(57)【要約】【課題】金属管の端部、フランジ及びベローズからの放熱量を低減する。【解決手段】太陽熱集熱管１０は、第１金属管１１と、第１金属管１１と接合された第２金属管１２と、第１金属管１１の外周側に第１フランジ１３及び第１ベローズ１４を介して支持された第１ガラス管１５と、第２金属管１２の外周側に第２フランジ１６及び第２ベローズ１７を介して支持された第２ガラス管１８とを有する。第１金属管１１及び第２金属管１２は、第１フランジ１３と第２フランジ１６との間に位置するとともに、第１ガラス管１５及び第２ガラス管１８に覆われない接合部１１ａ，１２ａを有する。接合部１１ａ，１２ａから第１フランジ１３及び第２フランジ１６への熱伝達を抑制するため、断熱空間２２が設けられている。断熱空間２２は、第１金属管１１に形成された第１断熱空間部１１ｂと、第２金属管１２に形成された第２断熱空間部１２ｂとで構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１金属管と、前記第１金属管と接合された第２金属管と、前記第１金属管の外周側に第１フランジ及び第１ベローズを介して支持された第１ガラス管と、前記第２金属管の外周側に第２フランジ及び第２ベローズを介して支持された第２ガラス管とを有する太陽熱集熱管において、
前記第１金属管及び前記第２金属管は、前記第１フランジと前記第２フランジとの間に位置するとともに、前記第１ガラス管及び前記第２ガラス管に覆われない接合部を有し、前記接合部から前記第１フランジ及び前記第２フランジへの熱伝達を抑制する断熱空間を、前記第１金属管及び前記第２金属管に設けたことを特徴とする太陽熱集熱管。
【請求項２】
前記断熱空間は、前記第１金属管及び前記第２金属管中にそれぞれ形成された第１断熱空間部と第２断熱空間部とから形成されるとともに、両断熱空間部は、前記第１金属管と前記第２金属管との接合部まで達している請求項１に記載の太陽熱集熱管。
【請求項３】
前記断熱空間は、前記第１フランジ及び前記第２フランジを跨ぐように形成されている請求項１又は請求項２に記載の太陽熱集熱管。
【請求項４】
前記断熱空間は、真空層である請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の太陽熱集熱管。
【請求項５】
前記第１金属管と前記第２金属管とにそれぞれ真空層を有し、両真空層は前記第１金属管と前記第２金属管の接合部を間に挟んで互いに区画されている請求項３に記載の太陽熱集熱管。
【請求項６】
前記断熱空間は、前記第１金属管と前記第１フランジとの接続部の両側に設けられ、前記第１フランジへの伝熱経路の断面積を低減する溝部と、前記第２金属管と前記第２フランジとの接続部の両側に設けられ、前記第２フランジへの伝熱経路の断面積を低減する溝部とであり、
前記溝部は、前記第１金属管及び前記第２金属管の外周側に設けられている請求項１に記載の太陽熱集熱管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽熱集熱管に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱媒体が流通する金属管を太陽熱で加熱することにより熱媒体を加熱し、その熱を発電や化学反応に利用することが考えられている。太陽熱集熱管は、金属管が大気に露出した状態にあると、金属管の表面から熱が大気中に拡散してしまうため、金属管の内部を流通する熱媒体を効率良く加熱できないという問題がある。そのため、図１２に示すように、金属管５１をガラス管５２で囲んで二重管構造とし、金属管５１とガラス管５２との間に密閉空間（真空部）５３を形成して、熱が金属管５１から大気中に拡散することを防止している。しかしながら、金属管５１とガラス管５２とは熱膨張率の差が大きいため、金属管５１とガラス管５２との熱膨張差を吸収する熱膨張差吸収手段として金属ベローズ５４が使用されている。金属ベローズ５４は、一端がガラス管５２に接続され、他端がフランジ５５を介して金属管５１に接続されている（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２０１５−９０２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
