JP2017171332A

JP2017171332A - 真空断熱容器

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Publication number: JP2017171332A
Application number: JP2016058453A
Authority: JP
Inventors: 松田　真次; Shinji Matsuda; 真次松田
Original assignee: Matsuda R&D Co Ltd
Current assignee: Matsuda R&D Co Ltd
Priority date: 2016-03-23
Filing date: 2016-03-23
Publication date: 2017-09-28
Anticipated expiration: 2036-03-23
Also published as: JP6590408B2

Abstract

【課題】より断熱性能の高い真空断熱容器を提供する。【解決手段】本体部２０と蓋部３０とで収容空間１を形成し、本体部２０は、本体部外側プレート２１と、この内側に対向配置された本体部内側プレート２２と、これらの上端部同士を閉じる本体部気密プレート２３とを有し、これらで囲まれて密閉され真空引きされて形成された本体部密閉空間２４を有し、蓋部３０は、蓋部外側プレート３１と、この内側に対向配置された蓋部内側プレート３２と、これらの下端部同士を閉じる蓋部気密プレート３３とを有し、これらで囲まれて密閉され真空引きされて形成された蓋部密閉空間３４を有し、本体部気密プレート２３と蓋部気密プレート３３とが対向配置され、これらの間に弾性部材で構成された中空パイプ部材４０を有し、これによって本体部２０と蓋部３０の間が気密状態に保持されている真空断熱容器１０とした。【選択図】図１

Description

本発明は、外側プレートと内側プレートの間に真空引きした密閉空間を有する真空断熱容器に関するものである。

従来、物を収容して保冷状態や保温状態を保つようにする断熱容器が使用されている。このような断熱容器として、発泡ウレタンや発泡ポリスチレン等の断熱材を使用したものが知られている。しかし、これらの断熱材を用いて断熱容器を作製する場合、十分な断熱性を得るためには、非常に厚い断熱材が必要になる。

また、容器の外側部材と内側部材との間に真空引きした密閉空間を有することによって、容器の断熱性を向上させるもの（真空断熱容器）が、従来より知られている（例えば、特許文献１参照。）。このような真空断熱容器によれば、断熱材を使用しただけの場合と比較して、断熱性を向上させることができる。

特開２０１１−１２７６７３号公報

しかしながら、近年、前記した特許文献１のような従来の真空断熱容器よりも、さらに断熱性能の高いものが求められるようになってきた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、より断熱性能の高い真空断熱容器を提供することを目的とする。

かかる課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の発明は、本体部と蓋部とで収容空間を形成しており、前記本体部は、所定の容器形状に形成された本体部外側プレートと、この内側に対向配置された本体部内側プレートと、これらの上端部同士を閉じる本体部気密プレートとを有し、これらで囲まれて密閉され真空引きされて形成された本体部密閉空間を有しており、前記蓋部は、所定の蓋形状に形成された蓋部外側プレートと、この内側に対向配置された蓋部内側プレートと、これらの下端部同士を閉じる蓋部気密プレートとを有し、これらで囲まれて密閉され真空引きされて形成された蓋部密閉空間を有しており、前記本体部気密プレートと前記蓋部気密プレートとが対向配置され、これらの間に弾性部材で構成された中空パイプ部材を有しており、当該中空パイプ部材によって前記本体部と前記蓋部の間が気密状態に保持されている真空断熱容器としたことを特徴とする。

また、本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加え、前記本体部密閉空間には、前記本体部外側プレートと前記本体部内側プレートの間に双方から離間した状態で配置された本体部インナープレートを有し、前記蓋部密閉空間には、前記蓋部外側プレートと前記蓋部内側プレートの間に双方から離間した状態で配置された蓋部インナープレートを有し、前記本体部インナープレートと前記蓋部インナープレートは、外面が鏡面部となっている真空断熱容器としたことを特徴とする。

