(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同心状に配置され、それぞれ円筒状の内筒及び外筒を有し、該外筒の上端部で該内筒に連結されて該内筒と該外筒の間に真空断熱部が形成され、前記内筒の上部には開口が設けられた真空断熱容器において、
前記内筒及び前記外筒の材料に、引張強さが８９５ＭＰａ以上で、熱伝導率が０．０２ｃａｌ／ｃｍ2／ｓｅｃ／℃／ｃｍ以下のチタン合金を用い、前記内筒及び前記外筒を構成する前記チタン合金は、合金元素としてアルミニウム及びバナジウムを含むＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金又はＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ（ＥＬＩ）合金であり、
前記内筒の下部には凹部が下方に突出した内鏡板が設けられ、前記外筒の底部には、凹部が上方に突出し、下端が円形となって下部台座も兼用する外鏡板が、前記内鏡板とは隙間を有して設けられ、前記内鏡板と前記外鏡板との間に前記真空断熱部に連通して前記内筒と前記外筒の熱膨張差を緩和する断熱材を用いた左右２つの緩衝機構が設けられ、かつ前記外筒の下部で前記外鏡板内には前記真空断熱部に通ずる真空ポンプ接続口を備え、
前記各緩衝機構は、前記内鏡板の下部に設けられた円柱状の金具と、前記外鏡板の上に取付けられて前記断熱材が嵌入する管材とを有し、前記断熱材は前記金具の高さより深い嵌入穴を有して前記金具に装着され、前記管材の側部にはガス抜き孔を有して、前記内筒と前記内鏡板で形成される容器本体の左右方向の揺れと、上下方向の熱膨張差を吸収することを特徴とする真空断熱容器。
【請求項２】
請求項１記載の真空断熱容器において、前記真空ポンプ接続口は逆止弁を備えていることを特徴とする真空断熱容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内筒及び外筒を有し、これら内筒及び外筒との間に真空断熱部を設けた真空断熱容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、真空断熱容器として、ステンレス材を用いた内筒及び外筒を有し、その中間部に真空断熱部が形成されたものが一般に使用されていた。しかしながら、ステンレス材は重いので、例えば、特許文献１には、内筒及び外筒にチタン又はチタン合金を用いた補保温ポットが開示されている。
また、特許文献２には、真空二重容器の内筒と外筒をチタン又はチタン合金により形成し、チタン又はチタン合金の硬度（ビッカース硬度）を１６０以上とすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１９８０２２号公報
【特許文献２】特開平１１−１６４７８４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、２では、内筒及び外筒の材料を、チタン又はチタン合金としているが、チタン合金の種類は開示されておらず、強度を有するチタン合金を内筒及び外筒に使用することも開示されていない。
更に、特許文献１、２記載の真空断熱容器においては、内筒及び外筒によって構成される真空断熱部が、密閉構造であるので、内筒及び外筒を構成する金属からの放出ガスによって徐々に真空度が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、軽量で十分な強度を有する真空断熱容器を提供することを第１の目的とし、真空断熱部に気体が入っても再度真空度を高めることが可能な真空断熱容器を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的に沿う本発明に係る真空断熱容器は、同心状に配置され、それぞれ円筒状の内筒及び外筒を有し、該外筒の上端部で該内筒に連結されて該内筒と該外筒の間に真空断熱部が形成され、前記内筒の上部には開口が設けられた真空断熱容器において、
前記内筒及び前記外筒の材料に、引張強さが８９５ＭＰａ以上で、熱伝導率が０．０２ｃａｌ／ｃｍ2 ／ｓｅｃ／℃／ｃｍ以下のチタン合金を用い、前記内筒及び前記外筒を構成する前記チタン合金は、合金元素としてアルミニウム及びバナジウムを含むＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金又はＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ（ＥＬＩ）合金であり、
前記内筒の下部には凹部が下方に突出した内鏡板が設けられ、前記外筒の底部には、凹部が上方に突出し、下端が円形となって下部台座も兼用する外鏡板が、前記内鏡板とは隙間を有して設けられ、前記内鏡板と前記外鏡板との間に前記真空断熱部に連通して前記内筒と前記外筒の熱膨張差を緩和する断熱材を用いた左右２つの緩衝機構が設けられ、かつ前記外筒の下部で前記外鏡板内には前記真空断熱部に通ずる真空ポンプ接続口を備え、
