JP2019002534A - 断熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 断熱性能を向上し、かつ、メンテナンスを容易に行うことが可能な断熱装置を提供する。【解決手段】 加熱炉７の外壁８に設けられる断熱装置１は、複数の高温側パネル１０、複数の低温側パネル２０、複数のシール部材３０、及び、第一カバー４０を備える。低温側パネル２０は、外壁８に設けられる高温側パネル１０とは別体に形成され、高温側パネル１０と離間しつつ高温側パネル１０からみて加熱炉７とは反対側に設けられる。シール部材３０は、高温側パネル１０と低温側パネル２０との間に設けられ、高温側パネル１０と低温側パネル２０との相対移動に対応して変形可能である。シール部材３０は、高温側パネル１０と低温側パネル２０との間に形成され減圧可能な断熱室１００の気密を維持可能である。第一カバー４０は、隣り合う高温側パネル１０の間に設けられ、隣り合う高温側パネル１０の間から露出する外壁８を覆う。【選択図】 図２

Description

本発明は、高温側と低温側との間における熱の移動を抑制する断熱装置に関する。

従来、減圧された断熱室を有し高温側と低温側との間における熱の移動を抑制する断熱装置が知られている。例えば、特許文献１には、熱源側に設けられる高温側パネル、及び、高温側パネルとの間に複数の断熱室を形成可能な低温側パネルを備える断熱装置が記載されている。

特開２０１４−９５４２６号公報

特許文献１に記載の断熱装置では、高温側パネルと低温側パネルとを一定の間隔で接続することによって高温側パネルと低温側パネルとの温度差による熱膨張差に起因する変形量を、接続されている部位ごとに分割している。しかしながら、熱膨張差に起因する変形量が大きくなると、接続されている部位ごとに変形が吸収しきれず破損する。このため、熱源からの熱の移動量の度合いを示す断熱性能が低下するおそれがある。また、特許文献１に記載の断熱装置では、高温側パネルまたは低温側パネルのいずれか一方が破損しても高温側パネルまたは低温側パネルのいずれか一方のみを交換することは困難であり、断熱装置全体の修理が必要となる。

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、断熱性能を向上し、かつ、メンテナンスを容易に行うことが可能な断熱装置を提供することにある。

本発明は、高温側と低温側との間における熱の移動を抑制する断熱装置であって、複数の高温側部材（１０）、複数の低温側部材（２０）、複数のシール部材（３０）、及び、第一カバー（４０）を備える。
高温側部材は、高温側に設けられる。
低温側部材は、高温側部材とは別体に形成され、複数の高温側部材のそれぞれと離間しつつ低温側に設けられる。
シール部材は、複数の高温側部材の一の高温側部材と複数の低温側部材の一の低温側部材との間に設けられ、一の高温側部材と一の低温側部材との相対移動に対応して変形可能である。シール部材は、一の高温側部材と一の低温側部材との間に形成され減圧可能な一の断熱室（１００）の気密を維持可能である。
第一カバー部材は、隣り合う高温側部材の間、または、隣り合う低温側部材との間に設けられる。第一カバー部材は、隣り合う高温側部材の間から露出する熱源（７）の外壁（８）を覆うよう設けられる。

本発明の断熱装置では、複数の高温側部材の一の高温側部材と複数の低温側部材の一の低温側部材とを離間させつつシール部材を高温側部材と低温側部材との間に設けることによって、複数の高温側部材と複数の低温側部材との間に複数の独立した断熱室を形成することができる。シール部材は、一の高温側部材と一の低温側部材との相対移動に対応して変形可能であるため、一の高温側部材と一の低温側部材との温度差によって変形量が異なっても断熱室の気密が低下することを防止できる。また、一の断熱室の気密が維持できなくなっても、当該一の断熱室を形成する一の高温側部材または一の低温側部材のいずれか一方を容易に交換することができる。

