CN104968584A - 具有真空隔热构件的隔热容器 - Google Patents

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Abstract

隔热容器包括:内部具有在比常温低100℃以上的温度下保持流体的流体保持空间的容器主体;隔热结构体;和设置在该隔热结构体的外侧的容器壳体。该隔热结构体是包括第一隔热层和设置在该第一隔热层的外侧的第二隔热层的多层结构体。在第二隔热层设置有隔热板(10)。该隔热板(10)利用至少由聚苯乙烯构成的发泡树脂层(11)完全覆盖真空隔热构件(20A)。

Description

具有真空隔热构件的隔热容器
技术领域
本发明涉及具有真空隔热构件的隔热容器,特别涉及能够保持液化天然气或氢气等低于常温100℃以上的温度下为流体的物质的隔热容器。
背景技术
天然气或氢气等可燃性气体在常温下为气体,因此在其储藏和输送时液化而保持在隔热容器内。该隔热容器一般为包括内槽(第一槽)和外槽(第二槽)的隔热双重容器。
作为可燃性气体,例示天然气时,保持液化的天然气(LNG)的隔热容器的代表例可以列举陆上设置的LNG储藏罐或LNG输送罐车(船)的罐等。这些LNG罐需要在比常温低100℃以上的温度(LNG的温度通常为-162℃)保持LNG,所以需要尽量提高隔热性能。
但是,作为具有更高的隔热性能的隔热材料的一种,已知利用由无机类材料构成的纤维状的芯材的真空隔热构件。一般的真空隔热构件可以列举在具有阻气性的袋状的外包覆材料的内部以减压密闭状态封入所述芯材的结构。作为该真空隔热构件的应用领域,例如可以列举家庭用冷藏库等家电产品、业务用冷藏设备、或者住宅用的隔热壁等。
另外,最近,对真空隔热构件的隔热性能的进一步提高也进行研究。例如本申请申请人如专利文献1所示提出了如下结构的真空隔热构件:热熔接有作为外包覆材料(外覆件)的多层层压膜的部位为具有多个薄壁部和厚壁部的密封部。由此,与仅设置薄壁部的结构相比,能够抑制外部空气随时间经过进入外包覆材料的内部。因此,具有上述密封部的真空隔热构件能够长期实现优异的隔热性能。
如果将这种真空隔热构件应用于LNG罐等隔热容器,则能够期待有效抑制对隔热容器内的热的进入。LNG罐,只要能够抑制热的进入,就能够有效减轻蒸发气体(BOG)的产生,能够有效降低LNG的自然气化率(蒸发速率,BOR)。作为真空隔热构件应用于LNG罐的例子,例如可以列举专利文献2公开的低温罐的隔热结构。
如图24所示,在专利文献2中,罐外壁501的外侧配置有几千张的隔热板502。隔热板502由内层板503和外层板504构成。内层板503由酚醛泡沫构成,外层板504利用硬质聚氨酯泡沫504b包围真空隔热构件504a的周围而构成。换言之,真空隔热构件504a利用硬质聚氨酯泡沫504b粘接固定而相邻配置,在酚醛泡沫(内层板503)之上形成一体的隔热层(外层板504)。
在隔热板502彼此的接缝506的外侧,以覆盖该接缝506的方式配置追加隔热板505。追加隔热板505与隔热板502同样利用硬质聚氨酯泡沫505b包围真空隔热构件505a的周围而构成。
在上述结构中,真空隔热构件504a与硬质聚氨酯泡沫504b一体化而形成外层板504,真空隔热构件505a也与硬质聚氨酯泡沫505b一体化而形成追加隔热板505。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:WO2010/029730A1公报
专利文献2:日本特开2010-249174号公报
发明内容
发明要解决的课题
此处、作为真空隔热构件的外包覆材料,使用包括热熔接层和阻气层的层叠体,作为代表性的阻气层可以列举铝蒸镀层。这样的层叠体只要应用于家电产品或住宅等领域,就具有有效的耐久性。与此不同,例如在LNG罐等领域,有可能暴露在比家电产品或住宅等领域严酷的环境中,在这样的严酷的环境中,真空隔热构件,特别是外包覆材料要求更高的耐久性。
