JPS6358319B2

JPS6358319B2 -

Info

Publication number: JPS6358319B2
Application number: JP55077367A
Authority: JP
Inventors: Genbee Kawaguchi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-06-09
Filing date: 1980-06-09
Publication date: 1988-11-15
Also published as: JPS576195A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は真空断熱容器等の真空構造体を製造す
る方法に関し、詳しくは真空構造体を組立てる部
材を前処理した後、加工および組立てを行なう真
空構造体の製造方法に関するものである。真空断熱層を有する断熱容器や、それ自体内部
を真空にされる真空容器、または真空断熱を利用
した断熱パネル等の真空構造体は、鋼板、ステン
レス板等の材料を、製作すべき構造体にあわせて
寸法切りし、円筒状その他の形状に加工し、溶接
等によつて組立てた後、真空引きを行なう。真空
断熱体の場合には一般にパーライト等が充填され
た後真空引きされる。然しながら、この真空引き
作業は鋼板、ステンレス板、あるいは充填された
パーライト等から水分やガス成分が徐々に放出さ
れるため、必要とする真空度を得るまでに極めて
長時間を要し、小型のものでも１週間、特に、大
型のものでは全体を加熱することが困難なため、
１ケ月以上を要することも珍しくない。本発明は真空断熱体の製造におけるこのような
問題を解決するものであつて、各種部材を加工し
組立てた後真空引きする真空構造体の製造方法に
おいて、真空部の形成に使用する部材を、加熱下
で真空による脱ガス処理を行なつた後、加工・組
立てを行なうことを特徴とする真空構造体の製造
方法である。即ち、素材状態の鋼材等の部材を、
好ましくは寸法切りをした後に、円筒形に加工す
る前に平板の状態で真空加熱炉中に入れ、加熱真
空脱ガス処理を施し、次いでこれを必要な形状、
例えば円筒状に加工し、製品として組立てたの
ち、従来通り真空引きを行なつて、真空構造体、
例えば真空断熱容器とするものである。本発明の方法によれば、脱ガス処理をされる材
料は円筒形等に加工されていないので、加熱炉中
に一度に多量の材料を収容して脱ガス処理をする
ことができる。また、この様な前処理を施した素
材は、その後、加工・組立てに際して空気に触れ
ても、ガス成分の素材への侵入の深さが浅いの
で、組立後の真空引きに要する時間が著しく短縮
される。部材の脱ガス処理は真空加熱炉によつて行な
う。加熱は通常85〜600℃で、脱ガス処理は炉内
の真空度が少くとも0.1トール、好ましくは10^-3
トール以下に達するまで行なう。真空断熱層に充
填されるパーライト等の充填材も蓋付きドラム中
に入れた状態で同様に脱ガス処理される。脱ガス処理の終了した後は、真空状態のまま冷
却し、冷却後乾燥ガスを導入して常圧とする。冷
却された部材は直ちに加工・組立て工程に移され
ることが好ましい。然しながら脱ガス処理された
部材が短時間に加工・組立てに付されない場合
は、相当期間の保存も可能である。この場合には
脱ガス処理された部材を乾燥雰囲気内で保存する
必要がある。組立て後の真空引きに影響の大きい
のは部材に吸着ないしは吸収された水分であつ
て、本発明によつて脱ガス処理された素材は水分
を排除した環境下に置くことによつて、１ケ月程
度の保存でもなお本発明の効果を期待し得る。保
存のための雰囲気の湿度は低いほどよいが、水分
量が1000ppm（容積）以下であることが好ましい。
また長期の保存では酸素の影響も生ずるので、乾
燥窒素下に保存すればなお良好である。パーライ
ト等の充填材は脱ガス処理後、容器を密閉するこ
とによつて有効に保存し得る。なお真空構造体の組立ての際に熔接部にガスの
巻込みが生じ、組立て後の真空引きにはこの熔接
部からの脱ガスも問題になるが、組立てられた真
空構造体中の熔接部は限定されており、その大部
分は外部からの加熱が可能であり、それによつて
脱ガスを早めることができ、本発明の効果を致命
的に阻害することはない。本発明によつて製造される真空構造体は、組立
て後の真空引きの時間が著しく短縮されるのみな
らず、部材の深部に含有されたガスが予め除去さ
れているので、完成後の真空度の低下が極めて少
なく、従つて通常真空部内に封入しておくゲツタ
ーの量も少なくすることができ、長期にわたつて
必要な真空度を維持することができる。以下、本発明による真空構造体の製造方法を真
空断熱容器の製造に適用した実施例の効果を比較
例を挙げて説明する。実施例及び比較例として製造された実験用真空
断熱容器は第１図に示す魔法瓶形の容器で、すべ
てステンレス（sus304）板で構成されており、用
いられたステンレス板の厚さはネツクチユーブ２
が0.15mm厚である以外はすべて２mm厚である。内
槽は内径D₂＝212.3mm、高さL₃＝465mmであり、外
槽は内径D₃＝263.4mm、高さL₁＝646mmである。ネ
ツクチユーブ２は直径D₁＝50.8mmで、長さL₂＝
