特許 7509024 断熱装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-24

(45)【発行日】2024-07-02

(54)【発明の名称】断熱装置

(51)【国際特許分類】

   F16L 59/02 20060101AFI20240625BHJP

   H01M 8/2475 20160101ALI20240625BHJP

   H01M 8/04 20160101ALI20240625BHJP

   H01M 8/12 20160101ALN20240625BHJP

【ＦＩ】

F16L59/02

H01M8/2475

H01M8/04 Z

H01M8/12 101

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2020211828

(22)【出願日】2020-12-21

(65)【公開番号】P2022098342

(43)【公開日】2022-07-01

【審査請求日】2023-10-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 裕一

【審査官】井古田 裕昭

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１８３１３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平７－６９３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５７－１１８１９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｌ ５９／０２

Ｈ０１Ｍ ８／２４７５

Ｈ０１Ｍ ８／０４

Ｈ０１Ｍ ８／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つの断面において外周面に複数の辺部と前記辺部が交わる角部とを有し、所定の温度状態で動作させる部品と、
少なくとも前記断面において、前記部品の前記外周面に当接して覆うことにより、前記部品の外界と前記部品との熱移動を低減する断熱アセンブリと、
を備える断熱装置であって、
前記断熱アセンブリは、篏合突起によって相互に篏合するための篏合部を有する複数の断熱材からなり、
前記断熱アセンブリは、前記断熱材が前記篏合部で篏合することによって前記部品を熱的に封止し、
前記断熱材で前記断熱アセンブリが形成されるときに、前記篏合部は前記部品のそれぞれの前記辺部に位置する、
断熱装置。

【請求項2】

請求項１に記載の断熱装置であって、
前記篏合部は、相互に篏合する前記断熱材が前記辺部に対して平行及び／または垂直に当接を保ちながら相対的にスライドするインロー構造を有する、
断熱装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の断熱装置であって、
前記部品を覆うケースを備え、
前記断熱アセンブリは、前記部品と前記ケースの間に、前記ケースの内周面に当接して設けられる、
断熱装置。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載の断熱装置であって、
前記篏合部が、前記部品が熱膨張したときに前記辺部に対して垂直な方向へのスライド量が異なる２つの前記断熱材によって形成されるときに、前記篏合部において、前記辺部に対して垂直な方向への前記スライド量が相対的に大きい前記断熱材が、前記辺部に対して垂直な方向への前記スライド量が相対的に小さい前記断熱材の外側に位置する、
断熱装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の断熱装置であって、
篏合する２つの前記断熱材は、相互に、前記篏合部を形成する前記篏合突起の前記辺部に沿った長さが等しい、
断熱装置。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１項に記載の断熱装置であって、
前記篏合部における前記断熱アセンブリの厚さは、前記篏合部を形成しない部分における前記断熱材の厚さと等しい、
断熱装置。

【請求項7】

請求項６に記載の断熱装置であって、
篏合する２つの前記断熱材は、前記篏合部を形成する篏合突起の厚さが等しい、
断熱装置。

【請求項8】

請求項１～３のいずれか１項に記載の断熱装置であって、
篏合する２つの前記断熱材の前記篏合突起は、前記辺部に対して傾斜した傾斜面を有するテーパ形状に形成され、
前記篏合部は、前記傾斜面を当接させて形成される、
断熱装置。

【請求項9】

請求項８に記載の断熱装置であって、
前記傾斜面は平面で形成され、
前記傾斜面の傾斜は、前記部品が熱膨張したときに前記断熱材が前記辺部に対して垂直な方向にスライドするスライド量と前記辺部に対して平行な方向にスライドするスライド量との比、によって定められる、
断熱装置。

【請求項10】

請求項８に記載の断熱装置であって、
前記傾斜面は、曲面で形成される、
断熱装置。

【請求項11】

請求項１０に記載の断熱装置であって、
前記傾斜面の曲率半径は、前記部品が熱膨張したときの前記篏合部における前記部品の前記曲率半径に等しい、
断熱装置。

【請求項12】

請求項１～１１のいずれか１項に記載の断熱装置であって、
前記断熱材は、空気よりも熱伝導率が低い粒子断熱素材によって形成され、
篏合する２つの前記断熱材は、前記篏合部において繊維断熱材を挟持する、
断熱装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、所定の温度状態で作動させる部品を断熱材で覆った断熱装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、筒状本体を篏合により複数連結し、かつ、筒状本体の端部に環状の接合体や蓋体を篏合することによって、内部の温度を一定に保つ断熱容器が記載されている。また、特許文献１の断熱容器は、筒状本体等の篏合部に、熱膨張によって伸縮する蛇腹構造を形成することにより、篏合部からの熱損失及び熱による歪みを低減することが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平７－０６９３８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の断熱容器では、筒状本体等の軸方向、すなわち１次元方向に熱膨張が生じたときでも、断熱性が維持されるように考慮されている。しかし、ある程度の容積を有する高温作動装置を内部に備える場合、少なくとも２次元の熱膨張を考慮しなければ、内蔵する高温作動装置、及び／または、高温作動装置を断熱するための断熱材等を破損してしまうおそれがある。例えば、特許文献１の断熱容器では、軸方向の端部には環状の接合体や蓋体が篏合され、外周の全部が固定されている。このため、筒状本体等の軸に垂直な方向にも熱膨張があるときには、断熱材である筒状本体や蓋体等、及び／または、これらの内容物が破損してしまうおそれがある。

【0005】

本発明は、２次元方向に熱膨張がある装置またはシステム等を断熱材で覆って、外界との熱移動を低減するときに、内蔵する装置等及び／またはこれを覆う断熱材を破損せず、かつ、断熱性を維持できる断熱装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のある態様は、少なくとも１つの断面において外周面に複数の辺部と辺部が交わる角部とを有し、所定の温度状態で作動させる部品と、少なくとも前記断面において、部品の外周面に当接して覆うことにより、部品の外界と部品との熱移動を低減する断熱アセンブリと、を備える断熱装置である。この断熱装置では、断熱アセンブリは、篏合突起によって相互に篏合するための篏合部を有する複数の断熱材からなり、断熱アセンブリは、断熱材が篏合部で篏合することによって部品を熱的に封止する。そして、断熱材で断熱アセンブリが形成されるときに、篏合部は部品のそれぞれの辺部に位置する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、２次元方向に熱膨張がある装置またはシステム等を断熱材で覆って、外界との熱移動を低減するときに、内蔵する装置等及び／またはこれを覆う断熱材を破損せず、かつ、断熱性を維持できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、燃料電池システムの構成に係る説明図である。