例如,在LNG输送罐船(tanker)的情况下,基于“国际散装运输液化气体船舶构造和设备规则”(IGC Code),对于真空隔热构件要求即使在罐船的船体破损而海水进入内部的情况下也能够耐受的性能。例如海水中所含的氯化钠等盐被已知为铝的腐蚀促进物质。因此,当真空隔热构件暴露在海水中时,外包覆材料(包含阻气层的层叠体)有可能腐蚀。另外,如果外包覆材料腐蚀而破袋或破损,那么不仅再也不能维持真空隔热构件的内部的减压状态,还有可能因进入内部的海水与芯材接触而使芯材腐蚀。
但是,在LNG罐等隔热容器的领域,作为隔热材料使用真空隔热构件只能找到专利文献2公开的技术,几乎不被人所知。于是,为了将真空隔热构件应用到隔热容器,需要对真空隔热构件的耐久性的进一步提高进行研究等。
本发明是为了解决这种技术问题而做出的,其目的在于,提供在将真空隔热构件应用于在低温下保持LNG或氢气等流体的隔热容器的情况下能够进一步提高该真空隔热构件的耐久性等的技术。
用于解决课题的方法
本发明的隔热容器结构如下:包括:内部具有以比常温低100℃以上的温度保持流体的流体保持空间的容器主体;隔热结构体;和设置在该隔热结构体的外侧的容器壳体,该隔热结构体是包括第一隔热层和设置在该第一隔热层的外侧的第二隔热层的多层结构体,上述第二隔热层包括利用真空隔热构件构成的隔热板,上述真空隔热构件包括由无机类材料构成的纤维状的芯材和具有阻气性的袋状的外包覆材料,在该外包覆材料的内部以减压密闭状态封入上述芯材而构成,上述隔热板利用发泡树脂层完全覆盖上述真空隔热构件的上述外包覆材料。
另外,本发明的隔热容器还可以采用如下结构:包括:内部具有以比常温低100℃以上的温度保持流体的流体保持空间的容器主体;隔热结构体;和设置在该隔热结构体的外侧的容器壳体,该隔热结构体是包括第一隔热层和设置在该第一隔热层的外侧的第二隔热层的多层结构体,上述第二隔热层包括真空隔热构件,上述真空隔热构件包括由无机类材料构成的纤维状的芯材和具有阻气性的袋状的外包覆材料,在上述外包覆材料的内部已减压密闭状态封入上述芯材而构成,并且具有抑制或防止该真空隔热构件的急剧变形的防爆结构。
另外,本发明的隔热容器还可以采用如下结构:用于以比常温低100℃以上的温度保持低温物质,上述隔热容器包括:容器主体;和配置在该容器主体的外侧的隔热结构体,该隔热结构体是包括从上述容器主体向外侧依次设置的第一隔热层和第二隔热层的多层结构体,该第二隔热层包括在外包覆材料的内部收纳芯材并减压密闭的真空隔热构件,该真空隔热构件被具有凸缘部的紧固部件固定于上述第一隔热层,在上述真空隔热构件设置有在厚度方向贯通的贯通部,并且在该贯通部的周围设置有将上述外包覆材料彼此熔接而形成的熔接层,在由上述紧固部件固定上述真空隔热构件的状态下,上述紧固部件以插入到上述贯通部的状态利用上述凸缘部按压上述熔接层。
本发明的上述目的、特征和优点参照附图通过以下优选的实施方式的具体说明变得显而易见。
发明效果
本发明中,根据以上的结构,能够获得如下的效果:能够提供在将真空隔热构件应用于在低温下保持LNG或氢气等流体的隔热容器的情况下能够进一步提高该真空隔热构件的耐久性等的技术。
附图说明
图1A是表示具有作为本发明的实施方式1的隔热容器的船内罐的膜方式的LNG输送罐船的概略结构的示意图,图1B是表示与图1A的I-I矢视截面对应的船内罐的概略结构的示意性图。
图2是表示图1所示的船内罐的内表面的二层结构的示意性立体图和其部分放大截面图。
图3是表示用于图1和图2所示的船内罐的真空隔热构件的内表面的代表结构的示意性截面图。
图4是图3所示的真空隔热构件的示意性平面图。
