JPH0556439B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は発電プラントや化学プラント、航空
機、潜水艦等に於いて使用する真空断熱パイプの
改良に関するものである。

（従来の技術） 原子力発電プラントや航空機、潜水艦等に於い
ては、管路に高度な断熱性が要求され乍ら、断熱
スペースに制限が加えられる場合が屡々起生す
る。この様な場合には、所謂真空断熱パイプを使
用するのが最適であるが、ステンレス鋼を使用し
た真空断熱パイプには、現実に製造コストや断熱
性、真空度保持等の点に解決すべき問題が多く残
されている。

例えば、断熱特性の一層の向上を図るために
は、断熱空間の内・外面の少なくとも一方に銀鏡
膜を形成し、輻射による熱損失を防止する必要が
ある。

しかし、ステンレス鋼の表面へ直接銀鏡膜を均
一且つ強固に固着させることは困難であり、現実
にはニツケルやクロムの中間層皮膜を形成したあ
と、その上に銀鏡膜を形成する様にしている。そ
の結果、メツキ工程が複雑になり、製造コストが
上昇することになる。

また、断熱性能を長期に亘つて保持するために
は断熱空間を高真空度に保持する必要があり、通
常はゲツタを断熱空間内へ配設して発生ガスを吸
着することにより、真空度を保持するようにして
いる。

しかし、ゲツタは水分等に接するとガス吸着性
能が低下するため、ゲツタを断熱空間内へ取付け
た状態で銀鏡膜を形成することは不可能である。
従つて、必然的に断熱空間の内表面に銀鏡膜を形
成したあと、ゲツタの取付けを行なわねばなら
ず、組立工程が複雑化して製造コストの引下げが
困難になると共に、組立のための溶接等により銀
鏡膜に損傷が生じ易く、断熱性能が低下するとい
う問題がある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上述の様なステンレス鋼を使用した
真空断熱パイプに於ける問題、即ち銀鏡膜の形
成工程が複雑なため、製造コストの引下げを図り
難いこと、銀鏡膜を形成してからゲツタを真空
断熱空間内へ取付けねばならないため、製造工程
が複雑化すると共に溶接等により銀鏡膜の損傷が
避けられないこと等の問題を解決せんとするもの
であり、秀れた断熱特性を長期に亘つて保持でき
ると共に、製造コストの大幅な引下げを可能とし
た、ステンレス鋼を利用した真空断熱パイプの提
供を目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本願発明は、前記諸問題を解決するために、ス
テンレス鋼の外表面へ直接銀鏡膜を形成するこ
と、並びにゲツタを取付けた後に銀鏡膜を形成す
ることを課題として設定し、多数のステンレス鋼
外表面への銀鏡膜の直接形成試験を実施すると共
に、各種のゲツタについて、銀鏡膜形成処理がゲ
ツタの吸着性能に及ぼす影響について試験を行な
つた。

また、本願発明者は、前記各試験結果からス
テンレス鋼の外表面を適度に酸化させてその外表
面に酸化第二鉄を主体とする皮膜を形成すると、
ステンレス鋼の外表面へ直接的に所謂無電解メツ
キにより銀鏡膜を形成し得ること、及びZr−
Ｖ−Fe三元合金系非蒸発性ゲツタは、無電解銀
メツキ液や洗浄水等によつてそのガス吸着性能が
害されないこと、等を夫々知得した。

本願発明は前述の如き知見に基づいて発明され
たものであり、内管と外管の少なくとも一方がス
テンレス鋼製であり、チツプ管を通して断熱空間
の排気を行なうようにした真空断熱パイプに於い
て、前記内管及び外管と；断熱空間を形成する両
側端板と；前記断熱空間内に連通し、断熱空間の
排気後にその開口が封止されたチツプ管と；断熱
空間を形成するステンレス鋼製管の表面に形成し
た酸化皮膜と； 前記断熱空間内に配設したZr−Ｖ−Fe三元合
金系非蒸発性ゲツタと；前記ゲツタを配設した断
熱空間内へチツプ管を通して銀メツキ液を供給
し、無電解メツキ方式によりステンレス鋼製管の
表面の全部又は一部上に直接形成した銀鏡膜と
を、発明の基本構成とするものである。

