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公開番号2023172624
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-12-06
出願番号2022084568
出願日2022-05-24
発明の名称管と容器の断熱装置
出願人個人
代理人
主分類F16L 59/065 20060101AFI20231129BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】高温又は低温の状態にある物質と周囲との熱移動により、高温又は低温の状態にある物質の温度が変化することを防止するための装置と方法に関する。
【解決手段】管や容器の外周を内部が真空の二重構造物で覆うことにより断熱効果を格段に向上させるという機能を有する真空断熱装置において、二重構造物を構成する内筒(内板)と外筒(外板)の一部を、内筒と外筒の両端(周囲)に設置されて密閉空間を構成している物質の外側に貫通・突出させて、外側に貫通・突出した部分を内筒と外筒の周囲に設置されて密閉空間を構成している物質に固定することにより、二重構造を構成する内筒と外筒と、内筒と外筒の周囲に設置して密閉空間を構成する物質とを密着・固定させるという構造と機能を持たせることを特徴とする、真空断熱装置と真空断熱方法
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項1】
管を流動する物質及び、又は容器内部にある物質と周囲との熱の移動を防止するために、管や容器を構成する物質の外側及び、又は内側に設置された内部が真空の二重構造物が大気圧によって変形するのを防止するために、構造物の間に支柱(スペーサ)の役割を持たせる物質を挿入するとともに、二重構造を構成する内板と外板の一部及び、又は内筒と外筒の一部を、内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に設置して密閉空間を構成している物質の外側に貫通・突出させて、外側に貫通・突出した部分を内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に設置されて密閉空間を構成している物質に固定することにより、二重構造を構成する内板と外板及び、又は内筒と外筒と、内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に設置されて密閉空間を構成している物質とを密着・固定させるという構造と機能を持たせることを特徴とする、管と容器の断熱装置。
続きを表示(約 3,400 文字)【請求項2】
管を流動する物質及び、又は容器内部にある物質と周囲との熱の移動を防止するために、管や容器を構成する物質の外側及び、又は内側に設置された内部が真空の二重構造物が大気圧によって変形するのを防止するために、構造物の間に支柱(スペーサ)の役割を持たせる物質を挿入するとともに、二重構造を構成する内板と外板の一部及び、又は内筒と外筒の一部を、内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に設置して密閉空間を構成している物質の外側に貫通・突出させて、外側に貫通・貫通・突出した部分を内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に設置されて密閉空間を構成している物質に固定するという方法を用いることにより、二重構造を構成する内板と外板及び、又は内筒と外筒と、内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に設置されて密閉空間を構成している物質とを密着・固定させるという構造と機能を持たせることを特徴とする、管と容器の断熱方法。
【請求項3】
管を流動する物質及び、又は容器内部にある物質と周囲との熱の移動を防止するために、
管や容器を構成する物質の外側及び、又は内側に設置された内部が真空の二重構造物において、内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に設置して密閉空間を構成する物質に1列又は2列の溝を設置し、二重構造を構成する内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端をこの溝に挿入することにより、二重構造を構成する内板と外板及び、又は内筒と外筒と、内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に設置されて密閉空間を構成している物質とを密着・固定させるという構造と機能を持たせることを特徴とする、請求項1に記載された管と容器の断熱装置。
【請求項4】
管を流動する物質及び、又は容器内部にある物質と周囲との熱の移動を防止するために、
管や容器を構成する物質の外側及び、又は内側に設置された内部が真空の二重構造物において、内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に設置して密閉空間を構成する物質に1列又は2列の溝を設置し、二重構造を構成する内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端をこの溝に挿入することにより、二重構造を構成する内板と外板及び、又は内筒と外筒と、内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に設置されて密閉空間を構成している物質とを密着・固定させるという構造と機能を持たせることを特徴とする、請求項1に記載された管と容器の断熱装置。