【図2】図２は、断熱装置の構成を示す断面図である。

【図3】図３は、篏合部の構成を示す断面図である。

【図4】図４は、高温作動部品が熱膨張したときの断熱アセンブリの様子を示す説明図である。

【図5】図５は、篏合部が高温作動部品の角部に形成されている比較例において、高温作動部品が熱膨張したときの様子を示す説明図である。

【図6】図６は、変形例の断熱アセンブリを示す断面図である。

【図7】図７は、高温作動部品が熱膨張したときの変形例の断熱アセンブリの様子を示す説明図である。

【図8】図８は、変形例の断熱アセンブリにおける断熱材の配置順を示す断面図である。

【図9】図９は、断熱材の篏合突起の長さを示す説明図である。

【図10】図１０は、断熱材の篏合突起の厚さを示す説明図である。

【図11】図１１は、断熱材の篏合突起の厚さと熱の流出量の関係を示すグラフである。

【図12】図１２は、テーパ形状に形成した断熱材の篏合突起を示す断面図である。

【図13】図１３は、篏合突起の傾斜面を曲面で形成した例を示す断面図である。

【図14】図１４は、繊維断熱材を挟持させた篏合部の例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

【0010】

［第１実施形態］
図１は、燃料電池システム１００の構成に係る説明図である。燃料電池システム１００は、車両等において発電装置として設置される。特に、本実施形態の燃料電池システム１００は、車両の床下等に配置することができる。そして、本実施形態の燃料電池システム１００は、燃料電池システム１００の筐体である金属製のケースＣ１及びこれに収容される各要素により構成される。

【0011】

図１に示すように、燃料電池システム１００のケースＣ１の内部は、高温領域ＨＡと低温領域ＬＡに分割されている。高温領域ＨＡは、ケースＣ１内に設けられた断熱ケースＣ２に囲まれた空間である。断熱ケースＣ２は、金属製である。断熱ケースＣ２の内面には、後述するように複数の断熱材で形成される断熱アセンブリ２７（図２参照）が取り付けられてる。また、低温領域ＬＡは、ケースＣ１において断熱ケースＣ２の外側の空間である。

【0012】

断熱装置１０は、蒸発器１１（Vap）、過加熱器１２（SH）、改質器１３（Reformer）、空気熱交換器１４（AHEX）、燃料電池スタック１５、及び、燃焼器１６（Comb）を含む。

【0013】

蒸発器１１は、図示しない燃料タンクからインジェクタ１７によって流量を調節されつつ供給される原燃料を気化させる。過加熱器１２は、蒸発器１１で気化された燃料をさらに過熱する。

【0014】

改質器１３は、過加熱器１２で加熱された燃料を、燃料電池スタック１５に供給するために適切な状態とすべく改質する。また、改質器１３には、燃料電池スタック１５のアノード極１５ａ（An.）に繋がる燃料ガス通路１８が接続されている。したがって、改質器１３で生成された燃料ガスは、燃料ガス通路１８を介して燃料電池スタック１５に供給される。

【0015】

空気熱交換器１４は、図示しない空気ブロア等の空気供給装置から供給される空気を燃焼器１６で生成される燃焼ガスと熱交換させて加熱する装置である。また、空気熱交換器１４には、燃料電池スタック１５のカソード極１５ｂ（Ca.）に繋がる空気供給通路１９が接続されている。空気熱交換器１４で加熱された空気は、空気供給通路１９を介して燃料電池スタック１５に供給される。

【0016】

燃料電池スタック１５は、複数の燃料電池または燃料電池単位セルを積層して構成される。また、発電源である個々の燃料電池または燃料電池単位セルは、固体酸化物形燃料電池（SOFC：Solid Oxide Fuel Cell）により構成される。なお、図示しないが、燃料電池スタック１５の電力出力端子には、低温領域ＬＡ内またはケースＣ１の外側に配置される電装部品（コンバータ等）に繋がる配線が取り付けられている。

【0017】

また、燃料電池スタック１５のアノード極１５ａの入口には、燃料ガス通路１８に接続される。さらに、アノード極１５ａの出口は、発電反応後のアノードオフガスを流すためのアノードオフガス通路２１が接続される。

【0018】

一方、燃料電池スタック１５のカソード極１５ｂの入口は、空気供給通路１９に接続される。また、カソード極１５ｂの出口は、発電反応後のカソードオフガスを流すためのカソードオフガス通路２２が接続される。

【0019】

燃焼器１６は、図示しない燃料タンクからインジェクタ２３により流量を調整されつつ供給される原燃料、アノードオフガス通路２１を介して供給されるアノードオフガス、及び、カソードオフガス通路２２を介して供給されるカソードオフガスを混合して触媒燃焼させることにより、燃焼ガスを生成する。

【0020】

また、燃焼器１６で生成された燃焼ガスは、図示しない燃焼ガス流量調節バルブ等により、蒸発器１１、改質器１３、及び、燃料電池スタック１５の起動時における暖機要求に応じた流量に調節されて空気熱交換器１４及び改質器１３にそれぞれ供給される。

【0021】

そして、空気熱交換器１４に供給される燃焼ガスは、空気との熱交換を経て第１排気配管２４を介して燃料電池システム１００の外部に排出される。一方、改質器１３に供給される燃焼ガスは、当該改質器１３の加熱に用いられた後に、第２排気配管２５を介して燃料電池システム１００の外部に放出される。

【0022】

第１排気配管２４及び第２排気配管２５は、断熱ケースＣ２及びケースＣ１を貫通してケースＣ１の外部に延びている。すなわち、第１排気配管２４及び第２排気配管２５は、ケースＣ１の内部と外部に跨って延在している。

【0023】

以下、断熱ケースＣ２内の各要素と、断熱ケースＣ２と、で形成される高温領域ＨＡの部分の装置（またはシステム）を、断熱装置１０という。また、断熱ケースＣ２に収容される燃料電池スタック１５とその他の要素等（いわゆるＢＯＰ（Balance Of Plant））の各種部品は、所定の高温状態で動作させる部品である。このため、以下では、個々に区別が必要な場合を除き、断熱ケースＣ２に収容される各種部品等の全体を、高温作動部品３０という。本実施形態において、所定の高温とは、燃料電池システム１００を作動させるときに維持すべき温度をいう。

【0024】

図２は、断熱装置１０の構成を示す断面図である。図２では、断熱装置１０の内部構造を、高温作動部品３０で表すことにより、簡略化して断熱装置１０の断面を示す。このため、図２に示す断面は、燃料電池システム１００及び断熱装置１０の設置状態における断熱装置１０の水平方向の断面（横断面）及び／または垂直方向の断面（縦断面）を表す。また、図２に示す断面は、断熱装置１０の任意の水平位置（長さまたは幅方向の任意位置）及び／または任意の垂直位置（高さ方向の任意位置）における断面を表す。以下、単に「断面」というときには、燃料電池システム１００及び断熱装置１０の設置状態における断熱装置１０の縦断面または横断面の少なくとも１つの断面をいう。また、高温作動部品３０の全体（各要素間の隙間を含む）及び断熱ケースＣ２の立体的形状は、ほぼ直方体であるとする。

【0025】

図２に示すように、断熱装置１０の断面において、高温作動部品３０は、その外周面に複数の辺部（断面において外周面を示すライン）と、辺部が交わる角部と、を有する。本実施形態では、高温作動部品３０はほぼ直方体であるため、断熱装置１０の断面において、外周面に４つの辺部３１ａ～３１ｄを有する。また、これらの各辺部３１ａ～３１ｄのうち、隣接する部分が角部である。このため、高温作動部品３０は、４つの角部３２ａ～３２ｄを有する。これに対応して、断熱ケースＣ２も、同断面において、４つの辺部３３ａ～３３ｄと４つの角部３４ａ～３４ｄを有する。