また、本発明の請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明に加え、前記本体部と前記蓋部は、横断面略円形状となっており、前記本体部インナープレートと前記蓋部インナープレートに配設されてこれらを支持するピンを有しており、前記ピンは、前記本体部外側プレートと前記蓋部外側プレート又は前記本体部内側プレートと前記蓋部内側プレートの何れかに当接して前記本体部インナープレートと前記蓋部インナープレートを支持するようになっている真空断熱容器としたことを特徴とする。

本発明の請求項１に記載の発明によれば、真空引きされた密閉空間を有する本体部と蓋部の間に弾性部材で構成された中空パイプ部材を有し、これによって本体部と蓋部の間が気密状態に保持されているため、本体部と蓋部の間で外部空間と内部空間が触れる箇所を塞いで、より断熱性能を向上させることができる。

また、本発明の請求項２に記載の発明によれば、密閉空間に外側プレートと内側プレートの間に双方から離間した状態でインナープレートが配置されており、当該インナープレートの外面が鏡面部となっていることで、外部からの熱反射して、さらに断熱性能を向上させることができる。

また、本発明の請求項３に記載の発明によれば、真空断熱容器自体が横断面略円形状となっていて剛性を有しており、複数のピンがインナープレートを支持するためにインナープレートから内側プレート側のみ又は外側プレート側のみに当接するように配置されているため、容器の剛性を保ちながら密閉空間内のピンを介して熱が伝わるのを防止することができる。

本発明の実施の形態に係る真空断熱容器の縦断面図である。同実施の形態に係る真空断熱容器における図１のＡ部拡大図である。同実施の形態に係る真空断熱容器における本体部インナープレートの単品斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図３を参照して説明する。

この実施の形態の真空断熱容器１０は、例えば、血液輸送箱等に用いられるものであり、図１に示すように、下側の本体部２０と上側の蓋部３０とを有しており、これらによって収容空間１を形成している。また、この実施の形態の本体部２０と蓋部３０は、横断面略円形状に形成されており（図示省略）、図１に示すように、縦断面略方形状で本体部２０の底面２０ａ及び蓋部３０の天面３０ａがラウンド状に形成されている。また、この実施の形態の真空断熱容器１０は、外形の縦が３８５ｍｍ、横が直径２８４ｍｍとなっており、収容空間１の内形の縦が３４７ｍｍ、横が直径２４０ｍｍとなっている。

このうち、本体部２０は、図１に示すように、前記した容器形状に形成された本体部外側プレート２１と、この内側に対向配置された本体部内側プレート２２とを有している。この実施の形態の本体部外側プレート２１と本体部内側プレート２２は、厚さ１．５ｍｍ〜１．８ｍｍ程度（好ましくは、厚さ１．８ｍｍ）のステンレス板で構成されている。また、これらの上端部２１ａ，２２ａには、当該上端部２１ａ，２２ａ同士を閉じる本体部気密プレート２３を有している。この本体部気密プレート２３は厚さ０．３ｍｍ〜０．５ｍｍ程度（好ましくは、厚さ０．３ｍｍ）のステンレス板で構成されており、下側に凹ませて縦断面略Ｖ字状に形成されたものであり、本体部気密プレート２３の縦断面略Ｖ字状の双方の上端部と、本体部外側プレート２１と本体部内側プレート２２の上端部２１ａ，２２ａとが溶接されることで、本体部外側プレート２１と本体部内側プレート２２に隙間なく固定されている。

そして、これら本体部外側プレート２１、本体部内側プレート２２、本体部気密プレート２３で囲まれて密閉された空間について、図示しない排気管を用いて内部を真空引きすることで所定の真空状態（高真空）を形成するようになっており、具体的には１０^−４Ｐａ〜１０^−３Ｐａ程度（好ましくは、１０^−４Ｐａ程度）を有する本体部密閉空間２４を形成している。

