特開 2025-6786 断熱蓋

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025006786

(43)【公開日】2025-01-17

(54)【発明の名称】断熱蓋

(51)【国際特許分類】

   F24H 9/00 20220101AFI20250109BHJP

   F16L 59/065 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

F24H9/00 E

F16L59/065

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023107775

(22)【出願日】2023-06-30

(71)【出願人】

【識別番号】000003687

【氏名又は名称】東京電力ホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100120400

【弁理士】

【氏名又は名称】飛田 高介

(74)【代理人】

【識別番号】100124110

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 大介

(72)【発明者】

【氏名】平 博寿

(72)【発明者】

【氏名】矢嶌 健史

【テーマコード（参考）】

3H036

3L036

【Ｆターム（参考）】

3H036AA09

3H036AB25

3H036AB28

3H036AC01

3H036AD01

3H036AE07

3L036AB05

3L036AB12

(57)【要約】

【課題】加熱槽と蓋との隙間からの蒸気漏れを防ぎ、且つより高い断熱性能を得られることにより、更なる放熱ロスの削減を図ることが可能な断熱蓋を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明にかかる断熱蓋１００の構成は、上面が開口した加熱槽の開口を覆う断熱蓋１００であって、加熱槽１０の側壁１４の上に乗る板材１１０と、板材１１０の下側に配置され加熱槽の側壁の内側に嵌る心材１２０と、板材１１０および心材１２０を内包する真空フィルム１３０とを含み、心材１２０は連続気泡発泡体からなり、真空フィルムは、板材よりも寸法が大きく、板材１１０と心材１２０を重ねた状態で真空フィルム１３０を真空引きして一体化することにより、板材１１０の外周に真空フィルム１３０の裾１３２が形成され、裾１３２を板材１１０と加熱槽１０の側壁１４との間に折込可能であることを特徴とする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上面が開口した加熱槽の開口を覆う断熱蓋であって、
前記加熱槽の側壁の上に乗る板材と、
前記板材の下側に配置され前記加熱槽の側壁の内側に嵌る心材と、
前記板材および前記心材を内包する真空フィルムとを含み、
前記心材は連続気泡発泡体からなり、
前記真空フィルムは、前記板材よりも寸法が大きく、
前記板材と前記心材を重ねた状態で前記真空フィルムを真空引きして一体化することにより、前記板材の外周に前記真空フィルムの裾が形成され、
前記裾を前記板材と前記加熱槽の側壁との間に折込可能であることを特徴とする断熱蓋。

【請求項2】

前記板材の上側に配置され前記真空フィルムに内包されて持ち手として機能する棒状の支持材を含み、
前記支持材は、前記加熱槽の対向する一対の側壁に亘る長さであることを特徴とする請求項１に記載の断熱蓋。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、上面が開口した加熱槽の開口を覆う断熱蓋に関する。

【背景技術】

【0002】

工場等の施設には、高温の液体（例えば湯）を貯留する加熱槽が設けられていることがある。加熱槽における加温効率を高めるためには前日の終業から翌朝の始業までの間の温度低下を抑える、すなわち放熱ロスを削減する必要がある。そこで加熱槽の放熱ロスを計測解析したところ、槽壁面や配管等からの放熱ロス（自然対流や放射）が２割程度であり、蒸気漏れによる放熱ロス（水の蒸発潜熱の拡散）が８割を占めており、槽壁面や配管からの放熱よりも大きいことが判明した。

