(57)【要約】      （修正有）【課題】外管と内管との両端部がベローズを介して接合されている構成において、断熱性をより良好に維持することが可能な、二重断熱壁構造体を提供すること。【解決手段】本発明にかかる二重断熱壁構造体は、外管１１と内管１２との両端部がベローズＢを介して接合され、外管１１と内管１２との間の密閉空間１３が減圧された二重断熱壁構造体１であって、外管１１および内管１２は、軸方向が鉛直方向と垂直になるように配置され、内管１２およびベローズＢは、複数の反射膜と複数のガラス布とが交互に積層された多層反射膜ｒｆ１によって巻装され、複数の反射膜はベローズＢに巻装されている部分において軸方向に分断されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外管と内管との両端部がベローズを介して接合され、
前記外管と前記内管との間の密閉空間が減圧された二重断熱壁構造体であって、
前記外管および前記内管は、軸方向が鉛直方向と垂直になるように配置され、
前記内管および前記ベローズは、複数の反射膜と複数のガラス布とが交互に積層された多層反射膜によって巻装され、
前記複数の反射膜は前記ベローズに巻装されている部分において軸方向に分断されている、
二重断熱壁構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は二重断熱壁構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
外管と内管との両端部が接合され、外管と内管との間に形成された密閉空間が減圧されている二重断熱壁構造体が知られている。特許文献１には、外管（外側部材）と内管（内側部材）との間の真空空間に金属箔を積層した多層反射膜（多層断熱材）が配設されている二重断熱壁構造体（真空二重構造体）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０８１６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された二重断熱壁構造体のように、内管と外管との間の真空空間に多層反射膜を設けることにより、内管を加熱した際の内管から外管へと向かう輻射熱を防ぐことができる。本願の発明者は、さらに、外管と内管との両端部がベローズを介して接合されている構造の二重断熱構造体における、真空空間に配設された多層反射膜について検討した。その結果、内管と外管との間の真空空間において、高温の内管の外周表面から多層反射膜に放射された輻射熱の一部が、多層反射膜を構成する反射膜における軸方向の両端への熱伝導により、ベローズに伝わっていることが判明した。このように輻射熱の一部がベローズに伝わってしまうのは、多層反射膜を構成する反射膜が、金属箔であり、熱伝導率が高いからである。そして、反射膜を介してベローズに伝わった輻射熱の一部は、さらに外管へと伝わり、外管から外気へと放出されてしまっていることが判明した。
【０００５】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、外管と内管との両端部がベローズを介して接合される構成において、断熱性をより良好に維持することが可能な、二重断熱壁構造体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる二重断熱壁構造体は、両端部がベローズを介して接合されている外管および内管と、外管と内管との間が減圧された密閉空間と、複数の反射膜と複数のガラス布とが交互に積層され巻装された内管およびベローズと、ベローズに巻装されている部分において複数の反射膜が軸方向に分断されている複数の反射膜と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、外管と内管との両端部がベローズを介して接合されている構成において、断熱性をより良好に維持することが可能な、二重断熱壁構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１にかかる二重断熱壁構造体の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】比較例にかかる二重断熱壁構造体の構成を模式的に示す断面図である。
【図４】図３の破線部によって示される領域Ａ２の拡大図である。
【図５】図４に示す状態から一定時間が経過した後の状態を示す図である。
【図６】比較例にかかる二重断熱壁構造体の構成を模式的に示す断面図である。
【図７】比較例にかかる二重断熱壁構造体の熱伝導を模式的に示す断面図である。
【図８】図１の破線部によって示される領域Ａ１の拡大図である。
【図９】実施の形態２にかかる二重断熱壁構造体の構成を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするために、図面は適宜、簡略化されている。
なお、当然のことながら、図１〜９に示した右手系ｘｙｚ座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、ｚ軸プラス向きが鉛直上向き、ｘｙ平面が水平面であり、図面間で共通である。
【００１０】
＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１にかかる二重断熱壁構造体１の構成を模式的に示す断面図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図１および図２に示す二重断熱壁構造体１は、加熱状態である。なお、二重断熱壁構造体１は、加熱炉として使用することができる。図１及び図２に示すように、二重断熱壁構造体１は、外管１１と、内管１２と、ベローズＢと、多層反射膜ｒｆ１と、を備える。
【００１１】
図１及び図２に示すように、外管１１及び内管１２は両端の一部または全体が開口した円筒状部材である。ベローズＢは、可撓性を有する伸縮管であり、波状の形状を有する。多層反射膜ｒｆ１は、反射膜２１とガラス布２２とが交互に積層され多層となっている（図８および段落００２１参照）。
【００１２】
本実施の形態において、図１及び図２に示すように、外管１１と内管１２とベローズＢとは金属から構成される。外管１１と内管１２とベローズＢとを構成する金属は、例えば、ステンレス鋼、鉄鋼、チタンなどが含まれる。ベローズＢは外管１１と内管１２とを接合する。ベローズＢは外管１１や内管１２の肉厚と比べて薄い。また、ベローズＢは、波状の形状であるため、加熱された内管１２と、外管１１と、を長い距離をかけて繋いでいる。このため、ベローズＢは、内管１２から外管１１に熱が伝わるのを抑制することができる。
【００１３】
図１及び図２に示すように、多層反射膜ｒｆ１は、内管１２およびベローズＢに巻装されている。上述したように、多層反射膜ｒｆ１は、反射膜２１とガラス布２２とを含む。反射膜２１は、ベローズＢに巻装されている部分において、軸方向に分断されている。反射膜２１は、反射率が高い部材、すなわち、アルミ箔、銅箔、チタン箔などの金属箔である。ガラス布２２は、反射膜２１と比べて熱伝導率が低い部材、すなわち、ガラス繊維製の布である。なお、ガラス布２２は、不織布であっても、織布であってもよい。反射膜２１とガラス布２２とからなる多層反射膜ｒｆ１は、外周部が金網（図示せず）によって固定されている。
【００１４】
図１及び図２に示すように、外管１１と内管１２とベローズＢとの間には、密閉された空間１３が形成されている。空間１３は減圧された真空空間である。すなわち、外管１１と内管１２との間は、真空空間によって断熱されている。外管１１の外側は外気である。内管１２の内側は、二重断熱壁構造体１の加熱に際し内容物を収容するための収容空間１４である。
【００１５】
ここで、本発明が解決しようとする課題について詳しく説明する。本願の発明者は、二重断熱構造体の加熱時における真空空間に配設された反射膜について検討した。
図３は、比較例にかかる二重断熱壁構造体１００の構成を模式的に示す断面図であり、図４は、図３の破線部によって示される領域Ａ２の拡大図である。図３および図４に示す二重断熱壁構造体１００は、加熱状態を示す。なお、図１と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００１６】
前述の通り、ベローズＢは外管１１や内管１２の肉厚と比べて薄い金属であり、加熱された内管１２と、外管１１と、を長い距離をかけて繋いでいる。そのため、ベローズＢは、内管１２から外管１１への伝熱を抑制することができる。しかしながら、真空空間である空間１３において、高温の内管１２から外管１１に輻射により熱が伝わっていることが判明した。そこで本願の発明者は、図３および図４に示すように、二重断熱壁構造体１００において、反射膜４１を積層した多層反射膜ｃｒｆ１を、加熱時に高温となる内管１２とベローズＢとの周囲に巻装した。反射膜４１は、反射率が高い金属箔で、例えば、アルミ箔、銅箔、チタン箔などである。反射膜４１を積層させ多層とすることにより、内管１２から放射される輻射熱を複数回反射することができる。図４に示す白抜きの矢印は、内管１２から放射された輻射熱が、反射膜４１において反射されている様子を示している。空間１３において、内管１２の外周表面から放射された輻射熱は反射膜４１で反射されて再び内管１２の外周表面に戻るので、内管１２から外管１１に輻射熱が伝わるのを抑制することができる。
【００１７】
図５は、図４に示す状態から一定時間が経過した後の状態を示す図である。図５に示すように、反射膜４１は、時間の経過と共に重力によって互いに密着してしまうことが判明した。図４と同様に、図５に示す白抜きの矢印は、内管に放射された輻射熱が反射膜４１において反射されている様子を示している。図５に示す二点鎖線は、反射膜４１が密着する前の位置（図４での位置）を示している。反射膜４１同士が密着することにより、多層反射膜ｃｒｆ１は多層ではなく実質的に１層となるため、輻射熱を実質的に１回しか反射することができなくなる。このため、多層反射膜ｃｒｆ１において、複数の反射膜４１を積層させて多層にしたにもかかわらず、反射性能が十分に発揮できていない。
【００１８】
図６は、比較例にかかる二重断熱壁構造体１０１の構成を模式的に示す断面図である。図６に示す二重断熱壁構造体１０１は、加熱状態である。本願の発明者は、図３〜図５に示した反射膜４１の密着を防ぐために、図６に示すように、二重断熱壁構造体１０１において、反射膜５１と反射膜５１との間にガラス布５２を挿入した多層反射膜ｃｒｆ２を、内管１２およびベローズＢの周囲に巻装した。反射膜５１は、反射率が高い金属箔で、例えば、アルミ箔、銅箔、チタン箔などである。反射膜５１の間にガラス布５２を挿入したことにより、反射膜５１同士が密着することを防ぐことができる。これにより、反射膜５１において、内管１２から放射される輻射熱を複数回反射させることができる。図６に示す白抜きの矢印は、内管１２から放射された輻射熱が反射されている様子を示している。
