(57)【要約】本発明は管状断熱装置に関し、この管状断熱装置はバリヤシートからなる排気済エンベロプを含んでおり、無機または高分子の不連続または多孔性の充填材料（１３、２３）がこのエンベロプ内に収容される。前記エンベロプは内方管状要素（１１、２１、３１）とこれより直径の大きい外方管状要素（１２、２２、３２）とを含んでおり、これらは同軸に配置されていて円形縁部において互いに溶接されている。外方管状要素（１２、２２、３２）の円形縁部は二つの合わせ部（１７、１７’、２５、２５’、３５、３５’）によって内方管状要素（１１、２１、３１）の円形縁部に適合する。本発明は前記管状断熱装置を製造する製造方法にも関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バリヤシートから形成される排気済エンベロプを具備し、該エンベロプ内には無機または高分子の不連続または多孔性の充填材料（１３、２３）が収容されている管状断熱装置（１０、２０、３０）において、
前記エンベロプは内方管状要素（１１、２１、３１）とこれより直径の大きい外方管状要素（１２、２２、３２）とを具備し、これら管状要素は他方が一方の内部に互いに同軸に配置されていてこれら管状要素の円形縁部において互いに封止されており、前記外方管状要素（１２、２２、３２）の前記円形縁部は二つの合わせ部（１７、１７’、２５、２５’、３５、３５’）によって前記内方管状要素（１１、２１、３１）の前記円形縁部に適合するようになっている管状断熱装置。
【請求項２】
前記管状要素（１１、１２、２１、２２、３１、３２）のそれぞれが少なくとも一つの巻かれたバリヤシートから形成されており、該バリヤシートは該バリヤシートの対向する二つの縁辺に沿って該バリヤシートに溶接されている請求項１に記載の管状断熱装置。
【請求項３】
前記管状要素を形成する前記バリヤシートが多層シートである請求項１または２に記載の管状断熱装置。
【請求項４】
一緒に溶接されたバリヤシートの対向する縁辺は前記バリヤシートの同一面に位置している請求項１から３のいずれか一項に記載の管状断熱装置。
【請求項５】
一緒に溶接されたバリヤシートの対向する縁辺は前記バリヤシートの両面に位置している請求項１から３のいずれか一項に記載の管状断熱装置。
【請求項６】
前記バリヤシートには該バリヤシートの対向面において互いに熱溶接可能な材料からなる層が設けられている請求項１から５のいずれか一項に記載の管状断熱装置。
【請求項７】
前記充填材料が硬質重合体の連続気泡発泡体からなる二つの略円筒形状シェル（９０）より形成されている請求項１から６のいずれか一項に記載の管状断熱装置。
【請求項８】
前記内方管状要素（１１、２１、３１）と前記外方管状要素（１２、２２、３２）との間に配置されたゲッタ材料またはゲッタデバイスを具備する請求項１から７のいずれか一項に記載の管状断熱装置。
【請求項９】
管状断熱装置（１０、３０）を製造する管状断熱装置製造方法において、
略矩形上のバリヤシートから内方管状要素（１１、３１）を形成し、
第二のバリヤシートの二つの縁辺（８１、８１’）を対面させて配置することによって、前記第二のバリヤシート（８０）を前記内方管状要素周りに該内方管状要素に対して同軸に巻き、
前記内方管状要素（１１、３１）と前記第二のバリヤシート（８０）とから形成される組立体の端部を一対の直線状溶接バー（８２、８２’）の間に挿入して、前記組立体の前記端部において熱溶接作用を行い、
充填材料からなる二つの半円筒状シェル（９０）を、前記第二のバリヤシートの前記縁辺（８１、８１’）の間の開口部（８４）に通して前記第二のバリヤシート（８０）と前記内方管状要素（１１、３１）との間に挿入し、
真空室内において前記二つの直線状溶接バーを用いて前記縁辺（８１、８１’）を封止するようにした管状断熱装置製造方法。
【請求項１０】
