(57)【要約】【課題】断熱性を十分に高めることができ、かつ、内管が熱膨張したときに、内管の内側の収容空間に配設された攪拌用のファンの回転軸を通すための外管および内管に形成された貫通穴を接合するベローズが破損するのを抑えることができる断熱壁容器を提供する。【解決手段】底を有する外管２と、外管２の内側に配置され、底を有する内管３と、を備え、外管２と内管３との間に減圧された密閉空間８が形成された断熱壁構造体１であって、密閉空間８にはファン２１が配設され、外管２の底部および内管３の底部には、外管２の外部から密閉空間８へとファン２１の回転軸２３を通すための貫通穴２ｆ、３ｆがそれぞれ形成され、外管２の底部および内管３の底部に形成された貫通穴は、ベローズ２５を介して互いに接合されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底を有する外管と、前記外管の内側に配置され、底を有する内管と、を備え、前記外管と前記内管との間に減圧された密閉空間が形成された断熱壁構造体であって、
前記密閉空間にはファンが配設され、
前記外管の底部および前記内管の底部には、前記外管の外部から密閉空間へと前記ファンの回転軸を通すための貫通穴がそれぞれ形成され、
前記外管の底部および前記内管の底部に形成された前記貫通穴は、ベローズを介して互いに接合されている、断熱壁構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱壁構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
二重管を構成する内管と外管との間の密閉空間を減圧して真空状態にした二重断熱容器が知られている。特許文献１には、内管が底を有し、内管の内部に内容物を収容する二重断熱容器が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−００６５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、加熱炉に断熱壁構造体を用いる場合、内管の内側の空間は、ワークなどの加熱対象物を収容する空間となる。加熱対象物が加熱されると、内管は、加熱対象物とともに加熱され、熱膨張する。
【０００５】
図５および図６は、本発明が解決しようとする課題にかかる断熱壁構造体の一例について説明する模式図である。図５に示すように、断熱壁構造体２０１は、外管２０２と、内管２０３と、を備えている。外管２０２および内管２０３は、円筒状で、底を有し、底と反対側が開口している。外管２０２には、開口面２０２ｄに沿って内側に向かって延びる外管環状壁２０２ｅが形成されている。内管２０３には、開口面２０３ｄに沿って外側に向かって延びる内管環状壁２０３ｅが形成されている。内管２０３は、外管２０２の内側に配置されている。
【０００６】
外管環状壁２０２ｅと内管環状壁２０３ｅとは、ベローズ４を介して接合されている。これにより、外管２０２と内管２０３との間には密閉空間８が形成される。なお、ベローズ４は、可撓性を有し、内管２０３が熱膨張することによる変形を吸収することが可能である。密閉空間８は減圧されて真空空間とされる。
【０００７】
内管２０３の内側は、加熱対象物を収容するための収容空間１１３である。加熱対象物を均等に加熱するために、収容空間１１３において、攪拌用のファン２１が配設されている。加熱処理中、収容空間１１３は高温になるため、ファン２１を駆動するためのモータ２２は、外管２の外側に配置する必要がある。このため、モータ２２は、ブラケット２４により外管２の側部の外壁に固定されている。外管２の側部および内管３の側部には、それぞれ、貫通穴２０２ｆ、貫通穴２０３ｆが形成されている。貫通穴２０３ｆの位置は、貫通穴２０２ｆの位置と対応する。ファン２１の回転軸２３は、貫通穴２０２ｆおよび貫通穴２０３ｆを通って外部から収容空間１１３へと貫挿されている。また、密閉空間８の密閉性を確保するため、貫通穴２０２ｆと貫通穴２０３ｆとは可撓性を有するベローズ２５を介して接合されている。
【０００８】
図６に示すように、内管２０３が加熱されて熱膨張すると、内管２０３は、矢印Ｐ１で示す管の軸方向に伸びる。一方、外管２０２は熱膨張しない。このため、内管２０３が熱膨張した分、外管２に形成された貫通穴２０２ｆと貫通穴２０３ｆとの管の軸方向における位置がずれる。これにより、貫通穴２０２ｆと貫通穴２０３ｆとを接合するベローズ２５は、管の軸方向に剪断応力を受けて偏心する。ベローズ２５は、このように伸縮する方向と垂直な方向に力を受けて偏心すると破損するおそれがある。ベローズ２５が破損すると密閉空間８の真空度が保てなくなる。
