JPH04341694A

JPH04341694A - 真空断熱箱体の構造

Info

Publication number: JPH04341694A
Application number: JP3113617A
Authority: JP
Inventors: Tadao Yamaji; 山路　忠雄; Hiroshi Yamazaki; 洋山崎; Masanobu Morimoto; 森本　眞布
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1991-05-20
Filing date: 1991-05-20
Publication date: 1992-11-27
Anticipated expiration: 2013-07-16
Also published as: JP2776646B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、真空断熱箱体の構造に
関し、特に高温の品物を収容するのに好適な真空断熱箱
体の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の真空断熱箱体は、たとえば図９に
示すように、内箱１と外箱２とにより一方に開口３を有
する二重壁構造の箱体を形成して、内箱１と外箱２との
間に真空断熱層４を形成している。また、真空断熱層４
を密封するメンブレン５により、内箱１の端部壁６と外
箱２との開口側周縁どうしを連結している。外箱２の開
周縁に設けたフランジ７に断熱蓋８が被せられることで
、真空断熱容器が構成される。真空断熱層４には、粉末
断熱材が充填されている。メンブレン５は薄板で構成さ
れ、熱伝導による放熱を少なくして断熱特性を維持する
ようにされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の真
空断熱箱体に高温の品物を収容すると、図１０に示すよ
うに、内箱１が温度上昇してメンブレン側に長さΔｌだ
け膨張する。そして図示の端部構造ではメンブレン５に
変形が集中して、図示のａ部に大きな応力が発生する。

【０００４】その原因を図１１により説明する。内箱１
がメンブレン側にΔｌだけ膨張することにより、図１１
（ａ）　に示すように、図１０のａ部におけるメンブレ
ンの内面および外面に曲げによる圧縮応力および引張応
力がそれぞれ発生する。また内箱１およびメンブレン５
の周方向への膨張が外箱２で拘束されることにより、図
１１（ｂ）　に示すように、図１０のａ部の断面に圧縮
応力が発生する。そのため、図１１（ｃ）　に示すよう
に、このａ部には、同図（ａ）（ｂ）の応力を合計した
応力が発生し、特にメンブレン５の真空層側表面に大き
な圧縮応力が発生する。その結果、内箱１の加熱，冷却
を繰り返すとこのａ部が熱応力によって破損するおそれ
があり、真空断熱箱体の寿命すなわち耐久性が低下する
という問題点がある。

【０００５】そこで本発明はこのような問題点を解決し
、メンブレンに作用する応力を緩和して、真空断熱箱体
の寿命を向上させることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、内箱と外箱とにより一方に開口を有する二
重構造の箱体を形成し、内箱と外箱との間に真空断熱層
を形成し、この真空断熱層を密封するメンブレンにより
内箱と外箱との開口側周縁を連結した真空断熱箱体にお
いて、前記内箱におけるメンブレンの近傍の部分に、内
部からメンブレンへの方向の内箱の熱抵抗を増大させる
湾曲部を形成し、この湾曲部の内部に、断熱材とこの湾
曲部の変形を一定範囲に制限する変形部材とを設けたも
のである。

【０００７】

【作用】上記構成の真空断熱箱体においては、内箱にお
けるメンブレンの近傍の部分に湾曲部を形成しているの
で、その部分の伝熱径路が長くなって熱抵抗が増大する
。そのため、内箱の開口側周縁部分およびメンブレンの
温度が低下して、内箱およびメンブレンの周方向への膨
張による圧縮応力（図１１（ｂ）　）が減少する。また
、湾曲部の内部に変形抑止部材を設けているので、湾曲
部の変形が制限され、この湾曲部に発生する応力がメン
ブレンに発生する応力と同等またはそれ以下となる。こ
の結果、熱応力に対する真空断熱箱体の寿命が向上する
。さらに、湾曲部の内部の断熱材は、空隙を無くして空
気の対流を阻止し、またヒートブリッジ部の熱抵抗を増
加して放熱量を減少させる。そのため、真空断熱箱体の
断熱性能が向上する。

【０００８】

【実施例】

（実施例１）図１および図２に示すように、内箱１の端
部壁６におけるメンブレン近傍部分には、内箱１の内部
からメンブレンへ向かう方向の熱抵抗を増大させる湾曲
部１９を、真空断熱層４内に突出するように形成してい
る。湾曲部１９の内部には、断熱材２０を充填するとと
もに、図３に示すように、湾曲部１９の変形を一定範囲
ΔＬに制限する複数の変形抑止部材２１を、適当間隔お
きに挿入している。また、湾曲部１９には金網などの押
さえ部材２２を設けることにより、断熱材２０および変
形抑止部材２１が湾曲部１９から脱出しないように支持
している。断熱材２０としては、ロックウール，グラス
ウール，セラミックウールなどが好適である。また、変
形抑止部材２１は、図４（ａ）　に示すような鞍形枠体
とするか、または図４（ｂ）　に示すようなブロック状
に成形されている。その材料には、耐圧性とある程度の
断熱性とを有する珪酸カルシウム成形体や断熱キャスタ
などが使用される。

【０００９】上記構成の真空断熱箱体に高温の品物を収
容すると、内箱１１が温度上昇する。このとき、湾曲部
１９は端部壁６の伝熱径路を延長することになり、その
熱抵抗を増大させる。そのため、内箱１が温度上昇して
も、湾曲部１９を形成しない場合に比べ端部壁６の開口
側周縁部分およびメンブレン５の温度が低下する。この
ため、端部壁６およびメンブレン５が周方向に膨張する
ことによりメンブレン５の縁部Ａに発生する圧縮応力（
図１１（ｂ）　）が減少する。