また、本発明の断熱装置では、隣り合う高温側部材の間、または、隣り合う低温側部材の間に、第一カバーが設けられている。複数の高温側部材と複数の低温側部材とによって複数の断熱室を形成する場合、隣り合う高温側部材の間、または、隣り合う低温側部材との間には、高温側部材及び低温側部材の熱膨張を考慮した隙間を複数設ける必要がある。第一カバーは、当該隙間から露出する熱源の外壁を覆うよう設けられる。これにより、本発明の断熱装置は、隣り合う高温側部材の間または隣り合う低温側部材の間の隙間から熱が外部に放出されることを低減できるため、断熱性能を向上することができる。
このように、本発明の断熱装置は、断熱室の気密の低下によって断熱性能が低下するとき、当該断熱室を形成する高温側部材または低温側部材を容易に交換することができるとともに、隣り合う高温側部材の間または隣り合う低温側部材の間に形成される複数の隙間からの熱の放出を第一カバーによって低減し断熱性能を向上することができる。

一実施形態による断熱装置の断面図である。 図１のＩＩ部拡大図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 一実施形態による断熱装置の断面図であって図１とは異なる状態の断面図である。 その他の実施形態による断熱装置の断面図である。 その他の実施形態による断熱装置の断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

（一実施形態）
一実施形態による断熱装置を図１〜４に基づいて説明する。一実施形態による断熱装置１は、例えば、モータの巻線を封止する樹脂を焼き固めるための焼成や部材の乾燥などを行う「熱源」としての加熱炉７に用いられる。断熱装置１は、「複数の高温側部材」としての複数の高温側パネル１０、「複数の低温側部材」としての複数の低温側パネル２０、複数のシール部材３０、複数の球体３５、位置決め部材３７、複数の「第一カバー部材」としての第一カバー４０、及び、複数の「第二カバー部材」としての押さえ部５０を備える。断熱装置１は、一つの高温側パネル１０、一つの低温側パネル２０、シール部材３０、球体３５、及び、位置決め部材３７から構成される断熱ユニット２を複数備えている。なお、図１〜４は、断熱装置１の構成を分かりやすくするため、シール部材３０、球体３５、位置決め部材３７、第一カバー４０、及び、押さえ部５０が比較的大きくなるよう記載してある。

高温側パネル１０は、加熱炉７の外壁８を覆うよう設けられる。高温側パネル１０は、平面部１１、及び、縁部１２を有する。平面部１１及び縁部１２は、耐熱性が高い金属から一体に形成される。

平面部１１は、外壁８の外壁面８１に対向する位置に設けられる平板状の部位である。一実施形態では、平面部１１は、略正方形状に形成され、一方の平面１１１が外壁面８１に当接するよう設けられる。

縁部１２は、平面部１１の外縁において一方の平面１１１とは反対側の他方の平面１１２に設けられている。縁部１２は、他方の平面１１２から外壁８とは反対の方向に立ち上がるよう形成されている。一実施形態では、縁部１２は、図３に示すように、正方形の環状に形成されている。

低温側パネル２０は、高温側パネル１０からみて外壁８とは反対側である低温側に高温側パネル１０と離間した状態で設けられている。低温側パネル２０は、高温側パネル１０とは別体に形成されている。低温側パネル２０は、平面部２１、及び、通路形成部２２を有する。

平面部２１は、高温側パネル１０の平面部１１に対向するよう設けられる平板状の部位である。一実施形態では、平面部２１は、平面部１１と略同じ大きさの略正方形状に形成されている。平面部２１は、一方の平面２１１が高温側パネル１０の他方の平面１１２に対向するよう設けられる。このとき、一方の平面２１１と高温側パネル１０の縁部１２の低温側パネル２０側の端面１２１との間には隙間１２０が形成されている。平面部２１は、平面部２１の一方の平面２１１側と、平面部２１の他方の平面１１２側とを連通する連通孔２１０を有する。連通孔２１０は、後述する断熱室１００と連通している。