太陽熱集熱管を金属管５１とガラス管５２との二重構造にして、間を真空にすることによって断熱を行っても、構造上、真空部を介さず直接外気と接触する状態にある金属管５１の部分５１ａ、即ちフランジ５５より金属ベローズ５４と反対側の部分からの放熱への対応はなされていない。また、真空部と対応する金属ベローズ５４やフランジ５５の部分にも、直接外気と接触する状態にある金属管５１の部分からフランジ５５を介して熱が伝達されて、大気へ放熱される。そして、太陽熱集熱管は多数本の金属管５１をその端部同士を接続した状態で使用される。そのため、金属管５１からフランジ５５及び金属ベローズ５４へ熱が伝達されて、大気へ放熱される量が多くなる。
【０００５】
本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、太陽熱集熱管を構成する金属管の端部、フランジ及びベローズからの放熱量を低減することができる太陽熱集熱管を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する太陽熱集熱管は、第１金属管と、前記第１金属管と接合された第２金属管と、前記第１金属管の外周側に第１フランジ及び第１ベローズを介して支持された第１ガラス管と、前記第２金属管の外周側に第２フランジ及び第２ベローズを介して支持された第２ガラス管とを有する太陽熱集熱管において、前記第１金属管及び前記第２金属管は、前記第１フランジと前記第２フランジとの間に位置するとともに、前記第１ガラス管及び前記第２ガラス管に覆われない接合部を有し、前記接合部から前記第１フランジ及び前記第２フランジへの熱伝達を抑制する断熱空間を、前記第１金属管及び前記第２金属管に設けた。
【０００７】
この構成によれば、断熱空間が存在するため、第１金属管から第１フランジへの熱の伝達経路の断面積及び第２金属管から第２フランジへの熱の伝達経路の断面積が低減される。熱媒体の熱は、第１金属管から第１フランジ、第１ベローズへと伝達されつつ放熱され、第２金属管から、第２フランジ、第２ベローズへと伝達されつつ放熱されるが、熱の伝達経路の断面積が低減されるため、太陽熱集熱管を構成する金属管の端部、フランジ及びベローズからの放熱量を低減することができる。
【０００８】
前記断熱空間は、前記第１金属管及び前記第２金属管中にそれぞれ形成された第１断熱空間部と第２断熱空間部とから形成されるとともに、両断熱空間部は、前記第１金属管と前記第２金属管との接合部まで達していてもよい。
【０００９】
この構成によれば、両断熱空間部が第１金属管と第２金属管との接合部まで達していない場合に比べて、熱の伝達経路の断面積が低減されるため、太陽熱集熱管を構成する金属管の端部、フランジ及びベローズからの放熱量をより低減することができる。
【００１０】
前記断熱空間は、前記第１フランジ及び前記第２フランジを跨ぐように形成されていてもよい。
この構成によれば、断熱空間は、太陽熱集熱管の真空層と対応する第１金属管及び第２金属管の部分まで延びるように形成されるため、第１フランジ及び第２フランジへの熱の伝達経路の断面積がより少なくなり、太陽熱集熱管を構成する金属管の端部、フランジ及びベローズからの放熱量をより低減することができる。
【００１１】
前記断熱空間は、真空層であってもよい。
断熱空間は、真空層ではなく、空気層あるいは空気以外の気体の層であってもよいが、真空層の方が断熱効果が大きい。
【００１２】
前記第１金属管と前記第２金属管とにそれぞれ真空層を有し、両真空層は前記第１金属管と前記第２金属管の接合部を間に挟んで互いに区画されていてもよい。
この構成によれば、真空層が形成された第１金属管と、真空層が形成された第２金属管とを接合することにより太陽熱集熱管を形成することができる。そのため、真空層が第１金属管と第２金属管に跨るように第１金属管と第２金属管とを接合する場合と異なり、第１金属管と第２金属管との接合を真空雰囲気で行う必要がなく、大きな真空雰囲気を準備する必要がない。
【００１３】
前記断熱空間は、前記第１金属管と前記第１フランジとの接続部の両側に設けられ、前記第１フランジへの伝熱経路の断面積を低減する溝部と、前記第２金属管と前記第２フランジとの接続部の両側に設けられ、前記第２フランジへの伝熱経路の断面積を低減する溝部とであり、前記溝部は、前記第１金属管及び前記第２金属管の外周側に設けられていてもよい。