【0003】

蒸気漏れに起因する放熱ロスを削減するためには、加熱槽の開口を蓋によって覆うことが効果的である。その蓋としては、例えば特許文献１に開示されている真空断熱材内包風呂蓋を用いることができる。特許文献１の真空断熱材内包風呂蓋は、「板状の真空断熱材と、該真空断熱材の両主面に接着された熱可塑性樹脂発泡シートと、該熱可塑性樹脂発泡シートの外面側に接着された補強板とを備え、前記熱可塑性樹脂発泡シートの真空断熱材側が前記真空断熱材表面の凹凸に沿って熱成形されている」ことを特徴としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６－２０７７１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の真空断熱材内包風呂蓋によれば、加熱槽の開口の大部分を覆えることから、蒸気漏れに起因する放熱ロスをある程度削減できるものと考えられる。しかしながら、特許文献１のように単なる矩形形状の風呂蓋であると、蒸気によって蓋が浮いてしまうと蓋と加熱槽との間に隙間が生じたり、複数の蓋を用いた場合に蓋同士の間に隙間が生じたりしてしまう。すると、その隙間から湯気漏れが生じてしまう。また放熱ロスを削減するためには、隙間だけではなく蓋そのものが有する断熱性能も重要であるため、更なる断熱性能の向上も求められていた。

【0006】

本発明は、このような課題に鑑み、加熱槽と蓋との隙間からの蒸気漏れを防ぎ、且つより高い断熱性能を得られることにより、更なる放熱ロスの削減を図ることが可能な断熱蓋を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明にかかる断熱蓋の代表的な構成は、上面が開口した加熱槽の開口を覆う断熱蓋であって、加熱槽の側壁の上に乗る板材と、板材の下側に配置され加熱槽の側壁の内側に嵌る心材と、板材および心材を内包する真空フィルムとを含み、心材は連続気泡発泡体からなり、真空フィルムは、板材よりも寸法が大きく、板材と心材を重ねた状態で真空フィルムを真空引きして一体化することにより、板材の外周に真空フィルムの裾が形成され、裾を板材と加熱槽の側壁との間に折込可能であることを特徴とする。

【0008】

上記板材の上側に配置され真空フィルムに内包されて持ち手として機能する棒状の支持材を含み、支持材は、加熱槽の対向する一対の側壁に亘る長さであるとよい。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、加熱槽と蓋との隙間からの蒸気漏れを防ぎ、且つより高い断熱性能を得られることにより、更なる放熱ロスの削減を図ることが可能な断熱蓋を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施形態の断熱蓋の外観斜視図である。

【図2】本実施形態の断熱蓋の使用態様図である。

【図3】本実施形態の断熱蓋の使用態様図である。

【図4】本実施形態の断熱蓋による放熱ロスの削減効果を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0012】

図１は、本実施形態の断熱蓋１００の外観斜視図である。図１（ａ）は、断熱蓋１００を上方から観察した状態を示していて、図１（ｂ）は、断熱蓋１００を下方から観察した状態を示している。図２および図３は、本実施形態の断熱蓋１００の使用態様図である。図２は、加熱槽１０に断熱蓋１００を取り付ける際の模式的な断面を例示している。図３（ａ）、図３（ｂ）は加熱槽１０に断熱蓋１００を取り付ける際の段取りを例示している。

【0013】

図２および図３（ａ）に示すように加熱槽１０は、上面に開口１２を有し、内部に高温の液体（例えば湯１０ａ）が貯留されている。本実施形態の断熱蓋１００は、かかる加熱槽１０の側壁１４に載置され、開口１２を覆う。図１および図２に示すように本実施形態の断熱蓋１００は、板材１１０、心材１２０、真空フィルム１３０および支持材１４０を含んで構成される。

【0014】

板材１１０は、心材１２０の上側に配置されて、心材１２０を保持する部材である。板材１１０は加熱槽１０の側壁１４に乗る大きさであり、心材１２０は側壁１４の中に挿入される大きさである。したがって、板材１１０は、平面視での寸法が心材１２０よりも大きく設計されている。図２に示すように、断熱蓋１００を加熱槽１０の開口１２に配置した際に、板材１１０が加熱槽１０の側壁１４の上に乗った状態となる。

【0015】

板材１１０としては、例えばアルミ複合板を用いることができる。アルミ複合板は発泡樹脂をアルミニウムの薄板で挟んだ構造をしていて、軽量でありながら適度な剛性を有し、且つ耐候性に優れているため、板材１１０として好適である。またアルミ複合板は加工性に優れるため刃物で容易に切断することができ、加熱槽１０の開口１２の寸法に応じて容易に加工することができる。なお、アルミ複合板は例示にすぎず、他の既知の材料を板材１１０として用いてもよい。

