(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導度の低い材料からなる複数のコア材と、
前記コア材の対向する面を被覆した金属製薄板からなる一対の平板部材と、
これら平板部材の外周部に接合した金属製の一対の枠部材と、
これら枠部材にかけて延び、これらに接合した金属製薄板からなる側板部材とを備え、
前記側板部材の板厚を、前記平板部材の板厚より薄くするとともに、
前記コア材における前記平板部材と接触しない面に通気溝を設けたことを特徴とする真空断熱パネル。
【請求項２】
前記枠部材に、その内面の一端から他端に向けて延びる段部を全周にかけて設け、該段部に前記側板部材の縁を位置決めするようにしたことを特徴とする請求項１に記載の真空断熱パネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低温の液化ガスなどを搬送するためのタンクや冷凍庫などに使用される真空断熱パネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、冷凍庫などの壁面には断熱効果を高めるために真空断熱パネルが設けられている。この真空断熱パネルには、内部を真空引きした際に変形しないように、ウレタンフォームなどの多孔質材料からなるコア材が収容されている。
【０００３】
このような真空断熱パネルの外壁は、前記コア材の対向する平面を被覆する一対の金属製薄板からなる平板部材と、前記コア材の外周部を被覆する金属製薄板からなる側板部材とを備えている。そして、その製造時には、一方の平板部材の所定位置に側板部材を位置決めして接合し、その内部にコア材を収容した後、前記コア材を圧縮しながら他方の平板部材を位置決めして接合している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記真空断熱パネルは、少しでも熱伝導を少なくすることを目的として、各板部材は可能な限り薄く形成するのが一般的である。そのため、接合前の状態では簡単に撓むため、各板部材を所定位置に高精度に位置決めするのは非常に困難である。なお、この問題は、形成する真空断熱パネルが大型になるほど顕著に現れる。そのため、大型の真空断熱パネルを形成するには、板部材を高精度に位置決めするために大型の治具が必要になり、設備費用などの製造コストが高くなるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明では、簡単な治具で高精度に位置決めし、溶接が可能な真空断熱パネルを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の真空断熱パネルは、熱伝導度の低い材料からなる複数のコア材と、前記コア材の対向する面を被覆した金属製薄板からなる一対の平板部材と、これら平板部材の外周部に接合した金属製の一対の枠部材と、これら枠部材にかけて延び、これらに接合した金属製薄板からなる側板部材とを備え、前記側板部材の板厚を、前記平板部材の板厚より薄くするとともに、前記コア材における前記平板部材と接触しない面に通気溝を設けた構成としている。
【０００７】
前記真空断熱パネルを製造する際には、例えば、側板部材の両端に枠部材を接合した後、その枠部材の一方に平板部材を接合する。そして、これらにより囲繞された空間に前記コア材を収容した後、枠部材の他方に平板部材を接合する。
【０００８】
即ち、金属製薄板からなる平板部材および側板部材は、それぞれ枠部材を介して接合されるため、各板部材を位置決めする際には、枠部材に対して押圧しても各板部材に対して撓みを生じさせることはない。そのため、位置決め作業性の向上を図ることができる。
【０００９】
前記真空断熱パネルでは、前記枠部材に、その内面の一端から他端に向けて延びる段部を全周にかけて設け、該段部に前記側板部材の縁を位置決めすることが好ましい。このようにすれば、位置決めに係る作業性を向上できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図１から図３は、本発明の実施形態に係る真空断熱パネルを示す。この真空断熱パネルは、大略、金属製の外装体１と、該外装体１内に収容する複数（本実施形態では４個）のコア材９Ａ〜９Ｄおよびゲッター１２とからなる。
【００１１】