【0026】

そして、断熱ケースＣ２と高温作動部品３０との間には、断熱材の篏合体である断熱アセンブリ２７が設けられている。断熱アセンブリ２７は、断熱ケースＣ２の内周面に当接して設けられており、断熱ケースＣ２に高温作動部品３０に収容するときに高温作動部品３０を覆う。これにより、断熱アセンブリ２７は、高温作動部品３０を断熱する。高温作動部品３０の断熱とは、一切の熱移動を厳密に遮断することだけをいうのではなく、熱移動を低減または抑制することをいう。すなわち、高温作動部品３０の断熱とは、高温作動部品３０の外界（すなわち低温領域ＬＡにある空気等）と高温作動部品３０（すなわち断熱装置１０の内部）との熱移動を、断熱アセンブリ２７等の断熱材を用いない場合よりも抑制または低減することを含む。

【0027】

また、本実施形態においては、高温作動部品３０及び断熱ケースＣ２はほぼ直方体形状であるため、断熱アセンブリ２７は、燃料電池システム１００及び断熱装置１０が設置された状態において、高温作動部品３０の前後左右及び天地の６面をほぼ隙間なく覆う。高温作動部品３０に対して「覆う」とは、高温作動部品３０の実態である燃料電池スタック１５等がある領域を囲むことをいう。燃料電池スタック１５等がある領域とは、少なくとも輪郭となる面に燃料電池スタック１５等のうち１つの要素の外周面を含む領域をいう。したがって、高温作動部品３０の実態である燃料電池スタック１５等の各要素間に隙間がある場合は、この要素間の隙間を含めて、断熱アセンブリ２７に覆われる。

【0028】

さらに、断熱アセンブリ２７は、少なくとも図２に示す断熱装置１０の断面において、高温作動部品３０の外周面に当接して、高温作動部品３０を覆う。これにより、当該断面において、断熱アセンブリ２７は高温作動部品３０を断熱する。但し、本実施形態では、断熱アセンブリ２７は、図２に示す断面以外の任意の断面においても、高温作動部品３０の外周面に当接して、高温作動部品３０を覆う。すなわち、本実施形態では、断熱アセンブリ２７は、高温作動部品３０の全ての外面に当接してほぼ隙間なく高温作動部品３０を覆う。このため、第１排気配管２４等の配管が外界と連通しているのを除けば、高温作動部品３０は、断熱ケースＣ２及び断熱アセンブリ２７によって、少なくとも熱的に、ほぼ密封された状態である。

【0029】

断熱アセンブリ２７は、複数の断熱材からなる。すなわち、断熱アセンブリ２７は、複数の断熱材に分割される。本実施形態では、図２の断面に示す通り、断熱アセンブリ２７は、少なくとも４つの断熱材３５ａ～３５ｄを含む。これらの断熱材３５ａ～３５ｄはいずれも、図２の断面における断面視において概ねＬ字形状である。また、断熱材３５ａ～３５ｄ等、断熱アセンブリ２７を形成する断熱材は、例えば、ヒュームドシリカ等の空気よりも熱伝導率が低い粒子断熱材（ナノ粒子断熱材）である。

【0030】

断熱アセンブリ２７を形成する断熱材は、篏合突起によって相互に篏合するための篏合部を有する。例えば、図２に示す断面においては、断熱アセンブリ２７は断熱材３５ａ～３５ｄからなるので、断熱材３５ａ～３５ｄは４つの篏合部３６ａ～３６ｄを有する。すなわち、断面視において、Ｌ字形状の断熱材３５ａ～３５ｄの両端部に篏合部３６ａ～３６ｄが形成される。そして、断熱アセンブリ２７は、断熱材３５ａ～３５ｄ等の複数の断熱材が、篏合部３６ａ～３６ｄ等の篏合部で相互に篏合することによって、高温作動部品３０を熱的に封止する。

【0031】

図３は、篏合部３６ａの構成を示す断面図である。図３に示すように、例えば、篏合部３６ａは、断熱材３５ａと断熱材３５ｂとの接続部分である。そして、断熱材３５ａは、篏合部３６ａにおいて、篏合部３６ａを構成しない部分よりも肉薄であり、直方体状の篏合突起４１が断熱材３５ｂに向けて突出する形状を有する。また、断熱材３５ｂも同様に、篏合部３６ａにおいて、篏合部３６ａを構成しない部分よりも肉薄であり、直方体形状の篏合突起４２が断熱材３５ａに向けて突出する形状を有する。これらの篏合突起４１，４２は「出代」とも称される。

【0032】

また、断熱材３５ａの篏合突起４１は断熱ケースＣ２（または低温領域ＬＡの空気である外界４０）側に設けられ、断熱材３５ｂの篏合突起４２は高温作動部品３０側に設けられる。このため、篏合突起４１によって断熱材３５ａの高温作動部品３０側に形成される凹部（篏合凹部）に断熱材３５ｂが嵌る。また、篏合突起４２によって断熱材３５ｂの断熱ケースＣ２側に形成される凹部（篏合凹部）に断熱材３５ａの篏合突起４１が嵌る。この結果、断熱材３５ａと断熱材３５ｂは篏合部３６ａにおいて篏合する。また、篏合突起４１，４２の形状等から分かる通り、篏合部３６ａは、相互に篏合する断熱材３５ａ，３５ｂが、高温作動部品３０の辺部３１ａ及び断熱ケースＣ２の辺部３３ａに対して平行及び／または垂直に当接を保ちながら相対的にスライドして篏合することができる篏合形態を有する。

【0033】

具体的には、断熱材３５ａと断熱材３５ｂが篏合するときに、篏合部３６ａでは、篏合突起４１の高温作動部品３０側の面と篏合突起４２の断熱ケースＣ２側の面とが、高温作動部品３０の辺部３１ａ及び断熱ケースＣ２の辺部３３ａに対して平行に当接する。そして、断熱材３５ａと断熱材３５ｂはこの面（以下、平行スライド面４３という）に沿って相互にスライドすることができる。

【0034】

また、断熱材３５ａと断熱材３５ｂが篏合するときに、篏合部３６ａでは、篏合突起４１の先端面と断熱材３５ｂに形成される凹部の底面とが、高温作動部品３０の辺部３１ａ及び断熱ケースＣ２の辺部３３ａに対して垂直に当接する。そして、断熱材３５ａと断熱材３５ｂはこの面（以下、垂直スライド面４４という）に沿って相互にスライドすることができる。同様に、篏合部３６ａでは、篏合突起４２の線端面と断熱材３５ａに形成される凹部の底面とが、高温作動部品３０の辺部３１ａ及び断熱ケースＣ２の辺部３３ａに対して垂直に当接する。そして、断熱材３５ａと断熱材３５ｂはこの面に沿って相互にスライドする。したがって、この当接面も垂直スライド面４４である。