【０００９】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、断熱性を十分に高めることができ、かつ、内管が熱膨張したときに、内管の内側の収容空間に配設された攪拌用のファンの回転軸を通すための外管および内管に形成された貫通穴を接合するベローズが破損するのを抑えることができる断熱壁構造体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】
【００１０】
本発明の一態様にかかる断熱壁構造体は、底を有する外管と、前記外管の内側に配置され、底を有する内管と、を備え、前記外管と前記内管との間に減圧された密閉空間が形成された断熱壁構造体であって、前記密閉空間にはファンが配設され、前記外管の底部および前記内管の底部には、前記外管の外部から密閉空間へと前記ファンの回転軸を通すための貫通穴がそれぞれ形成され、前記外管の底部および前記内管の底部に形成された前記貫通穴は、ベローズを介して互いに接合されているものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、真空引きの際にベローズが破損されるのを抑えるとともに、断熱性を十分に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態にかかる断熱壁構造体の概略構成を示す模式図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】本実施の形態にかかる断熱壁構造体を加熱炉として使用した例を示す模式図である。
【図４】本実施の形態にかかる断熱壁構造体における、内管が加熱される前と後の状態を示す模式図である。
【図５】本発明が解決しようとする課題にかかる断熱壁構造体の一例について説明する模式図である。
【図６】本発明が解決しようとする課題にかかる断熱壁構造体の一例について説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
まず、図１および図２を参照して本実施の形態にかかる断熱壁構造体１の構成について説明する。
【００１４】
図１は、本実施の形態にかかる断熱壁構造体１の概略構成を示す模式図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図１に示すように、断熱壁構造体１は、底を有する円筒状の外管２と、外管２の内側に配置され、底を有する円筒状の内管３と、を備えている。内管３の開口面３ｄが外管２の開口面２ｄよりも外側になるように、外管２に対して内管３が配置されている。
【００１５】
外管２および内管３の材質は、例えば、ステンレス鋼や鉄鋼である。外管２には、外管２の開口面２ｄに沿って内側に延び、先端部分２ｃが内管３の外周面３ｂから離間した外管環状壁２ｅが形成されている。内管３には、内管３の開口面３ｄに沿って外側に延び、外管環状壁２ｅと対向する内管環状壁３ｅが形成されている。
【００１６】
外管環状壁２ｅと内管環状壁３ｅとは、ベローズ４を介して接合されている。これにより、外管２と内管３との間には密閉空間８が形成される。ベローズ４は、可撓性を有し、弾性体として作用するので、内管３が熱膨張することによる変形を吸収することが可能である。
【００１７】
密閉空間８を、減圧することにより、外管２と内管３との間には真空空間が形成される。外管２の外側は外気である。内管３の内側の収容空間１１３は、ワークなどの加熱対象物が収容され、当該加熱対象物に対して加熱処理を施すための空間である。収容空間１１３は、外管２と内管３との間に形成された真空空間により、外気から良好に断熱される。なお、外管２と内管３との間の熱伝導を抑制するため、ベローズ４の肉厚は必要な強度を最低限保てる程度に薄くする。ここで、必要な強度とは、密閉空間８を減圧した際に破損しない程度の強度である。
【００１８】
密閉空間８における、外管環状壁２ｅと内管環状壁３ｅとの間には、外管環状壁２ｅと内管環状壁３ｅとの間隔が所定の距離以上に近づかないように規制する規制部材５が配設されている。規制部材５は、環状で、外管２および内管３よりも熱伝導率が低い部材で形成されている。規制部材５は、例えば、耐火レンガで形成されている。
【００１９】
加熱対象物を均等に加熱するために、収容空間１１３において、攪拌用のファン２１が配設されている。ファン２１には、回転軸２３を介して外部に配置したモータ２２からの動力が伝達される。モータ２２は、ブラケット２４により外管２の底部の外壁に固定されている。
【００２０】
図１および図２に示すように、外管２の底部には貫通穴２ｆが形成されている。また、内管３の底部には貫通穴３ｆが形成されている。貫通穴３ｆの位置は、貫通穴２ｆの位置と対応する。回転軸２３は、貫通穴２ｆおよび貫通穴３ｆを通って外部から収容空間１１３へと貫挿されている。密閉空間８の密閉性を確保するため、外管２の貫通穴２ｆと内管３の貫通穴３ｆとは、ベローズ２５を介して互いに接合されている。なお、上述したベローズ４の場合と同様に、外管２と内管３との間の熱伝導を抑制するため、ベローズ２５の肉厚は必要な強度を最低限保てる程度に薄くする。
【００２１】