通路形成部２２は、平面部２１の他方の平面２１２に設けられる筒状の部位である。通路形成部２２は、他方の平面２１２から外壁８とは反対の方向に伸びるよう形成されている。通路形成部２２が有する通路２２０は、連通孔２１０と連通している。

シール部材３０は、高温側パネル１０と低温側パネル２０との間に設けられる。一実施形態では、図３に示すように、シール部材３０は、高温側パネル１０及び低温側パネル２０の形状にあわせて正方形の環状に形成されている。シール部材３０は、高温側パネル１０において環状の縁部１２の内側に設けられる。シール部材３０は、高温側当接部３１及び低温側当接部３２を有する。

高温側当接部３１は、高温側パネル１０の他方の平面１１２に当接している。高温側当接部３１は、他方の平面１１２に当接する二つの当接面３１１を有している。二つの当接面３１１の間には、溝３１０が形成されている。溝３１０は、シール部材３０に対して高温側パネル１０が移動するとき変形可能である。これにより、二つの当接面３１１と他方の平面１０２との当接状態が維持される。

低温側当接部３２は、低温側パネル２０の一方の平面２１１に当接している。低温側当接部３２は、シール部材３０と低温側パネル２０との間における熱の伝達が小さくなるよう外壁８から離れるにしたがって断面積が小さくなるよう形成されている。

シール部材３０は、高温側パネル１０と低温側パネル２０との相対移動に対応して変形可能な材料、例えば、シリコーンゴムから形成されている。シール部材３０は、高温側パネル１０及び低温側パネル２０とともに、減圧可能な断熱室１００を形成する。断熱室１００は、一つの断熱ユニット２に一つ設けられる。すなわち、断熱装置１は、複数の独立した断熱室１００を有する。シール部材３０は、断熱室１００の気密を維持可能である。

球体３５は、断熱室１００に複数設けられる。断熱装置１における単位面積当たりの球体３５が設けられる数は、シール性などに影響しない範囲の比較的大きな間隔で設けられるよう設定される。一実施形態では、球体３５は、図３に示すように、一つの高温側パネル１０と一つの低温側パネル２０とが形成する一つの断熱室１００に九個設けられる。球体３５は、高温側パネル１０の他方の平面１１２と、低温側パネル２０の一方の平面２１１とに比較的狭い面積で当接可能に形成されている。球体３５は、高温側パネル１０と低温側パネル２０とが離間した状態を維持する。

位置決め部材３７は、断熱室１００のほぼ全域にわたって敷き詰められるよう設けられる。位置決め部材３７は、図３に示すように、複数の薄板状部材から網目状に形成されている。位置決め部材３７が有する複数の網目３７０のいくつかには、それぞれ一つの球体３５が収容されている。これにより、位置決め部材３７は、断熱室１００における球体３５の移動を規制する。位置決め部材３７の網目３７０は、大きさが球体３５の大きさに比べ少し大きくなるよう形成されている。これにより、高温側パネル１０と低温側パネル２０とが相対移動しても、網目３７０に収容されている球体３５は、回転することによって高温側パネル１０と低温側パネル２０とが離間した状態を維持することが可能である。

第一カバー４０は、隣り合う断熱ユニット２の間の隙間３に設けられる。第一カバー４０は、図１、２に示すように、隣り合う断熱ユニット２の間から露出する外壁８の外壁面８１を覆うよう設けられる。
第一カバー４０は、弾性変形可能な材料から折り畳むことが可能な形状に形成されている。一実施形態では、図１，２に示すように、第一カバー４０の曲げ部４０１が低温側パネル２０側に位置するよう設けられている。第一カバー４０は、隣り合う断熱ユニット２のそれぞれが有する高温側パネル１０の縁部１２の側面１２２に当接するよう設けられている。これにより、第一カバー４０は、隣り合う断熱ユニット２のそれぞれの高温側パネル１０が離間するよう付勢することが可能である。