前記各緩衝機構は、前記内鏡板の下部に設けられた円柱状の金具と、前記外鏡板の上に取付けられて前記断熱材が嵌入する管材とを有し、前記断熱材は前記金具の高さより深い嵌入穴を有して前記金具に装着され、前記管材の側部にはガス抜き孔を有して、前記内筒と前記内鏡板で形成される容器本体の左右方向の揺れと、上下方向の熱膨張差を吸収する。
なお、内筒及び外筒の下部には底板部が設けられているが、底板部が平面では圧力差によって変形し易いので、それぞれの底板部を、半球状、部分球状又は円錐台状の鏡板とするのが好ましい。真空断熱容器の蓋は、通常圧力は掛からないので、コルク、木材又はプラスチック製とすることができる。
【０００７】
表１に、純チタン、チタン合金（Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）、ステンレス鋼（この例は、１８−８ステンレス鋼）の機械的性質を示す。ステンレス鋼の場合、合金種と熱処理によって、比較的高い引張強さを有するが、チタン及びチタン合金に比較して、比重（密度）が２倍程度に大きいので、この真空断熱容器の材料としては重くなり適用できない。
【０００８】
【表１】
0006548423.tif 000002
【０００９】
表２に、純チタンとチタン合金の物理的性状を示す。純チタンでは比較的強度が小さいが、合金元素を加えると引張強さが８９５ＭＰａ以上のものが多数存在する。
【００１０】
【表２】
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【００１１】
本発明に係る真空断熱容器は、前記外筒の下部に前記真空断熱部に通ずる真空ポンプ接続口を備えている。この場合、真空ポンプ接続口に長期間、真空封止できる逆止弁等を設けるのが好ましい。
【００１２】
そして、本発明に係る真空断熱容器は、前記真空断熱部の下部に、前記内筒と前記外筒の熱膨張差を考慮した断熱材を用いた緩衝機構が設けられている。
この真空断熱容器の外径は例えば１０〜１００ｃｍ、高さは例えば３０〜１００ｃｍ程度である。この場合、外径が大きくなると、外筒及び内筒のそれぞれの厚みは、真空に耐える十分な強度が必要となるので更に厚くなる。真空断熱容器が小型の場合は把っ手を設けるが、大型の場合は据え置きとなる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る真空断熱容器は、表１、表２からも明らかなように、内筒及び外筒の材料に、引張強さが８９５ＭＰａ以上のチタン合金を用い、ステンレス鋼の引張強さ（５２０ＭＰａ、加工硬化した場合を除く）、純チタン２種の引張強さ（３４０〜５１０ＭＰａ）等に比較して大きいため、内筒及び外筒の厚みを薄く形成できる。これによって、同一サイズの従来の真空断熱容器に比べると板厚を薄くできる。また、材料の比重が約半値なので、より軽量な真空断熱容器となる。
また、熱伝導率が０．０２ｃａｌ／ｃｍ2 ／ｓｅｃ／℃／ｃｍ以下のチタン合金を使用しているので、保温性あるいは保冷性が良好である。
【００１４】
特に、本発明に係る真空断熱容器は、外筒の下部に真空断熱部に通ずる真空ポンプ接続口を備えているので、長期間の放置によって真空断熱部の内部に溜まった容器壁からの放出ガスを除去し、この真空断熱容器の再生を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（Ａ）は本発明の一実施の形態に係る真空断熱容器の平面図、（Ｂ）は同真空断熱容器の正断面図である。
【図２】（Ａ）は図１の矢視Ａ部の拡大図、（Ｂ）は図１の矢視Ｂ部の拡大図、（Ｃ）は図１の矢視Ｃ部の拡大図である。
【図３】図１における矢視Ｄ部の説明図である。
【図４】（Ａ）は同真空断熱容器の蓋の平面図、（Ｂ）は同側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
続いて、添付した図面を参照しながら、本発明を具体化した実施の形態について説明する。
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明の一実施の形態に係る真空断熱容器１０は、内筒１２と、内筒１２に対して同心状に設けられた外筒１３とを有している。上部が開口となった内筒１２の下部には、下側に突出した内鏡板１４が設けられ、外筒１３の底部には、上方に突出して下端が円形となった下部台座も兼用する外鏡板１５が設けられている。
【００１７】
この実施の形態では、内筒１２、外筒１３、内鏡板１４及び外鏡板１５の材料として、引張強さが８９５ＭＰａ以上、熱伝導率が、０．０２ｃａｌ／ｃｍ2 ／ｓｅｃ／℃／ｃｍ以下で、かつ比重が５以下のチタン合金が使用されている。この実施の形態では、チタン合金に、アルミニウム及びバナジウムを合金元素として含むＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金又はＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ（ＥＬＩ）合金を使用している。なお、使用するチタン合金の例については、表２に記載されている。