图5A和图5B是分别表示具有图3和图4所示的真空隔热构件的隔热板的一例的示意性截面图。
图6A和图6B是分别表示图5B所示的隔热板的其他例的示意性截面图。
图7是表示用于本发明的实施方式2的隔热容器的真空隔热构件所具有的作为膨胀缓和部的止回阀的一例的示意性截面图。
图8是表示图7所示的真空隔热构件所具有的作为膨胀缓和部的止回阀的另一例的示意性截面图。
图9是表示图7所示的作为膨胀缓和部的强度下降部位的一例的示意图。
图10A是表示具有作为本发明的实施方式3的隔热容器的具有球形罐的球形罐方式的LNG输送罐船的概略结构的示意图,图10B是表示与图1A的II-II矢视截面对应的球形罐的概略结构的示意图。
图11是表示本发明的实施方式4的隔热容器所具有的隔热结构体的结构的一例的示意性截面图。
图12是表示构成图11所示的隔热结构体的真空隔热构件的截面结构的一例的示意性截面图。
图13是表示构成图11所示的隔热结构体的真空隔热构件的结构的一例的示意性平面图。
图14是表示本发明的实施方式5的隔热容器所具有的隔热结构体的结构的一例的示意性截面图。
图15表示本发明的实施方式5的隔热容器所具有的隔热结构体的结构的其他例的示意性截面图。
图16表示本发明的实施方式5的隔热容器所具有的隔热结构体的结构的另一其他例的示意性截面图。
图17表示本发明的实施方式6的隔热容器所具有的隔热结构体的结构的一例的示意性截面图。
图18表示本发明的实施方式6的隔热容器所具有的隔热结构体的结构的其他例的示意性截面图。
图19是表示作为本发明的实施方式7的隔热容器的地上式LNG罐的代表结构的示意性截面图。
图20是表示作为本发明的实施方式7的隔热容器的地下式LNG罐的代表结构的示意性截面图。
图21是表示作为本发明的实施方式7的隔热容器的地上式LNG罐的其他结构的示意性截面图。
图22是表示作为本发明的实施方式8的隔热容器的氢罐的代表结构的示意性截面图。
图23是作为本发明的一个实施例的表示本发明的隔热容器的热模拟的结果的曲线图。
图24是表示现有的隔热容器的隔热结构的示意性截面图。
具体实施方式
本发明的隔热容器结构如下:包括:内部具有以比常温低100℃以上的温度保持流体的流体保持空间的容器主体;隔热结构体;和设置在该隔热结构体的外侧的容器壳体,该隔热结构体是包括第一隔热层和设置在该第一隔热层的外侧的第二隔热层的多层结构体,上述第二隔热层包括利用真空隔热构件构成的隔热板,上述真空隔热构件包括由无机类材料构成的纤维状的芯材和具有阻气性的袋状的外包覆材料,在该外包覆材料的内部以减压密闭状态封入上述芯材而构成,上述隔热板利用发泡树脂层完全覆盖上述真空隔热构件的上述外包覆材料。
根据上述结构,隔热容器具有两层的“隔热槽结构”以外,最外层的第二隔热层还具有利用发泡树脂层包覆真空隔热构件的隔热板。由此,能够实现优异的隔热性能,并且能够良好地保护真空隔热构件,所以即使例如海水等与真空隔热构件接触或暴露在制造隔热容器时等严酷的环境中,也能够有效抑制外包覆材料或芯材等的腐蚀(盐害),能够发挥优秀的防爆性,能够维持真空隔热构件的耐久性和可靠性。
另外,发泡树脂层保护真空隔热构件,所以隔热板不仅给真空隔热构件赋予对海水等异物或制造时等的严酷的环境的耐久性,还能够赋予针对物理冲击等的耐久性(耐冲击性)。因此,真空隔热构件的防爆性进一步得到提高。而且,因存在隔热板(真空隔热构件),与现有技术相比能够提高隔热性能,所以“隔热槽结构”的厚度能够比现有技术更薄。由此,能够减少隔热容器的制造成本。
在上述结构的隔热容器中,可以是如下结构:上述发泡树脂层是将包含有机类发泡剂的原料加热而使其发泡,并且以不残留上述有机类发泡剂的方式形成的。