次に、断熱壁構造体１を加熱炉として使用した例について説明する。
図３は、断熱壁構造体１を加熱炉として使用した例を示す模式図である。図３に示すように、収容空間１１３における内管３の内側には、載置台３３とヒータ３１が設置されている。載置台３３は、加熱処理を施すワークＷを載せるための台である。ヒータ３１は、内管３の内側に設置され、リード線３２を介して外部から電力が供給される。外管２の側部には、内管３の開口面３ｄが側方になるように断熱壁構造体１を設置するための脚部１０が設けられている。密閉空間８における、鉛直下方側には、内管３などの荷重を支持する土台３４が配設されていてもよい。ここで、土台３４は、内管３などの荷重を支えるための十分な強度を有し、外管２および内管３よりも熱伝導率が低い材質で形成されている。
【００２２】
内管３の開口面３ｄは、ワークＷの加熱処理に収容空間１１３への熱の進入を抑制するための蓋４１によって覆われる。蓋４１は、半球形の第１筐体４２と、半球形で放物曲面が第１筐体４２の放物曲面と対向する第２筐体４３と、から構成される。第１筐体４２および第２筐体４３は、例えばステンレス製である。密閉空間４６において、第１筐体４２にはシャフト４２ｂが形成され、第２筐体４３にはシャフト４２ｂと摺動自在に嵌合するスリーブ４３ｂが形成されている。シャフト４２ｂは、スリーブ４３ｂを介して第２筐体４３の荷重を支持する。
【００２３】
第１筐体４２の開口端部には開口面に沿って内側に延びる第１筐体環状壁４２ａが形成されている。第２筐体４３の開口端部には開口面に沿って外側に延びる第２筐体環状壁４３ａが形成されている。第１筐体環状壁４２ａと第２筐体環状壁４３ａとは対向し、可撓性を有するベローズ４４を介して接合されている。これにより、第１筐体４２と第２筐体４３との間には密閉空間４６が形成される。密閉空間４６は減圧された真空空間である。
【００２４】
また、第１筐体環状壁４２ａと第２筐体環状壁４３ａとの間には、第１筐体４２と第２筐体４３との間隔が所定の距離以上に近づかないように規制する規制部材４５が配設されている。規制部材４５は、環状で、第１筐体４２と第２筐体４３よりも熱伝導率が低い部材、例えば、耐火レンガで形成されている。第２筐体環状壁４３ａは、外管２における外管環状壁２ｅと対向している。第２筐体環状壁４３ａと外管環状壁２ｅとの間にはガスケット４８が配設されている。
【００２５】
次に、断熱壁構造体１における、内管３が加熱される前と後の状態について説明する。
図４は、断熱壁構造体１における、内管３が加熱される前と後の状態を示す模式図である。ここで、上段の図が、内管３が加熱される前の状態、下段の図が、内管３が加熱された後の状態である。
【００２６】
図４に示すように、内管３が加熱されると、内管３は熱膨張して、矢印Ｐ２で示す管の軸方向に伸びる。一方、外管２は、減圧された密閉空間８により内管３から断熱されているので、熱膨張せず、管の軸方向の長さは変化しない。このため、外管２の底部と内管３の底部との間隔が、内管３が熱膨張により延びた分だけ狭まる。
【００２７】
上述したように、外管２の貫通穴２ｆと内管３の貫通穴３ｆとはベローズ２５を介して接合されているので、外管２の底部と内管３の底部との間隔が狭まった分は、ベローズ２５が縮むことによって吸収される。このとき、ベローズ２５は、矢印Ｐ３で示す管の軸に平行な方向、すなわち、ベローズ２５が伸縮する方向に縮む。つまり、ベローズ２５は、伸縮する方向に垂直な方向に剪断応力を受けて偏心することはない。これにより、内管３が熱膨張により延びても、ベローズ２５が破損することはなく、密閉空間８の密閉性は保たれる。
【００２８】
以上より、本実施の形態にかかる断熱壁構造体１に拠れば、断熱性を十分に高めることができ、かつ、内管が熱膨張したときに、内管の内側の収容空間に配設された攪拌用のファンの回転軸を通すための外管および内管に形成された貫通穴を接合するベローズが破損するのを抑えることができる。
【００２９】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１  断熱壁構造体
２  外管
２ｅ  外管環状壁
２ｆ、３ｆ  貫通穴
３  内管
３ｅ  内管環状壁
４、２５、４４  ベローズ
５  規制部材
８、４６  密閉空間
１０  脚部
２１  ファン
２２  モータ
２３  回転軸
２４  ブラケット
３１  ヒータ
３２  リード線
３３  載置台
３４  土台
４１  蓋
４２  第１筐体
４２ａ  第１筐体環状壁
４２ｂ  シャフト
４３  第２筐体
４３ａ  第２筐体環状壁
４３ｂ  スリーブ
４５  規制部材
４８  ガスケット
１１３  収容空間
Ｗ  ワーク
【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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