【００１０】また、湾曲部１９の内部に変形抑止部材２
１を挿入しているので、温度上昇にもとづくメンブレン
側への内箱１の膨張は、図３に示すように、湾曲部１９
の変形量ΔＬおよびメンブレン５の変形量ΔＭにより吸
収される。そのため、メンブレン５の変形量ΔＭは湾曲
部１９を形成しない場合の変形量すなわち図１０のΔｌ
よりも減少して、内箱１の膨張により縁部Ａに発生する
曲げ応力（図１１（ａ）　）が減少する。同時に、湾曲
部１９において許容しうる変形量ΔＬを適当に設定して
おくと、湾曲部１９に発生する応力をメンブレン５に発
生する応力と同等またはそれ以下に制限することができ
る。なお、場合によっては、変形抑止部材２１を厚くし
て変形量ΔＬを０にしてもよい。

【００１１】以上の結果、真空断熱箱体に発生する熱応
力が低減し、繰り返し負荷される熱応力に対する真空断
熱箱体の寿命が向上する。さらに、湾曲部１９の内部に
充填した断熱材２０は、湾曲部１９内の空隙を無くして
空気の対流を阻止し、またヒートブリッジ部の熱抵抗を
増加して放熱量を減少させる。そのため、真空断熱箱体
の断熱性能の向上を図ることもできる。

【００１２】図５の斜線部に示す断熱境界について、湾
曲部１９の長さＸとメンブレン５の縁部Ａの温度ＴＡ　
との関係を一次元の伝熱計算により求めた結果を、図６
のグラフに示す。ただし、図５において、内箱１の端部
壁６の長さをメンブレン５の長さＬに等しくし、端部壁
６の内側部Ｂの温度ＴＢ　を３００　℃、メンブレン５
の外箱側縁部Ｃの温度ＴＣ　を０℃とした。図６から判
るように、湾曲部１９の長さＸをメンブレン５の長さＬ
に等しくすると、縁部Ａの温度ＴＡ　は湾曲部１９を形
成しない場合の１５０　℃から１００　℃に大幅に低下
する。これにより、縁部Ａに発生する圧縮応力（図１１
（ｂ）　）は２／３程度に減少する。なお、湾曲部１９
の長さＸを２Ｌ以上にするには、湾曲部１９を２箇所以
上形成してこれに対処する。（実施例２）図７に示すように、実施例１における湾曲
部１９を端部壁６に２箇所形成し、湾曲部１９の長さを
倍増したものである。このようなものであると、メンブ
レン５の縁部Ａに発生する圧縮応力（図１１（ｂ）　）
を大幅に減少させるとともに、断熱性能を向上させるこ
とができる。（実施例３）図８に示すように、実施例１におけるメン
ブレン５を３層の蛇腹構造にして変形を容易にしたもの
である。これにより、縁部Ａに発生する熱応力（図１１
（ｃ）　）を減少させることができる。

【００１３】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、内箱
のメンブレン近傍部分に湾曲部を形成して内箱の内部か
らメンブレンへの方向の熱抵抗を増大させているので、
収容物により内箱が温度上昇した場合であっても、メン
ブレンと内箱との接続部の温度上昇が抑制され、その発
生応力を低くすることができる。また、湾曲部内に設け
た変形抑止部材が湾曲部の変形を一定範囲に制限して湾
曲部およびメンブレンに発生する応力を平均化するので
、湾曲部に発生する応力を一定値以下に制限することが
できる。以上の結果、真空断熱箱体の熱応力に対する耐
久性を向上することができる。

【００１４】さらに、湾曲部内に設けた断熱材が空隙を
無くして空気の対流を阻止するとともに、ヒートブリッ
ジ部の熱抵抗を増加して放熱量を減少させるので、真空
断熱箱体の断熱性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にもとづく真空断熱箱体の断
面図である。

【図２】図１における要部の拡大断面図である。

【図３】図２に示す部分の変形例の断面図である。

【図４】図３における変形抑止部材の斜視図である。

【図５】図１の真空断熱箱体についての伝熱計算を行う
ためにモデル化した断熱境界の説明図である。

【図６】図５のモデルにもとづく伝熱計算により求めた
湾曲部の長さとメンブレンの温度との関係を示すグラフ
である。

【図７】本発明の他の実施例にもとづく真空断熱箱体の
要部の断面図である。

【図８】本発明のさらに他の実施例にもとづく真空断熱
箱体の要部の断面図である。

【図９】従来の真空断熱箱体の一例を示す断面図である
。

【図１０】図９に示した従来の真空断熱箱体の端部構造
を示す拡大断面図である。

【図１１】従来の真空断熱箱体におけるメンブレンに発
生する応力の説明図である。

【符号の説明】

１　　　　内箱２　　　　外箱３　　　　開口４　　　　真空断熱層５　　　　メンブレン１９　　　　湾曲部２０　　　　断熱材２１　　　　変形抑止部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　内箱と外箱とにより一方に開口を有す
る二重構造の箱体を形成し、内箱と外箱との間に真空断
熱層を形成し、この真空断熱層を密封するメンブレンに
より内箱と外箱との開口側周縁を連結した真空断熱箱体
において、前記内箱におけるメンブレンの近傍の部分に
、内部からメンブレンへの方向の内箱の熱抵抗を増大さ
せる湾曲部を形成し、この湾曲部の内部に、断熱材とこ
の湾曲部の変形を一定範囲に制限する変形部材とを設け
たことを特徴とする真空断熱箱体の構造。