【0035】

上記の篏合部３６ａのような篏合形態は、インロー接手（Spigot Joint）、あるいは、単にインロー等と呼ばれる場合がある。以下、篏合部３６ａに限らず、当該篏合形態による篏合部をインロー部といい、当該篏合形態のための上記の構造をインロー構造という。

【0036】

なお、篏合突起４１，４２は、高温作動部品３０及び断熱ケースＣ２の面方向（図２の紙面垂直方向）に、高温作動部品３０及び断熱ケースＣ２の実質的に面端まで延設されている。すなわち、篏合部３６ａは、高温作動部品３０及び断熱ケースＣ２の実質的に面端まで延設されている。したがって、断熱材３５ａと断熱材３５ｂに篏合部３６ａに依らない接合はなく、断熱材３５ａと断熱材３５ｂは篏合部３６ａによってのみ当接する。また、篏合部３６ａは、篏合部３６ａが現れる断面であれば、高温作動部品３０及び断熱ケースＣ２に対する任意の位置の断面において同じ構造である。

【0037】

本実施形態においては、篏合部３６ｂ～３６ｄ等、その他の篏合部についても上記と同様の構造を有する。すなわち、本実施形態では、特に言及しない限り、断熱アセンブリ２７を形成する断熱材の篏合部は全てインロー部である（図２参照）。

【0038】

そして、複数の断熱材で断熱アセンブリが形成されるときに、これらの断熱材の篏合部は、高温作動部品３０の辺部及び断熱ケースＣ２の辺部のそれぞれに位置する。すなわち、篏合部３６ａ等の篏合部は、断面視において、高温作動部品３０の辺部及び断熱ケースＣ２の辺部には、断熱材の篏合部が少なくとも１つある。そして、断面視において、高温作動部品３０の角部及び断熱ケースＣ２の角部には、篏合部は形成されない。具体的には、図２に示す通り、篏合部３６ａ～３６ｄは、それぞれ高温作動部品３０の辺部３１ａ～３１ｄ及び断熱ケースＣ２の辺部３３ａ～３３ｄに位置する。一方、高温作動部品３０の角部３２ａ～３２ｄ及び断熱ケースＣ２の角部３４ａ～３４ｄには、いずれにも篏合部は設けられていない。

【0039】

以下、上記のように構成される断熱装置１０の作用を説明する。

【0040】

図４は、高温作動部品３０が熱膨張したときの断熱アセンブリ２７の様子を示す説明図である。図４に示すように、高温作動部品３０が作動し、所定の高温状態となると、高温作動部品３０の一部または全部が少なくとも２次元的に熱膨張する。このとき、断熱アセンブリ２７を形成する各断熱材は、篏合により断熱アセンブリ２７を形成され、かつ、各篏合部は、高温作動部品３０の辺部にそれぞれ位置するので、各断熱材は高温作動部品３０の熱膨張に合わせてスライドする。このため、高温作動部品３０が２次元的に熱膨張しても、断熱アセンブリ２７及び高温作動部品３０が破損することはない。

【0041】

より具体的に言えば、断面視において、コ字形状（あるいはＵ字形状）の断熱材の両端部に篏合部を形成すると、高温作動部品３０の２次元的な熱膨張によってそのコ字形状の断熱材及び／または高温作動部品３０が破損するおそれがある。これに対し、断熱アセンブリ２７では、断面視においてＬ字形状の断熱材の両端部に篏合部３６ａ～３６ｄを形成しているので、高温作動部品３０の２次元的な熱膨張に合わせて自在にスライドできる。

【0042】

さらに、高温作動部品３０の熱膨張によって断熱材３５ａ～３５ｄの篏合は緩むものの、篏合部３６ａ～３６ｄでは平行スライド面４３及び／または垂直スライド面４４の当接が維持される。その結果、高温作動部品３０の断熱が維持される。

【0043】

例えば、篏合部３６ａでは、高温作動部品３０の２次元的な熱膨張により、断熱材３５ａと断熱材３５ｂは相対的に離れる方向に移動する。しかし、断熱材３５ａと断熱材３５ｂは例えば平行スライド面４３における当接が維持される。このため、篏合部３６ａにおいて、高温作動部品３０は外界４０の空気に露呈しない。このため、高温作動部品３０の断熱が維持される。これは篏合部３６ｂ～３６ｄ及びその他の篏合部においても同様である。その結果、高温作動部品３０がその作動によって熱膨張しても、高温作動部品３０の断熱が維持される。

【0044】

図５は、断熱アセンブリ２７を形成する断熱材の篏合部が高温作動部品３０の角部に形成されている比較例において、高温作動部品３０が熱膨張したときの様子を示す説明図である。比較例では、図２と同じ断面において、高温作動部品３０の角部３２ａ～３２ｄの位置に篏合部を形成する断熱材５１ａ～５１ｄによって断熱アセンブリ２７が形成されるとする。このとき、図５に示すように、高温作動部品３０がその作動により２次元的に熱膨張すると、これらの断熱材５１ａ～５１ｄは、高温作動部品３０の熱膨張に合わせて破損することなく移動する。しかし、高温作動部品３０の角部に篏合部を形成する断熱材５１ａ～５１ｄでは各篏合部に隙間が生じる。その結果、高温作動部品３０は、熱膨張したときに、断熱材５１ａ～５１ｄの篏合部によって外界４０の空気に露呈される。その結果、高温作動部品３０の角部に篏合部を形成する断熱材５１ａ～５１ｄで断熱アセンブリ２７を形成すると、高温作動部品３０が２次元的に熱膨張したときに高温作動部品３０の断熱が維持できない。

【0045】

これと比較すると、本実施形態の断熱装置１０は、篏合部によって篏合する断熱材で断熱アセンブリ２７が形成されているので、内蔵する高温作動部品３０がその作動により熱膨張したときでも、断熱材及び高温作動部品３０を破損することがない。その上で、本実施形態の断熱装置１０は、断熱アセンブリ２７を形成する断熱材の篏合部が、高温作動部品３０の辺部に位置する。このため、上記比較例のように、篏合部を高温作動部品３０の角部に形成する場合と比較して、本実施形態の断熱装置１０は、高温作動部品３０が熱膨張によって２次元的に熱膨張したときでも、高温作動部品３０の断熱を維持することができる。

【0046】

以上のように、本実施形態の断熱装置１０は、少なくとも１つの断面において外周面に複数の辺部３１ａ～３１ｄと辺部３１ａ～３１ｄが交わる角部３２ａ～３２ｄとを有し、所定の温度状態で動作させる部品である高温作動部品３０と、少なくともその断面において、当該部品の外周面に当接して覆うことにより、当該部品の外界と当該部品との熱移動を低減する断熱アセンブリ２７と、を備える。そして、この断熱装置１０の断熱アセンブリ２７は、篏合突起（例えば篏合突起４１，４２）によって相互に篏合するための篏合部（例えば篏合部３６ａ）を有する複数の断熱材３５ａ～３５ｄからなる。また、断熱アセンブリ２７は、これらの断熱材３５ａ～３５ｄが篏合部（例えば篏合部３６ａ）で篏合することによって上記の部品を熱的に封止する。そして、断熱材３５ａ～３５ｄで断熱アセンブリ２７が形成されるときに、篏合部（例えば篏合部３６ａ）は当該部品のそれぞれの辺部３１ａ～３１ｄに位置する。