前記内方管状要素（３１）が両面が互いに熱溶接可能な多層バリヤシートから形成される場合には、前記組立体の端部の熱溶接作用を行う前に、熱溶接不能材料からなるシートを前記溶接バー（８２、８２’）が位置する前記管状要素（１１、３１）内に挿入する請求項９に記載の管状断熱装置製造方法。
【請求項１１】
管状断熱装置（２０）を製造する管状断熱装置製造方法において、
略矩形のバリヤシートの対向する二つの縁辺を互いに溶接することによって前記バリヤシートから内方管状要素を形成し、
略矩形バリヤシートの対向面に位置する対向する二つの縁辺を互いに溶接することによって前記バリヤシートから外方管状要素（２２）を形成し、
前記内方管状要素を前記外方管状要素内に挿入し、
前記管状要素から形成された組立体の第一の端部を直線状溶接バーの間に挿入して、前記第一の端部において熱溶接作用を行い、
充填材料を前記管状要素の第二の端部における開口部に通して前記管状要素の間に挿入し、
真空室内において、前記第二の端部を公知の方法の熱溶接作用により封止する管状断熱装置製造方法。
【請求項１２】
前記内方管状要素（２１）が両面が互いに熱溶接可能な多層バリヤシートから形成されるときに、前記管状要素から形成された組立体の第一の端部を溶接する前に、熱溶接不能材料からなるシートを前記溶接バーが位置する前記内方管状要素内に挿入する請求項１１に記載の管状装置製造方法。
【請求項１３】
最終的な封止作用の前に、ゲッタ材料またはゲッタデバイスを前記エンベロプ内に挿入する請求項９から１１のいずれか一項に記載の管状装置製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は断熱用管状装置、特に、排気済管状断熱装置および管状断熱装置製造方法に関する。
平坦パネルの形態をなす排気済断熱装置は周知であって、略平行六面体状本体の断熱作用が必要とされる全ての分野において次第に使用されている。例えば薬品もしくは冷蔵食品または冷凍食品のための飲料販売機または等温搬送用コンテナの壁部および産業用冷却装置はこのようなパネルの適用例である。建設分野および自動車産業におけるこれらパネルの適用例も研究されている。
【０００２】
公知であるように、排気済パネルは真空下で充填材料が設けられたエンベロプから形成されている。エンベロプはパネル内部の大気ガスが流入するのを妨げる（または可能な限り少なくする）役目を果たし、それにより、この適用例により要求される断熱作用の程度に耐えられる真空レベルを維持する。この目的のために、エンベロプは可能な限り通気性が小さいことを特徴とするいわゆる「バリヤ」シートにより形成されており、このシートは単一の構成要素より構成されるかまたは異なる構成要素の多層でありうる。多層の場合において、「バリヤ」効果は構成要素の一つの層により生じ、他の層はバリヤ層を機械的に支持および保護する役目を果たす。
【０００３】
充填材料は、パネル内に真空が形成される際にエンベロプの二つの対向する面を主に分離する機能を有していて、多孔または不連続の内部構造を有しており、それにより、断熱機能を行うために孔または隙間を排気できる。この材料は無機物、例えば粉末珪素、ガラス繊維、エーロゲル、珪藻土など、または有機物、例えば板状または粉末の形態をなすポリウレタンまたはポリスチレンの硬質発砲体でありうる。パネル内に大気ガスが浸透することは概ね避けることができない。ほとんどの場合にこれらパネルは一つまたは多数の材料（一般にゲッタ材料と呼ばれる）を含んでおり、これら材料は前述したガスを吸収し、その結果パネル内の圧力を所望の値で維持することができる。
【０００４】
しかしながら、前記断熱パネルは曲げるのに適しておらず、それゆえ円筒状または管状本体、例えばオイル搬送のために北極区において使用されていて採取温度を維持する必要のあるボイラまたはパイプの断熱作用を実現するのに適していない。
【０００５】
