(57)【要約】【課題】流体を搬送する真空断熱パイプにおいて、断熱性の向上によって熱損失を低減し、搬送時の効率を高める。【解決手段】真空断熱パイプ１は、内部に流体搬送空間Ｓ１が形成された筒状の内側パイプ部２と、内側パイプ部２の外側に配設された筒状の外側パイプ部３とを有している。内側パイプ部２と外側パイプ部３との間に筒状の密閉空間Ｓ２が形成され、密閉空間Ｓ２にホールドパイプ部７が配設されている。ホールドパイプ部７には、複数の突起部９が、その両方の先端部分をそれぞれ内側パイプ部２の外周面２ａおよび外側パイプ部３の内周面３ａに接触させて設けられている。これにより、密閉空間Ｓ２の内外の気圧差によって内側パイプ部２および外側パイプ部３が変形することを抑制するように構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に流体搬送空間が形成された筒状の内側パイプ部と、この内側パイプ部の外側に配設された筒状の外側パイプ部とを有し、前記内側パイプ部および前記外側パイプ部の両端部を連結するように閉塞して当該内側パイプ部と当該外側パイプ部との間に筒状の密閉空間を形成するように構成された真空断熱パイプであって、
前記密閉空間を真空引きするための排気管と、前記密閉空間に配設されたホールドパイプ部とを備え、
前記ホールドパイプ部には、複数の突起部が、その両方の先端部分をそれぞれ前記内側パイプ部の外周面および前記外側パイプ部の内周面に接触させて設けられることにより、前記密閉空間の内外の気圧差によって前記内側パイプ部および前記外側パイプ部が変形することを抑制するように構成されていることを特徴とする真空断熱パイプ。
【請求項２】
前記ホールドパイプ部は、略筒状のパイプ本体と、このパイプ本体に所定のピッチで取り付けられた前記複数の突起部とから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の真空断熱パイプ。
【請求項３】
前記突起部は、アドセラム（登録商標）で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の真空断熱パイプ。
【請求項４】
前記内側パイプ部および前記外側パイプ部は、少なくとも一方がステンレスで形成されてい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真空断熱パイプ。
【請求項５】
前記密閉空間は、圧力１０-4Ｐａ以下の高真空であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の真空断熱パイプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、流体（高温高圧の気体、液体、粉粒体など）を搬送する際に適用するのに好適な真空断熱パイプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体を搬送する断熱パイプとしては、筒部本体の内側にグラスウールなどの断熱材を配設したものが提案されていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２０７６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような断熱パイプでは、断熱材としてグラスウールを使用しているため、その断熱性にも限りがあり、極めて高い断熱性が要求される用途には適さない。例えば、この断熱パイプを用いて高温高圧の気体を搬送する際には、この流体の持つ熱エネルギーの一部がグラスウールを通じて外部へ散失し、その分だけ熱損失が増大するため、搬送時の効率が低下してしまうという課題があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑み、断熱性の向上によって熱損失を低減し、搬送時の効率を高めることが可能な真空断熱パイプ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】
【０００６】
