねて配置し、高温でろう材６、６を溶かして断熱材７にしみ込ませ、ろう付け溶接した本発明による実施の形態と、従来のろう付け溶接をした場合の比較例について溶接部の熱伝導率、ヘリウムリークディテクターで計測した洩れ量を表１に示す。なお、本発明の上記実施の形態で用いた断熱材は、断熱材（ニチアス社製  ファインフレックス１３００ペーパー−Ｔ）厚さ０．５ｍｍ、熱伝導率０．０７Ｗ／（ｍ・Ｋ）、空隙率９４％である。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
本実施の形態では、接合部２ａ、３ａ間に断熱材７があるため、接合部２ａ、３ａ間の熱流を低減させることができ、断熱容器１の熱伝導率を下げる効果が生じる。また、溶接時の接合部２ａ、３ａ間の変形に対しても、断熱材７が柔軟に追従し、図４に示すように、ろう材６が接合部２ａ、３ａの面を、金属板２，３のうねり、波打ちを埋めてろう接することが出来る。
【００２８】
また、断熱材７にろう材６をしみ込ませるとの簡単な構成のためコスト的にも安価に実現できる。
【００２９】
以上、いくつかの実施の形態を説明したが、本発明において、金属板の材質はステンレス、アルミ、アルミ合金、銅合金が挙げられるが、低熱伝導といった観点からステンレスが好ましい。
【００３０】
さらに、本発明において、金属板の厚さは０．０５〜１０ｍｍであればよいが、少なくとも熱源に近いほうの板厚は熱伝導を小さくするために薄ければ薄いほど好ましいが、あまり薄すぎても期待する強度が得られないので、具体的には０．０５〜１ｍｍ、好ましくは、０．１〜０．６ｍｍである。
【００３１】
また、断熱容器の内部空間の気圧（真空度）に関しては、真空封止とは、断熱容器の内部空間の気圧を０．１〜１０００Ｐａにすることであり、本発明においては、１００〜６００℃といった比較的高い温度領域での断熱性能を確保するため好ましくは０．１〜１０Ｐａ、より好ましくは０．１〜１Ｐａである。
【００３２】
また、断熱容器の内部空間に挿入することが可能な断熱材は、その熱伝導率が０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下、好ましくは０．０５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下、より好ましくは０．０２Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であればよく、例えば、ガラス繊維製断熱材、セラミックス繊維製断熱材、珪酸カルシウム製断熱材、ロックウール、セラミックス多孔体、ハニカム材、金属多層反射板といったものが挙げれらるが、本発明においては、低熱伝導といった観点からセラミックス多孔体やセラミックス繊維製断熱材を用いることが好ましい。
【００３３】
ろう接時の温度は、本発明においては、例えば、ろう材の液相線を越える温度（例えば５００〜１１００℃）でろう材を溶かしてろう付け溶接を行えばよい。具体的には、銅ベースの場合６００〜１１００℃、アルミベースの場合５００〜７００℃、ニッケルベースの場合８００〜１１００℃、銀ベースの場合５５０〜８５０℃である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は工業炉、焼却炉、発電所等で使用される真空断熱パネルの真空断熱容器及びその製造方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による第１の実施の形態における断熱容器の外観斜視図である。
【図２】図１の断熱容器の縦断面図である。
【図３】図１の断熱容器の部分縦断面図に基づき、本発明に係る断熱容器の溶接原理を説明する説明図である。
【図４】従来のろう材溶接と本発明に基づくろう材と断熱材を用いた溶接よる効果の違いを説明する断面説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  断熱容器、２，３  金属板、２ａ，３ａ  溶接部、５，７  断熱材、６  ろう材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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