【００１４】
この構成によれば、断熱空間が密閉空間の場合に比べて、製造が容易になる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、太陽熱集熱管を構成する金属管の端部、フランジ及びベローズからの放熱量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は第１の実施形態の太陽熱集熱管の模式部分断面図、（ｂ）はその部分拡大図。
【図２】接合前の第１金属管の端部の模式斜視図。
【図３】（ａ）は第１金属管と第２金属管との接合時の模式部分断面図、（ｂ）は作用を示す模式図。
【図４】（ａ）は第２の実施形態の真空層の形成方法を示す部分模式断面図、（ｂ）は第１金属管の端部の部分模式断面図。
【図５】第１金属管と第２金属管との接合時の模式部分断面図。
【図６】（ａ）は第３の実施形態の太陽熱集熱管の模式部分断面図、（ｂ）はその部分拡大図。
【図７】第１金属管の端部の模式斜視図。
【図８】作用を示す模式図。
【図９】別の実施形態の第１金属管の製造方法を示す模式図。
【図１０】別の実施形態の第１金属管の端部を示す模式斜視図。
【図１１】別の実施形態の第１金属管の端部を示す模式斜視図。
【図１２】従来技術の集熱管の端部を示す部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。
図１（ａ）に示すように、太陽熱集熱管１０は、第１金属管１１と、第１金属管１１と接合された第２金属管１２と、第１金属管１１の外周側に第１フランジ１３及び第１ベローズ１４を介して支持された第１ガラス管１５と、第２金属管１２の外周側に第２フランジ１６及び第２ベローズ１７を介して支持された第２ガラス管１８とを有する。第１ガラス管１５及び第２ガラス管１８の反対側の端部も同様の構成で第１金属管１１及び第２金属管１２に支持されている。そして、第１金属管１１、第１フランジ１３、第１ベローズ１４及び第１ガラス管１５で囲繞された空間と、第２金属管１２、第２フランジ１６、第２ベローズ１７及び第２ガラス管１８で囲繞された空間は真空部となっている。
【００１８】
即ち、第１金属管１１及び第２金属管１２は、その端部に、第１フランジ１３と第２フランジ１６との間に位置するとともに、第１ガラス管１５及び第２ガラス管１８に覆われない接合部１１ａ，１２ａを有する。第１金属管１１、第２金属管１２、第１フランジ１３、第１ベローズ１４、第２フランジ１６及び第２ベローズ１７は、それぞれステンレス鋼（ＳＵＳ）製で、第１金属管１１及び第２金属管１２は、接合部１１ａ，１２ａの先端部において溶接により接合されている。
【００１９】
第１フランジ１３は、内周側が第１金属管１１に溶接により接合され、外周側が第１ベローズ１４に溶接により接合されている。第２フランジ１６は、内周側が第２金属管１２に溶接により接合され、外周側が第２ベローズ１７に溶接により接合されている。なお、図１（ａ）及び図１（ｂ）において、第１金属管１１と第２金属管１２との境を示す線を図示しているが、第１金属管１１と第２金属管１２とは溶接で接合されているため、実際には境を示す明確な線はない。
【００２０】
図１（ｂ）に示すように、太陽熱集熱管１０は、第１金属管１１及び第２金属管１２の接合部１１ａ，１２ａから第１フランジ１３及び第２フランジ１６への熱伝達を抑制するため、断熱空間２２が、第１金属管１１及び第２金属管１２に設けられている。断熱空間２２は、第１金属管１１及び第２金属管１２中にそれぞれ形成された第１断熱空間部１１ｂと第２断熱空間部１２ｂとから形成されるとともに、両断熱空間部、即ち第１断熱空間部１１ｂと第２断熱空間部１２ｂとは、第１金属管１１と第２金属管１２との接合部１１ａ，１２ａの端部にて繋がっている。
【００２１】
即ち、この実施形態においては、断熱空間２２は、第１フランジ１３及び第２フランジ１６を跨ぐように形成されている。すなわち、第１フランジ１３と第１金属管１１との接続部１９の径方向内側及び第２金属管１２と第２フランジ１６との接続部１９の径方向内側に断熱空間２２が形成されている。また、断熱空間２２は、真空層で構成されている。