前記外装体１は、一対の平板部材２Ａ，２Ｂと、一対の枠部材６Ａ，６Ｂと、側板部材８とからなる。これらの構成部材は、本実施形態ではステンレス（ＳＵＳ３０４）により形成されている。
【００１２】
前記平板部材２Ａ，２Ｂは、正方形状とした薄板からなる。そのうち、上側に位置する平板部材２Ａには、その中央に排気部３が設けられている。この排気部３は、真空排気時には外方に円錐台形状に突出し、真空排気後には内方に没入される変形部４を有する。この変形部４の中央には貫通した排気孔が設けられ、この排気孔にチップ管５が接合されている。
【００１３】
前記枠部材６Ａ，６Ｂは、前記平板部材２Ａ，２Ｂと同一の外形で、断面正方形状とした肉厚の環状枠からなる。この枠部材６Ａ，６Ｂには、内面の一端から他端に向けて延びる段部７（図２参照。）が全周にかけて設けられている。
【００１４】
前記側板部材８は、薄板を前記段部７に内嵌する四角筒状としたものである。この側板部材８は、例えば、長尺な帯状金属シートの所定位置を折曲げるとともに両端を突き合わせ、その突き合わせ部分を接合することにより形成される。
【００１５】
図２に具体的に示すように、本実施形態の外装体１は、前記平板部材２Ａ，２Ｂの板厚を約０．５ｍｍ、前記枠部材６Ａ，６Ｂの断面正方形状をなす各厚さを約１０ｍｍ、前記側板部材８の板厚を約０．３ｍｍとしている。即ち、本実施形態では、側板部材８の板厚を平板部材２Ａ，２Ｂの板厚より薄くしている。これにより、一方の平板部材２Ａ，２Ｂから他方の平板部材２Ｂ，２Ａに伝わる熱の伝導効率の抑制することができる。また、前記段部７の深さは、前記側板部材８の板厚と同一に設定されている。これにより、枠部材６Ａ，６Ｂの内面と側板部材８の内面とが面一に位置するように構成されている。
【００１６】
前記コア材９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄは、ウレタンフォームなどの発泡樹脂、グラスウールあるいはケイ酸カルシウム粉末、パーライト粉末を充填したものなどの熱伝導度の低い微細多孔質材料を、前記外装体１内に収容できるように直方体形状としたものである。これらコア材９Ａ〜９Ｄは、積み上げた状態の高さが、外装体１の高さの高さより高くなる肉厚とされている。
【００１７】
前記コア材９Ａ〜９Ｄのうち、最上段に配置されるコア材９Ａには、その下面にそれぞれ同方向に延びる複数の通気溝１０ａが設けられているとともに、その中央には前記排気部３が没入するための貫通孔１１が設けられている。また、中央に配置されるコア材９Ｂ，９Ｃには、その下面にコア材９Ａと同様に通気溝１０ａが設けられるとともに、その上面に通気溝１０と直交方向に延びる複数の通気溝１０ｂが設けられている。また、最下段に配置されるコア材９Ｄには、その上面にコア材９Ｂ，９Ｃと同様に通気溝１０ｂが設けられている。即ち、通気溝１０ａ，１０ｂは、肉薄の平板部材２Ａ，２Ｂと接触しない面にのみ設け、真空排気時の排気効率の向上を図るとともに、外装体１の変形を防止している。
【００１８】
前記ゲッター１２は、前記外装体１内に遊離するガスを吸収するもので、予め活性化させた後、不活性ガスとともに金属製のアルミ箔１３で密閉状態に包装して形成される。このように構成したゲッター１２は、活性化されているにも関わらず、密閉状態を維持している間は、水素などのガスを吸収することを防止できる。また、本実施形態のゲッター１２は、中央部に貫通した空間を有する環状に形成されている。
【００１９】
次に、前記真空断熱パネルの製造方法について説明する。
図４に示すように、まず、設置台１４上に、四角筒状とした側板部材８を設置する。その後、一方の枠部材６Ａを、その段部７の開放位置が下側になるように側板部材８の上端に配置し、側板部材８の縁が段部７内に位置するように外嵌させる。この枠部材６Ａを外嵌して位置決めする作業は、前記段部７により容易に行うことができる。
【００２０】
ついで、枠部材６Ａの内部に、外向きに張り出す方向に移動可能な押圧部材１５を配置し、枠部材６Ａの段部７に位置させる。この押圧部材１５は、その内端に外広がりに傾斜する斜面１６を備えたものである。その後、押圧部材１５の内側に、該押圧部材１５を斜面１６の傾斜に従って外向きに移動させる移動部材１７を挿入する。これにより、押圧部材１５は、枠部材６Ａの段部７に位置する側板部材８の上端を外向きに移動させ、該側板部材８の上端を枠部材６Ａに対して押圧して隙間の発生を防止する。