かかる目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、内部に流体搬送空間が形成された筒状の内側パイプ部と、この内側パイプ部の外側に配設された筒状の外側パイプ部とを有し、前記内側パイプ部および前記外側パイプ部の両端部を連結するように閉塞して当該内側パイプ部と当該外側パイプ部との間に筒状の密閉空間を形成するように構成された真空断熱パイプであって、前記密閉空間を真空引きするための排気管と、前記密閉空間に配設されたホールドパイプ部とを備え、前記ホールドパイプ部には、複数の突起部が、その両方の先端部分をそれぞれ前記内側パイプ部の外周面および前記外側パイプ部の内周面に接触させて設けられることにより、前記密閉空間の内外の気圧差によって前記内側パイプ部および前記外側パイプ部が変形することを抑制するように構成されている真空断熱パイプとしたことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記ホールドパイプ部は、略筒状のパイプ本体と、このパイプ本体に所定のピッチで取り付けられた前記複数の突起部とから構成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の構成に加え、前記突起部は、アドセラム（登録商標）で形成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の構成に加え、前記内側パイプ部および前記外側パイプ部は、少なくとも一方がステンレスで形成されていることを特徴とする。
【００１０】
さらに、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の構成に加え、前記密閉空間は、圧力１０-4Ｐａ以下の高真空であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１、２に記載の発明によれば、流体搬送空間を包囲する密閉空間を真空、つまり熱を伝える物質がほとんどない空間にした状態で、流体搬送空間を用いて流体を搬送することができる。その結果、真空断熱パイプの断熱性の向上によって熱損失を低減し、搬送時の効率を高めることが可能となる。
【００１２】
しかも、突起部の両方の先端部分がそれぞれ内側パイプ部の外周面および外側パイプ部の内周面に接触して、密閉空間の内外の気圧差によって内側パイプ部および外側パイプ部が変形することを抑制するように構成されているので、密閉空間を高真空にしても、内側パイプ部と外側パイプ部とが部分的に接触して密閉空間の断熱性が低下する事態の発生を未然に防止するとともに、流体搬送空間の断面形状を維持して、この真空断熱パイプの搬送能力を確保することが可能となる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、突起部がアドセラム（登録商標）で形成されているので、この突起部自体の断熱性をも高めることができる。その結果、真空断熱パイプの断熱性を一層向上させることが可能となる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、内側パイプ部および外側パイプ部の少なくとも一方がステンレスで形成されているので、流体が高圧である場合に、内側パイプ部および外側パイプ部が筒状であることと相俟って、流体の高圧に耐えやすい。したがって、高圧の流体の搬送を円滑に実施することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る真空断熱パイプの斜視図である。
【図２】同実施の形態１に係る真空断熱パイプの断面図であって、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線による拡大断面図である。
【図３】同実施の形態１に係る真空断熱パイプのホールドパイプ部を示す斜視図である。
【図４】同実施の形態１に係る真空断熱パイプの突起部の取付状態を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る真空断熱パイプの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
［発明の実施の形態１］
図１乃至図４には、本発明の実施の形態１を示す。
【００１７】
実施の形態１に係る真空断熱パイプ１は、図１、図２に示すように、全体的に直線状に形成されており、厚さ１ｍｍのステンレス製の略円筒状の内側パイプ部２を有している。内側パイプ部２の内部には流体搬送空間Ｓ１が形成されている。内側パイプ部２の外側には、厚さ１ｍｍのステンレス製の外側パイプ部３が、内側パイプ部２と同心円状に配設されている。