另外,在上述结构的隔热容器中,可以是如下结构:上述外包覆材料具有用于对袋内部进行减压的开口部,该开口部的内表面为热熔接层,在通过上述开口部的热熔接形成的密封部,在上述热熔接层彼此的熔接部位的至少一部分,包含多个厚度薄的薄壁部。
另外,在上述结构的隔热容器中,可以是如下结构:上述密封部除了多个上述薄壁部外,还包括多个厚壁部,该厚壁部为上述熔接部位的厚度厚的厚壁部,上述厚壁部和上述薄壁部以上述薄壁部位于上述厚壁部之间的方式交替配置。
另外,在上述结构的隔热容器中,可以是如下结构:构成上述隔热板的上述真空隔热构件和上述发泡树脂层利用粘接剂粘接而被一体化。
本发明的隔热容器还可以是如下结构:包括:内部具有以比常温低100℃以上的温度保持流体的流体保持空间的容器主体;隔热结构体;和设置在该隔热结构体的外侧的容器壳体,该隔热结构体是包括第一隔热层和设置在该第一隔热层的外侧的第二隔热层的多层结构体,上述第二隔热层包括真空隔热构件,上述真空隔热构件包括由无机类材料构成的纤维状的芯材和具有阻气性的袋状的外包覆材料,在上述外包覆材料的内部已减压密闭状态封入上述芯材而构成,并且具有抑制或防止该真空隔热构件的急剧变形的防爆结构。
根据上述结构,在最外层的第二隔热层设置有具有优异的隔热性并且具有防爆结构的真空隔热构件。所以能够良好地抑制热从外部进入,并且能够良好地在第一槽内以比常温低100℃以上的温度保持流体。而且,真空隔热构件具有膨胀缓和部,所以位于最外层的真空隔热构件即使暴露在严酷的环境中导致内部的残留气体膨胀,也能够有效避免真空隔热构件的急剧的变形。因此,能够发挥优异的防爆性,所以能够进一步提高真空隔热构件的稳定性。
在上述结构的隔热容器中,可以是如下结构:上述真空隔热构件构成为上述外包覆材料完全被发泡树脂层覆盖的隔热板,并且上述防爆结构通过以发泡后不残留有机类发泡剂的方式形成上述发泡树脂层来实现。
另外,在上述结构的隔热容器中,可以是如下结构:上述真空隔热构件还包括与上述芯材一起被封入上述外包覆材料的内部并吸附内部的残留气体的吸附剂,上述防爆结构通过上述吸附剂采用化学吸附上述残留气体的化学吸附型的吸附剂、或采用不因残留气体的吸附而发热的非发热性的吸附剂、或者采用化学吸附型且非发热性的吸附剂来实现。
另外,在上述结构的隔热容器中,可以是如下结构:上述防爆结构通过在上述外包覆材料设置膨胀缓和部而实现,上述膨胀缓和部当残留气体在该外包覆材料的内部膨胀时向外部释放该残留气体来缓和膨胀。
另外,在上述结构的隔热容器中,可以是如下结构:上述膨胀缓和部是设置在上述外包覆材料的止回阀或者预先设置在上述外包覆材料的局部地强度低的部位。
另外,在上述结构的隔热容器中,可以是如下结构:上述外包覆材料具有用于对袋内部进行减压的开口部,该开口部的内表面为热熔接层,在通过上述开口部的热熔接形成的密封部,在上述热熔接层彼此的熔接部位的至少一部分,包含多个厚度薄的薄壁部。
另外,在上述结构的隔热容器中,可以是如下结构:上述密封部除了多个上述薄壁部外,还包括多个厚壁部,该厚壁部为上述熔接部位的厚度厚的厚壁部,上述厚壁部和上述薄壁部以上述薄壁部位于上述厚壁部之间的方式交替配置。
另外,在上述结构的隔热容器中,可以是如下结构:上述密封部除了多个上述薄壁部外,还包括多个厚壁部,该厚壁部为上述熔接部位的厚度大的厚壁部,上述厚壁部和上述薄壁部以上述薄壁部位于上述厚壁部之间的方式交替配置。。
本发明的隔热容器,也可以是如下结构:用于以比常温低100℃以上的温度保持低温物质,上述隔热容器包括:容器主体;和配置在该容器主体的外侧的隔热结构体,该隔热结构体是包括从上述容器主体向外侧依次设置的第一隔热层和第二隔热层的多层结构体,该第二隔热层包括在外包覆材料的内部收纳芯材并减压密闭的真空隔热构件,该真空隔热构件被具有凸缘部的紧固部件固定于上述第一隔热层,在上述真空隔热构件设置有在厚度方向贯通的贯通部,并且在该贯通部的周围设置有将上述外包覆材料彼此熔接而形成的熔接层,在由上述紧固部件固定上述真空隔热构件的状态下,上述紧固部件以插入到上述贯通部的状态利用上述凸缘部按压上述熔接层。