155mmであり、取付金具１および６でそれぞれ外
槽上部鏡板５および内槽上部鏡板７に取付けられ
ている。外槽胴板８と内槽胴板９との間隔D₄は
23.55mmである。外槽上部鏡板５には内径12mmの
真空引口３が取付けられており、その内側開口部
には金網４が張られている。この金網は本容器を
組立てる際に外槽下部鏡板１１を残して他をすべ
て熔接してから、容器を倒立して内外槽間にパー
ライト１３を充填するとき、パーライトが真空引
口より洩れないためのものであり、従つて、組立
て後の真空引の際にもパーライトの吸出しを防止
する。パーライトを充填した後、外槽下部鏡板を
熔接し、更にサポート１２が取付けられる。パー
ライトは住友パーライト社製の真空断熱グレート
を用いた。上記実験用真空断熱容器の材料を９台分用意
し、そのうち６台分の材料を真空加熱処理炉内で
脱ガス処理（以下、真空加熱処理という）に付
し、残り３台分はそのまま組立てた。真空加熱処理炉は試料室600mmφ×1000mmの円
筒形で、断熱材はカオウール・ブランケツトを用
い、容量15KW、電熱加熱で、最高600℃まで温
度調節可能である。本実験においては炉内温度は
350℃に設定した。本実験で用いた排気設備は真
空機工(株)製VPC−250型真空排気ユニツトを用
い、その実効排気能力は120／sec、到達真空度
はコールドトラツプ併用時で７×10^-7トールであ
る。前記６台分の材料は、鏡板は市販のプレス品を
用い、所要部分に穴あけ加工したものを、胴板は
寸法切りした平板の状態で、また、ネツクチユー
ブはネツクチユーブ取付金具を上下共ネツクチユ
ーブに銀ろう付した状態で、パーライトはステン
レス製バツトに入れた状態で、それぞれ６台分全
部を前記真空加熱炉に収納した。油回転ポンプを始動して、真空加熱炉の加熱ヒ
ーターに通電し、通電後55分で設定温度350℃に
達した。スタート後４時間10分で炉内圧が0.1ト
ールとなつたので拡散ポンプを始動し、スタート
後６時間45分で６×10^-3トール（350℃）に達し
たので加熱を停止した。真空引きを続けて一晩放
置し、翌朝（スタート後20時間）には炉内温度が
55℃、真空度が3.5×10^-6トールとなつていたの
で、乾燥窒素ガスを炉内に導入して炉の扉を開い
た。このようにして得られた真空加熱処理材料のう
ち３台分の材料は厚手のポリエチレンシートで作
つた袋内にシリカゲル乾燥剤と共に封入し、木箱
に入れて保存し、20日間経過後開封して組立加工
に入つた。真空加熱処理した他の３台分の材料は、炉から
取出されると直ちに、他の真空加熱処理を受けな
かつた３台分と共に組立加工された。以上の各３台よりなる３群、即ち、真空加熱処
理後直ちに組立てたもの（Ａ群）、真空加熱処理
後20日間保管後組立てたもの（Ｂ群）、および全
く真空加熱処理を行なわなかつたもの（Ｃ群）の
計９個の組立てられた容器は、それぞれ組立てら
れると直ちに第２図の如き装置で真空引きされ
た。真空排気ユニツト２１（真空機工(株)製VPC−
250型）は油回転ポンプ２２および油拡散ポンプ
２３よりなり、これに真空引きの主管２４が接続
され、主管２４には多数の枝管２５が設けられて
いる。枝管２５には真空弁２６を介して真空ゴム
管２７が取付けられており、このゴム管２７に真
空引きすべき容器３０が接続される。真空引きさ
れる容器は真空引き口３に電離真空計（日本真空
(株)製GI−TL₂、測定範囲１×10^-2〜１×10^-7トー
ル）の検出部２９を取付けた上、真空弁２８を介
して前記枝管２５の真空ゴム管２７に接続され
る。なお、主管２４にはピラニ真空計（日本真空
(株)製GP−ls型、測定範囲20〜0.001トール）の検
出部が取付けられている。真空引きは真空度が５×10^-5トールに達するま
で行ない、この真空度に達したら真空弁２８を閉
じることにより真空封じ切りを行なう。但し真空
加熱処理を行なわなかつたＣ群の３台に対しては
真空引きで５×10^-5トールに達した後も、それま
での真空引きに要した時間だけ更に真空引きを続
けた後真空封じ切りを行なつた。これは従来の真
空引きにおいては、予定真空度に達してから直ち
に封じ切つたのでは、真空封じ切り後直ちに真空
度の低下を生じて、実用価値のないことが経験上
明らかであるからである。前記Ａ、Ｂ、Ｃの３群の容器につきそれぞれ各
群の組立て終了後直ちにその群の３台全部を第２
図に示すように真空排気ユニツト２１に接続して
同時に室温で真空引きした。真空引き終了後に真
空封じ切りを行なつた時点から30分、12時間、お
よび24時間の時点で各容器の真空度を検出部２９
で電離真空計により測定した。また、その後に各
容器に５Kgの液体窒素を充填し、口を開放のまま
液体窒素の蒸発速度を測定した。この蒸発速度は
液体窒素が全量蒸発するまでの平均蒸発速度であ
る。各群についての測定値は表に示すとおりであ
る。表から明かなように組立て材料に対して真空
加熱処理を行なわなかつたＣ群の容器において
は、真空引きにおいて真空度が５×10^-5トールに
達するのに96時間を要したが、真空加熱処理され
た材料から組立てられたＡ群およびＢ群はそれぞ
れ８時間および25時間ですでに５×10^-5トールの
真空度に達した。更に、Ｃ群については一般に行
なわれてい