【００２２】
図２に示すように、第１金属管１１は、円筒状に形成され、端部には第２金属管１２と接合された後に第１断熱空間部１１ｂとなる円筒溝１１ｃが形成されている。図示しないが、第１金属管１１の他端側にも、第２金属管１２と接合された後に第１断熱空間部１１ｂとなる円筒溝が形成されている。第２金属管１２も同様に円筒状に形成され、その両端部にそれぞれ第１金属管１１と接合された後に第２断熱空間部１２ｂとなる円筒溝が形成されている。
【００２３】
太陽熱集熱管１０は、第１フランジ１３及び第１ベローズ１４により支持された第１ガラス管１５で接合部１１ａ以外が覆われた第１金属管１１と、第２フランジ１６及び第２ベローズ１７により支持された第２ガラス管１８で接合部１２ａ以外が覆われた第２金属管１２とを接合して形成されている。接合は、電子ビーム溶接により行われる。詳述すると、真空雰囲気（真空チャンバー内）において、接合すべき第１金属管１１と第２金属管１２とを、その端部同士を当接した状態に支持装置で支持する。その状態で図３（ａ）に示すように、第１金属管１１及び第２金属管１２の当接部の外周側から、電子ビーム溶接により第１金属管１１及び第２金属管１２を接合する。なお、図３（ａ）及び図３（ｂ）において、多数の点が付された部分が溶接部を示している。
【００２４】
電子ビーム溶接は、第１金属管１１及び第２金属管１２が真空状態（真空雰囲気）内に配置された状態で行われる。そして、第１金属管１１及び第２金属管１２が接合された状態では、第１金属管１１の接合部１１ａに形成されていた円筒溝１１ｃ及び第２金属管１２の接合部１２ａに形成されていた円筒溝から、それぞれ第１断熱空間部１１ｂ及び第２断熱空間部１２ｂが形成される。第１断熱空間部１１ｂ及び第２断熱空間部１２ｂ、即ち、両断熱空間部は、第１金属管１１と第２金属管１２との接合部１１ａ，１２ａの端部にて繋がっている。
【００２５】
次に前記のように構成された太陽熱集熱管１０の作用を説明する。
太陽熱集熱管１０は、一端側から第１金属管１１及び第２金属管１２に導入された熱媒体が、太陽熱により加熱された後、太陽熱集熱管１０の他端側から排出され、加熱された熱媒体が暖房、発電等に利用される。
【００２６】
太陽熱集熱管１０は、多数の第１金属管１１と第２金属管１２とを接合して構成されており、第１ガラス管１５及び第２ガラス管１８で覆われていない第１フランジ１３と第２フランジ１６との間の第１金属管１１及び第２金属管１２の接合部１１ａ，１２ａの表面から放熱し易い。
【００２７】
熱媒体の熱は、第１金属管１１から第１フランジ１３及び第１ベローズ１４に伝達され、第１フランジ１３及び第１ベローズ１４の表面からも放熱される。また、熱媒体の熱は、第２金属管１２から第２フランジ１６及び第２ベローズ１７に伝達され、第２フランジ１６及び第２ベローズ１７の表面からも放熱される。
【００２８】
図３（ｂ）に示すように、第１フランジ１３が第１金属管１１に溶接された箇所及び第２フランジ１６が第２金属管１２に溶接された箇所は、第１金属管１１に第１断熱空間部１１ｂが形成され、第２金属管１２に第２断熱空間部１２ｂが形成されている。したがって、熱媒体の熱が、実線の矢印で示すように、第１断熱空間部１１ｂ及び第２断熱空間部１２ｂを横切って、第１フランジ１３あるいは第２フランジ１６まで移動しようとしても、第１断熱空間部１１ｂ及び第２断熱空間部１２ｂにより遮られ、熱の移動経路は、図３（ｂ）に二点鎖線で示す矢印のようになる。そのため、移動経路が長くなるとともに移動経路の断面積が小さくなり、熱が伝達され難くなって、第１フランジ１３、第１ベローズ１４、第２フランジ１６、第２ベローズ１７からの放熱が抑制される。
【００２９】
この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）太陽熱集熱管１０は、第１金属管１１と、第１金属管１１と接合された第２金属管１２と、第１金属管１１の外周側に第１フランジ１３及び第１ベローズ１４を介して支持された第１ガラス管１５と、第２金属管１２の外周側に第２フランジ１６及び第２ベローズ１７を介して支持された第２ガラス管１８とを有する。第１金属管１１及び第２金属管１２は、第１フランジ１３と第２フランジ１６との間に位置するとともに、第１ガラス管１５及び第２ガラス管１８に覆われない接合部１１ａ，１２ａを有する。そして、第１金属管１１及び第２金属管１２に、接合部１１ａ，１２ａから第１フランジ１３及び第２フランジ１６への熱伝達を抑制する断熱空間２２が設けられている。