【請求項5】
管を流動する物質及び、又は容器内部にある物質と周囲との熱の移動を防止するために、管や容器を構成する物質の外側及び、又は内側に設置された内部が真空の二重構造物において、内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に設置して密閉空間を構成する物質に1列又は2列の溝を設置し、二重構造を構成する内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端をこの溝に挿入するとともに、1列又は2列の溝に挿入された二重構造を構成する内板と外板の周囲における内板と外板の間及び、又は内筒と外筒の両端における内筒と外筒の間に、耐圧の物質を挿入することにより、二重構造を構成する内板と外板及び、又は内筒と外筒と、内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に設置されて密閉空間を構成している物質とを密着・固定させるとともに、内筒、外筒及び内筒と外筒の両端に差し込まれた構造物によって形成される空間を密閉空間にすることが可能となるという構造と機能を持たせることを特徴とする、請求項1又は請求項3に記載された管と容器の断熱装置。
【請求項6】
管を流動する物質及び、又は容器内部にある物質と周囲との熱の移動を防止するために、管や容器を構成する物質の外側及び、又は内側に設置された内部が真空の二重構造物において、内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に設置して密閉空間を構成する物質に1列又は2列の溝を設置し、二重構造を構成する内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端をこの溝に挿入するとともに、1列又は2列の溝に挿入された二重構造を構成する内板と外板の周囲における内板と外板の間及び、又は内筒と外筒の両端における内筒と外筒の間に、耐圧の物質を挿入するという方法を用いることにより、二重構造を構成する内板と外板及び、又は内筒と外筒と、内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に設置されて密閉空間を構成している物質とを密着・固定させるとともに、内筒、外筒及び内筒と外筒の両端に差し込まれた構造物によって形成される空間を密閉空間にすることが可能となるという構造と機能を持たせることを特徴とする、請求項2又は請求項4に記載された管と容器の断熱方法。
【請求項7】
管を流動する物質及び、又は容器内部にある物質と周囲との熱の移動を防止するために、管や容器を構成する物質の外側及び、又は内側に設置された内部が真空の二重構造物において、内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に設置して密閉空間を構成する物質に1列の溝を設置して、その1列の溝の内側に2列の溝を設置して、二重構造を構成する内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端を2列の溝に挿入するとともに、2列の溝に挿入された二重構造を構成する内板と外板の間及び、又は内筒と外筒の間に耐圧の物質を挿入することにより、二重構造を構成する内板と外板及び、又は内筒と外筒と、内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に設置されて密閉空間を構成している物質とを密着・固定させるという構造と機能を持たせることを特徴とする、請求項1、請求項3又は請求項5に記載された管と容器の断熱装置。
【請求項8】
管を流動する物質及び、又は容器内部にある物質と周囲との熱の移動を防止するために、管や容器を構成する物質の外側及び、又は内側に設置された内部が真空の二重構造物において、内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に設置して密閉空間を構成する物質に1列の溝を設置して、その1列の溝の内側に2列の溝を設置して、二重構造を構成する内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端を2列の溝に挿入するとともに、2列の溝に挿入された二重構造を構成する内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に耐圧の物質を挿入するという方法を用いることにより、二重構造を構成する内板と外板及び、又は内筒と外筒と、内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に設置されて密閉空間を構成している物質とを密着・固定させるという構造と機能を持たせることを特徴とする、請求項2、請求項4又は請求項6に記載された管と容器の断熱方法。
【請求項9】
管を流動する物質及び、又は容器内部にある物質と周囲との熱の移動を防止するために、管や容器を構成する物質の外側及び、又は内側に設置された内部が真空の二重構造物において、二重構造を構成する内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端と、内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に設置され密閉空間を構成している物質とが接する部分にシリコンなどの物質を充填・塗布することにより、二重構造を構成する内板と外板及び、又は内筒と外筒と、内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に設置されて密閉空間を構成している物質間の気密を保つことが可能となることを特徴とする、請求項1、請求項3、請求項5又は請求項7に記載された管と容器の断熱装置。