【００１８】
また、内側パイプ部２と外側パイプ部３との間には、図２に示すように、その両端部を厚さ０．２ｍｍのステンレス製の気密プレート５で閉塞することにより、略円筒状の密閉空間Ｓ２が形成されている。外側パイプ部３には、密閉空間Ｓ２を圧力１０-4Ｐａ以下の高真空に真空引きするための排気管６が分岐して取り付けられている。密閉空間Ｓ２には、ホールドパイプ部７が配設されている。このホールドパイプ部７は、図３に示すように、内側パイプ部２と同心円状に配置された厚さ０．５ｍｍのステンレス製の略円筒状のパイプ本体８と、このパイプ本体８に所定のピッチで取り付けられて外側パイプ部３を支持する複数のアドセラム（登録商標）製のピン状の突起部９とから構成されている。なお、このアドセラムは、リチウム・アルミニウムケイ酸塩とケイ灰石との複合材料であり、熱伝導率１〜３Ｗ／ｍ・Ｋ程度の高い断熱性を備えている。ここで、突起部９の両方の先端部分９ａ、９ｂは、図４に示すように、略円錐形に形成されており、図２に示すように、それぞれ内側パイプ部２の外周面２ａおよび外側パイプ部３の内周面３ａに接触している。
【００１９】
また、突起部９には、図４に示すように、輪状のサークリップ１０が取り付けられており、パイプ本体８の貫通孔８ａに突起部９が挿通された状態でサークリップ１０を突起部９に嵌着することにより、突起部９がパイプ本体８に固定された状態となっている。
【００２０】
真空断熱パイプ１は以上のような構成を有するので、この真空断熱パイプ１を用いて高温高圧の気体を搬送する際には、排気管６により、密閉空間Ｓ２を圧力１０-4Ｐａ以下の高真空に真空引きし、その状態で、流体搬送空間Ｓ１に流体を供給して搬送する。
【００２１】
すると、流体搬送空間Ｓ１を包囲する密閉空間Ｓ２を真空、つまり熱を伝える物質がほとんどない空間にした状態で、流体搬送空間Ｓ１を用いて流体を搬送することができる。その結果、真空断熱パイプ１の断熱性の向上によって熱損失を低減し、搬送時の効率を高めることが可能となる。この真空断熱パイプ１では、従来のグラスウールに比べて断熱性を１０倍以上と十分に向上させることができる。そのため、極めて高い断熱性が要求される用途にも適用することが可能となる。
【００２２】
このとき、突起部９は、上述したとおり、その両方の先端部分９ａ、９ｂをそれぞれ内側パイプ部２の外周面２ａおよび外側パイプ部３の内周面３ａに接触させて取り付けられているので、密閉空間Ｓ２の内外の気圧差によって内側パイプ部２および外側パイプ部３が変形することを抑制することができる。そのため、密閉空間Ｓ２を高真空にしても、内側パイプ部２と外側パイプ部３とが部分的に接触して密閉空間Ｓ２の断熱性が低下する事態の発生を未然に防止することが可能となる。また、密閉空間Ｓ２を高真空にしても、流体搬送空間Ｓ１の断面形状を維持することができるので、この真空断熱パイプ１の搬送能力（単位時間当たりの搬送量）を確保することが可能となる。
【００２３】
なお、真空断熱パイプ１では、内側パイプ部２が突起部９を介して外側パイプ部３に接しているため、流体搬送空間Ｓ１の熱は内側パイプ部２、突起部９および外側パイプ部３を経て外部へ逃げていこうとする。しかし、突起部９がアドセラム（登録商標）で形成されているので、この突起部９自体の断熱性をも高めることができる。これに加えて、突起部９の両方の先端部分９ａ、９ｂが略円錐形であるため、突起部９と内側パイプ部２、外側パイプ部３との接触面積が小さくなり、突起部９を介して内側パイプ部２、外側パイプ部３間で熱が伝導しにくくなる。これらの結果、真空断熱パイプ１の断熱性を一層向上させることが可能となる。
【００２４】
しかも、真空断熱パイプ１を構成する内側パイプ部２および外側パイプ部３は、上述したとおり、いずれもステンレス製であるため、流体が高圧である場合に、内側パイプ部２および外側パイプ部３が略円筒状であることと相俟って、流体の高圧に耐えやすい。したがって、高圧の流体の搬送を円滑に実施することが可能となる。
【００２５】
また、真空断熱パイプ１のホールドパイプ部７は、上述したとおり、サークリップ１０によって突起部９がパイプ本体８に固定されている。したがって、この真空断熱パイプ１が振動や衝撃を受けるような用途に用いられる場合であっても、突起部９がパイプ本体８から脱落することはなく、密閉空間Ｓ２の断熱性を長期にわたって維持することが可能となる。
【００２６】
