JP2776646B2 - 真空断熱箱体の構造 - Google Patents
真空断熱箱体の構造Info
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Landscapes
- Thermal Insulation (AREA)
Description
【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。
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。
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。
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。
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。
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抑止部材とを設け
たものである。
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抑止部材とを設け
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。
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。
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。
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21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。
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。
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15
0 ℃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。
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15
0 ℃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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
する応力の説明図である。
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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F16L 59/00 - 59/22 F25D 23/06 F28F 9/00
Claims (1)
- 【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抑止部材とを設
けたことを特徴とする真空断熱箱体の構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3113617A JP2776646B2 (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 真空断熱箱体の構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3113617A JP2776646B2 (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 真空断熱箱体の構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04341694A JPH04341694A (ja) | 1992-11-27 |
JP2776646B2 true JP2776646B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=14616754
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3113617A Expired - Lifetime JP2776646B2 (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 真空断熱箱体の構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2776646B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH687361A5 (de) * | 1994-05-24 | 1996-11-29 | Sigg Haushaltgeraete | Waermeisolierende Flasche sowie Verfahren zu deren Herstellung. |
JP2007150336A (ja) * | 2007-01-09 | 2007-06-14 | Nsk Ltd | 基板搬送装置 |
KR102525550B1 (ko) | 2015-08-03 | 2023-04-25 | 엘지전자 주식회사 | 진공단열체 및 냉장고 |
KR102502160B1 (ko) | 2015-08-03 | 2023-02-21 | 엘지전자 주식회사 | 진공단열체 및 냉장고 |
KR102456642B1 (ko) * | 2015-08-03 | 2022-10-19 | 엘지전자 주식회사 | 진공단열체 및 냉장고 |
KR102525551B1 (ko) | 2015-08-03 | 2023-04-25 | 엘지전자 주식회사 | 진공단열체 및 냉장고 |
KR102466469B1 (ko) | 2015-08-03 | 2022-11-11 | 엘지전자 주식회사 | 진공단열체 및 냉장고 |
KR20170016188A (ko) | 2015-08-03 | 2017-02-13 | 엘지전자 주식회사 | 진공단열체 및 냉장고 |
KR102498210B1 (ko) | 2015-08-03 | 2023-02-09 | 엘지전자 주식회사 | 진공단열체 및 냉장고 |
KR102529853B1 (ko) | 2015-08-03 | 2023-05-08 | 엘지전자 주식회사 | 진공단열체, 진공단열체의 제조방법, 다공성물질패키지, 및 냉장고 |
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-
1991
- 1991-05-20 JP JP3113617A patent/JP2776646B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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