【請求項10】
管を流動する物質及び、又は容器内部にある物質と周囲との熱の移動を防止するために、管や容器を構成する物質の外側及び、又は内側に設置された内部が真空の二重構造物において、二重構造を構成する内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端と、内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に設置され密閉空間を構成している物質とが接する部分にシリコンなどの弾力性と耐久性がある物質を充填・塗布するという方法を用いることにより、二重構造を構成する内板と外板及び、又は内筒と外筒と、内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に設置されて密閉空間を構成している物質間の気密を保つ。ことが可能となることを特徴とする、請求項2,請求項4、請求項6又は請求項8に記載された管と容器の断熱方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、管を流動する物質及び、又は容器内部にある高温又は低温の状態にある物質の温度が周囲への熱移動により変化することを防止するための装置と方法に関する。
続きを表示(約 3,800 文字)【背景技術】
【0002】
容器の外周を二重構造として二重構造の内部を真空にすることにより、断熱効果が格段に向上することはよく知られている。しかし、容器を二重構造として二重構造の内部を真空にすると、容器の表面とそれを覆う構造物で構成される空間の内圧が低下するため、容器の表面を構成する物質とそれを覆う構造物に作用する圧力によって、容器の表面を構成する物質とそれを覆う構造物が変形する可能性がある。これを防止するためには二重構造にした容器の表面とそれを覆う構造物との間に新たな構造物を挿入して、これに支柱の役割を持たせることにより、容器の表面を構成する物質とそれを覆う構造物が変形するのを防止する措置がとられている。
例えば、特許文献1には「管において、断熱層を構成する二重筒の間の真空層の形状を保持するために、複数の金属ワイヤ又は金網を設置する技術」が記載されている。
また、特許文献2には「二重構造にした構造物の間に挿入してこれに支柱の役割を持たせる新たな構造物として、筒状の断面形状を持ち、内部が固体よりも熱伝導率特性に優れた空気で満たされた物質をらせん状に巻き付ける技術」が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開平8-144740号公報
特許第6807567号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
一般に、容器の外周を二重構造としてその内部を真空にすることにより断熱効果が格段に向上するが、二重構造にした容器の表面を構成する物質とそれを覆う構造物が変形する可能性があるため、これを防止するために、特許文献に記載されているように、「容器の外側(真空層の内部)に断面円形の長尺物をらせん状に巻き付ける」などの新たな技術と方法が必要になるが、この他にも二重構造の密閉空間の真空を保持するための技術が必要になるが、密閉空間を有する二重構造物における真空を保持する装置や方法に関する技術は記載されていない。
2種類の異なる物質を接合するための方法を大別すると、機械的結合法と熔接結合に分けられる。機械的結合法には、ボルト・ナット締め、リベット締め、かしめ、接着結合などの方法があるが、いずれも結合しようとする2種類の異なる物質以外の物質を必要とするため、構造が複雑で容積と重量が増加する。熔接結合は電気的エネルギーを利用する方法(アーク溶接、抵抗溶接、高周波熔接、電子ビーム溶接、プラズマ溶接)、化学的エネルギーを利用する方法(ろう付け)、機械的エネルギーを利用する方法(加熱圧接、冷間圧接、拡散接合)、超音波溶接、レーザー溶接があるが、いずれも特殊な装置と技術を要する。
【0005】
そこで本発明は、下記の要素を備えた、汎用性が高く、容積や重量の増加も比較的少ない構造を持ち、真空断熱構造を有する断熱装置にも適用可能な、接合方法を提供することを目的とする。
1.異なる物質の一方に間隙(縦長の小穴)を設けて、もう一方の物質の一部をこの間隙に挿入して(貫通させて)、反対側に突出した部分を、間隙を設けた物質に固定するという方法を用いることにより、接合しようとする物質以外の物質を必要としないで異なる物質を接合できるという機能を有する構造物とすることが可能となる。
2.二重構造を構成する物質の周囲に設置されて密閉空間を形成する物質に溝を設置して、その溝の両端に二重構造を構成する物質を挿入することにより、二重構造を構成する物質と二重構造を構成する物質の周囲に設置されて密閉空間を形成する物質の相互位置を固定することが可能となる。
3.二重構造を構成する物質の周囲に設置されて密閉空間を形成する物質に溝を設置して、その溝の両端に二重構造を構成する物質を挿入するとともに、溝の両端に位置決めされた二重構造を構成する物質の間に、耐圧性の物質を挿入することより、二重構造を構成する物質と二重構造を構成する物質の周囲に設置されて密閉空間を形成する物質を密着させることが可能となる。