他方、最適に断熱するためにキャビティ内に円筒状本体を含む管状形状の排気済装置は公知でない。実際に、管状形状の断熱装置を製造することは多数の困難を伴い、主に高い気密性のあるエンベロプを製造することは困難である。通常の製造のアプローチは、第一にエンベロプの内方および外方壁部（以下においては内方シートおよび外方シート）を形成するのに適した二つの管状要素を形成することであり、次いで充填材料をこれら管状要素の間に挿入して排気を行った後に、管状要素の円形縁部を封止することである。しかしながら、この製造方法は二つのシートが同一寸法のエンベロプを形成する平坦なパネルを製造するのに適しているが、管状断熱装置の場合にはこの製造方法を適用することができない。実際に、断熱装置の二つの対向面が同軸の円筒表面である場合には、結果的に断熱装置の内方面と外方面とを完全に接合するために、二つの内方および外方シートは異なる周縁を有する必要がある。しかしながら、管状装置の二つの円形ベースにおいてエンベロプを封止するために、これら二つのシートを封止領域において同一の周縁にする必要がある。この問題を解決するために、外方シートと同一の周縁を備えた内方シートによりエンベロプを形成する必要があるが、この場合にはシワが形成されるので内方シートは充填材料の内面に完全に接合しない。このシワは二重の欠点を含んでおり、シワがバリヤ層（通常は数マイクロメートルの厚さのアルミニウム層）のクラック領域を形成する場合があって、ガスに対する不浸透性を損なうと共に、断熱する必要のある本体表面に対する完全な断熱装置の接合作用がシワによって妨げられて断熱効率が低下する。
【０００６】
管状断熱装置を製造するために解決すべき他の問題は、管状装置の円形ベースにおける封止作用を行うための方法を見いだすことである。第一の可能性は、内方シートの直径に対応する直径を有する高温円形部材から形成された管状装置を挿入すること、および高温部材のためのカウンタモールドを形成するために封止領域に対して「Ｃ」字形状に形成された二つの加熱部分を押圧することである。この方法は、二つの加熱「Ｃ」字形状部が周囲全体に均等に押圧しないことであり、それにより、エンベロプの封止作用が二つの「Ｃ」字形状部の接合領域において良好な気密性を有さないようになる。あるいは、次工程の規則的な（またはほとんど規則的な）多数の溶接部によって封止作用を行うことができるが、この方法は長時間を必要とし、それゆえ産業的関心がないという欠点を有している。
【０００７】
円筒状または管状本体を断熱するための現在までの解決法によっては管状断熱装置を製造することはできないが、前記本体の横表面に適合させるために湾曲または屈曲させられる特別な平坦パネルを提供することによって前述した問題を概ね回避することができる。
【０００８】
例えば英国会社ＩＣＩによる国際公開第ＷＯ９６／３２６０５号は高分子充填材料からなるパネルを排気行程前に曲げるプロセスを開示している。このパネルの平行な溝は要求される曲率の本質に対して比例する幅と深さとを有している。次いで、断熱材料が従来の種類のエンベロプ内に挿入されて、全体が排気行程を受け、これにより、パネルが溝に沿って曲がって最終的な湾曲形状に到達する。最終的にエンベロプは封止される。このプロセスは、このようにして形成されたパネルが断熱されるべきでかつパネルによる断熱作用が最適でない湾曲表面全体を連続的に被覆しないという大きな欠点を含んでいる。さらに、排気行程時に充填材料に接合することによって、エンベロプは溝内に少なくとも部分的に挿入され、それにより、パネルが破損してパネル自体の断熱特性が永久に損なわれる。
【０００９】
それゆえ本発明の目的は管状形状の排気済断熱装置または真空断熱装置を提供することである。この目的は主要な特徴が請求項１により規定されると共に他の特徴がそれ以降の請求項により形成される管状装置により得られる。この管状装置は主要な特徴が請求項９および請求項１１に規定されると共に追加の特徴がそれ以降の請求項に規定されるプロセスに基づいて製造されうる。
【００１０】