押さえ部５０は、第一カバー４０の外壁８とは反対側に設けられている。押さえ部５０は、第二カバー５１、「断熱材」としての断熱部材５２、複数の当接部材５３、複数のばね５４、及び、支持部材５５を有する。
第二カバー５１は、図１，２，３に示すように、隣り合う断熱ユニット２のそれぞれに当接するよう設けられている。具体的には、隣り合う断熱ユニット２の間に形成される隙間３を覆うよう設けられる。隙間３は、隣り合う断熱ユニット２の温度による「一の高温側部材と一の低温側部材との相対移動」としての変形を許容するために設けられている。
断熱部材５２は、第二カバー５１の外壁８とは反対側に設けられる断熱材、例えば、ロックウールから形成されている。断熱部材５２は、図１，２に示すように、第二カバー５１及び隣り合う断熱ユニット２に設けられている複数の当接部材５３を覆うよう設けられている。
複数の当接部材５３は、隣り合う断熱ユニット２のそれぞれが有する低温側パネル２０の他方の平面２１２に当接するよう設けられている。一実施形態では、複数の当接部材５３は、シール部材３０が設けられている低温側パネル２０の部位に当接するよう設けられている。
複数のばね５４は、一端を複数の当接部材５３のいずれか一つに支持されている。他端は、支持部材５５に支持されている。ばね５４は、当接部材５３を外壁８の方向に付勢する付勢力を有する。
支持部材５５は、断熱部材５２の低温側パネル２０とは反対側に設けられている。支持部材５５は、断熱部材５２を覆いつつ図示しない固定部材に固定されている。支持部材５５は、複数のばね５４の付勢力が低温側パネル２０を高温側パネル１０の方向に付勢する力となるよう複数のばね５４を支持する。

次に、断熱装置１の作用について、図１，４に基づいて説明する。
図１に示す断熱装置１は、加熱炉７の温度が比較的低温のときの状態を示している。加熱炉７の温度が比較的低温のとき、第一カバー４０は、隣り合う断熱ユニット２の間の隙間３において、当該隣り合う断熱ユニット２のそれぞれが有する高温側パネル１０の側面１２２に当接している。これにより、第一カバー４０は、隙間３を介して露出する外壁８をカバーする。

加熱炉７の温度が上昇すると、高温側パネル１０は、外壁８から伝わる熱によって膨張する。高温側パネル１０が膨張すると、図４に示すように、加熱炉７の温度が比較的低温のときに比べ隙間３の間隔が小さくなる。このとき、第一カバー４０は、折り畳まれ小さくなるものの、隙間３を介して露出する外壁８をカバーする。

一実施形態による断熱装置１では、複数の高温側パネル１０の一つと複数の低温側パネル２０の一つとを離間させつつ高温側パネル１０と低温側パネル２０との間にシール部材３０を設けることによって、複数の独立した断熱室１００を形成することができる。シール部材３０は、高温側パネル１０と低温側パネル２０との相対移動に対応して変形可能であるため、高温側パネル１０と低温側パネル２０との温度差によって変形量が異なっても断熱室１００の気密が低下することを防止できる。また、高温側パネル１０と低温側パネル２０とは別体に設けられているため、高温側パネル１０または低温側パネル２０の不具合によって断熱室１００の気密が維持できなくなっても、当該断熱室１００を形成する高温側パネル１０または低温側パネル２０のいずれか一方を容易に交換することができる。

また、断熱装置１では、隣り合う高温側パネル１０の間に、第一カバー４０が設けられている。複数の高温側パネル１０と複数の低温側パネル２０とによって複数の断熱室１００を形成する場合、隣り合う高温側パネル１０の間には、高温側パネル１０及び低温側パネル２０の熱膨張を考慮した隙間を複数設ける必要がある。第一カバー４０は、隣り合う高温側パネル１０の隙間３から露出する加熱炉７の外壁面８１を覆うよう設けられる。これにより、断熱装置１は、加熱炉７の熱が隙間３から外部に放出されることを低減できるため、断熱性能を向上することができる。
このように、一実施形態による断熱装置１は、気密が低下した断熱室１００を形成する高温側パネル１０または低温側パネル２０を容易に交換することができるとともに、隣り合う高温側パネル１０の間からの加熱炉７の熱の放出を第一カバー４０によって低減し断熱性能を向上することができる。