【0047】

本実施形態の断熱装置１０は、上記のように断熱材の篏合によって形成される断熱アセンブリ２７を用いる。このため、本実施形態の断熱装置１０は、断熱すべき装置またはシステム等（あるいはこれらの部分）が２次元方向に熱膨張するときでも、各断熱材はその熱膨張に合わせて相互の当接を維持したまま移動可能である。このため、本実施形態の断熱装置１０は、内蔵する断熱すべき装置等が熱膨張したときでも、その装置等及び断熱材を破損させず、かつ、その装置等の断熱を維持できる。

【0048】

また、断熱装置１０では、各篏合部は、相互に篏合する断熱材が、内蔵する部品の辺部に対して平行及び／または垂直に当接を保ちながら相対的にスライドするインロー構造を有する。インロー構造は、断熱装置１０が内蔵する断熱すべき装置等が２次元的に熱膨張したときでも、篏合する断熱材が、その熱膨張に合わせて、当接を維持しながら移動しやすい構造である。したがって、断熱装置１０は、断熱アセンブリ２７を形成する断熱材の篏合部がインロー構造を有することにより、特に断熱を維持しやすい。また、篏合部を上記定義によるインロー構造で形成するのは、内蔵する装置等の熱膨張に方向性の偏りがなく等方的であるときに特に有効である。

【0049】

本実施形態の断熱装置１０は、所定の温度状態で動作せる部品である高温作動部品３０を覆うケースとして、断熱ケースＣ２を備える。そして、断熱アセンブリ２７は、当該部品と断熱ケースＣ２の間に、断熱ケースＣ２の内周面に当接して設けられる。すなわち、断熱装置１０では、断熱アセンブリ２７の前述の構成により、断熱アセンブリ２７等を配置するためのクリアランス等はほぼ不要であり、当該部品と断熱ケースＣ２に当接する断熱アセンブリ２７とすることができる。このため、断熱材や断熱ケースＣ２を設けるためにクリアランスが必要な従前の断熱容器等と比較して、断熱装置１０は小型に形成される。また、断熱アセンブリ２７を断熱ケースＣ２の内周面に設けることによって、断熱装置１０の製造（特に高温作動部品３０に対する断熱アセンブリ２７及び断熱ケースＣ２の組付け）も容易である。

【0050】

［変形例］
なお、上記実施形態においては、所定の断面（図２参照）において、断熱アセンブリ２７が４つの断熱材３５ａ～３５ｄによって形成される例を説明したがこれに限らない。例えば、同断面において、より多数の断熱材で断熱アセンブリ２７を形成することができる。

【0051】

図６は、変形例の断熱アセンブリ６０を示す断面図である。図６に示すように、変形例の断熱アセンブリ６０は、図２と同じ断面において、１６個の断熱材６１ａ～６１ｐによって形成される。すなわち、図６に示す通り、断熱アセンブリ６０は、断面視においてＬ字形状の断熱材６１ａ，６１ｅ，６１ｉ，６１ｍと、断面視においてＴ字形状の断熱材６１ｃ，６１ｇ，６１ｋ，６１ｏと、を備える。また、断熱アセンブリ６０は、Ｌ字形状の断熱材とＴ字形状の断熱材の間に、クランク形状の断熱材６１ｂ，６１ｄ，６１ｆ，６１ｈ，６１ｊ，６１ｌ，６１ｎ，６１ｐを備える。断熱アセンブリ６０が、高温作動部品３０及び断熱ケースＣ２に当接し、高温作動部品３０を覆うこと等については、上記実施形態の断熱アセンブリ２７と同じである。

【0052】

この断熱アセンブリ６０は、上記実施形態の断熱アセンブリ２７に対して、断熱材の分割数を増やし、篏合部の数量を増やした形態である。例えば、高温作動部品３０の辺部３１ａには、篏合部３６ａの代わりに、篏合部７１ａ～７１ｄが形成される。同様に、高温作動部品３０の辺部３１ｂには篏合部３６ｂの代わりに篏合部７２ａ～７２ｄが形成され、高温作動部品３０の辺部３１ｃには篏合部３６ｃの代わりに篏合部７３ａ～７３ｄが形成される。また、高温作動部品３０の辺部３１ｄには篏合部３６ｄの代わりに篏合部７４ａ～７４ｄが形成される。なお、図６に示す通り、これらの断熱材６１ａ～６１ｐの上記各篏合部は、いずれも上記実施形態と同様にインロー部である。

【0053】

上記のように篏合部を増やした断熱アセンブリ６０は、高温作動部品３０の熱膨張に方向性があるときに特に有意である。図７は、高温作動部品３０が熱膨張したときの変形例の断熱アセンブリ６０の様子を示す説明図である。本変形例においては、図７に示す通り、高温作動部品３０は、辺部の中央付近における熱膨張が大きく、角部における熱膨張が小さい。例えば、高温作動部品３０の辺部３１ａにおいては、その辺部中央７５付近において辺部３１ａに垂直な方向（－Ｙ方向）への熱膨張が最大となる。そして、辺部中央７５付近から辺部３１ａに沿って高温作動部品３０の両角部に近づくにつれて、辺部３１ａに垂直な方向への熱膨張が小さくなっている。また、熱膨張の形態は、高温作動部品３０の他の辺部においても同様であるとする。

【0054】

このように高温作動部品３０が熱膨張するとき、断熱アセンブリ６０では、辺部中央７５に当接するＴ字形状の断熱材６１ｃは辺部３１ａに垂直な方向に移動する。一方、角部にあるＬ字形状の断熱材６１ａ及び断熱材６１ｅはほとんどその位置が変化しない。また、クランク形状の断熱材６１ｂ，６１ｄは、これらの中間的な移動をする。

【0055】

例えば、クランク形状の断熱材６１ｂ，６１ｄは、辺部３１ａに垂直な方向及び水平な方向に移動する。この結果、篏合部７１ａでは、クランク形状の断熱材６１ｂがＬ字形状の断熱材６１ａに対して概ね辺部３１ａに垂直な方向に移動する。篏合部７１ｄにおけるＬ字形状の断熱材６１ｅとクランク形状の断熱材６１ｄの相対的な移動についても同様である。すなわち、篏合部７１ａ及び篏合部７１ｄでは、断熱材６１ａ，６１ｂ間及び断熱材６１ｄ，６１ｅ間の相対スライド方向は概ね辺部３１ａに垂直な方向となる。

【0056】

一方、篏合部７１ｂにおいては、クランク形状の断熱材６１ｂとＴ字形状の断熱材６１ｃの辺部３１ａに垂直な方向へのスライド量は概ね等しい。このため、篏合部７１ｂにおいては、Ｔ字形状の断熱材６１ｃに対して、クランク形状の断熱材６１ｂが辺部３１ａに平行な方向に相対的に移動する。クランク形状の断熱材６１ｄの相対的な移動が逆向きであるが、篏合部７１ｃにおけるＴ字形状の断熱材６１ｃとクランク形状の断熱材６１ｄとの相対的な移動についても同様である。すなわち、篏合部７１ｂ及び篏合部７１ｃでは、断熱材６１ｂ，６１ｃ間及び断熱材６１ｃ，６１ｄ間の相対スライド方向は概ね辺部３１ａに平行な方向となる。