本発明に基づく断熱装置の第一の利点は、エンベロプの内方壁部および外方壁部をそれぞれ形成する内方管状要素および外方管状要素が円形縁部においてシワが形成されることなしに完全に互いに封止されることである。実際に、内方管状要素の円形縁部は外方管状要素の円形縁部に完全に接合し、外方管状要素の縁部の一部は外方管状要素自体に溶接されて、二つの合わせ部を形成する。このように、封止部を通過する管状装置内部の大気ガスが漏れる可能性を極めて減らすことができる。
【００１１】
本発明に基づく断熱装置の他の利点は、断熱装置の内面にシワが存在しないことであり、それゆえ円筒状本体（例えば石油パイプ）まで完全に接合でき、それにより、最適な断熱作用が得られる。
【００１２】
本発明に基づく製造方法の利点は、通常の形式の直線状溶接バーの対の熱溶接作用によって内方および外方管状要素の円形縁部の封止作用と前記合わせ部の形成とが同時に単純かつ迅速に行われることである。
当業者であれば、本発明に基づく断熱装置の他の利点および他の特徴は添付図面を参照した以下の二つの実施形態の詳細な説明より明らかであろう。
【００１３】
第一の態様において、本発明は管状断熱装置に関する。
図１から図３において本発明の第一の実施形態に対応する管状断熱装置１０が示されている。断熱装置１０は、内方管状要素１１と外方管状要素１２とから形成される公知のエンベロプを含んでおり、エンベロプの内方には、無機または高分子の不連続または多孔性の充填材料１３が収容されている。本実施形態によれば、管状要素１１、１２のそれぞれは多層バリヤシートから形成されており、多層バリヤシートの対向面は相互に熱溶接不能な異なる材料から形成されている。例えば典型的な多層バリヤシートは順番に、ＨＤＰＥ層、アルミニウム層、ナイロン層を含む場合があり、この場合には、一緒に溶接される対向縁辺は、ナイロンに対してさらに安定して溶接可能なＨＤＰＥにより被覆されたＨＤＰＥ被覆面に位置している。それゆえ、ＨＤＰＥ被覆面は内方管状要素１１の場合には外方に向けられると共に、外方管状要素１２の場合には内方に向けられる。このように製造された管状要素においては、フランジ（内方管状要素１１の場合には要素１４、外方管状要素１２の場合には要素１５として図１から図３に示される）が溶接領域において形成される。さらに、内方管状要素１１および外方管状要素１２の円形縁部の封止作用は、図３で示されるように同一材料により被覆される面の間において生ずる。内方管状要素１１を外方管状要素１２に溶接することによって二つの円形フランジ１６が形成される。図３においては、二つの管状要素１１、１２の円形縁部はこれらが結合する領域において互いに完全に接合すると共に、外方管状要素１２の幅広円形縁部においては外方管状要素１２の小部分を外方管状要素１２自体に溶接することによって直径方向に対向する二つの合わせ部１７、１７’が形成されるように、溶接作用が行われ、これら二つの合わせ部１７、１７’によって外方管状要素１２の寸法を管状要素１１の寸法に適合させられる。本発明に基づく製造方法を参照しつつ詳細に後述するように、直線状溶接バーによる熱溶接作用によって円形縁部の封止作用と合わせ部１７、１７’の形成作用とを簡易かつ迅速に行うことができる。
【００１４】
図４から図６においては、本発明の他の実施形態に基づく管状装置２０が示されており、この管状装置２０は無機または高分子の不連続または多孔性の充填材料２３が挿入されるエンベロプを含んでいる。このエンベロプは内方管状要素２１と二つの円形フランジ２４を形成することによって円形縁部において溶接された外方管状要素２２とを含んでいる。
【００１５】