また、この本体部密閉空間２４には、本体部外側プレート２１と本体部内側プレート２２の間に双方から離間した状態で配置される本体部インナープレート２５を有している。この本体部インナープレート２５は、厚さ０．５ｍｍ〜０．６ｍｍ程度（好ましくは、厚さ０．５ｍｍ）のステンレス板で構成されており、図１に示すように、本体部２０の側面部分に配置されるものと、底面部分に配置されるものとの２つの部材で構成されている。

このうち、側面部分の本体部インナープレート２５は、図３に示すように、本体部２０の形状に沿って略円筒形状に形成されており、外側の表面が鏡面部２６に形成されている。また、当該側面部分の本体部インナープレート２５の表面には、複数の孔２７が設けられている。この孔２７は、ここでは直径６．１ｍｍに形成されており、この孔２７には、図１，２に示すようなピンＰが挿入されて接着等により固定されるようになっており、当該ピンＰによって本体部インナープレート２５を本体部密閉空間２４内で位置決めして支持するようになっている。

また、底面部分の本体部インナープレート２５は、図１に示すように、本体部２０の形状に沿って略皿形状（又は、略椀形状）に形成されており、前記した側面部分のものと同様に外側の表面が鏡面部２６に形成されている。また、底面部分の本体部インナープレート２５の表面にも、前記した側面部分のものと同様の複数の孔２７が設けられている。

また、ここでは、ピンＰは、材質がアトセラムからなっており、直径６ｍｍ長さ１０ｍｍであり、本体部インナープレート２５から本体部外側プレート２１に向けて突出して、当該本体部外側プレート２１に当接するようになっており、これにより、密閉空間２４内で本体部インナープレート２５が位置決めされて支持されるようになっている。なお、ピンＰに加わる荷重を分散させてピンＰの割れ等を防ぐために、ピンの周囲にスプリング等の弾性体を設けて本体部インナープレート２５と本体部外側プレート２１の双方に当接させるようになっていても良い。

また、蓋部３０は、図１に示すように、前記した蓋形状に形成された蓋部外側プレート３１と、この内側に対向配置された蓋部内側プレート３２とを有している。この実施の形態の蓋部外側プレート３１と蓋部内側プレート３２は、本体部２０と同様の厚さ１．５ｍｍ〜１．８ｍｍ程度（好ましくは、厚さ１．８ｍｍ）のステンレス板で構成されている。また、これらの下端部３１ａ，３２ａには、当該下端部３１ａ，３２ａ同士を閉じる蓋部気密プレート３３を有している。この蓋部気密プレート３３は本体部２０と同様の厚さ０．３ｍｍ〜０．５ｍｍ程度（好ましくは、厚さ０．３ｍｍ）のステンレス板で構成されており、本体部２０と対になるように同じ大きさ、形状で上側に凹ませて縦断面略逆Ｖ字状に形成されたものであり、蓋部気密プレート３３の縦断面略逆Ｖ字状の双方の下端部と、蓋部外側プレート３１と蓋部内側プレート３２の下端部３１ａ，３２ａとが溶接されることで、蓋部外側プレート３１と蓋部内側プレート３２に隙間なく固定されている。

そして、これら蓋部外側プレート３１、蓋部内側プレート３２、蓋部気密プレート３３で囲まれて密閉された空間について、図示しない排気管を用いて内部を真空引きすることで本体部２０と同様の所定の真空状態（高真空）を形成するようになっており、具体的には１０^−４Ｐａ〜１０^−３Ｐａ程度（好ましくは、１０^−４Ｐａ程度）を有する蓋部密閉空間３４を形成している。