【0016】

心材１２０は、板材１１０の下側に配置されて、加熱槽１０の内部と外部とを断熱する部材である。図２に示すように断熱蓋１００を加熱槽１０の開口１２に配置すると、心材１２０は、加熱槽１０の側壁１４の内側に嵌った状態となる。心材１２０としては、例えばウレタンフォーム等の連続気泡発泡体を好適に用いることができる。

【0017】

真空フィルム１３０は、板材１１０、心材１２０および支持材１４０を内包して密封する部材である。真空フィルム１３０は、平面視での寸法が板材１１０よりも大きく設計されている。真空フィルム１３０としては多層フィルムを好適に用いることができる。多層フィルムとしては、例えば外層側から、ポリブチレンテレフタラート（ＰＢＴ）、ナイロン、ポリエチレンが積層された多層フィルムが挙げられる。

【0018】

ポリブチレンテレフタラート（ＰＢＴ）は、耐薬品性に優れるため、加熱槽１０に貯留されている液体が薬品であった場合の損傷を好適に防ぐことができる。ナイロンは、ガスバリア性に優れるため、腐食性ガスによる心材１２０の浸食を防止することができる。ポリエチレンは、防湿性に優れるため、蒸気による真空フィルム１３０の膨潤を防ぎ、且つ心材１２０の加水分解を抑制することが可能である。なお、これらの材料も例示に過ぎず、他の既知の材料からなる多層フィルムを真空フィルム１３０として用いてもよいし、真空フィルム１３０として単層フィルムを用いる構成としてもよい。

【0019】

支持材１４０は、板材１１０の上側に配置され、板材１１０および心材１２０とともに真空フィルム１３０に内包される棒状の部材である。支持材１４０は、加熱槽１０の対向する一対の側壁１４ａ、１４ｂに亘る長さを有する。支持材１４０は、加熱槽１０の一対の側壁１４ａ、１４ｂに掛けわたされる梁として機能し、板材１１０および心材１２０の荷重を支持する。これにより、熱変形や熱膨張に起因する心材１２０および板材１１０の撓みを防ぎ、それらの形状を好適に維持することが可能となる。

【0020】

支持材１４０としては、例えばアルミＩ字鋼を挙げられる。これにより、支持材１４０を断熱蓋１００の持ち手として機能させることができ、断熱蓋１００の重量が重い場合であっても良好に持ち上げることが可能となる。また従来のように板材１１０の周縁の全てを枠体によって補強する場合に比して軽量を図ることができ、且つ蒸気漏れ箇所の低減を図ることが可能となる。ただし、アルミＩ字鋼は例示に過ぎず、支持材１４０には他の既知の材料を用いることも可能である。

【0021】

本実施形態の特徴として断熱蓋１００は、板材１１０、心材１２０および支持材１４０を重ねた状態で真空フィルム１３０を真空引きして一体化される。真空引きをすることにより、心材１２０の気泡の内部の空気が抜かれ、残存気体が減少する。このため、心材１２０の内部の気体流動による熱移動を抑制し、より高い断熱性能を得ることが可能となる。

【0022】

ここで真空引きしない場合には、独立気泡発泡体の方が連続気泡発泡体よりも断熱性能が高い。これに対し、上述したように真空引きをする場合には、連続気泡発泡体では気泡が連続しているため、気泡が独立している独立気泡発泡体に比して気体を効率的に吸引することができる。したがって、真空引きを行う場合の心材１２０としては、連続気泡発泡体を用いる方が独立気泡発泡体を用いる場合よりも高い断熱性能が得られる。