【００３０】
この構成によれば、断熱空間２２が存在するため、第１金属管１１から第１フランジ１３への熱の伝達経路の断面積及び第２金属管１２から第２フランジ１６への熱の伝達経路の断面積が低減される。熱媒体の熱は、第１金属管１１から第１フランジ１３、第１ベローズ１４へと伝達されつつ放熱され、第２金属管１２から、第２フランジ１６、第２ベローズ１７へと伝達されつつ放熱される。しかし、熱の伝達経路の断面積が低減されるため、第１金属管１１及び第２金属管１２の接合部１１ａ，１２ａの表面、第１フランジ１３、第１ベローズ１４、第２フランジ１６、第２ベローズ１７から大気に放出される熱量が低減され、無駄になる放熱が低減する。
【００３１】
また、放熱量を低減することができるため、熱媒体を目的の温度に昇温するために必要な太陽熱集熱管１０の長さが短くなり、太陽熱集熱管１０を構成する第１金属管１１及び第２金属管１２の長さを短くしたり本数を少なくしたりすることができ、太陽熱集熱管１０が用いられるプラントの小型化や製造コストの低減が可能になる。
【００３２】
また、第１フランジ１３及び第２フランジ１６へ伝わる熱量が減ることにより、第１フランジ１３及び第２フランジ１６に使用される材料に要求される耐熱性が低くなり、材料として耐熱性のランクが低いものを使用することができる。同様に、第１ベローズ１４及び第２ベローズ１７に使用される材料に要求される耐熱性が低くなり、材料として耐熱性のランクが低いものを使用することができる。その結果、製造コストが低減する。
【００３３】
（２）断熱空間２２は、第１金属管１１及び第２金属管１２中にそれぞれ形成された第１断熱空間部１１ｂと第２断熱空間部１２ｂとから形成されるとともに、両断熱空間部１１ｂ，１２ｂは、第１金属管１１と第２金属管１２との接合部１１ａ，１２ａまで達している。この構成によれば、両断熱空間部１１ｂ，１２ｂが第１金属管１１と第２金属管１２との接合部１１ａ，１２ａまで達していない場合に比べて、熱の伝達経路の断面積が低減されるため、太陽熱集熱管１０を構成する金属管（第１金属管１１及び第２金属管１２）の端部、フランジ（第１フランジ１３、第２フランジ１６）及びベローズ（第１ベローズ１４、第２ベローズ１７）の放熱量をより低減することができる。
【００３４】
（３）断熱空間（第１断熱空間部１１ｂ及び第２断熱空間部１２ｂ）は、第１フランジ１３及び第２フランジ１６を跨ぐように形成されている。この構成によれば、断熱空間は、太陽熱集熱管１０の真空層と対応する第１金属管１１及び第２金属管１２の部分まで延びるように形成される。そのため、第１フランジ１３及び第２フランジ１６と接続された部分への熱の伝達経路の断面積がより少なくなり、太陽熱集熱管１０を構成する金属管（第１金属管１１及び第２金属管１２）の端部、フランジ（第１フランジ１３、第２フランジ１６）及びベローズ（第１ベローズ１４、第２ベローズ１７）の放熱量をより低減することができる。
【００３５】
（４）断熱空間は、真空層である。断熱空間は、真空層ではなく、空気層あるいは空気以外の気体の層であってもよいが、真空層の方が断熱効果が大きい。
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を図４及び図５にしたがって説明する。
【００３６】
この実施形態の太陽熱集熱管１０は、第１金属管１１と第２金属管１２とを接合する前の状態において、第１金属管１１の端部及び第２金属管１２の端部に、それぞれ密閉された第１断熱空間部１１ｂ及び第２断熱空間部１２ｂが形成されている点が大きく異なっている。第１の実施形態と同様の部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３７】