【0057】

これらの結果、断熱アセンブリ６０は、より実際的な高温作動部品３０の熱膨張形態に追従して変形することができる。そして、断熱アセンブリ６０によれば、高温作動部品３０の断熱を維持しつつ、前述の実施形態における断熱アセンブリ２７よりもさらに確実に断熱材及び高温作動部品３０の破損を防止できる。

【0058】

なお、上記変形例の断熱アセンブリ６０では、例えば、高温作動部品３０の辺部３１ａに対応する部分に、３つの断熱材６１ｂ～６１ｄを設けているが、断熱材６１ｂ～６１ｄを一体化して１つのＴ字形状の断熱材としてもよい。高温作動部品３０の他の辺部に対応する部分についても同様である。また、断熱アセンブリ６０を形成する断熱材の大きさ、形状、及び数量等は、高温作動部品３０の実際的な熱膨張の態様等に応じて、高温作動部品３０の各辺部に対応する部分ごとに任意に変更することができる。

【0059】

［篏合部における断熱材の配置］
上記実施形態の断熱アセンブリ２７及び変形例の断熱アセンブリ６０においては、篏合部における断熱材の配置順（高温作動部品３０の辺部に垂直な方向への積層順序）を次のようにすることが好ましい。すなわち、篏合部が、高温作動部品３０が熱膨張したときに高温作動部品３０の辺部に対して垂直な方向へのスライド量が異なる２つの断熱材によって形成されるとする。このとき、この篏合部においては、高温作動部品３０の辺部に対して垂直な方向へのスライド量が相対的に大きい断熱材が、同辺部に対して垂直な方向へのスライド量が相対的に小さい断熱材の外側に位置させる。

【0060】

図８は、変形例の断熱アセンブリ６０における断熱材６１ａ，６１ｂの配置順を示す断面図である。例えば、変形例の断熱アセンブリ６０の篏合部７１ａにおいては、前述のように、断熱材６１ａ，６１ｂの辺部３１ａに垂直な方向へのスライド量が異なる。すなわち、断熱材６１ａは辺部３１ａに対して垂直な方向（－Ｙ方向）へスライド量が相対的に小さく、断熱材６１ｂは辺部３１ａに対して垂直な方向へのスライド量が相対的に大きい。このため、図８に示すように、断熱アセンブリ６０の篏合部７１ａにおいては、断熱材６１ａの篏合突起７６を内側（高温作動部品３０側）に位置させ、断熱材６１ｂの篏合突起７７を外側（断熱ケースＣ２及び外界４０の側）に位置させる。

【0061】

上記とは逆の配置順にすると、高温作動部品３０が熱膨張したときに、辺部３１ａの垂直方向への相対的なスライド量の相違によって、篏合突起７６，７７の基端部等に応力が集中し、これらのいずれか篏合突起７６，７７のいずれかまたは両方が破損してしまうおそれがあるからである。したがって、上記のような配置順とすることで、篏合部における断熱材特に篏合突起の破損を特に確実に防止できる。

【0062】

なお、実施形態の断熱アセンブリ２７では、篏合部は概ね高温作動部品３０の辺部中央に位置する。このため、篏合部を形成する２つの断熱材は、対応する辺部に対する垂直方向へのスライド量がほぼ等しい。したがって、実施形態の断熱アセンブリ２７では、各篏合部３６ａ～３６ｄにおける断熱材の配置順は任意である。したがって、例えば、篏合部３６ａ（図２，図３参照）においては、断熱材３５ａの篏合突起４１が外側に位置し、断熱材３５ｂの篏合突起４２が内側に位置しているが、これを逆順にしてもよい。但し、高温作動部品３０の実際的な熱膨張形態等によって、高温作動部品３０の辺部に対して垂直な方向へのスライド量に差異が生じるときには、断熱アセンブリ２７においても上記配置順を考慮すべきである。

【0063】

［篏合突起の長さ］
上記実施形態の断熱アセンブリ２７及び変形例の断熱アセンブリ６０においては、篏合部における断熱材の篏合突起の長さを次のようにすることが好ましい。すなわち、篏合する２つの断熱材は、相互に、篏合部を形成する篏合突起の長さ（高温作動部品３０の辺部に沿った長さ）を等しくすることが好ましい。

【0064】

図９は、断熱材の篏合突起の長さを示す説明図である。図９では、一例として、変形例の断熱アセンブリ６０の篏合部７１ａを示す。図９に示すように、篏合部７１ａにおいては、断熱材６１ａの篏合突起７６の長さＬ１と、断熱材６１ｂの篏合突起７７の長さＬ２は等しい。すなわち、Ｌ１＝Ｌ２である。

【0065】

このように篏合突起の長さを等しくしておくと、篏合部を形成する断熱材が当接し、これらの間の隙間が最小化され、垂直スライド面４４が形成される。このため、垂直スライド面４４の部分で外界４０と熱交換がなされることがなく、高温作動部品３０の断熱を特に維持しやすい。ここでは変形例の断熱アセンブリ６０における篏合部７１ａを例にしているが、実施形態の断熱アセンブリ２７の各篏合部３６ａ～３６ｄについても同様である。

【0066】

また、図９に示す篏合部７１ａのように、篏合する２つの断熱材６１ａ，６１ｂが、高温作動部品３０の辺部３１ａに垂直な方向へのスライド量に差異があるときには、高温作動部品３０の熱膨張によって、薄いながらも、篏合部７１ａの近傍に複数の空気層が形成される場合がある。例えば、熱膨張前に平行スライド面４３であった部分、断熱材６１ａと断熱ケースＣ２の間、及び／または、断熱材６１ｂと高温作動部品３０の間、に高温作動部品３０の熱膨張によって空気層が形成される場合がある。しかし、上記のように、篏合突起７６，７７の長さを等しくし、垂直スライド面４４が形成されているときには、これらの空気層は連通しない。このため、篏合部７１ａでは高温作動部品３０の断熱を維持しやすい。すなわち、高温作動部品３０の辺部に対して垂直な方向へのスライド量に相違がある２つの断熱材で形成される篏合部において、これらの篏合突起を同じ長さにし、垂直スライド面４４を形成しておくと、その篏合部において特に高温作動部品３０の断熱を維持しやすくなる。

【0067】

［篏合突起の厚さ］
上記実施形態の断熱アセンブリ２７及び変形例の断熱アセンブリ６０においては、篏合部における断熱材の篏合突起の厚さを次のようにすることが好ましい。すなわち、篏合部における断熱アセンブリ２７，６０の厚さは、篏合部を形成しない部分における断熱材の厚さと等しいことが好ましい。

