(57)【要約】【課題】内管を外管に挿入する際に多層反射膜が外管または内管に干渉することなく、かつ、多層反射膜における、高温の内管から外管へと伝わる輻射を抑制する効果を十分に高くすることができる二重断熱壁構造体を提供する。【解決手段】外管２と、外管２の内側に配置された内管３と、を備え、外管２と内管３との間には減圧された密閉空間８が形成されている二重断熱壁構造体１の製造方法であって、前記内管を前記外管の内部に挿入する前に、複数の反射膜が積層され、外管２と内管３との間に配設される多層反射膜６を、気密性の高い材料で形成された袋体２０により覆い、多層反射膜６が収容された袋体２０の内部空間２０ａが密閉されるように袋体２０を封止し、内部空間２０ａを減圧して多層反射膜６の嵩を減らす。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外管と、前記外管の内側に配置された内管と、を備え、前記外管と前記内管との間には減圧された密閉空間が形成されている二重断熱壁構造体の製造方法であって、
前記内管を前記外管の内部に挿入する前に、
複数の反射膜が積層され、前記外管と前記内管との間に配設される多層反射膜を、気密性の高い材料で形成された袋体により覆い、前記多層反射膜が収容された前記袋体の内部空間が密閉されるように前記袋体を封止し、前記内部空間を減圧して前記多層反射膜の嵩を減らす、二重断熱壁構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二重断熱壁構造体の製造方法に関する。
【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、外管と内管との間の真空空間に金属箔を積層した多層反射膜が配設されている二重断熱壁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】
二重断熱壁構造体において、内管の内側の空間を高温の加熱温度まで加熱する場合、外管と内管との間における密閉空間に配置された多層反射膜により、高温の内管から外管へと輻射によって熱が伝わるのが抑制される。多層反射膜を構成する金属箔の枚数を最適な枚数（最適枚数）としたときに、高温の内管から外管へと伝わる輻射を抑制する効果が十分に高くなる。
【０００５】
ところで、二重断熱壁構造体の製造において、内管の外周に多層反射膜を巻き付け、そして、多層反射膜が巻き付けられた内管を外管の内部に挿入するのが一般的である。図１４および図１５は、本発明が解決しようとする課題にかかる二重断熱壁構造体の製造方法について模式的に説明する模式図である。なお、図１４および図１５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。
【０００６】
図１４において、上段には内管を外管の内部に挿入する前の状態、下段には内管を外管の内部に挿入しているときの状態を示す。図１４に示すように、内管５０３の両端にはベローズ５０５が設けられている。内管５０３の外周には多層反射膜５０６が巻き付けられている。この多層反射膜５０６は、高温の内管５０３から外管５０２へと伝わる輻射を十分に抑制することができる枚数の金属箔が積層されている。この多層反射膜５０６の最外周と外管５０２の内周とのクリアランス（隙間）をクリアランスＷ１とする。
【０００７】
多層反射膜５０６の最外周と外管５０２の内周とのクリアランスが狭くなればなるほど内管５０３を外管５０２に挿入しにくくなる。すなわち、多層反射膜５０６が外管５０２の内周に干渉することなく、内管５０３を外管５０２に挿入するためには十分なクリアランスが確保されている必要がある。しかしながら、クリアランスＷ１は、内管５０３を外管５０２に挿入するために最低限必要なクリアランスよりも狭いため、多層反射膜５０６の外周部分の金属箔５０６ａが外管５０２の内周に当たって破損されるおそれがある。
【０００８】
図１５において、この多層反射膜６０６の最外周と外管５０２の内周とのクリアランスをクリアランスＷ２とする。クリアランスＷ２は、内管５０３を外管５０２に挿入するために最低限必要なクリアランスよりも広い。しかしながら、この多層反射膜６０６に積層された金属箔の枚数は、高温の内管５０３から外管５０２へと伝わる輻射を十分に抑制することができる枚数よりも少ない。
【０００９】
このように、多層反射膜が外管の内周に干渉することなく、内管を外管に挿入するために十分なクリアランスを確保しようとした場合、多層反射膜における、高温の内管から外管へと伝わる輻射を抑制する効果を十分に高くすることができないという問題があった。