4.二重構造を構成する物質と二重構造を構成する物質の周囲に設置されて密閉空間を形成する物質が接する部分に、シリコンなどの弾力性と耐久性がある物質を充填・塗布することにより、二重構造を構成する物質と二重構造を構成する物質の周囲に設置されて密閉空間を構成する物質との気密性を高めることが可能となる。
【課題を解決するための手段】
【0006】
密閉された容器の内部が大気圧と異なる場合、容器を構成する物質の接合面を接合させて密閉空間として、内部の圧力を維持する必要がある。
2種類の異なる物質を接合するための方法としては、機械的結合法と熔接結合に分けられ、機械的結合法には、ボルト・ナット締め、リベット締め、かしめ、接着結合などの方法があり、熔接結合には電気的エネルギーを利用する方法、化学的エネルギーを利用する方法、機械的エネルギーを利用する方法、超音波溶接、レーザー溶接があるが、これらの方法を用いると、密閉された空間を構成する2種類の物質以外の物質が必要になるとともに、特殊な装置と技術を要する場合もある。密閉空間が大気圧よりも高い場合(一般には数気圧から数十気圧)には、これらの方法のいずれかを用いる必要があるが、本発明が対象とする真空空間においては、最大圧力がマイナス1気圧となるため、これ以外の方法を用いても密閉空間の真空を維持することが可能となる。
【0007】
請求項1に記載の発明は、管を流動する物質及び、又は容器内部にある物質と周囲との熱の移動を防止するために、管や容器を構成する物質の外側及び、又は内側に設置された内部が真空の二重構造物が大気圧によって変形するのを防止するために、構造物の間に支柱(スペーサ)の役割を持たせる物質を挿入するとともに、二重構造を構成する内板と外板の一部及び、又は内筒と外筒の一部を、内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に設置して密閉空間を構成している物質の外側に貫通・突出させて、外側に貫通・突出した部分を内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に設置されて密閉空間を構成している物質に固定することにより、二重構造を構成する内板と外板及び、又は内筒と外筒と、内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に設置されて密閉空間を構成している物質とを密着・固定させるという構造と機能を持たせることを特徴とする。
【0008】
請求項2に記載の発明は、管を流動する物質及び、又は容器内部にある物質と周囲との熱の移動を防止するために、管や容器を構成する物質の外側及び、又は内側に設置された内部が真空の二重構造物が大気圧によって変形するのを防止するために、構造物の間に支柱(スペーサ)の役割を持たせる物質を挿入するとともに、二重構造を構成する内板と外板の一部及び、又は内筒と外筒の一部を、内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に設置して密閉空間を構成している物質の外側に貫通・突出させて、外側に貫通・貫通・突出した部分を内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に設置されて密閉空間を構成している物質に固定するという方法を用いることにより、二重構造を構成する内板と外板及び、又は内筒と外筒と、内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に設置されて密閉空間を構成している物質とを密着・固定させるという構造と機能を持たせることを特徴とする。
【0009】
請求項3に記載の発明は、管を流動する物質及び、又は容器内部にある物質と周囲との熱の移動を防止するために、
管や容器を構成する物質の外側及び、又は内側に設置された内部が真空の二重構造物において、内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に設置して密閉空間を構成する物質に1列又は2列の溝を設置し、二重構造を構成する内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端をこの溝に挿入することにより、二重構造を構成する内板と外板及び、又は内筒と外筒と、内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に設置されて密閉空間を構成している物質とを密着・固定させるという構造と機能を持たせることを特徴とする。
【0010】
請求項4に記載の発明は、管を流動する物質及び、又は容器内部にある物質と周囲との熱の移動を防止するために、
管や容器を構成する物質の外側及び、又は内側に設置された内部が真空の二重構造物において、内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に設置して密閉空間を構成する物質に1列又は2列の溝を設置し、二重構造を構成する内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端をこの溝に挿入することにより、二重構造を構成する内板と外板及び、又は内筒と外筒と、内板と外板の周囲及び、又は内筒と外筒の両端に設置されて密閉空間を構成している物質とを密着・固定させるという構造と機能を持たせることを特徴とする。
(【0011】以降は省略されています)

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