JPH05248593A - 真空断熱体の溶接部構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 全体を大型化することなく溶接欠陥の防止と
酸化防止を可能とし、長期間に亘って真空度が低下しな
い真空断熱体の溶接部構造を提供する。 【構成】 外壁１を複数の分割金属板３，４により形成
し、断熱材６を充填したのちで分割金属板３，４間を溶
接８する前に、溶接部の裏側でかつ溶接線の全長に亘っ
て、両分割金属板３，４に密着する薄肉金属板７を配置
した。 【効果】 薄肉金属板により断熱材の巻き込みを阻止で
き、溶接部の溶融金属中に断熱材が溶解および介在され
ず、リークによる溶接欠陥の発生を防止できる。薄肉金
属板の外面が分割金属板の内面に密着し、間隙の空気量
は極めて少なくでき、溶接中に空気の補給を阻止でき、
溶接部裏側のビードの酸化を極めて少なくできて、強度
面で充分な溶接継手を形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属板からなる内壁と
外壁との間に断熱材が充填され、かつ真空に保持される
真空断熱容器など真空断熱体の溶接部構造に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の真空断熱体としては、た
とえば図９、図10に示す構造が提供されている。すなわ
ち図９に示すように、金属板からなる外壁20は、開放部
21を有する本体22と、開放部21を閉塞したのち本体22に
溶接される蓋体23とにより形成され、その開放部21を通
して本体22内へ、金属板からなる内壁24を配置するとと
もに、断熱材である無機質繊維25をスペーサとして充填
している。そして図10に示すように、開放部21を蓋体23
により閉塞した状態で、蓋体23を本体22に溶接26し、か
つ内部を真空排気により真空層とすることで構成してい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の構成によると、蓋体23を本体22に溶接26する際に、そ
の溶接部に無機質繊維25が巻き込まれ、溶接部の溶融金
属中に無機質繊維25が溶解および介在されることにな
る。すると図11に示すように、無機質繊維25が溶接部に
溶け込むことによってピンホール27が発生するなどの溶
接欠陥が生じ、さらには無機質繊維25に含有されている
フェノール樹脂などのバインダーが溶接熱でガス化し、
ブローホール（ガス溜り）28が発生するなどの溶接欠陥
が生じることになり、これらピンホール27やブローホー
ル28などリークの発生で真空度の低下を招いていた。

【０００４】またアルゴンなどのバックガスシールドが
困難な溶接箇所であることから、図12に示すように溶接
部の裏側（裏ビード）が酸化され、切り欠き29が発生す
るなど溶接欠陥が生じ、強度面において問題となってい
た。

【０００５】これに対しては、たとえば図13に示すよう
に、蓋体23の縁部から外方への溶接継手部23Ａを一体に
連設し、この蓋体23を本体22に嵌め込んだのち、溶接継
手部23Ａと本体22との外縁間を溶接26することが考えら
れる。しかし、この溶接構造によると、溶接継手部23Ａ
の突出寸法Ｘに応じて真空断熱体の外寸法が増加し、全
体の大型化を招くことになる。

【０００６】本発明の目的とするところは、全体を大型
化することなく溶接欠陥の防止と酸化防止を可能とした
真空断熱体の溶接部構造を提供する点にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明の真空断熱体の溶接部構造は、外壁を複数の分割金
属板により形成し、断熱材を充填したのちで分割金属板
間を溶接する前に、分割金属板間の溶接部の裏側でかつ
溶接線の全長に亘って、両分割金属板に密着する薄肉金
属板を配置している。

【０００８】

【作用】かかる本発明の構成によると、断熱材の充填を
行ったのち、溶接相当部の内側に薄肉金属板を、溶接線
の全長に亘ってあらかじめ配置し、次いで分割金属板の
被溶接箇所を相当接させて、その内面を薄肉金属板の外
面に密着させ、この状態で、分割金属板の被溶接箇所間
を溶接し、かつ内部を真空排気により真空層とすること
で真空断熱体を構成し得る。

【０００９】前述した溶接を施工する際に、溶接部の裏
側（真空側）に配置された薄肉金属板により断熱材が巻
き込まれることを阻止することになり、したがって溶接
部の溶融金属中に断熱材が溶解および介在されなくなっ
て、ピンホールやブローホールなどのリークの原因とな
りうる欠陥が発生せず、溶接欠陥が生じない。また薄肉
金属板の外面が分割金属板の内面に密着していることか
ら、その間隙の空気量は極めて少なく、かつ溶接中に空
気の補給がなされず、溶接部裏側のビードの酸化が極め
て少なくなって、強度面で充分な溶接継手を形成し得
る。