【0068】

図１０は、断熱材の篏合突起の厚さを示す説明図である。図１０では、一例として、変形例の断熱アセンブリ６０における篏合部７１ｃを示す。図１０に示すように、篏合部７１ｃでは、断熱材６１ｃの篏合突起７８の厚さδ１と、断熱材６１ｄの篏合突起７９の厚さδ２の合計δ１＋δ２は、篏合部７１ｃにおける断熱アセンブリ６０の厚さである。そして、この篏合部７１ｃにおける断熱アセンブリ６０の厚さδ１＋δ２は、篏合突起７８，７９が形成されていない部分の断熱材６１ｃ，６１ｄの厚さＴ０と等しい。すなわち、Ｔ０＝δ１＋δ２である。

【0069】

このように、篏合部における断熱アセンブリ２７，６０の厚さ（δ１＋δ２）を、篏合部を形成しない部分における断熱材の厚さ（Ｔ０）と等しくしておくと、篏合部７１ｃに空気層が形成され難い。例えば、篏合部７１ｃにおける断熱アセンブリ６０の厚さは他の部分における断熱アセンブリ６０の厚さと同じである。このため、断熱アセンブリ６０は、高温作動部品３０及び断熱ケースＣ２と密着しやすい。その結果、断熱材６１ｃ，６１ｄと高温作動部品３０の間、及び／または、断熱材６１ｃ、６１ｄと断熱ケースＣ２の間、に空気層が形成され難い。したがって、上記のように篏合突起の厚さを設定すると、高温作動部品３０の断熱が特に維持されやすい。

【0070】

断熱アセンブリ６０の篏合部７１ｃのように、篏合する２つの断熱材６１ｃ，６１ｄが、高温作動部品３０の辺部３１ａに平行な方向に相対的にスライドするときには、篏合部における断熱アセンブリ６０の厚さを上記のように設定すると特によい。この場合、高温作動部品３０が熱膨張したときでも高温作動部品３０及び断熱ケースＣ２と断熱材との密着が維持されやすく、上記の空気層が形成され難い。その結果、篏合部における断熱アセンブリ６０の厚さを上記のように設定すると、高温作動部品３０の断熱が特に維持されやすいからである。

【0071】

なお、篏合部７１ｃでは、断熱材６１ｃ，６１ｄが、高温作動部品３０の熱膨張によって辺部３１ａに平行な方向に相対的にスライドするので、垂直スライド面４４であった部分に隙間（空気層）が生じる。この隙間のうち、高温作動部品３０に当接する隙間８０は相対的に高温の空気層であり、断熱ケースＣ２に当接する隙間８１は相対的に低温の空気層である。しかし、篏合部７１ｃでは上記厚さの設定により、平行スライド面４３が形成されるので、これらの隙間８０，８１は連通しない。このため、断熱材６１ｃの篏合突起７８の厚さδ１と断熱材６１ｄの篏合突起７９の厚さδ２のバランスは、Ｔ０＝δ１＋δ２を満たす限りにおいて任意であるようにも思える。しかし、断熱材６１ｃの篏合突起７８の厚さδ１と、断熱材６１ｄの篏合突起７９の厚さδ２は、ほぼ等しい（δ１＝δ２）ことが好ましい。

【0072】

図１１は、断熱材６１ｄの篏合突起７９の厚さ（δ２／Ｔ０）と熱の流出量Ｑの関係を示すグラフである。図１１に示すように、断熱材６１の篏合突起７９の厚さδ２が断熱材６１ｃ，６１ｄの厚さＴ０の約１／２であるときに、高温作動部品３０からの熱の流出量Ｑは極小となる。

【0073】

したがって、上記のように、篏合する２つの断熱材は、篏合部を形成する篏合突起の厚さがほぼ等しいことが好ましい。高温作動部品３０の断熱が維持されやすいからである。これは実施形態の断熱アセンブリ２７の篏合部においても同じである。

【0074】

［平行スライド面の傾斜］
なお、上記実施形態の断熱アセンブリ２７及び変形例の断熱アセンブリ６０では、篏合部は、いわゆるインロー部であって、高温作動部品３０の辺部に対して平行及び／または垂直に当接を保ちながら相対的にスライドする。しかし、実施形態の断熱アセンブリ２７及び変形例の断熱アセンブリ６０の各篏合部の篏合形態はこれに限らない。例えば、断熱アセンブリ２７，６０の平行スライド面４３を、平面状の傾斜面８４（図１２参照）にしてもよい。すなわち、断熱アセンブリ２７，６０において、篏合する２つの断熱材の篏合突起は、高温作動部品３０の辺部に対して傾斜した傾斜面を有するテーパ形状に形成されてもよい。

【0075】

図１２は、テーパ形状に形成した断熱材の篏合突起を示す断面図である。図１２に示すように、断熱アセンブリ２７，６０の各篏合部は、断熱材８３Ａと断熱材８３Ｂで形成する篏合部８２と同様に、篏合突起をテーパ形状に形成することができる。この場合、断熱アセンブリ２７，６０における平行スライド面４３の代わりに、高温作動部品３０の辺部に対して傾斜した傾斜面８４（傾斜スライド面）が形成される。

【0076】

このように、平行スライド面４３の代わりに、傾斜面８４を形成する篏合形態はインローに準じる篏合形態である。したがって、平行スライド面４３の代わりに、傾斜面８４を形成しても、上記実施形態及び変形例等と同様の効果を得ることができる。すなわち、高温作動部品３０が２次元的に熱膨張するときでも、高温作動部品３０及び断熱材を破損することなく、かつ、高温作動部品３０の断熱を維持することができる。

【0077】

また、傾斜面８４を形成する篏合形態は、高温作動部品３０の熱膨張によって、篏合部を形成する断熱材が高温作動部品３０の辺部に対して垂直及び水平にスライドするときに、特に有効である。この条件を満たす篏合部に傾斜面８４が形成されていると、平行スライド面４３を形成するときよりも面による断熱材８３Ａ，８３Ｂの当接が維持されやすい。すなわち、傾斜面８４によれば、高温作動部品３０の熱膨張によって、高温作動部品３０の辺部に対して垂直及び水平にスライドするときでも、高温作動部品３０の断熱が維持されやすい。

【0078】

なお、傾斜面８４は平面で形成される。このとき、高温作動部品３０の辺部に対する傾斜面８４の傾斜は、高温作動部品３０が熱膨張したときに断熱材８３Ａ，８３Ｂが高温作動部品３０の辺部に対して垂直な方向にスライドするスライド量と、高温作動部品３０が熱膨張したときに断熱材８３Ａ，８３Ｂが高温作動部品３０の辺部に対して水平な方向にスライドするスライド量と、の比によって定められる。具体的には、断熱材８３Ａ，８３Ｂの垂直方向への相対的なスライド量をΔＹ、水平方向の相対的なスライド量をΔＸとするときに、傾斜面８４の傾斜角θは、θ＝ｔａｎ^-1（ΔＹ／ΔＸ）によって定める。このように傾斜面８４の傾斜角θを定めることにより、篏合部８２に高温作動部品３０に連通する空気層が形成されることによる断熱の崩壊、並びに、高温作動部品３０及び断熱材８３Ａ，８３Ｂの篏合突起の破損、を防ぐことができる。

