JPH0510494A

JPH0510494A - 真空断熱箱体の端部構造

Info

Publication number: JPH0510494A
Application number: JP3161940A
Authority: JP
Inventors: Tadao Yamaji; 忠雄山路; Hiroshi Yamazaki; 洋山崎; Masanobu Morimoto; 眞布森本
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1991-07-03
Filing date: 1991-07-03
Publication date: 1993-01-19

Abstract

(57)【要約】【目的】繰り熱応力に対する耐久性を向上した真空断熱
箱体の端部構造を得る。【構成】真空断熱箱体のメンブレン15の近傍における内
箱11の部分に、この内箱11の熱変形を吸収する湾曲部19
と、この湾曲部19の変形を一定範囲に制限するストッパ
20とが設けられる。内箱11の熱変形を湾曲部19が吸収す
るが、その際、ストッパ20が湾曲部19の変形を一定範囲
に制限し、それ以上の熱変形によりメンブレン15の応力
が平均化して小さくなり、真空断熱箱体の耐久性が向上
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は真空断熱箱体の端部構造
に関し、得に高温の物を収容するのに好適な真空断熱箱
体の端部構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の真空断熱箱体は、たとえば図８に
示すように、内箱11と外箱12とにより一方に開口13を有
する二重壁構造の箱体を形成し、内箱11と外箱12との間
に真空断熱層14を形成し、真空断熱層14を密封するメン
ブレン15により内箱11の端部壁16と外箱12との開口側周
縁を連結している。そして、外箱12の開口側周縁に設け
たフランジ17を利用することで、断熱蓋18が被せられ
る。

【０００３】しかし、この図８に示す真空断熱箱体に高
温の物を収容すると、図９に示すように、内箱11が温度
上昇してメンブレン側に長さΔＳだけ膨脹し、図示の端
部構造ではメンブレン15に変形が集中する。そのため、
メンブレン15に発生する応力が最も大きくなり、内箱11
の加熱、冷却を繰り返すとメンブレン15が真っ先に破損
するおそれがあり、真空断熱箱体の寿命がメンブレン15
により定まってしまうという問題点がある。

【０００４】このため従来、図10に示すように、内箱11
の熱変形を吸収する湾曲部19を形成した真空断熱箱体が
提案されている。この湾曲部19は半円形の断面形状を有
している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この図10に示される真
空断熱箱体では、湾曲部19が内箱11の熱変形を吸収する
のでメンブレン15に発生する応力は低下するが、反対に
湾曲部19により大きな応力が発生するという問題点があ
る。このことは、湾曲部19の加工を容易にするために、
この湾曲部19の長さをメンブレン15と同等またはそれに
より短くした場合に顕著である。

【０００６】そこで本発明はこのような問題点を解決
し、応力の発生を確実に低く抑えることのできる真空断
熱箱体の端部構造を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、内箱と外箱とにより一方に開口を有する二重
壁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の周縁を連結した真空断熱箱体に
おいて、前記メンブレンの近傍における内箱の部分に、
この内箱の熱変形を吸収する湾曲部と、この湾曲部の変
形を一定範囲に制限する部材とを設けたものである。

【０００８】

【作用】上記構成によると、内箱がメンブレン側へ熱変
形したときに、その熱変形の一部を湾曲部が吸収する。
その際、変形を制限する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
平均化して小さくする。そのため、湾曲部またはメンブ
レンの応力が過大になって真空断熱箱体の寿命が低下す
るという実態の発生が防止される。

【０００９】

【実施例】

実施例１図１および図２に示すように、内箱11の端部壁16におけ
るメンブレン15の近傍の部分には、内箱11の熱変形を吸
収するための湾曲部19が、内箱11の内周の全長にわたっ
て形成されている。また、この湾曲部19には、この湾曲
部19の変形を一定範囲ΔＬに制限するためのストッパ20
を設けている。

【００１０】湾曲部19は半円形の断面形状を有し、ま
た、ストッパ20は断面形状が凸形の抑止板21と断面形状
がＺ字形の案内板22とを有している。この抑止板21は、
中央の突起部23が湾曲部19の内部にはまり込むように設
置され、その奥側の端縁が端部壁16に固着されるととも
に、常温時に突起部23の手前側部分と湾曲部19の手前側
端部との間に隙間ΔＬが存在するように構成されてい
る。抑止板21の手前側の端縁は、端部壁16に固着された
案内板22内に摺動自在に挿入されている。

【００１１】なお、ストッパ20は、湾曲部19の内周方向
の全長にわたって設けてもよいが、ヒートブリッジとな
るので、断熱性能が強く要求される場合には、前記内周
方向における複数個所にそれぞれ部分的に設置してもよ
い。