【００１９】
図７は、比較例にかかる二重断熱壁構造体１０１の熱伝導を模式的に示す断面図である。図７は、図６に示した状態の二重断熱壁構造体１０１の全体図を示すものである。すなわち、図７に示す二重断熱壁構造体１０１は、加熱状態である。上述したように、加熱状態の二重断熱壁構造体１０１において、内管１２から放射される輻射熱を抑制することができた。しかしながら、図７に示すように、高温の内管１２の外周表面から内管１２の周囲に巻装された多層反射膜ｃｒｆ２に放射された輻射熱の一部が、多層反射膜ｃｒｆ２の反射膜５１における軸方向の両端へ向かう熱伝導（白抜き矢印で示す方向への熱伝導）によりベローズＢに伝わってしまうことが判明した。多層反射膜ｃｒｆ２の反射膜５１における軸方向の両端へ向かう熱伝導が生じる理由は、アルミ箔、銅箔、チタン箔などの金属箔からなる反射膜５１は熱伝導率が比較的高いためである。例えば、アルミ箔の熱伝導率は２３０Ｗ／（ｍ・ｋ）である。なお、ガラス布は熱伝導率が低い（０．５Ｗ／（ｍ・ｋ））ので、熱伝導は反射膜５１に対して無視できるレベルである。
【００２０】
次に、本実施の形態にかかる二重断熱壁構造体１において、真空空間である空間１３における高温の内管１２の外周表面から多層反射膜ｒｆ１に放射された輻射熱の一部が、反射膜２１を介してベローズＢに伝わるのを抑制するメカニズムについて説明する。
図８は、図１の破線部によって示される領域Ａ１の拡大図である。図８に示す二重断熱壁構造体１は図１と同様、加熱された状態である。
【００２１】
図８に示すように、多層反射膜ｒｆ１は、反射膜２１とガラス布２２とが交互に積層され多層となっている。多層反射膜ｒｆ１は、内管１２およびベローズＢに巻装されている。反射膜２１は、ベローズＢに巻装されている部分において、軸方向に分断されている。
【００２２】
図７に示す比較例にかかる二重断熱壁構造体１０１では、反射膜５１の熱伝導率の高さから、内管１２から両端部へ向かう伝熱が生じてしまっていた。しかし、図８に示すように、本実施の形態にかかる二重断熱壁構造体１では、反射膜２１を軸方向に分断する構成とすることにより、反射膜２１の軸方向への伝熱が遮断される。すなわち、真空空間である空間１３において、高温の内管１２の外周表面から多層反射膜ｒｆ１に放射された輻射熱の一部が、反射膜２１を介してベローズＢに伝わるのを抑制することができる。したがって、二重断熱壁構造体１の断熱性をより良好に維持することが可能となる。
【００２３】
＜実施の形態２＞
次に、実施の形態２にかかる二重断熱壁構造体２において、加熱時にベローズの輻射熱を抑制するメカニズムについて説明する。
図９は、実施の形態２にかかる二重断熱壁構造体２の構成を模式的に示す断面図である。図９に示す二重断熱壁構造体２は、実施の形態１と同様、加熱された状態である。なお、図１及び図８と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００２４】
多層反射膜ｒｆ２は、反射膜３１とガラス布３２とが交互に積層され多層となっている。多層反射膜ｒｆ２は、内管１２およびベローズＢに巻装されている。図８に示す実施の形態１にかかる二重断熱壁構造体１では、反射膜２１のみが軸方向に分断されていたが、本実施の形態における二重断熱壁構造体２では、図９に示すように、反射膜３１とガラス布３２との両方がベローズＢに巻装されている部分において軸方向に分断されている。
【００２５】
図７に示す比較例にかかる二重断熱壁構造体１０１では、反射膜５１の熱伝導率の高さから、内管１２から両端部へ向かう伝熱が生じてしまっていた。しかし、図９に示すように、本実施の形態にかかる二重断熱壁構造体２では、反射膜３１とガラス布３２とを軸方向に分断する構成とすることにより、反射膜３１の軸方向への伝熱が遮断される。すなわち、真空空間である空間１３において、高温の内管１２の外周表面から多層反射膜ｒｆ２に放射された輻射熱の一部が、反射膜３１を介してベローズＢに伝わるのを抑制することができる。したがって、二重断熱壁構造体２の断熱性をより良好に維持することが可能となる。
【００２６】
以上より、本実施の形態では、両端部がベローズを介して接合されている外管および内管と、外管と内管との間が減圧された密閉空間と、複数の反射膜と複数のガラス布とが交互に積層され巻装された内管およびベローズと、ベローズに巻装されている部分において複数の反射膜が軸方向に分断されている複数の反射膜と、を備える。このような構成により、外管と内管との両端部がベローズを介して接合されている構成において、断熱性をより良好に維持することが可能である。
【００２７】
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】
【００２８】
１、２、１００、１０１  二重断熱壁構造体
１１  外管
１２  内管
１３  密閉空間
１４  収容空間
２１、３１、４１、５１  反射膜
２２、３２、５２  ガラス布
ｒｆ１、ｒｆ２、ｃｒｆ１、ｃｒｆ２  多層反射膜
Ｂ  ベローズ
【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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