第１金属管１１の端部に密閉された第１断熱空間部１１ｂを形成する場合は、図４（ａ）に示すように、真空チャンバー３０内に、第１金属管１１を収容する。真空チャンバー３０内は、真空ポンプ３１により真空に保持される。真空チャンバー３０内には図示しない電子ビーム溶接装置が収容されている。図４（ａ）では、第１金属管１１の一部のみ図示しているが、第１金属管１１は、第１の実施形態と同様に円筒状に形成され、端部には第１断熱空間部１１ｂとなる円筒溝１１ｃが形成されている。その状態で、第１金属管１１の端部側にその周方向に沿って、電子ビーム溶接装置により電子ビームを照射する。
【００３８】
第１の実施形態と異なり、真空チャンバー３０は、第１金属管１１あるいは第２金属管１２を支持した状態で、その端部の外周面に電子ビーム溶接を行うためのスペースが確保されればよい。したがって、第１金属管１１と第２金属管１２との端部を当接した状態において、真空雰囲気で接合して太陽熱集熱管１０を製造する第１の実施形態と異なり、真空チャンバー３０の長さは、１本の第１金属管１１あるいは１本の第２金属管１２を収容して電子ビーム溶接を行うことができる長さでよい。
【００３９】
電子ビーム溶接は、第１金属管１１の端面に影響を与えない第１金属管１１の端部から離れた位置に電子ビームを照射して行われる。その結果、図４（ｂ）に示すように、円筒溝１１ｃの一端が第１金属管１１の端部に残った状態で第１断熱空間部１１ｂが封止された状態になる。第２金属管１２も同様にして、一端が開放された円筒溝の一端が第２金属管１２の端部に残った状態で第２断熱空間部１２ｂが封止された状態に形成される。
【００４０】
次に図５に示すように、第１金属管１１及び第２金属管１２を端部が当接された状態に図示しない支持装置で支持した状態で、当接部の外周側から周方向に沿って溶接が行われて、太陽熱集熱管１０が形成される。そのため、この実施形態では、真空雰囲気で第１金属管１１と第２金属管１２の端部を当接した状態で電子ビーム溶接を行って、第１断熱空間部１１ｂ及び第２断熱空間部１２ｂを有する太陽熱集熱管１０を形成する場合と異なり、第１金属管１１と第２金属管１２との溶接を真空チャンバー３０内で行う必要がない。
【００４１】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態を図６〜図８にしたがって説明する。
この実施形態の太陽熱集熱管１０は、第１金属管１１及び第２金属管１２の接合部１１ａ，１２ａから第１フランジ１３及び第２フランジ１６への熱伝達を抑制する断熱空間が、密閉空間ではなく、第１フランジ１３及び第２フランジ１６への伝熱経路の断面積を低減する溝部である点が第１の実施形態及び第２の実施形態と異なっている。前記実施形態と同様の部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４２】
図６（ａ），（ｂ）に示すように、第１金属管１１には第１フランジ１３との接続部１９を挟む位置に、第１金属管１１の周方向に延びる溝部２５ａ，２５ｂが設けられている。また、第２金属管１２には第２フランジ１６との接続部１９を挟む位置に第２金属管１２の周方向に延びる溝部２５ａ，２５ｂが設けられている。溝部２５ａ，２５ｂは、第１金属管１１及び第２金属管１２の外周側に設けられている。図７に示すように、溝部２５ａ，２５ｂは、第１金属管１１の全周にわたって延びるように設けられている。第２金属管１２に形成された溝部２５ａ，２５ｂも第２金属管１２の全周にわたって延びるように設けられている。溝部２５ａ，２５ｂは、断面矩形状に形成されている。
【００４３】
熱媒体の熱が第１金属管１１から第１フランジ１３へ伝達される経路は、溝部２５ａ，２５ｂで遮られる。そのため、熱の伝達経路は、図８に矢印で示すように、溝部２５ａ，２５ｂの底面と第１金属管１１の内面との間と、両溝部２５ａ，２５ｂの側面間の部分となる。同様に、熱媒体の熱が第２金属管１２から第２フランジ１６へ伝達される経路は、溝部２５ａ，２５ｂで遮られるため、熱の伝達経路は、図８に矢印で示すように、溝部２５ａ，２５ｂの底面と第２金属管１２の内面との間と、両溝部２５ａ，２５ｂの側面間の部分となる。したがって、溝部２５ａ，２５ｂが存在しない場合に比べて、熱伝達経路の断面積が小さくなり、第１金属管１１及び第２金属管１２の端部、第１フランジ１３及び第２フランジ１６、第１ベローズ１４及び第２ベローズ１７からの放熱量を低減することができる。
【００４４】