根据上述结构,利用紧固部件经由贯通部将真空隔热构件与第一隔热层固定。因此,无需例如将真空隔热构件与树脂制隔热材料(硬质聚氨酯泡沫等)一体化而形成板。这种板有可能因真空隔热构件和树脂制隔热材料的热收缩率的不同而产生翘曲等变形,该变形有可能导致板彼此间产生间隙而降低隔热性能。然而,在上述结构中,真空隔热构件利用紧固部件机械固定,所以能避免板的变形和变形导致的间隙的产生等不良。结果是能够实现优异的隔热性能。
另外,在上述板中,有可能因热收缩率的不同,真空隔热构件的外包覆材料被树脂制隔热材料拉引伸缩导致经时劣化。然而,在上述结构中,真空隔热构件利用紧固部件机械固定,所以还能避免真空隔热构件的拉引伸缩。因此,还能够避免外包覆材料的经时劣化,所以真空隔热构件能够长期良好地保持隔热性能。结果是,隔热结构体能够长期维持良好的隔热性能。
另外,在上述结构的隔热容器中,可以是如下结构:上述紧固部件的长度为不足上述容器主体的长度。
另外,在上述结构的隔热容器中,可以是如下结构:上述贯通部为圆形。
另外,在上述结构的隔热容器中,可以是如下结构:上述凸缘部部不从上述真空隔热构件的外缘伸出。
另外,在上述结构的隔热容器中,可以是如下结构:上述流体为氢气、烃气或包含它们的可燃性气体。
以下参照附图说明本发明的优选实施方式。此外,下面,在所有的图中,对同一或相当的要素附加相同的参照标记,省略其重复的说明。
(实施方式1)
[作为隔热容器的船内罐]
本实施方式中,作为本发明的隔热容器的代表性一例,列举LNG输送罐船上设置的LNG用的船内罐说明本发明。
如图1A所示,本实施方式的LNG输送罐船100A是膜方式的罐船,包括多个船内罐110(图1A中共有4个)。多个船内罐110沿着船体111的长度方向排列成一列。各个船内罐110如图1B所示,内部为储藏(保持)液化天然气(LNG)的内部空间(流体保持空间)。另外,船内罐110的大部分被船体111外部支承,其上方被甲板112密闭。
在船内罐110的内表面,如图1B和图2所示,从内侧向外侧去,依次层叠有一次膜113、一次防热箱114、二次膜115和二次防热箱116。由此,在船内罐110的内表面,形成有双重的“隔热槽结构”(隔热结构体)。此处所指的“隔热槽结构”是指由防热材料(隔热材料)的层和金属制的膜(membrane)构成的结构。由一次膜113和一次防热箱114构成内侧的“隔热槽结构”,由二次膜115和二次防热箱116构成外侧的“隔热槽结构”。
防热材料用于防止(或抑制)热量从船内罐110的外部进入内部空间,在本实施方式中使用一次防热箱114和二次防热箱116。一次防热箱114和二次防热箱116的具体结构无特别限制,代表性地,如图2所示,可以列举在木制的箱体31的内部填充有珠光体(perlite)等发泡体32的结构。另外,防热材料不限于隔热箱还可以使用公知的其他防热材料或隔热材料。
膜作为用于在内部空间保持LNG不漏出的“槽”发挥作用,其包覆在防热材料之上使用。在本实施方式中,使用包覆在一次防热箱114之上(内侧)的一次膜113和包覆在二次防热箱116之上(内侧)的二次膜115。一次膜113和二次膜115的具体结构没有特别限制,但代表性地,可以列举不锈钢或镍合金(殷钢)等金属膜。
另外,一次膜113和二次膜115均为不使LNG漏出的部件,但不具有能维持作为船内罐110的结构的强度。船内罐110的结构被船体111(和甲板112)支承。换言之,来自船内罐110的LNG的漏出被一次膜113和二次膜115防止,LNG的载荷经由一次防热箱114和二次防热箱116被船体111支承。因此,在将船内罐110视作隔热容器的情况下,船体111相当于“容器壳体”,一次膜113(内部为流体保持空间)相当于容器主体。