【0079】

また、傾斜面８４は曲面で形成することができる。このように傾斜面８４を曲面で形成するのは、高温作動部品３０の熱膨張による湾曲が無視できないときに特に有効である。図１３は、篏合突起に形成する傾斜面を曲面で形成した例を示す断面図である。図１３に示すように、局面で形成された傾斜面８８の曲率半径ｒ２は、高温作動部品３０が熱膨張したときの篏合部８２における高温作動部品３０の曲率半径ｒ１とほぼ等しくなるように定めることが好ましい（ｒ１＝ｒ２）。このように傾斜面８８の曲率半径ｒ２を設定すると、熱膨張によって高温作動部品３０が湾曲するときでも、断熱材８３Ａ，８３Ｂは、傾斜面８８による当接を維持しつつ、その湾曲に合わせて滑らかにスライドできる。その結果、高温作動部品３０及び断熱材８３Ａ，８３Ｂが破損せず、かつ、高温作動部品３０の断熱が維持されやすい。なお、図１３における符号Ｃ０は曲率中心である。

【0080】

［繊維断熱材の挟持］
上記実施形態の断熱アセンブリ２７及び変形例の断熱アセンブリ６０では、これらを形成する断熱材が互いに直接に接触している。しかし、断熱アセンブリ２７，６０を形成する断熱材は、上記実施形態及び変形例等において断熱アセンブリ２７，６０を形成する断熱材とは異なる素材からなる断熱材を介して、篏合部を形成してもよい。すなわち、断熱アセンブリ２７，６０を形成する断熱材が、空気よりも熱伝導率が低い粒子断熱素材によって形成されるときには、篏合する２つの断熱材は、篏合部において繊維断熱材を挟持することができる。

【0081】

また、上記実施形態の断熱アセンブリ２７及び変形例の断熱アセンブリ６０では、これらを形成する断熱材が、断熱ケースＣ２及び高温作動部品３０にそれぞれ直接に当接している。しかし、断熱アセンブリ２７，６０を形成する断熱材は、上記と同様、繊維断熱材等を介して、断熱ケースＣ２及び／または高温作動部品３０に当接してもよい。

【0082】

図１４は、繊維断熱材を挟持させた篏合部３６ａの例を示す断面図である。図１４では、一例として、実施形態に係る断熱アセンブリ２７の篏合部３６ａを示す。図１４に示すように、例えば、篏合部３６ａにおいては、断熱材３５ａと断熱材３５ｂの間に繊維断熱材９２を挟持させることができる。すなわち、平行スライド面４３及び／または垂直スライド面４４に繊維断熱材９１が配置される。

【0083】

また、篏合部３６ａにおいては、断熱材３５ａ，３５ｂと断熱ケースＣ２との間に繊維断熱材９２を挟持させることができる。図示を省略するが、断熱材３５ａ，３５ｂと高温作動部品３０の間に繊維断熱材９２を挟持させることができる。もちろん、断熱材３５ａ，３５ｂと断熱ケースＣ２の間、及び、断熱材３５ａ，３５ｂと高温作動部品３０の間、の両方に繊維断熱材を配置することができる。

【0084】

平行スライド面４３、垂直スライド面４４、断熱材３５ａ，３５ｂと断熱ケースＣ２の間、及び／または、断熱材３５ａ，３５ｂと高温作動部品３０の間は、いずれも高温作動部品３０の熱膨張によって、隙間（空気層）が発生する可能性がある部分である。

【0085】

繊維断熱材９１，９２は、例えば綿、グラスウール、またはスポンジ材等、繊維状の素材を、空気を包含するように立体形成した断熱材である。繊維断熱材９１，９２は、空気の対流を抑制することによって断熱性を発揮する。但し、繊維断熱材９１，９２は、概ね空気よりも熱伝導率が高いものの、断熱材３５ａ、３５ｂ等として使用する粒子断熱材と比較して伸縮が自在である。また、実施形態及び変形例において断熱アセンブリ２７，６０を形成する各断熱材を本断熱材とするときには、上記の繊維断熱材は副断熱材である。

【0086】

上記のように高温作動部品３０の熱膨張によって篏合部等に発生する可能性がある隙間の部分に繊維断熱材９１，９２を配置すると、さらに高温作動部品３０の断熱を維持しやすい。これは、繊維断熱材９１，９２が、発生する隙間における空気の対流を抑制するからである。また、繊維断熱材９１，９２には伸縮性を有するので、繊維断熱材９１，９２は篏合部３６ａを形成する妨げになり難く、かつ、高温作動部品３０の熱膨張の程度に応じて平行スライド面４３等に発生する隙間を埋めることができる。その結果、上記のように高温作動部品３０の熱膨張によって発生する隙間の部分に繊維断熱材９１，９２を配置すると、高温作動部品３０の温度が変化して、その熱膨張の程度が変化するときでも、高温作動部品３０の断熱を維持しやすい。

【0087】

なお、所定程度の断熱効果を得るために、粒子断熱材と繊維断熱材を積層して１つの断熱材を形成するときには、低温側に繊維断熱材を配置し、高温側に粒子断熱材を配置する方が、これと逆の配置にするときよりも断熱材全体としての厚さを低減できる。このため、断熱材３５ａ，３５ｂと断熱ケースＣ２または高温作動部品３０に繊維断熱材を配置するときには、断熱材３５ａ，３５ｂと断熱ケースＣ２との間に繊維断熱材を配置することが好ましい。この粒子断熱材及び繊維断熱材の配置よれば、断熱装置１０がさらに小型化される。

【0088】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態及び変形例等で説明した構成は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を限定する趣旨ではない。例えば、上記実施形態及び変形例においては、断熱装置１０は、燃料電池システム１００の一部である高温作動部品３０を断熱しているが、断熱装置１０は断熱すべき部品等を含む他の装置またはシステム等にも好適である。また、上記実施形態及び変形例等はその一部または全部を任意に組み合わせて実施することができる。

【符号の説明】

【0089】

１０ ：断熱装置
１１ ：蒸発器
１２ ：過加熱器
１３ ：改質器
１４ ：空気熱交換器
１５ ：燃料電池スタック
１６ ：燃焼器
２７ ：断熱アセンブリ
３０ ：高温作動部品
３１ａ～３１ｄ ：辺部
３２ａ～３２ｄ ：角部
３３ａ～３３ｄ ：辺部
３４ ：平行スライド面
３４ａ～３４ｄ ：角部
３５ａ～３５ｄ ：断熱材
３６ａ～３６ｄ ：篏合部
４０ ：外界
４１，４２ ：篏合突起
４３ ：平行スライド面
４４ ：垂直スライド面
５１ａ～５１ｄ ：断熱材
６０ ：断熱アセンブリ
６１ａ～６１ｐ ：断熱材
７１ａ～７１ｄ ：篏合部
７２ａ～７２ｄ ：篏合部
７３ａ～７３ｄ ：篏合部
７４ａ～７４ｄ ：篏合部
７６～７９ ：篏合突起
８０，８１ ：隙間
８２ ：篏合部
８３Ａ，８３Ｂ ：断熱材
８４，８８ ：傾斜面
９１，９２ ：繊維断熱材
１００ ：燃料電池システム
Ｃ２ ：断熱ケース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】