第一カバー４０は、弾性変形可能な材料から折り畳むことが可能な形状に形成されている。これにより、隣り合う高温側パネル１０の間の距離が熱膨張によって変化しても確実に加熱炉７の外壁面８１を覆うことができる。したがって、断熱装置１の断熱性能をさらに向上することができる。

第一カバー４０は、隣り合う断熱ユニット２のそれぞれの高温側パネル１０が離間するよう付勢することが可能である。これにより、隣り合う高温側パネル１０の間の距離が熱膨張によって変化しても隙間３から第一カバー４０が脱落することを防止できる。したがって、第一カバー４０は、確実に加熱炉７の外壁面８１を覆うこともできる。

断熱装置１は、断熱室１００のそれぞれと断熱装置１の外部とを連通可能な通路形成部２２を有する。これにより、断熱室１００の一つの圧力が上昇し断熱性能が維持できなくなる場合、当該断熱室１００をポンプなどで減圧することによって断熱装置１の断熱性能を回復することができる。したがって、高温側パネル１０と低温側パネル２０とが別体に設けられている断熱装置１は、不具合が発生している高温側パネル１０または低温側パネル２０を交換することによって断熱性能を向上するためのメンテナンスを容易に行うことができる。

断熱装置１は、隣り合う断熱ユニット２の間に形成される隙間３を覆うよう設けられる第二カバー５１及び断熱部材５２を有する押さえ部５０を備える。これにより、外壁面８１からの熱の放出によって比較的高温となった第一カバー４０に、加熱炉７の操作者などが接触することを防止できる。
また、押さえ部５０は、第二カバー５１によって第一カバー４０からの熱の放出を妨げる。これにより、第二カバー５１の外壁８とは反対側に設けられる断熱部材５２の厚みを比較的薄くすることができる。

断熱装置１は、低温側パネル２０を高温側パネル１０の方向に押さえつけることが可能な押さえ部５０を備える。これにより、高温側パネル１０及び低温側パネル２０とシール部材３０との密着度が高まるため、断熱室１００の気密を確実に維持することができる。

（他の実施形態）
上述の実施形態では、断熱装置は、比較的高温となる加熱炉で発生する熱が高温側パネルから低温側パネルに移動することを抑制するとした。しかしながら、断熱装置を適用する分野はこれに限定されない。比較的低温となる冷熱発生源で発生する冷熱が低温側パネルから高温側パネルに移動することを抑制するよう用いられてもよい。

上述の実施形態では、第一カバーは、隣り合う断熱ユニットのそれぞれが有する高温側パネルに当接するよう設けられるとした。しかしながら、第一カバーは、隣り合う断熱ユニットのそれぞれが有する低温側パネルに当接するよう設けられてもよい。

上述の実施形態では、高温側パネル及び低温側パネルは、平板状に形成されるとした。しかしながら、高温側パネル及び低温側パネルは、平板状でなくてもよい。曲面状に形成されてもよい。また、高温側パネルの平面部及び縁部並びに低温側パネルの平面部は、略正方形状に形成されるとした。これらの形状はこれに限定されない。

上述の実施形態では、シール部材は、高温側パネル及び低温側パネルの形状にあわせて正方形の環状に形成されているとした。しかしながら、シール部材の形状はこれに限定されない。また、シール部材は、シリコーンゴムから形成されているとした。シール部材を形成する材料はこれに限定されない。高温側パネルと低温側パネルとの相対移動に対応して変形可能であって、断熱室の気密を維持可能な材料であればよい。