【００１０】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、内管を外管に挿入する際に多層反射膜が外管または内管に干渉することなく、かつ、多層反射膜における、高温の内管から外管へと伝わる輻射を抑制する効果を十分に高くすることができる二重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】
【００１１】
本発明の一態様にかかる二重断熱壁構造体の製造方法は、外管と、前記外管の内側に配置された内管と、を備え、前記外管と前記内管との間には減圧された密閉空間が形成されている二重断熱壁構造体の製造方法であって、前記内管を前記外管の内部に挿入する前に、複数の反射膜が積層され、前記外管と前記内管との間に配設される多層反射膜を、気密性の高い材料で形成された袋体により覆い、前記多層反射膜が収容された前記袋体の内部空間が密閉されるように前記袋体を封止し、前記内部空間を減圧して前記多層反射膜の嵩を減らすものである。
【００１２】
多層反射膜を収容する袋体の内部空間が減圧されると、多層反射膜は、袋体によって圧縮される。このため、多層反射膜において、高温の内管から外管へと伝わる輻射を十分に抑制することができる枚数の反射膜が積層されている場合にも、多層反射膜の嵩が減って多層反射膜の厚みが薄くなる。これにより、内管を外管に挿入する際に多層反射膜が外管または内管に干渉することなく、かつ、多層反射膜における、高温の内管から外管へと伝わる輻射を抑制する効果を十分に高くすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、内管を外管に挿入する際に多層反射膜が外管または内管に干渉することなく、かつ、多層反射膜における、高温の内管から外管へと伝わる輻射を抑制する効果を十分に高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態１にかかる二重断熱壁構造加熱炉の構成について説明する模式図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】実施の形態１にかかる、二重断熱壁構造体の製造方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】図３のフローチャートにおける各処理について説明する模式図である。
【図５】図３のフローチャートにおける各処理について説明する模式図である。
【図６】図３のフローチャートにおける各処理について説明する模式図である。
【図７】図３のフローチャートにおける各処理について説明する模式図である。
【図８】変形例１にかかる袋体を示す模式図である。
【図９】変形例１にかかる袋体を示す模式図である。
【図１０】実施の形態２にかかる、二重断熱壁構造体の製造方法について示す模式図である。
【図１１】実施の形態２にかかる、二重断熱壁構造体の製造方法において、外管に内管を挿入しているときの状態を示す模式図である。
【図１２】実施の形態２にかかる、二重断熱壁構造体の製造方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】多層反射膜のみを、袋体の内部に収容して圧縮する場合について示す模式図である。
【図１４】本発明が解決しようとする課題にかかる二重断熱壁構造体の製造方法について模式的に説明する模式図である。
【図１５】本発明が解決しようとする課題にかかる二重断熱壁構造体の製造方法について模式的に説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。なお、図に示した右手系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。
【００１６】
［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る。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に示すように、二重断熱壁構造体１は、外管２と、内管３と、環状フランジ４と、ベローズ５と、多層反射膜６と、を備える。
【００１７】
外管２および内管３は、両端が開口した円筒状の部材である。外管２および内管３の材質は、例えば、ステンレス鋼、鉄鋼、チタンなどである。内管３は、外管２の内側において同軸に配置されている。外管２の両端には、外管２の開口面に沿って内側に延出する環状フランジ４が接合されている。環状フランジ４の材質は、例えば、ステンレス鋼、鉄鋼、チタンなどである。
【００１８】
内管３の両端にはベローズ５が連結されている。ベローズ５は、可撓性を有する伸縮管であり、波状の形状を有する。ベローズ５が弾性体として作用することにより、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。ベローズ５の材質は、例えば、ステンレス鋼、鉄鋼、チタンなどである。ベローズ５における、内管３が連結された一端とは反対側の他端は、環状フランジ４に連結されている。すなわち、外管２と内管３とは、両端部分において、環状フランジ４およびベローズ５を介して結合されている。これにより、外管２と内管３との間には密閉空間８が形成されている。