図５に示されるように、この場合にも、内方管状要素２１および外方管状要素２２のうちのそれぞれは、バリヤシートの二つの対向縁辺が結合するまでバリヤシートを回転させると共に熱溶接作用により前記縁辺を一緒に溶接することによって形成される。しかしながら、この場合には溶接される二つの対向縁辺はバリヤシートの両側部に位置しており、それにより、封止部は平坦であると共に管状要素の内方または外方に突出するフランジが存在しないようになる。このことを行うために、各バリヤシートの両側部は互いに熱溶接可能な材料からなる層により被覆される必要があり、この状態は二つの面が同一材料、例えばＨＤＰＥから形成されるバリヤシートにより得られるのが好ましい。
【００１６】
図６はこの場合に内方管状要素２１の円形縁部と外方管状要素２２の円形縁部との間の封止作用は、前記縁部が互いに完全に接合すると共にジャンクションにより形成された円形フランジ２４にシワが存在しないように行われるのを示している。外方管状要素２２の円形縁部のそれぞれ一つを内方管状要素２１の円形縁部に適合させるために、直径方向に対向する二つの合わせ部２５、２５’が外方管状要素２２の円形縁部のそれぞれ一つに形成される。
【００１７】
この場合にも、後述するように直線状溶接バーによる熱溶接作用によって円形縁部の封止作用と前記合わせ部２５、２５’の形成作用とが同時に行われる。
【００１８】
最終的に、図７は本発明に基づく第三の管状装置３０の斜視図である。この場合には、エンベロプは管状装置２０の様式に基づいて多層バリヤシートの二つの縁辺を重畳することにより形成された内方管状要素３１と、断熱装置１０の様式に基づいて外方管状要素３２はバリヤシートの同一面の二つの縁辺を重畳することにより形成された外方管状要素３２とにより形成されていて、外方管状要素３２は外方フランジ３４を形成している。この場合には外方管状要素３２には二つの合わせ部３５、３５’が円形フランジ３４に沿って形成され、これにより外方管状要素３２の寸法が内方管状要素３１の寸法まで小さくなり、それにより、二つの要素の完全な封止作用を行うことができる。この形式の管状装置３０は管状装置の内方に向けられたフランジが存在しないという利点を有し、従って、管状装置と断熱されるべき本体との間を良好に接触させられ、結果的に断熱作用の有効性が高まる。他方、この形式の管状装置３０は後述するような構造上の利点を与える。
【００１９】
これら管状装置断熱装置（１０、２０、３０）の全ては、時間通りに所望の真空度を維持するために当該技術分野において公知のゲッタ材料またはゲッタデバイスを含む。
【００２０】
本発明の第二の実施形態においては、本発明は前述した形式の管状装置１０、２０、３０を製造する二つの製造方法に関する。
【００２１】
第一のプロセスは管状装置の製造に用いられ、エンベロプの管状外方要素には外方を向いたフランジが設けられており、前述した管状装置１０、３０はこの形式に対応している。このプロセスの主要工程は図８ａから図８ｃに示されており、管状装置３０の形式を参照しつつこれら図面を説明するが、同一のプロセスは一般に適用できることを理解すべきである。このプロセスは内方管状要素３１の形成と、二つの対向面が互いに熱溶接不能な多層バリヤシート８０の準備とを含んでいる。フランジ３３を形成する長手方向溶接作用をこの工程において行うことなしに、シート８０は内方管状要素３１周りに巻かれ、内方管状要素３１の二つの縁辺が対面して配置される（図８ａ）。図８ｂに示すように内方管状要素３１とシート８０とから形成された組立体のこの縁部はこれら縁部を二つの直線状バー８２、８２’の間に挿入することによって熱溶接される。シート８０が内方管状要素３１よりも大きな外周を有しているので、直線状バー８２、８２’の間における平坦化作用は、横方向領域８３、８３’においてシート８０が内方管状要素３１に接触せず、シート８０の内面の二つの部分が互いに接触するように行われる。この工程において内方管状要素３１の二つの対面する部分がこれら自体に溶接されるのを妨げるために、熱溶接不能材料からなるシート、例えばアルミニウム製シートをこれら対面する部分の間に配置することができる。管状装置１０の形式が要求される場合であって、例えばナイロンのように内方管状要素３１にの内方に向けられた材料が熱溶接するのに不適切である場合には、この対策は必要でない。