また、この蓋部密閉空間３４には、蓋部外側プレート３１と蓋部内側プレート３２の間に双方から離間した状態で配置される蓋部インナープレート３５を有している。この蓋部インナープレート３５は、本体部２０と同様の厚さ０．５ｍｍ〜０．６ｍｍ程度（好ましくは、厚さ０．５ｍｍ）のステンレス板で構成されており、図１に示すように、蓋部３０の形状に沿って略皿形状（又は、略椀形状）に形成されており、外側の表面が本体部２０と同様の鏡面部３６に形成されている。また、蓋部インナープレート３５の表面には、本体部２０と同様の複数の孔３７が設けられている。この孔３７は、ここでは直径６．１ｍｍに形成されており、この孔３７には、図１，２に示すようなピンＰが挿入されて接着等により固定されるようになっており、当該ピンＰによって蓋部インナープレート３５を蓋部密閉空間３４内で位置決めして支持するようになっている。

また、ここでは、ピンＰは、本体部２０のものと同様に材質がアトセラムからなっており、直径６ｍｍ長さ１０ｍｍであり、蓋部インナープレート３５から蓋部外側プレート３１に向けて突出して、当該蓋部外側プレート３１に当接するようになっており、これにより、蓋部密閉空間３４内で蓋部インナープレート３５が位置決めされて支持されるようになっている。なお、ピンＰに加わる荷重を分散させてピンＰの割れ等を防ぐために、ピンの周囲にスプリング等の弾性体を設けて蓋部インナープレート３５と蓋部外側プレート３１の双方に当接させるようになっていても良い。

また、図１，２に示すように、本体部２０の本体部気密プレート２３と蓋部３０の蓋部気密プレート３３の間には、シリコン等の弾性部材で形成された中空パイプ部材４０を有している。この中空パイプ部材４０は、本体部気密プレート２３の凹部と蓋部気密プレート３３の凹部の間に嵌め込まれており、この中空パイプ部材４０が双方の気密プレート２３，３３に当接、押圧されることによって本体部２０と蓋部３０の間が気密状態に保持されるような大きさ、形状になっている。

以下、この実施の形態に係る真空断熱容器１０の断熱効果について説明する。

この実施の形態の真空断熱容器１０を使用する場合、密閉空間２４，３４内を例えば高真空（中真空または低真空で足りる場合もある）に設定する。このため、密閉空間２４，３４内の空気対流による熱伝導（外側プレート２１，３１と内側プレート２２，３２間の熱伝導）を非常に少なくすることができるので、十分に高い断熱性を得ることができる。

また、密閉空間２４，３４内を高真空にすると、この密閉空間２４，３４の負圧によって、外側プレート２１，３１と内側プレート２２，３２が密閉空間２４，３４側に変形しようとするが、この実施の形態の真空断熱容器１０は、横断面略円形状となっているので、十分な剛性を有しており、負圧に耐え得る状態となっている。そのため、従来のように支持ピンとそれを支持するインナーパネルを用いて、負圧で密閉空間２４，３４がつぶれないようにする構成が必要がなく、より簡単な構成で真空断熱容器１０を形成することができる。

また、略Ｖ字状の気密プレート２３，３３を有しており、気密プレート２３，３３の縦断面略Ｖ字状の双方の端部と、外側プレート２１，３１と内側プレート２２，３２の端部２１ａ，３１ａ，２２ａ，３２ａとが溶接されていることで、外側の熱が内側に向けて伝わる際に気密プレート２３，３３を通るようになり、さらに気密プレート２３，３３の長さが長くなるように形成されているため、気密プレート２３，３３を通して外側の熱が内側に向けて伝わって行く際に、図２の白抜き矢印のように途中で熱放射してしまい、内側まで伝わり難くなっている。また、気密プレート２３，３３の厚みが外側プレート２１，３１や内側プレート２２，３２よりも薄く形成されているため、さらに放熱し易くなっている（気密プレート２３，３３の厚みは、強度、剛性が許す限り薄い方が放熱し易くなるため好ましい）。その結果、真空断熱容器１０が高い断熱性を発現する。