【表】

【表】る追加真空引きを行なつたにも拘らず、真空封じ
切り後30分で真空度の急激な低下が見られ、真空
計の検出限界の１×10^-2トールをオーバースケー
ルしてしまつた。一方、Ａ群、Ｂ群にあつてはこ
のような追加真空引きはないにも拘らず、真空封
じ切り後24時間でも充分な真空度を維持し、真空
度の低下が殆どないことが認められた。液体空気
を充填した時に示す真空度も、また液体空気の蒸
発速度の値からも、本発明のＡ群、Ｂ群の断熱性
はＣ群とは明らかに差があることが示されてい
る。また、真空加熱処理した材料を乾燥雰囲気下で
20日間保管した後組立てたＢ群の容器についてい
えば、真空加熱処理した直後に組立てたＡ群の容
器に比較して、真空引き時間および真空封じ切り
後の真空度が若干劣る傾向があるが、Ｃ群よりは
遥かに優れており、特に液体空気の蒸発速度で示
されるように、実用的な断熱性能ではＡ群とほぼ
同等であり、本発明の方法において部材を真空加
熱による脱ガス処理に付することが極めて優れた
効果を有し、その効果は保存性のあることを示し
ている。一般に、組立てられた容器の真空引きに際して
は、容器を加熱して行なうことが効果的であるが
大型容器については全体を加熱することは実際上
不可能な場合が多い。上記実験では、このような
大型容器を想定して真空引きに際しては、容器の
加熱を行なわなかつたものである。従来、大型容
器の真空引きには極めて長時間を要し、しかも真
空封じ切り後も真空度の低下が大きく、それを防
止するために多量のゲツターを真空部に予め封入
しておく必要があり、なおかつ、必要な真空度を
回復させるために度々再真空引きを行なう場合が
多かつた。それに対して本発明の方法によつて組立てられ
た容器は、真空引きに際して容器の加熱ができな
い場合でも、短時間で必要な真空度が得られ、そ
の真空度はその後の低下が極めて少ない。本発明の方法は、真空構造体の製造に当つて、
組立て加工前の素材の状態で真空加熱処理を行な
うため、一度に大量の材料を処理することがで
き、組立て後の真空引きの時間が大巾に短縮さ
れ、かつ、得られた製品の真空度の低下が極めて
小さいので、予め封入するゲツター量も不要か、
あるいは少量で充分であり、再真空引きの手間も
殆ど不要となる。即ち、本発明の方法は製作期間
を大巾に短縮するのみならず、それに要する労
力、エネルギーも大巾に節減され、しかも優れた
真空度の真空構造体を得ることのできる画期的な
方法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の効果を立証する実験に用いら
れた真空断熱容器の構造を示す断面図である。第
２図は実験に用いられた真空引き装置を示す概念
図である。図示された要部と符号との対応は次の
とおりである。１，６……ネツクチユーブ取付金具、２……ネ
ツクチユーブ、３……真空引き口、４……金網、
５，７，１０，１１……鏡板、８……外槽胴板、
９……内槽胴板、１２……サポート、１３……パ
ーライト、２１……真空排気ユニツト、２２……
油回転ポンプ、２３……油拡散ポンプ、２４……
主管、２５……枝管、２６，２８……真空弁、２
７……真空ゴム管、２９……電離真空計検出部、
３０……真空容器、３１……ピラニ真空計検出
部。

Claims

【特許請求の範囲】１各種部材を加工し組立てた後真空引きする真
空構造体の製造方法において、真空部の形成に使
用する部材を、加熱下で真空による脱ガス処理を
行なつた後、加工・組立てを行なうことを特徴と
する真空構造体の製造方法。２部材を予め寸法切りして脱ガス処理を行な
う、特許請求の範囲第１項に記載の方法。３加熱を85〜600℃の温度で行なう、特許請求
の範囲第１項または第２項に記載の方法。４真空による脱ガス処理を、少なくとも0.1〜
0.001トールの真空度になるまで行なう、特許請
求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の
方法。５各種部材を加工し、組立てた後真空引きする
真空構造体の製造方法において、真空部の形成に
使用される部材が加熱下に真空による脱ガス処理
されたもので、かつ、水分が1000ppm（容積）以
下の雰囲気下に保管されたものであることを特徴
とする真空構造体の製造方法。