【００１２】このような構成の真空断熱箱体に高温の物
を収容すると、内箱11が温度上昇し、メンブレン15に向
けて膨脹する。そのとき、まず湾曲部19が変形すること
で、内箱11の熱膨脹が吸収される。内箱11がある程度以
上変形すると、隙間ΔＬが詰まり、突起部23が湾曲部19
の手前側部分に当たる。この時点以降は湾曲部19の変形
が防止され、内箱11の膨脹力は突起部23を介してメンブ
レン15に伝達され、このメンブレン15に変形が生じるこ
とになる。

【００１３】このように、内箱11の熱膨脹は、長さΔＬ
分が湾曲部19の変形によって吸収され、その残りである
長さΔＭ分が、メンブレン15の変形となって現れること
になる。すなわち、ΔＬの長さに対応した湾曲部19の変
形とΔＭに対応したメンブレン15の変形とがバランスさ
れ、これら湾曲部19およびメンブレン15に発生する応力
が平均化して小さくなる。その結果、湾曲部19やメンブ
レン15の応力が過大になって真空断熱箱体の寿命が低下
することが防止される。

【００１４】図３に示す二次元モデルについて、有限要
素法により応力解析した結果を、表１に示す。ここで、
図３(a) のモデルは、湾曲部を有しないもので、長さＡ
＝250mm 、幅Ｂ＝60mm、内箱11およびメンブレン15の板
厚ｔ＝１mm、外箱12の板厚Ｔ＝３mmとし、内箱11の基端
に強制変位δ＝６mmを与えている。図３(b) のモデル
は、図３(a) のモデルのメンブレン15よりＣ＝125mm 離
れた位置の内箱11の部分に半径Ｒ＝20mmの半円形の湾曲
部19を形成したものである。図３(c) のモデルは、図３
(b) のモデルの湾曲部にストッパを併設したもので、湾
曲部19の変形量λを2.5mm に制限している。また、表１
に示す数値は、図３(a) のモデルに発生する応力強さ
（＝最大主応力−最小主応力＝最大せん断応力×２）を
１とした場合の比を示している。

【００１５】

【００１６】表１より、図３(c) のモデルすなわち本発
明のものが最も耐久性にすぐれていることがわかる。実施例２図４に示すように、実施例１における湾曲部19とストッ
パ20とを複数設けたものである。湾曲部19およびメンブ
レン15に発生する応力が実施例１の場合よりもさらに小
さくなる。実施例３実施例１における湾曲部19の断面形状は半円形に限定さ
れるものではなく、図５に示すような方形や、他の形状
を選択することができる。実施例４図６に示すように、メンブレン15を３層の蛇腹構造とし
たものである。このような構成であると、メンブレン15
の許容変形量を大きくすることができるので、湾曲部19
およびメンブレン15に発生する応力が実施例１の場合よ
りもかなり小さくなる。実施例５図７に示すように、実施例１におけるストッパ20を最も
応力の集中する箱体のコーナ部に設けたものである。こ
のような構成であると、ストッパ20によるとヒートブリ
ッジが小さくなり、断熱性能が向上する。

【００１７】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、内箱
が熱変形したときにその変形の一部を湾曲部が吸収する
とともに、その残部によってメンブレンが変形する。し
かも、その際にストッパが湾曲部の変形を一定範囲に制
限して、湾曲部の変形とメンブレンの変形がバランスさ
れる。そのため、湾曲部およびメンブレンに発生する応
力を平均化して小さくすることができ、内箱の加熱、冷
却の繰り返しによる熱応力に対する真空断熱箱体の耐久
性を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１にもとづく真空断熱箱体の断
面図である。

【図２】図１の真空断熱箱体の端部構造を示す要部の断
面図である。

【図３】真空断熱箱体の端部構造に関して有限要素法に
より応力解析を行ったときの二次元モデルの説明図であ
る。

【図４】本発明の実施例２の真空断熱箱体の端部構造を
示す要部の断面図である。

【図５】本発明の実施例３の真空断熱箱体の端部構造を
示す要部の断面図である。

【図６】本発明の実施例４の真空断熱箱体の端部構造を
示す要部の断面図である。

【図７】本発明の実施例５にもとづく真空断熱箱体の斜
視図である。

【図８】従来の真空断熱箱体の一例を示す断面図であ
る。

【図９】図８に示す真空断熱箱体の端部構造を示す要部
の断面図である。

【図10】従来の真空断熱箱体の端部構造の他の例を示す
断面図である。

【符号の説明】

11 内箱 12 外箱 13 開口 14 真空断熱層 15 メンブレン 19 湾曲部 20 ストッパ

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】内箱と外箱とにより一方に開口を有する
二重壁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の周縁を連結した真空断熱箱
体において、前記メンブレンの近傍における内箱の部分
に、この内箱の熱変形を吸収する湾曲部と、この湾曲部
の変形を一定範囲に制限する部材とを設けたことを特徴
とする真空断熱箱体の端部構造。