（作用） ステンレス鋼の表面を適度に酸化させることに
より、その表面には、銀鏡反応の進行を阻害する
と想定される酸化第２クロムの割合が比較的少な
く且つ銀鏡反応に好影響を及ぼすと想定される酸
化第２鉄を主成分とする酸化皮膜が形成される。
その結果、銀メツキ液を接触させることにより、
所謂銀鏡反応が促進され、ステンレス鋼の表面に
直接銀鏡膜が形成されることになる。

また、予かじめゲツタを取付けた断熱空間内へ
銀メツキ液等を流入せしめても、ゲツタのガス吸
着性能には殆んど変化が無いため、銀鏡膜の形成
後に銀メツキ液を排出させ、断熱空間の排気後に
ゲツタを加熱して活性化することにより、断熱空
間の真空度は長期に亘つて高真空度に保持され
る。

（実施例） 以下、図面に示す本発明の実施例に基づいて、
その詳細を説明する。第１図は真空断熱パイプの
縦断面図であり、図に於いて、１はステンレス鋼
（SUS304）製の内管（外径60.5mm、長さ400mm、
肉厚3.5mm）、２はステンレス鋼（SUS304）製の
外管（外径89.1mm、拡径部外径139.8mm、長さ
3868mm、肉厚2.1mm）、３及び４は断熱空間Ａを形
成するためのステンレス鋼（SUS304）製の端
板、５は断熱空間Ａ内と連通するチツプ管、６及
び７は内管の両端に取付けたフランジ、８は断熱
空間内に取付けたゲツタ（70wt％Zr−24.6wt％
Ｖ−5.4wt％Fe）である。

尚、本実施例に於いては内管１と外管２の両方
をステンレス鋼製としているが、何れか一方のみ
をステンレス鋼製としてもよいことは勿論であ
る。また、本実施例に於いては、ゲツタ８を外管
２の内側面に分散せしめて取付けているが、ゲツ
タ８の取付場所や取付個数は適宜には選定し得る
ものである。

一方、第２図は、第１図のイ−イ視断面図であ
り、図に於いては９は内管１の外表面及び外管２
の内表面に形成した酸化皮膜、１０は前記酸化皮
膜の上に形成した銀鏡膜である。

尚、本実施例に於いては、内・外管の両表面の
全部に銀鏡膜を形成しているが、何れか一方の表
面のみに銀鏡膜を形成してもよく、或いは表面の
一部分にのみ銀鏡膜を形成してもよい。

次に、真空断熱パイプの製造方法について説明
する。先ず、所定の規格に合せて内管１と外管２
を形成する。次に内管１の外表面と外管２の内表
面を熱処理し、これに酸化皮膜を形成する。前記
熱処理は、ステンレス管を酸化性雰囲気中で燃成
することにより行なわれ、通常250〜550℃で５〜
120分間、好ましくは300〜450℃で10〜60分間
（本実施例では、空気中、350℃、30分間）間行な
われる。このステンレス鋼表面の酸化の度合い
は、焼成処理後のステンレス鋼表面の光沢度が、
焼成処理前の研磨表面の光沢度に比べて10〜50低
下する範囲が好適である。酸化の度合いが小さい
と、酸化第２クロムを多量に含有する酸化皮膜が
形成され、これによつて銀鏡反応が阻害されるか
らであり、また逆に過度に酸化されると、銀鏡反
応に好影響を与えると想定される酸化第２鉄が酸
化皮膜中に存在しなくなり、酸化クロムのみにな
るからである。

前記熱処理が終ると、外筒２の内表面にゲツタ
８を取付け、その後内管１、外管２、端板３及び
チツプ管５を溶接した端板４を夫々組付け、溶接
によりこれ等を組立てる。

尚、前記ゲツタ８としては、Zr−Ｖ−Fe三元
合金系非蒸発性ゲツタが使用されており、Zr45
〜75wt％、V20〜50wt％、Fe35wt％から成る成
分組成（本実施例では、70wt％Zr、24.6wt％Ｖ、
5.4wt％Fe）のものが望ましい。

各部材の組立が完了すれば、断熱空間Ａ内へハ
ロゲン第１錫を主成分とする活性化液（本実施例
では、ハロゲン化第１錫10PPMを含む水溶液）
をチツプ管５を通して注入し、酸化皮膜９を活性
化させる。その後、前記活性化液を排出して断熱
空間Ａ内を水洗する。