【００１９】
密閉空間８は減圧された真空空間である。すなわち、密閉空間８は真空ポンプ１１によって真空引きされて真空状態に維持される。これにより、外管２と内管３との間は、真空空間である密閉空間８によって断熱される。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。二重断熱壁構造体１を加熱炉として使用する場合、内管３の内側の空間が加熱空間１３となる。一方、外管２の外側は外気である。すなわち、外管２の外周面は外気と接し、内管３の内周面は加熱空間１３と接している。外管２と内管３との間に真空空間である密閉空間８が存在することで、加熱空間１３の熱が外気へと放熱されるのを抑制することができる。
【００２０】
上述したベローズ５の肉厚は、外管２や内管３の肉厚と比べて薄い。また、ベローズ５は、波状の形状を有するため、加熱された内管３と、外管２と、を長い距離をかけて繋いでいる。このため、ベローズ５は、内管３から外管２に熱が伝わるのを抑制することができる。つまり、加熱空間１３の熱が、内管３から、外管２と内管３との両端における結合部分を介して外管２へと伝わり、外気へと放熱されるのを抑制することができる。
【００２１】
外管２と内管３との間の密閉空間８には、円筒状の多層反射膜６が配設されている。多層反射膜６は、反射率が高い部材である反射膜と、反射膜よりも熱伝導率が低い部材であるガラス布とが、交互に複数枚、積層されている。反射膜は、例えば、アルミ箔、銅箔、チタン箔などの金属箔である。ガラス布は、例えば、ガラス繊維製の布である。なお、ガラス布は、不織布であっても、織布であってもよい。内管３の内側の加熱空間１３を高温の加熱温度まで加熱する場合、外管２と内管３との間における密閉空間８に配置された多層反射膜６により、高温の内管３から外管２へと輻射によって熱が伝わるのが抑制される。
【００２２】
次に、本実施の形態にかかる、二重断熱壁構造体１の製造方法について説明する。
図３は、二重断熱壁構造体１の製造方法の処理の流れを示すフローチャートである。また、図４から図７は、図３のフローチャートにおける各処理について説明する模式図である。
【００２３】
図３および図４に示すように、まず、内管３の外周に多層反射膜６を巻き付けし、内管３および多層反射膜６を袋体２０で覆い、内管３および多層反射膜６が収容された袋体２０の内部空間２０ａが密閉されるように袋体２０を封止する（ステップＳ１）。多層反射膜６は、高温の内管３から外管２へと伝わる輻射を十分に抑制することができる枚数の反射膜が積層されている。このときの多層反射膜６の径方向の厚みをｔ１とする。袋体２０の材質は、例えば、ポリスチレンなどのプラスチックである。
【００２４】
ステップＳ１に続いて、図３および図５に示すように、袋体２０の内部空間２０ａを真空ポンプ２１によって真空引きし、多層反射膜６を内管３の外周に密着させる（ステップＳ２）。多層反射膜６は袋体２０によって内管３の外周に押し付けられ嵩が減っているので、多層反射膜６の径方向の厚みｔ２は、ステップＳ１における多層反射膜６の径方向の厚みｔ１よりもずっと薄い（ｔ２＜ｔ１）。
【００２５】
ステップＳ２に続いて、図３および図６に示すように、外管２の内部に内管３を挿入する（ステップＳ３）。多層反射膜６は袋体２０によって内管３の外周に押し付けられ厚みが薄くなっている。このため、多層反射膜６の最外周と外管２の内周とのクリアランス（隙間）Ｗ３は、内管３を外管２に挿入するために最低限必要なクリアランスよりも十分に広い。これにより、内管３を外管２に挿入する際に多層反射膜６が外管２の内周に干渉して破損することはない。
【００２６】
次に、図３および図７に示すように、袋体２０の内部の圧力を外気圧に戻し、多層反射膜６を膨張させる（ステップＳ４）。次に、図３に示すように、外管２および内管３の両端を環状フランジ４により封止して密閉空間８を形成し、密閉空間８を真空引きする（ステップＳ５）。これにより、図１に示す二重断熱壁構造体１が得られる。なお、袋体２０の一部が、密閉空間８内に残っていても、二重断熱壁構造体１において、最初に加熱空間１３を加熱温度まで加熱したときに、残留していた袋体２０の一部は熱によって蒸発し、真空ポンプ１１によって排気されるので問題ない。
【００２７】
以上より、本実施の形態にかかる二重断熱壁構造体１の製造方法に拠れば、内管３を外管２に挿入する際に多層反射膜６が外管２の内周に干渉することなく、かつ、多層反射膜６における、高温の内管３から外管２へと伝わる輻射を抑制する効果を十分に高くすることができる。
【００２８】
［変形例１］