【００１０】

【実施例】以下に本発明の第一の実施例を図１〜図４に
基づいて説明する。図１に示すように金属板からなる外
壁１は、開放部２を有する本体（分割金属板の一例）３
と、開放部２を閉塞したのち本体３に溶接される蓋体
（分割金属板の一例）４とにより形成される。そして本
体３内へ、その開放部２を通して金属板からなる内壁５
を配置するとともに、断熱材の一例である無機質繊維６
をスペーサとして充填している。ここで無機質繊維６と
して、繊維径が８μ未満の、たとえばグラスウールやロ
ックウールなど線径の細い繊維が使用される。

【００１１】この無機質繊維６の充填を行ったのち、開
放部２の位置で本体３の縁部の内側にアングル状の薄肉
金属板７を、その一辺の外面７ａを本体内面３ａに密着
させて、かつ溶接線の全長に亘ってあらかじめ配置す
る。ここで薄肉金属板７として、本体３や蓋体４と同一
材質のものが使用される。

【００１２】次いで図２〜図４に示すように、本体３の
縁部に蓋体４を当接させて開放部２を閉塞する。この閉
塞は、薄肉金属板７の他辺の外面７ｂに蓋体内面４ａを
密着させて行われる。このように閉塞した状態で、蓋体
４を本体３に溶接８し、かつ内部を真空排気により真空
層とすることで真空断熱体９を構成する。

【００１３】前述した溶接８を施工する際に、溶接部の
裏側（真空側）に配置された薄肉金属板７により無機質
繊維６が巻き込まれることを阻止することになり、した
がって溶接部の溶融金属中に無機質繊維６が溶解および
介在されることがなくなって、ピンホールやブローホー
ルなどが発生せず、溶接欠陥が生じないことになる。ま
た薄肉金属板７の両辺の外面７ａ，７ｂが本体内面３ａ
と蓋体内面４ａに密着していることから、その間隙の空
気量は極めて少なく、かつ溶接中に空気の補給がなされ
ないことにより、溶接部裏側のビードの酸化が極めて少
なくなり、強度面で充分な溶接継手が形成される。

【００１４】上記の薄肉金属板７は下記の寸法であるこ
とが望ましい。 板厚比＝（薄肉金属板の板厚／本体や蓋板の板厚）＜１
／２ 幅の比＝（薄肉金属板の幅／本体や蓋板の板厚）＞10 上記の板厚比により、溶接時の入熱が少なくてすみ、歪
みが生じ難いものにできる。また幅の比により、溶接部
への空気の侵入防止、無機質繊維６に含有されているバ
インダーから発生するガスの溶接部への侵入防止、無機
質繊維６の溶接部への介在防止が、より一層良好に行わ
れる。

【００１５】図５は本発明の第二の実施例を示す。すな
わち無機質繊維６の充填を行い、アングル状の薄肉金属
板７を、その一辺の外面７ａを本体内面３ａに密着させ
て配置したのち、本体３の縁部に蓋体４を内嵌させると
ともに開放部２を閉塞し、薄肉金属板７の他辺の外面７
ｂを蓋体内面４ａに密着させた状態で、蓋体４を本体３
に溶接８している。

【００１６】ここで材質や寸法の一例を説明すると、本
体３や蓋板４として板厚Ｔが1.2 mmのＳＵＳ304 を使用
し、薄肉金属板７として板厚ｔが0.5 mmで幅Ｗがほぼ50
mmのＳＵＳ304 を使用し、無機質繊維６としてロックウ
ールを使用している。そして前述したように寸法は、薄
肉金属板７の板厚ｔは本体３や蓋板４の板厚Ｔに対して
１／２以下であり、また薄肉金属板７の幅Ｗは本体３や
蓋板４の板厚Ｔに対して10倍以上の望ましい寸法として
ある。

【００１７】図６は本発明の第三の実施例を示す。すな
わち無機質繊維６を充填する際に、薄肉金属板７の裏面
が接する位置に、たとえばアルミナシリカ繊維などの耐
熱性繊維10を入れている。これによると、薄肉金属板７
の裏側に位置する耐熱性繊維10は、溶接熱により溶解し
難いものになる。

【００１８】図７は本発明の第四の実施例を示す。すな
わち平面部における実施例であって、無機質繊維６の充
填を行い、帯板状の薄肉金属板11を溶接施工部に対応し
て無機質繊維６上に配置したのち、薄肉金属板11の外面
11ａ上に一対の扁平金属板（分割金属板の一例）12を、
その端面を相当接して配置した状態で、その当接部間を
溶接８している。ここで扁平金属板12の板厚Ｔ、薄肉金
属板11の板厚ｔや幅Ｗは前実施例（図５）と同様の寸法
となる。

【００１９】この場合、無機質繊維６が巻き込まれるこ
とを薄肉金属板11が阻止することになり、したがって溶
接部の溶融金属中に無機質繊維６が溶解および介在され
ることがなくなり、また薄肉金属板11の外面11ａが扁平
金属板12の内面12ａに密着していることから、その間隙
の空気量は極めて少なく、かつ溶接中に空気の補給がな
されないことにより、溶接部裏側のビードの酸化が極め
て少なくなる。