【００１８】
この実施の形態においては、例えば、円筒状の外筒１３の外径は２００ｍｍであり、円筒状の内筒１２の内径は１８６．３ｍｍで、内筒１２及び外筒１３の厚みはそれぞれ０．８ｍｍであるので、内筒１２と外筒１３との隙間が５．２５ｍｍとなる。なお、内筒１２及び外筒１３の外径が大きくなると、全体的な強度を保つように、必然的に板厚は厚くなる。内筒１２、外筒１３の高さは内鏡板１４と外鏡板１５の部分を除いて、３６０〜３７０ｍｍ、４５０〜４７０ｍｍである。
【００１９】
外筒１３の上部は図２（Ａ）に示すように、内側に折り曲げられて環状部１６が形成されていると共に、環状部１６の内側には上方に折り曲げられた短筒部１７が形成されている。短筒部１７の上端部と内筒１２の上端部が溶接されて、内筒１２と外筒１３の上側端部の完全シールが行われている。
【００２０】
図１に示すように、外筒１３の上部位置で、円周方向に１８０度の角度を有して、把っ手受け１８、１９が対称に設けられ、ステンレス又はチタン製の把っ手２０の両端が把っ手受け１８、１９を介して取付けられている。この把っ手２０は円弧部（半円部）２１とその両側の直線部２２、２３とを有し、把っ手受け１８、１９を中心に回動し、通常は外筒１３の外側に当接して垂れ下がる。
【００２１】
外筒１３の下部には、凹部が上向きの外鏡板１５が設けられて、図２（Ｂ）に示すように、外筒１３の下端部と、外鏡板１５の下側の途中位置２５が溶接されて、内筒１２と外筒１３とで形成される真空断熱部として作用する空間部２６を完全にシールしている。この空間部２６は真空であって内部に図示しない断熱材（スーパーインシュレーション（商品名））が配置されて、真空中の輻射による熱損失を防止している。
また、図２（Ｃ）に示すように、内鏡板１４の中心には孔１４ｂがあって、その上を蓋材１４ａで塞ぎ周囲を完全溶接している。この孔１４ｂは内鏡板１４の製作上必要な孔で、今後製作方法の変更などによって孔が付かなくてもよい場合がある。
【００２２】
内鏡板１４の突出部２７と、外鏡板１５の突出部２８は向かい合って形成されているが、中間部（即ち、真空断熱部（空間部２６）の下部）には、図１（Ｂ）、図３に示すように、緩衝機構３０、３０ａが設けられている。この緩衝機構３０（３０ａも同じ）は、内鏡板１４の下部に設けられている円柱状の金具３１と、この金具３１に装着され、内筒１２と外筒１３の熱膨張差を考慮した断熱材（クッション材）３２と、外鏡板１５の上に取付けられて、断熱材３２が嵌入する管材３３とを有して構成され、内筒１２と内鏡板１４で形成される容器本体３４の揺れを分担して支持している。即ち、内筒１２の下部（内鏡板１４）が断熱材３２を介して外筒１３の底部を構成する外鏡板１５（台座）に固定されることになる。
【００２３】
なお、管材３３の側部にはガス抜き孔３３ａを有する。管材３３の深さは断熱材３２の高さと略同一となって、断熱材３２の嵌入穴３２ａの深さは、金具３１の高さより深くとってあり、緩衝機構３０、３０ａは左右方向の揺れを主として吸収し、上下方向の熱膨張差を吸収するようになっている。
【００２４】
図４（Ａ）、（Ｂ）には、この容器本体３４の蓋３５を示すが、内筒１２の上端部及び短筒部１７が嵌入する円形溝３６が形成されていると共に、中心位置から偏心して空気抜き孔３７が設けられている。この蓋３５は断熱性の高いコルク等で構成されている。
【００２５】
外鏡板１５の中央（頂部）には、空間部２６に通じる真空ポンプ接続口３９を有している。この真空ポンプ接続口３９は、真空吸引終了後、真空封止がそのままできる構造にしてある。
【００２６】
この真空断熱容器１０を使用する場合は、蓋３５を開けて対象物を（例えば、液体窒素）入れて蓋３５をする。搬送時には、外筒１３の上部外側に設けられている把っ手２０を使用する。
この真空断熱容器１０の内筒１２は、断熱されているので、内筒１３の内側を所定温度に長時間維持できる。
【００２７】
本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲でその構成を変更することもできる。
【符号の説明】
【００２８】
１０：真空断熱容器、１２：内筒、１３：外筒、１４：内鏡板、１４ａ：蓋材、１４ｂ：孔、１５：外鏡板、１６：環状部、１７：短筒部、１８、１９：把っ手受け、２０：把っ手、２１：円弧部、２２、２３：直線部、２５：途中位置、２６：空間部、２７、２８：突出部、３０、３０ａ：緩衝機構、３１：金具、３２：断熱材、３２ａ：嵌入穴、３３：管材、３３ａ：ガス抜き孔、３４：容器本体、３５：蓋、３６：円形溝、３７：空気抜き孔、３９：真空ポンプ接続口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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