在本实施方式中,两层的“隔热槽结构”中,位于最外侧的二次防热箱116处,如图2所示,设置有隔热板10。图2所示的例子中,隔热板10位于二次防热箱116的内部、从船内罐110看作为外侧的面的背侧的位置。隔热板10在其内部包括真空隔热构件20A。
[真空隔热构件]
真空隔热构件20A如图3所示,包括芯材21、外包覆材料(外覆件)22和吸附剂23。芯材21是由无机类材料构成的纤维状的部件,以减压密闭状态(大致真空状态)封入外包覆材料22的内部。外包覆材料22是具有阻气性的袋状的部件,在本实施方式中,通过使两片的层叠片220相对而使其周围被密封部24密封,从而成为袋状。
芯材21由无机类材料构成的纤维(无机类纤维)构成即可。具体而言,例如能够列举玻璃纤维、陶瓷纤维、渣棉纤维、岩棉纤维等。另外,芯材21优选成形为板状,所以除了这些无机类纤维以外,还可以含公知的粘合剂材料、粉体等。这些材料有助于芯材21的强度、均匀性、刚性等的物性的提高。
另外,作为芯材21,也可以使用无机类纤维以外的公知的纤维,但在本实施方式中,作为一玻璃纤维等为代表的无机类纤维,使用平均纤维直径在4μm~10μm的范围内的玻璃纤维(纤维直径比较粗的玻璃纤维),进一步将这种玻璃纤维烧制而用作芯材21。
像这样,如果芯材21是无机类纤维,则能够减少在真空隔热构件20A的内部从芯材的成分放出残留气体所致的真空度的降低。而且,如果芯材21是无机类纤维,则芯材21的吸水性(吸湿性)下降,所以能够维持真空隔热构件20A的内部的水分量较低。
另外,由于烧制无机类纤维,即便是外包覆材料22因某种影响导致破袋或破损,芯材21也不会膨胀得很大,能够保持作为真空隔热构件20A的形状。具体而言,例如不烧制无机类纤维地密封作为芯材21时,破袋时的膨胀,虽然根据各种条件而不同,但能够达到破袋前的2~3倍。与此不同,通过烧制无机类纤维,能够将破袋时的膨胀抑制在1.5倍以内。因此,通过对作为芯材21的无机类纤维实施烧制处理,能够有效抑制破袋或破损时的膨胀,提高真空隔热构件20A的尺寸保持性。
另外,无机类纤维的烧制条件没有特别限制,能够适当地使用公知的各种条件。另外,无机类纤维的烧制在本发明中是特别优选的处理,但不是必须的处理。
层叠片220在本实施方式中是依次层叠有表面保护层221、阻气层222和热熔接层223的三层的结构。表面保护层221是用于保护真空隔热构件20A的外表面(正面)的树脂层,例如利用尼龙膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚丙烯膜等公知的树脂膜,但没有特别限定。表面保护层221既可以仅由一种膜构成,也可以层叠多个膜而构成。
阻气层222是用于防止外部空气进入到真空隔热构件20A的内部的层,可以优选地利用具有阻气性的公知的膜。作为具有阻气性的膜,例如能够列举铝箔、铜箔、不锈钢箔等金属箔、对作为基材的树脂膜蒸镀了金属或金属氧化物的蒸镀膜、对该蒸镀膜的表面进而实施公知的涂敷处理的膜等,但没有特别限制。作为用于蒸镀膜的基材,可以列举聚对苯二甲酸乙二醇酯膜或乙烯-乙烯醇共聚物膜等,作为金属或金属氧化物,能够列举铝、铜、氧化铝、氧化硅等,但没有特别限制。
热熔接层223是用于使层叠片220彼此相对贴合的层,并且也作为保护阻气层222的表面的层发挥作用。即,阻气层222的一方的面(外表面、正面)被表面保护层221保护,但另一方的面(内表面、背面)被热熔接层223保护。在真空隔热构件20A的内部封入有芯材21和吸附剂23,所以这些内部的物体对阻气层222的影响能够被热熔接层223防止或抑制。作为热熔接层223能够列举例如低密度聚乙烯等热可塑性树脂构成的膜,但没有特别限制。