また、図２に示すように、シリコン等の熱伝導率の低い中空パイプ部材４０を有しており、その中空パイプ部材４０が縦断面略Ｖ字状の気密プレート２３，３３の表面と合計４箇所のみで線接触に近い形で接触するようになっていることで、本体部２０と蓋部３０とを確実にシールしながら、外側の熱、内側の熱がそれぞれ空気を通して反対側に伝わり難くなって、外側は外側で熱の回転対流（図２の矢印Ｂ参照）、内側は内側で熱の回転対流（図２の矢印Ｃ参照）を起こすようにできるため、より熱伝導を起こさないようにすることができる。

なお、気密プレート２３，３３の間を、中空パイプ部材４０でなく、隙間なく完全に埋めてしまう形のシリコン部材等でシールすると、当該シリコン部材と気密プレート２３，３３との接触面積が増えて、逆に当該シリコン部材を通して熱が伝わり易くなってしまうことが実験から判明している。そのため、この実施の形態の中空パイプ部材４０のように、中空パイプ等の断面略円形状の部材で周囲に適度に隙間を作り、少ない接触面積で本体部２０と蓋部３０との間のシールを行うのが好ましい。また、中空パイプ等の中空部材で内部に空間を作ることで、中実のシリコン部材のように当該シリコンを通して熱が伝わり易くなることを防止して、より熱が伝わり難くすることができる。また、同じ弾性部材の中でもゴム等よりも熱伝導率の低いシリコンを使用することで、より断熱性を向上させるようになっている。

また、外側プレート２１，３１と内側プレート２２，３２の双方から離間した状態で配置されたインナープレート２５，３５を有しており、このインナープレート２５，３５の外面が鏡面部２６，３６となっているため、外部からの熱を反射して内部に伝わるのを防ぎ、断熱性能を向上させることができるようになっている。

また、ピンＰが外側プレート２１，３１だけに当接するようになっているため、ピンＰを通じて熱が外側から内側に伝わり難くなり、断熱性能をより向上させることができるようになっている。

以上のように、この実施の形態の真空断熱容器１０によれば、真空引きされた密閉空間２４，３４を有する本体部２０と蓋部３０の間に弾性部材で構成された中空パイプ部材４０を有し、これによって本体部２０と蓋部３０の間が気密状態に保持されているため、本体部２０と蓋部３０の間で外部空間と内部空間が触れる箇所を塞いで、より断熱性能を向上させることができる。

また、この実施の形態によれば、密閉空間２４，３４に外側プレート２１，３１と内側プレート２２，３２の間に双方から離間した状態でインナープレート２３，３３が配置されており、当該インナープレート２３，３３の外面が鏡面部２６，３６となっていることで、外部からの熱反射して、さらに断熱性能を向上させることができる。

また、この実施の形態によれば、真空断熱容器１０自体が横断面略円形状となっていて剛性を有しており、複数のピンＰがインナープレート２３，３３を支持するためにインナープレート２３，３３から外側プレート２１，３１側のみに当接するように配置されているため、容器１０の剛性を保ちながら密閉空間２４，３４内のピンＰを介して熱が伝わるのを防止することができる。

なお、以上説明した実施の形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。

例えば、前記した実施の形態では、真空断熱容器１０は、下側の本体部２０及び上側の蓋部３０によって横断面略円形状、縦断面略方形状に形成されたものであったが、これに限るものではなく、密閉空間の真空状態の圧力に耐え得る所定の剛性が保てるものであれば、他の形状に構成されていても良い。また、容器の剛性のみで密閉空間の真空状態の圧力に耐えられない形状の場合は、外側プレートと内側プレートの双方に当接して支持する支持ピンを配設して対応する必要がある。

また、前記した実施の形態では、インナープレート２５，３５が外側プレート２１，３１に当接するピンＰによって位置決め、支持されていたが、これに限るものではなく、ピンがインナープレートから内側プレートに向けて突出しており、当該内側プレートに当接するピンによってインナープレートが位置決め、支持されるようになっていても良い。