前記酸化皮膜の活性化処理は、銀鏡反応による
銀の析出速度を速めると同時に、均一に析出させ
るためのものであり、当該活性化処理を省略する
ことも可能である。

前記活性化処理が完了すれば、チツプ管５から
銀メツキ液を注入し、内・外管１，２の表面へ接
触せしめて所謂無電解メツキ方式により銀鏡膜１
０を形成する。その後、銀メツキ液の余剰分を排
出し、断熱空間Ａの水洗い及び乾燥を行なう。

前記銀メツキ液としては、従来公知のものを使
用することができる。本実施例に於いては、Ａ液
（硝酸銀200ｇｒを少量の水に溶解させ、これに28
％アンモニヤ水10と水を加えて96とし、さら
に水酸化ナトリウム200ｇｒを溶解させた水溶液
４を加えて全量を100としたもの）とＢ液
（庶糖400ｇｒを水１に溶解させた水溶液に濃硝
酸５mlを加えて煮沸し、これに37％ホルムアルデ
ヒド水溶液100mlを加えた後、水を加えて全量を
100としたもの）とを容積比１：１の割合で混
合させて形成した銀メツキ液が使用されている。

断熱空間Ａ内の銀鏡膜１０の形成が終了すれ
ば、チツプ管５の開口端に真空ポンプを接続し、
組立体を加熱（本実施例では400℃）しながら空
間Ａの排気とゲツタの活性化を行なう。排気によ
り空間Ａの真空度が10^-4〜10^-6Torr程度（本実
施例では10^-6Torr）になれば、真空ポンプの運
転を止め、チツプ管５の開口端を圧縮して真空封
じを行ない、その後圧縮開口端を溶接する。

保温試験の結果によれば、内管１及び外管２の
表面には中間メツキ層を介して銀鏡膜を形成した
真空断熱パイプに比較して、保温性能が大幅に向
上する。例えば、100℃の加熱油を内管１内に充
満せしめた場合、本発明の真空断熱パイプでは、
６時間後及び24時間後の油温が88℃及び67℃であ
るのに対して、前記中間メツキ層を使用した真空
断熱パイプでは、夫々82℃及び60℃であつた。

又、約400℃のダウサム油を内管１内に充満さ
せて24時間放置した場合においても、本発明の真
空断熱パイプでは、前記中間メツキ層を使用した
真空断熱パイプと比較して、その温度差が20℃を
こえる保温効果が得られた。

さらに、断熱空間Ａの真空度は６ケ月経過後に
於いも当初の値と殆んど変化せず、ゲツタ８が所
定のガス吸着作用を果していること確認されてい
る。

（発明の効果） 本発明は上述の通り、断熱空間のステンレス鋼
部の表面へ、酸化皮膜を介設して無電解方式によ
り銀鏡膜を形成するようにしているため、中間メ
ツキ層を介設した場合に比較して製造コストの引
下げが図れると共に、断熱性能も向上する。

また、空間部へゲツタを装着したあと銀鏡膜を
形成するようにしているため、製造工程が簡単化
されると共に、溶接等による銀鏡膜の損傷が皆無
となり、保温性能が一層向上する。

本発明は上述の通り、秀れた実用的効果を有す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る真空断熱パイプの一部
を省略した縦断面図である。第２図は、第１図の
イ−イ視拡大断面図である。 Ａ…断熱空間、１…内管、２…外管、３，４…
端板、５…チツプ管、８…ゲツタ、９…酸化皮
膜、１０…銀鏡膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内管１と外管２の少なくとも一方がステンレ
   ス鋼製であり、チツプ管５を通して断熱空間Ａの
   排気を行なうようにした真空断熱パイプに於い
   て、前記内管１及び外管２と；断熱空間を形成す
   る両側端板３，４と；前記断熱空間Ａ内に連通
   し、該断熱空間Ａの排気後にその開口が封止され
   たチツプ管５と；前記断熱空間Ａを形成するステ
   ンレス鋼製管の表面に形成した酸化皮膜９と；前
   記断熱空間Ａの内部に配設したZr−Ｖ−Fe三元
   合金系非蒸発性ゲツタ８と；前記ゲツタ８を配設
   した断熱空間Ａ内へチツプ管５を通して銀メツキ
   液を供給し、無電解メツキ方式によりステンレス
   鋼製管の表面の全部又は一部上に直接形成した銀
   鏡膜１０とより構成した真空断熱パイプ。