前述した操作によって領域８３、８３’における円形フランジ３４と合わせ部３５、３５’とが直線状溶接バーを用いて同時に形成され、結果的に図８ｃに示されるような最終的なエンベロプの中間生成物が形成される。この工程において、エンベロプにはさらに開口部８４が形成され、図９に示されるような二つの半円筒形状シェル９０の形式の充填材料をこれらシェルを内方管状要素３１とシート８０との間で摺動させることによってこの開口部に通してエンベロプ内に挿入することができる。このシェルを例えば硬質ポリウレタンフォームより形成することができる。最終的に、充填材料を含んでいてまだ開放しているエンベロプは真空室内に挿入され、エンベロプの内部が排気されて、直線状溶接バーを用いることにより二つのヘリ８１、８１’が一緒に熱溶接され、従って、管状装置３０を完成することができる。
【００２２】
エンベロプが外方に向けられたフランジを有することのない形式の外方管状要素より形成される場合には、前述したプロセスを採用することはできない。この種類の管状装置には、フランジがエンベロプの内方管状要素内に設けられうるが、そのようなフランジを有さない管状装置２０の形式であるのが好ましい。以下の説明は好ましい形式の管状装置を参照したものである。この形式の管状装置２０を形成するために、二つの完成した管状装置２１、２２（両方とも長手方向溶接作用が既に行われている）が設けられる。管状要素２１は管状要素２２内に挿入され、この組立体の一端のみが直線状溶接バーの間に挿入される。従って、エンベロプのフランジ２４の一側においてのみ合わせ部２５が得られる。まだ開放しているエンベロプの開放端には充填材料が挿入される。この場合にはこのエンベロプは完全な中空円筒の形状をなしうる。最終的に、エンベロプの両端部における溶接作用が公知の方法（例えば二つの溶接ヘッドを溶接されるべき周囲部に沿って摺動させること）により真空下で行われる。
【００２３】
本発明に基づくプロセスの全ての変更例においては、最終的な溶接工程の前にゲッタ材料またはゲッタデバイスをエンベロプ内に挿入することができる。
【００２４】
当業者であれば前述すると共に図示した実施形態に対する変更例および追加例を本発明の範囲内に留まりつつ形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の第一の実施形態に基づく断熱装置の斜視図である。
【図２】
請求項１の断熱装置の断面図である。
【図３】
図１の断熱装置の正面図である。
【図４】
本発明の第二の実施形態に基づく断熱装置の斜視図である。
【図５】
図４の断熱装置の断面図である。
【図６】
図４の断熱装置の正面図である。
【図７】
本発明の第三の実施形態に基づく断熱装置の斜視図である。
【図８】
図７に基づく断熱装置の製造方法の主要ステップを示す図である。
【図９】
本発明に基づくプロセスにおいて使用されうる充填材料の形状を示す図である。
【国際公開パンフレット】
2004519631.tif 000003
2004519631.tif 000004
2004519631.tif 000005
2004519631.tif 000006
2004519631.tif 000007
2004519631.tif 000008
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2004519631.tif 000012
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2004519631.tif 000018
2004519631.tif 000019
2004519631.tif 000020
2004519631.tif 000021
【国際調査報告】
2004519631.tif 000022
2004519631.tif 000023