【００２０】図８は本発明の第五の実施例を示す。すな
わち球面部における実施例であって、無機質繊維６の充
填を行い、曲板状の薄肉金属板13を溶接施工部に対応し
て無機質繊維６上に配置したのち、薄肉金属板13の外面
13ａ上に一対の曲形金属板（分割金属板の一例）14を、
その端面を相当接して配置した状態で、その当接部間を
溶接８している。

【００２１】この場合も、無機質繊維６が巻き込まれる
ことを薄肉金属板13が阻止することになって、溶接部の
溶融金属中に無機質繊維６が溶解および介在されること
がなくなり、また薄肉金属板13の外面13ａが曲形金属板
14の内面14ａに密着していることから、その間隙の空気
量は極めて少なく、かつ溶接中に空気の補給がなされな
いことにより、溶接部裏側のビードの酸化が極めて少な
くなる。

【００２２】ここで材質や寸法の一例を説明すると、曲
形金属板14として板厚Ｔが2.5 mmのＳＳ41を使用し、薄
肉金属板13として板厚ｔが１mmで幅Ｗがほぼ100 mmのＳ
Ｓ41を使用し、無機質繊維６としてグラスウールを使用
している。そして薄肉金属板13は、その中央部に溶接部
を対向させて配設している。

【００２３】上記した各実施例においては、外側金属板
の溶接時に溶接部の裏側の薄肉金属板が溶解しないよう
に、溶接電流や溶接電圧を調整することが必要である。
上記した各実施例では、断熱材として無機質繊維６を使
用した繊維真空断熱体を示したが、これは粉末を使用し
た粉末真空断熱体などであってもよい。また繊維真空断
熱体や粉末真空断熱体は低温用や高温用のいずれにも採
用し得る。さらに各実施例から分かるように本発明が対
象となる真空断熱体の形状は、パイプ状、矩形箱体状、
タンク状など種々である。

【００２４】

【発明の効果】上記構成の本発明によると、分割金属板
の被溶接箇所間の溶接を施工する際に、溶接部の裏側に
配置した薄肉金属板により断熱材の巻き込みを阻止で
き、したがって溶接部の溶融金属中に断熱材が溶解およ
び介在されなくなって、ピンホールやブローホールなど
のリークの原因となりうる溶接欠陥の発生を防止でき
る。また薄肉金属板の外面が分割金属板の内面に密着し
て、その間隙の空気量は極めて少なくできるとともに、
溶接中に空気の補給を阻止できることで、溶接部裏側の
ビードの酸化を極めて少なくできて、強度面で充分な溶
接継手を形成できる。

【００２５】このように本発明によると、全体を大型化
することなく、溶接欠陥の防止と酸化防止を可能にで
き、長期間に亘って真空度が低下しない真空断熱体を得
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例を示し、真空断熱体の溶
接前の正面図である。

【図２】同真空断熱体の溶接後の正面図である。

【図３】同真空断熱体の溶接部の拡大図である。

【図４】同真空断熱体の薄肉金属板を配設した状態を示
す概略斜視図である。

【図５】本発明の第二の実施例を示し、真空断熱体の溶
接部の拡大図である。

【図６】本発明の第三の実施例を示し、真空断熱体の溶
接部の拡大図である。

【図７】本発明の第四の実施例を示し、真空断熱体の溶
接部の拡大図である。

【図８】本発明の第五の実施例を示し、真空断熱体の溶
接部の拡大図である。

【図９】従来例を示し、真空断熱体の溶接前の正面図で
ある。

【図10】同真空断熱体の溶接後の正面図である。

【図11】同真空断熱体の溶接部のリークの原因となりう
る溶接欠陥を示す拡大図である。

【図12】同真空断熱体の溶接部の裏ビードの酸化状態を
示す拡大図である。

【図13】別の従来例を示し、真空断熱体の溶接部の拡大
図である。

【符号の説明】

１ 外壁 ２ 開放部 ３ 本体（分割金属板） ４ 蓋体（分割金属板） ５ 内壁 ６ 無機質繊維（断熱材） ７ 薄肉金属板 ８ 溶接 ９ 真空断熱体 10 耐熱性繊維 11 薄肉金属板 12 扁平金属板（分割金属板） 13 薄肉金属板 14 曲形金属板（分割金属板）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 茂 兵庫県尼崎市大浜町２丁目26番地 株式会 社クボタ武庫川製造所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属板からなる内壁と外壁との間に断熱
   材が充填され、かつ真空に保持される真空断熱体におい
   て、外壁を複数の分割金属板により形成し、断熱材を充
   填したのちで分割金属板間を溶接する前に、分割金属板
   間の溶接部の裏側でかつ溶接線の全長に亘って、両分割
   金属板に密着する薄肉金属板を配置したことを特徴とす
   る真空断熱体の溶接部構造。