溝部２５ａ，２５ｂの幅を広くすれば、伝熱経路の断面積の小さな部分の長さを長くすることができ、溝部２５ａ，２５ｂの深さを深くすれば、伝熱経路の断面積の小さな部分の長さを長くすることができる。しかし、伝熱経路の断面積は、第１金属管１１及び第２金属管１２の強度と関係があるため、溝部２５ａ，２５ｂの幅や深さは、第１金属管１１及び第２金属管１２が強度を満たす範囲で設定する必要がある。
【００４５】
この実施形態の構成は、第１の実施形態及び第２の実施形態のような第１断熱空間部１１ｂや第２断熱空間部１２ｂを形成する場合に比べて形成が容易である。なお、第１フランジ１３あるいは第２フランジ１６と対応する溝部２５ａの形成は、第１金属管１１に対する第１フランジ１３の溶接あるいは第２金属管１２対する第２フランジ１６の溶接の前に行う必要がある。溝部２５ｂの形成は、第１金属管１１に対する第１フランジ１３の溶接あるいは第２金属管１２対する第２フランジ１６の溶接の前に行う必要はないが、第１フランジ１３あるいは第２フランジ１６と対応する溝部２５ａを形成する際に、一緒に行う方が作業効率がよい。
【００４６】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○  第１金属管１１あるいは第２金属管１２の端部に断熱空間２２として真空層を形成する代わりに、空気等の気体が収容された気体層を設けてもよい。気体層を設ける場合は、円筒溝１１ｃが形成された第１金属管１１と、同様に円筒溝が形成された第２金属管１２の端部を、空気等の気体が存在する雰囲気で溶接を行う。断熱空間２２として空気層や他の気体層を設ける場合は、電子ビーム溶接ではなく、レーザー溶接で溶接を行ってもよい。
【００４７】
○  第１金属管１１あるいは第２金属管１２の端部に断熱空間２２を形成する方法は、有底円筒状の円筒溝１１ｃが形成された第１金属管１１あるいは第２金属管１２の端部を溶接する方法に限らない。例えば、図９に示すように、真空チャンバー３０内で、第１金属管１１の接合部１１ａに、環状の別部品３２を溶接してもよい。第２金属管１２に対しても同様にして別部品３２を接合することができる。
【００４８】
○  別部品３２の接合は、溶接に限らず半田付けや接着剤による接着で行ってもよい。
○  別部品３２の接合を真空チャンバー３０内ではなく、空気中や他の気体中で行ってもよい。この場合は、別部品３２の内部に空気層や他の気体層が形成される。
【００４９】
○  第１金属管１１に形成される第１断熱空間部１１ｂは円筒状に限らない。例えば、図１０に示すように、開口部が第１金属管１１の端面に形成された複数の溝１１ｄで構成されてもよい。第２金属管１２にも同様な第２断熱空間部１２ｂを設けてもよい。
【００５０】
○  図１１に示すように、溝部２５ａ，２５ｂの形状は、第１金属管１１の全周に渡って延びずに、周方向に断続的に形成されてもよい。しかし、第１金属管１１の全周に渡って延びる方が、第１金属管１１から第１フランジ１３に伝わる熱量を低減することができ、第１フランジ１３及び第１ベローズ１４からの無駄になる放熱量を減らすことができる。第２金属管１２についても同様である。
【００５１】
○  溝部２５ａ，２５ｂの形状は断面矩形状に限らない。例えば、断面三角形状や断面円弧状、あるいは円弧面と円弧面の両端から平行に延びる側面を有する形状であってもよい。
【００５２】
○  第１金属管１１、第２金属管１２、第１フランジ１３、第１ベローズ１４、第２フランジ１６及び第２ベローズ１７は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）製に限らず、他の金属製であってもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１１…第１金属管、１１ａ，１２ａ…接合部、１１ｂ…第１断熱空間部、１１ｂ，１２ｂ…断熱空間部、１２…第２金属管、１２ｂ…第２断熱空間部、１３…第１フランジ、１４…第１ベローズ、１５…第１ガラス管、１６…第２フランジ、１７…第２ベローズ、１８…第２ガラス管、１９…接続部、２２…断熱空間、２５ａ，２５ｂ…溝部。
【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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