図８および図９は、変形例１にかかる袋体１２０を示す模式図である。図８および９に示すように、袋体１２０は、袋体２０（図４参照）と同様に、プラスチックなどの気密性の高い材料で形成されている。袋体１２０は、内管３の外周側に配置された円筒状の外袋１２０ａと、内管３の内周側に配置された円筒状の内袋１２０ｂと、を有し、外袋１２０ａと内袋１２０ｂが両端部分において封止されている。これにより、密閉された内部空間１２０ｃが形成される。つまり、袋体１２０は、内管３および多層反射膜６を、内管３の外周および内周に沿って環状に覆う。
【００２９】
袋体１２０の外袋１２０ａは、内部空間１２０ｃを真空ポンプ２１によって真空引きしたときに、多層反射膜６を内管３の外周に密着させる。また、袋体１２０の内袋１２０ｂは、内部空間１２０ｃを真空ポンプ２１によって真空引きしたときに、内管３の外周に密着する。このため、袋体１２０は、図４に示す袋体２０に対し、減圧しなければならない内部空間の容積が小さく、真空引きをより速く行うことができる。
【００３０】
［実施の形態２］
図１０は、実施の形態２にかかる、二重断熱壁構造体１の製造方法について示す模式図である。実施の形態１にかかる、二重断熱壁構造体１の製造方法では、気密性の高い材料で形成されている袋体によって多層反射膜および内管を覆い、密閉された袋体の内部空間を減圧して多層反射膜を内管の外周に密着させた。これに対し、実施の形態２にかかる、二重断熱壁構造体１の製造方法では、図１０に示すように、気密性の高い材料で形成されている袋体２２０によって多層反射膜６および外管２を覆い、密閉された袋体２２０の内部空間２２０ａを減圧して多層反射膜６を外管２の内周に密着させている。袋体２２０の材質は、例えばプラスチックである。なお、多層反射膜６は、高温の内管３から外管２へと伝わる輻射を十分に抑制することができる枚数の反射膜が積層されている。
【００３１】
図１１は、実施の形態２にかかる、二重断熱壁構造体１の製造方法において、外管２に内管３を挿入しているときの状態を示す模式図である。図１１に示すように、袋体２２０により多層反射膜６は外管２の内周に密着して嵩が減っているので、内管３を外管２に挿入する際に多層反射膜６が内管２の内周に干渉することがない。
【００３２】
図１２は、二重断熱壁構造体１の製造方法の処理の流れを示すフローチャートである。なお、以下の説明において、図１０、図１１も適宜参照する。図１２に示すように、まず、外管２の内周に多層反射膜６を配置し、外管２および多層反射膜６を袋体２２０で覆い、外管２および多層反射膜６が収容された袋体２２０の内部空間２２０ａが密閉されるように袋体２２０を封止する（ステップＳ１０１）。続いて、袋体２２０の内部空間２２０ａを真空ポンプ２１によって真空引きし、多層反射膜６を外管２の内周に密着させる（ステップＳ１０２）。
【００３３】
ステップＳ１０２に続いて、外管２の内部に内管３を挿入する（ステップＳ１０３）。次に、袋体２２０の内部の圧力を外気圧に戻し、多層反射膜６を膨張させる（ステップＳ１０４）。次に、外管２および内管３の両端を環状フランジ４（図１参照）により封止して密閉空間８を形成し、密閉空間８を真空引きする（ステップＳ１０５）。
【００３４】
以上より、本実施の形態にかかる二重断熱壁構造体１の製造方法に拠れば、内管３を外管２に挿入する際に多層反射膜６が内管３の外周に干渉することなく、かつ、多層反射膜６における、高温の内管３から外管２へと伝わる輻射を抑制する効果を十分に高くすることができる。
【００３５】
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。例えば、上記実施の形態においては、内管を外管に挿入する前に、袋体によって、多層反射膜を外管または内管に密着させるようにしたが、これに限るものではない。図１３は、多層反射膜６のみを、袋体３２０の内部に収容して圧縮する場合について示す模式図である。図１３に示すように、内管３の外周に配置された多層反射膜６のみを袋体３２０の内部空間３２０ａに収容し、袋体３２０によって多層反射膜６を圧縮して嵩を減らしてから、内管３を外管２の内部に挿入するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１  二重断熱壁構造体
２  外管
３  内管
４  環状フランジ
５  ベローズ
６  多層反射膜
８  密閉空間
１１、２１  真空ポンプ
１３  加熱空間
２０、１２０、２２０、３２０  袋体
２０ａ、１２０ｃ、２２０ａ、３２０ａ  内部空間
１２０ａ  外袋
１２０ｂ  内袋
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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