【００２１】
この状態で、枠部材６Ａと側板部材８との組み合わせ部分を、図示しない溶接トーチによって照射し、これら枠部材６Ａと側板部材８とを隙間なく接合する。
【００２２】
ついで、図５に示すように、接合した枠部材６Ａを下側に位置させて側板部材８を設置台１４上に設置する。その後、前記枠部材６Ａと同様に、段部７の開放位置が下側になるように枠部材６Ｂを側板部材８の上端に配置し、側板部材８の縁が段部７内に位置するように外嵌させる。
【００２３】
ついで、枠部材６Ｂの段部７に押圧部材１５が位置するように配置する。その後、押圧部材１５の内側に移動部材１７を挿入し、側板部材８の上端を枠部材６Ｂに対して押圧して隙間の発生を防止する。そして、この状態で、前記と同様に、これら枠部材６Ｂと側板部材８とを隙間なく接合する。
【００２４】
ついで、図６に示すように、接合した枠部材６Ｂの上側に、下側に位置する平板部材２Ｂを配置する。この際、枠部材６Ｂは、撓みや変形が生じないため、簡単に平板部材２Ｂの縁と枠部材６Ｂとの縁を一致させることができる。そして、この状態で、前記と同様に、これら枠部材６Ｂと平板部材２Ｂとを接合する。
【００２５】
ついで、図７に示すように、接合した平板部材２Ｂが下側に位置するように設置台１４上に設置し、上向きに開放した状態とする。その後、前記平板部材２Ｂおよび側板部材８により囲繞された空間に、下段に位置するコア材９Ｄ〜９Ａを順次収容させる。
【００２６】
この際、上下方向に隣接するコア材９Ａ〜９Ｄは、それらに設けた通気溝１０ａ，１０ｂが互いに直交方向に位置するように配置する。また、これらコア材９Ａ〜９Ｄの収容状態では、最上段のコア材９Ａの上端面が枠部材６Ａの上端面より上方に突出している。この状態で、コア材９Ａにおける貫通孔１１内に、アルミ箔１３により密閉したゲッター１２を収容させる。ここで、ゲッター１２は、その中央の空間とチップ管５の軸心とが一致するように配置する。
【００２７】
ついで、図８に示すように、上方に突出したコア材９Ａの上面に平板部材２Ａを配置する。その後、平板部材２Ａの上面に圧縮治具１８を配置するとともに、側板部材８の外面に該側板部材８の変形を防止するための規制治具１９を配置する。そして、図９に示すように、前記平板部材２Ａを介してコア材９Ａ〜９Ｄを圧縮し、平板部材２Ａの下面を枠部材６Ａの上端面に当接させる。この状態で、前記と同様に、これら枠部材６Ａと平板部材２Ａとを接合する。
【００２８】
このように、本発明の真空断熱パネルでは、撓みや変形が生じない肉厚の枠部材６Ａ，６Ｂを設け、該枠部材６Ａ，６Ｂに対して側板部材８を接合するため、各板部材２Ａ，２Ｂ，８を位置決めする際には、枠部材６Ａ，６Ｂに対して押圧しても撓みが生じることはない。そのため、大型の真空断熱パネルを製造する場合でも、周知の位置決め用治具を用い、高精度な位置決めが可能になる。その結果、製造コストが高くなることを防止できる。
【００２９】
なお、組立状態のパネルは、前記コア材９Ａ〜９Ｄの圧縮により、これらコア材９Ａ〜９Ｄが外装体１を構成する平板部材２Ａ，２Ｂおよび側板部材８の内面に密着する。
【００３０】
次に、接合した外装体１内の真空排気について説明する。
まず、図１０に示すように、接合されたチップ管５の内部に棒材２０を挿入し、該棒材２０で外装体１内に収容したゲッター１２のアルミ箔１３を突き破る。この際、本実施形態では、ゲッター１２を環状に形成し、その貫通した空間がチップ管５の軸心と一致するように配置しているため、前記突き破る作業は容易である。そして、これにより、ゲッター１２は、金属材料から放出され、遊離した水素などのガスを吸収することができる。
【００３１】
このようにしてアルミ箔１３を突き破ると、同時にパネルを７０℃で所定時間加熱しつつ、図１１に示すように、平板部材２Ａに接合したチップ管５を通して、真空にすべき外装体１の内部空間から空気を排出して減圧しつつ、外装体１から放出された水素（Ｈ）、一酸化炭素（ＣＯ）および水（Ｈ２Ｏ）を放出する。
【００３２】
この際、本実施形態では、組立状態のパネルは、コア材９Ａ〜９Ｄが外装体１の内面に密着しているが、これらコア材９Ａ〜９Ｄに通気溝１０ａ，１０ｂを設けているため、真空効率を向上でき、真空排気時間を大幅に短縮することができる。具体的には、コア材９Ａ〜９Ｄに通気溝１０ａ，１０ｂを設けていないものと設けたものとでは、その排気時間を半分以下に短縮することができる。