また、前記した実施の形態では、気密プレート２３，３３がに断面略Ｖ字状に形成されていたが、これに限るものではなく、断面略Ｕ字状等、適宜の形状に構成されていても良い。但し、Ｖ字やＵ字の深さが深いほど、途中で熱を放射しやすくなるため、容器の外側から内側に熱が伝わり難くなり、好ましい。

また、前記した実施の形態では、インナープレート２５，３５の外面が鏡面部２６，３６となっていたが、これに限るものではなく、内面も鏡面部となっていても良い。また、場合によっては、内面のみが鏡面部となっていても良い。

また、前記した実施の形態では、本体部２０に配置される本体部インナープレート２５は、側面部分と底面部分の２つの部材で構成されており、蓋部３０に配置される蓋部インナープレート３５は１つの部材で構成されていたが、これに限るものではない。例えば、本体部インナープレートが１つの部材又は３つ以上の部材で構成されていても良いし、蓋部インナープレートが２つ以上の部材で構成されていても良い。

また、真空断熱容器の材質や形状、大きさ、真空状態の程度等は、前記した実施の形態のものに限らず、用途等に応じて適宜決定すれば良い。

本発明の真空断熱容器は、収容箱や血液輸送箱、保存容器など各種の用途の断熱容器に使用することができる。

１収容空間
１０真空断熱容器
２０本体部
２０ａ底面
２１本体部外側プレート
２１ａ本体部外側プレートの上端部
２２本体部内側プレート
２２ａ本体部内側プレートの上端部
２３本体部気密プレート
２４本体部密閉空間
２５本体部インナープレート
２６鏡面部
２７孔
３０蓋部
３０ａ天面
３１蓋体部外側プレート
３１ａ蓋部外側プレートの下端部
３２蓋部内側プレート
３２ａ蓋部内側プレートの下端部
３３蓋部気密プレート
３４蓋部密閉空間
３５蓋部インナープレート
３６鏡面部
３７孔
４０中空パイプ部材
Ｐピン

Claims

本体部と蓋部とで収容空間を形成しており、
前記本体部は、所定の容器形状に形成された本体部外側プレートと、この内側に対向配置された本体部内側プレートと、これらの上端部同士を閉じる本体部気密プレートとを有し、これらで囲まれて密閉され真空引きされて形成された本体部密閉空間を有しており、
前記蓋部は、所定の蓋形状に形成された蓋部外側プレートと、この内側に対向配置された蓋部内側プレートと、これらの下端部同士を閉じる蓋部気密プレートとを有し、これらで囲まれて密閉され真空引きされて形成された蓋部密閉空間を有しており、
前記本体部気密プレートと前記蓋部気密プレートとが対向配置され、これらの間に弾性部材で構成された中空パイプ部材を有しており、当該中空パイプ部材によって前記本体部と前記蓋部の間が気密状態に保持されていることを特徴とする真空断熱容器。
前記本体部密閉空間には、前記本体部外側プレートと前記本体部内側プレートの間に双方から離間した状態で配置された本体部インナープレートを有し、
前記蓋部密閉空間には、前記蓋部外側プレートと前記蓋部内側プレートの間に双方から離間した状態で配置された蓋部インナープレートを有し、
前記本体部インナープレートと前記蓋部インナープレートは、外面が鏡面部となっていることを特徴とする請求項１に記載の真空断熱容器。
前記本体部と前記蓋部は、横断面略円形状となっており、前記本体部インナープレートと前記蓋部インナープレートに配設されてこれらを支持するピンを有しており、前記ピンは、前記本体部外側プレートと前記蓋部外側プレート又は前記本体部内側プレートと前記蓋部内側プレートの何れかに当接して前記本体部インナープレートと前記蓋部インナープレートを支持するようになっていることを特徴とする請求項２に記載の真空断熱容器。