さらに、真空断熱パイプ１は、構造が比較的簡単であるため、製造コストを抑制するとともに、量産性を確保することができる。
［発明の実施の形態２］
図５には、本発明の実施の形態２を示す。
【００２７】
実施の形態２に係る真空断熱パイプ１は、図５に示すように、全体的に直線状ではなくＬ形（エルボ形）に形成されている。その他の構成については、上述した実施の形態１と基本的に同様であるので、同一の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２８】
したがって、この実施の形態２では、上述した実施の形態１と同じ作用効果を奏する。
【００２９】
これに加えて、この真空断熱パイプ１では、図５に示すように、その両端にそれぞれ直線状の真空断熱パイプ１Ａ、１Ｂを溶接して連結することにより、流体の搬送経路を延伸して任意に設定することができる。図５において、符号１１は溶接部分を示す。このとき、真空断熱パイプ１の流体搬送空間Ｓ１と真空断熱パイプ１Ａ、１Ｂの流体搬送空間Ｓ１とを互いに連通させる。その結果、真空断熱パイプ１Ａ、真空断熱パイプ１、真空断熱パイプ１Ｂを通じて流体を搬送することができ、真空断熱パイプ１の利便性を高めることが可能となる。なお、真空断熱パイプ１の密閉空間Ｓ２と真空断熱パイプ１Ａ、１Ｂの密閉空間Ｓ２とは、互いに連通させなくても、それぞれ独立して断熱層としての機能を発現する。
［発明のその他の実施の形態］
なお、上述した実施の形態１、２では、内側パイプ部２および外側パイプ部３の形状が略円筒状である場合について説明した。しかし、内側パイプ部２や外側パイプ部３の形状は、筒状である限り、略円筒状以外の形状（例えば、だ円筒状、角筒状、星形筒状など）であっても構わない。
【００３０】
また、上述した実施の形態１、２では、各先端部分９ａ、９ｂが略円錐形である突起部９を備えた真空断熱パイプ１について説明したが、この突起部９の各先端部分９ａ、９ｂの形状は、必ずしも略円錐形でなくてもよい。例えば、突起部９の各先端部分９ａ、９ｂが略円柱状である場合には、略円錐形に比べて、内側パイプ部２および外側パイプ部３との接触面積が大きくなり、突起部９による支持力が増大する利点がある。
【００３１】
また、上述した実施の形態１、２では、アドセラム（登録商標）製の突起部９を備えた真空断熱パイプ１について説明したが、この突起部９の材料として、例えばガラスを採用することも可能である。
【００３２】
また、上述した実施の形態１、２では、突起部９をホールドパイプ部７のパイプ本体８に固定する固定手段としてサークリップ１０を用いる場合について説明したが、サークリップ１０以外の固定手段を代用または併用することもできる。
【００３３】
また、上述した実施の形態１、２では、略円筒状のパイプ本体８を備えた
ホールドパイプ部７について説明したが、このパイプ本体８は必ずしも略円筒状でなくてもよい。
【００３４】
また、上述した実施の形態１、２では、内側パイプ部２および外側パイプ部３の両端部を気密プレート５で閉塞することにより、内側パイプ部２と外側パイプ部３との間に密閉空間Ｓ２を形成する場合について説明した。しかし、内側パイプ部２および外側パイプ部３の両端部を閉塞できる限り、気密プレート５を用いる必要はない。
【００３５】
さらに、上述した実施の形態１、２では、真空断熱パイプ１を用いて高温高圧の気体を搬送する場合について説明した。しかし、高温高圧の気体以外の流体（低温の気体、低圧の気体、液体、粉粒体など）を搬送する場合に本発明を同様に適用することも勿論できる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、鉄道、船舶、原子力など各種の産業に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１、１Ａ、１Ｂ……真空断熱パイプ
２……内側パイプ部
２ａ……外周面
３……外側パイプ部
３ａ……内周面
５……気密プレート
６……排気管
７……ホールドパイプ部
８……パイプ本体
８ａ……貫通孔
９……突起部
９ａ、９ｂ……先端部分
１０……サークリップ
１１……溶接部分
Ｓ１……流体搬送空間
Ｓ２……密閉空間
【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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