【００３３】
外装体１内が所定の真空度に達すると、図１２に示すように、チップ管５を封止する。なお、この封止後では、外装体１内に残留して遊離している水素、一酸化炭素および水は、ゲッター１２に吸収され、外装体１の内部空間が真空に維持される。
【００３４】
ついで、排気部３における平坦な上端面を下向きに押圧することにより、図１３に示すように、排気部３を外装体１の内部に没入させる。
【００３５】
このように、本実施形態では、予め活性化させたゲッター１２を使用し、真空状態に排気する直前にガスを吸収可能な状態とするため、ゲッター１２を活性化させるための加熱時間を削減することができる。そのため、加熱・排気時間の短縮を図ることができる。また、ゲッター１２は、排気直前まで大気中に放置されるのではなく、アルミ箔１３により密閉されているため、ゲッター１２を機能的に使用可能な期間（寿命）を長期化することができる。
【００３６】
なお、本発明の真空断熱パネルは、前記実施形態の構成に限定されるものではない。
例えば、前記実施形態では、平板部材２Ａに真空排気後に内部に没入する排気部３を設けたが、単に平板部材２Ａにチップ管５を接合した構成としてもよい。また、このチップ管５は、平板部材２Ａに必ずしも設ける必要はなく、枠部材６Ａ，６Ｂまたは側板部材８に設けてもよい。
【００３７】
また、前記実施形態では、枠部材６Ａ，６Ｂは、段部７を設けた断面正方形状の環状枠により構成したが、図１４および図１５に示すように、断面Ｌ字形状とした環状枠により構成しても前記と同様の作用、効果を得ることができる。
【００３８】
また、前記実施形態では、外装体１を平面視で正方形状に形成したが、正六角形状、正三角形状、円形状など、その形状は希望に応じて種々の変形が可能である。
【００３９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の真空断熱パネルでは、撓みが生じ易い金属製薄板からなる平板部材および側板部材を、枠部材を介して接合する構成としているため、各板部材を位置決めし、溶接する際には、枠部材に対して押圧しても各板部材に対して撓みを生じさせることはない。そのため、高精度に位置決めするために高価な治具を使用することなく、簡単に高精度な位置決めが可能になる。その結果、設備費用などの製造コストが高くなることを防止できる。
また、側板部材の板厚を平板部材の板厚より薄くしているため、一方の平板部材から他方の平板部材に伝わる熱の伝導効率の抑制することができる。さらに、コア材には通気溝を設けているため、真空排気時の排気効率の向上を図ることができる。しかも、通気溝は、肉薄の平板部材と接触しない面に設けているため、平板部材の変形を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の真空断熱パネルを示す断面図である。
【図２】  図１の要部拡大断面図である。
【図３】  図１の分解斜視図である。
【図４】  組立作業の第１工程を示す断面図である。
【図５】  組立作業の第２工程を示す断面図である。
【図６】  組立作業の第３工程を示す断面図である。
【図７】  組立作業の第４工程を示す断面図である。
【図８】  組立作業の第５工程を示す断面図である。
【図９】  組立作業の第６工程を示す断面図である。
【図１０】  真空排気作業の第１工程を示す断面図である。
【図１１】  真空排気作業の第２工程を示す断面図である。
【図１２】  真空排気作業の第３工程を示す断面図である。
【図１３】  真空排気作業の第４工程を示す断面図である。
【図１４】  真空断熱パネルの変形例を示す断面図である。
【図１５】  真空断熱パネルの他の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
１…外装体、２Ａ，２Ｂ…平板部材、５…チップ管、６Ａ，６Ｂ…枠部材、７…段部、８…側板部材、９Ａ〜９Ｄ…コア材、１０…通気溝、１２…ゲッター。
【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】
0004175821.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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