【0023】

また上述したように真空フィルム１３０の平面視での寸法が板材１１０よりも大きく設計されているため、真空引きをすると、板材１１０の外周に真空フィルム１３０の裾１３２が形成される。これにより図２に示すように、裾１３２を板材１１０と加熱槽１０の側壁１４との間に折込可能となる。かかる構成によれば、加熱槽１０の温水が蒸気となって上方に向かって流れた際に、折り返された裾１３２が逆止弁として機能するため、加熱槽１０からの蒸気漏れを効果的に抑制することが可能となる。

【0024】

図３（ａ）に示すように本実施形態の断熱蓋１００において、心材１２０は、一対の側壁１４ａ、１４ｂの距離に合わせた幅となっていて、板材１１０は、心材１２０よりも外側に位置する縁１１２が設けられる。これにより、心材１２０を一対の側壁１４ａ、１４ｂの間に嵌め込むと、板材１１０の縁１１２が加熱槽の側壁１４、１４ａ、１４ｂの上に乗った状態となる。また支持材は、側壁１４ａ、１４ｂの上に掛けわたされた状態となる。このように心材１２０が加熱槽１０の側壁１４ａ、１４ｂに嵌め込まれていることにより、加熱槽１０と断熱蓋１００との隙間を低減し、蒸気漏れを好適に防ぐことができる。

【0025】

また図３（ｂ）に示すように加熱槽１０の開口１２（図２参照）を複数の断熱蓋１００ａ、１００ｂ、１００ｃによって覆う場合には、断熱蓋１００ａの板材１１０の上に、断熱蓋１００ｂの板材１１０の縁１１２を重ねて配置し、断熱蓋１００ｂの板材１１０の上に、断熱蓋１００ｃの板材１１０の縁１１２を重ねて配置する。これにより、複数の断熱蓋１００ａ－１００ｃが密着して接触面積が増大するため、隙間の発生を防ぐことができる。したがって、複数の蓋１００ａ、１００ｂを用いる場合の隙間に起因する蒸気漏れを防止することが可能である。

【0026】

図４は、本実施形態の断熱蓋１００による放熱ロスの削減効果を説明する図である。図４中、系列１は、本実施形態の断熱蓋１００を用いた場合の放熱ロスの値である。系列２は、蓋を用いなかった場合の放熱ロスの値である。系列３は、比較例として複合アルミ板のみの蓋を用いた場合の放熱ロスの値である。

【0027】

図４に示すように、蓋を用いない場合の系列２では、試験開始時（０時間）から放熱ロスの値が急激に上昇し、１２時間経過後の放熱ロスの値は約４０ＭＪとなる。これに対し、比較例の蓋（複合アルミ板）を用いた場合の系列３では、放熱ロスの値は試験開始時から緩やかな曲線状に上昇し、１２時間経過後の放熱ロスの値は約２４ＭＪとなる。これらのことから、複合アルミ板のみの蓋であっても、蓋を用いない場合と比して放熱ロスを大幅に削減できることがわかる。

【0028】

本実施形態の断熱蓋１００を用いた場合の系列１では、放熱ロスの値は試験開始時から傾斜が緩やかな直線状に上昇し、１２時間経過後の放熱ロスの値は約１２ＭＪとなる。したがって、本実施形態の断熱蓋１００を用いることにより、蓋を用いない場合に比して放熱ロスを７割程度削減することができ、複合アルミ板からなる蓋を用いた場合に比して放熱ロスを５割程度削減することができる。したがって、本実施形態の断熱蓋１００によれば加熱槽１０の放熱ロスを飛躍的に削減可能であることが理解できる。

【0029】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【産業上の利用可能性】

【0030】

本発明は、上面が開口した加熱槽の開口を覆う断熱蓋として利用することができる。

【符号の説明】

【0031】

１０…加熱槽、１０ａ…湯、１２…開口、１４…側壁、１４ａ…側壁、１４ｂ…側壁、１００…断熱蓋、１００ａ…断熱蓋、１００ｂ…断熱蓋、１００ｃ、断熱蓋、１１０…板材、１１２…縁、１２０…心材、１３０…真空フィルム、１３２…裾、１４０…支持材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】