上述の実施形態では、第一カバーは、隣り合う断熱ユニットが離間するよう付勢することが可能であるとした。しかしながら、第一カバーは、付勢力を有していなくてもよい。

上述の実施形態では、低温側パネルは、断熱室と断熱装置の外部とを連通可能な通路形成部を有するとした。通路形成部はなくてもよい。

上述の実施形態では、断熱装置は、隣り合う断熱ユニットの間に形成される隙間を覆うよう設けられる第二カバー及び断熱材を有する押さえ部を備えるとした。押さえ部はなくてもよい。

上述の実施形態では、断熱装置は、当接部材を外壁の方向に付勢するばねを備えるとした。しかしながら、当接部材を付勢する方法は、これに限定されない。ねじによる押さえ付けや、定寸押さえによる付勢であってもよい。

上述の実施形態では、断熱装置は、複数の球体及び位置決め部材を備えるとした。しかしながら、複数の球体及び位置決め部材はなくてもよい。シール部材のみによって高温側パネルと低温側パネルとが離間した状態を維持できればよい。また、位置決め部材の形状は、複数の網目を有する部材に限定されない。

上述の実施形態では、隣り合う断熱装置の間に第一カバーを設けるとした．図５に示すように、加熱炉７の外壁８の端部には、第一カバー４０を設けなくてもよい。

上述の実施形態では、断熱装置は、加熱炉の外壁を覆うよう設けられるとした。しかしながら、断熱装置が設けられる位置はこれに限定されない。
図６に一例を示す。図６では、断熱装置１は、外壁８に形成されている開口８０を塞ぐよう設けられる。開口８０は、例えば、加熱炉７のメンテナンスなどに利用される。これにより、第一実施形態と同じ効果を奏するとともに、断熱装置１は、加熱炉７の外壁を兼ねることができる。

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１・・・断熱装置
７・・・加熱炉（熱源）
８・・・外壁
１０・・・高温側パネル（高温側部材）
２０・・・低温側パネル（低温側部材）
３０・・・シール部材
４０・・・カバー部材
１００・・・断熱室

Claims (6)

1. 高温側と低温側との間における熱の移動を抑制する断熱装置であって、
   高温側に設けられる複数の高温側部材（１０）と、
   前記高温側部材とは別体に形成され、複数の前記高温側部材のそれぞれと離間しつつ低温側に設けられる複数の低温側部材（２０）と、
   複数の前記高温側部材の一の高温側部材と複数の前記低温側部材の一の低温側部材との間に設けられ、前記一の高温側部材と前記一の低温側部材との相対移動に対応して変形可能であって、前記一の高温側部材と前記一の低温側部材との間に形成され減圧可能な一の断熱室（１００）の気密を維持可能な複数のシール部材（３０）と、
   隣り合う前記高温側部材の間または隣り合う前記低温側部材との間に設けられ、隣り合う前記高温側部材の間または隣り合う前記低温側部材の間から露出する熱源（７）の外壁（８）を覆う第一カバー部材（４０）と、
   を備える断熱装置。
2. 前記第一カバー部材は、隣り合う前記高温側部材または隣り合う前記低温側部材が離間するよう隣り合う前記高温側部材または隣り合う前記低温側部材を付勢可能である請求項１に記載の断熱装置。
3. 前記低温側部材は、前記断熱室と外部とを連通可能な通路（２２０）を形成する通路形成部（２２）を有する請求項１または２に記載の断熱装置。
4. 前記第一カバー部材の前記熱源とは反対側に設けられ、前記第一カバー部材の前記熱源とは反対側を覆うよう設けられる第二カバー部材（５０）をさらに備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の断熱装置。
5. 前記第二カバー部材は、断熱材（５２）を有する請求項４に記載の断熱装置。
6. 前記第二カバー部材は、前記低温側部材を前記高温側部材に向かって押圧可能である請求項４または５に記載の断熱装置。

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