另外,层叠片220也可以包括表面保护层221、阻气层222和热熔接层223以外的层。另外,阻气层222和热熔接层223与表面保护层221同样,既可以仅由一种膜构成,也可以层叠多个膜而构成。即,层叠片220只要满足如下条件,其具体结构就没有特别限制:一对面(正反面)中一方的面为热熔接层223;以及多层结构中具有阻气层222(或者多层结构中任一层具有阻气性)。
在本实施方式中,层叠片220在使热熔接层223彼此相对地配置两片的状态下使周缘部的大部分热熔接,从而形成为袋状的外包覆材料22即可。具体而言,例如,如图4所示,将层叠片220的周缘部的一部分(图4对面左侧的上方)作为开口部25留下,将除了开口部25之外的周缘部的其余部分以包围中央部分(芯材21被收纳的部分)的方式进行热熔接即可。
吸附剂23在外包覆材料22的内部减压密封芯材21后,吸附除去从芯材21的微细的空隙等放出的残留气体(也包含水蒸气)、从密封部24等极小量进入的外部空气(也包含水蒸气)。吸附剂23的具体种类没有特别限制,但优选能够使用包括沸石、氧化钙、硅胶等公知的材料。
此处,吸附剂23优选不是具有物理吸附作用的吸附剂,而是具有化学吸附作用的吸附剂(化学吸附型),吸附剂23优选为不会因残留气体的吸附而发热的吸附剂(非发热性材料),优选为不燃性材料。如果吸附剂23是化学吸附型,则与物理吸附型相比,吸附的残留气体不会容易脱离,所以能够良好地保持真空隔热构件20A的内部的真空度。
在本实施方式中,作为吸附剂23能够使用在公知的包装材内包含粉末状的ZSM-5型沸石的吸附剂。只要ZSM-5型沸石为粉末状,表面积就增大,所以能够提高气体吸附能力。
另外,从提高常温下的氮吸附特性的观点出发,在ZSM-5型沸石中尤其优选使用ZSM-5型沸石的铜位中至少50%以上的铜位为铜一价位,铜一价位中至少50%以上为配位三氧的铜一价位的ZSM-5型沸石。像这样,ZSM-5型沸石是提高了配位三氧的铜一价位率的沸石时,能够大幅提高减压下的空气的吸附量。
另外,ZSM-5型沸石时具有化学吸附作用的气体吸附剂。因此,例如即使发生温度上升之类的各种环境要因,可能对吸附剂23产生某种影响,也能够实质上防止一度吸附的气体重新放出。因此,在处理可燃性燃料等的情况下,即使因某种影响吸附剂23吸附了可燃性气体,也不会因之后的温度上升等影响下重新放出气体。结果是能够进一步提高真空隔热构件20A的防爆性。
另外,ZSM-5型沸石是不燃性的气体吸附剂,所以本实施方式的吸附剂23实质上仅由不燃性材料构成。因此,包括芯材21在内,在真空隔热构件20A的内部不使用可燃性材料,能够进一步提高防爆性。作为无机类的气体吸附剂,例如可以列举锂(Li)等,但锂是可燃性材料。而且,在本实施方式中,作为真空隔热构件20A的用途例示了LNG用的船内罐110。因此,一旦将这种可燃性材料用作吸附剂23,即便假定不至于引起大爆炸,但不言而喻也不适合于处理LNG等可燃性燃料等的容器。
如上所述,如果吸附剂23是非发热性材料或不燃性材料或者满足这两者的材料,则即便外包覆材料22损伤等导致异物进入内部,也能够避免吸附剂23发热或燃烧的顾虑。因此,能够提高真空隔热构件20A的稳定性。
真空隔热构件20A的具体的制造方法没有特别限制,能够适当的使用公知的制作方法。在本实施方式中,如上所述,通过将两片的层叠片220重合以形成开口部25的方式将周缘部热熔接,从而得到袋状的外包覆材料22。因此,如图4所示,从开口部25向外包覆材料22的内部插入芯材21和吸附剂23,例如在减压腔室等减压设备内减压即可。由此,从开口部25,袋状的外包覆材料22的内部(袋内部)被充分减压而成为大致真空状态。
然后,与其他的周缘部同样,开口部25也通过热熔接密闭密封,就能得到真空隔热构件20A。另外,热熔接、减压等各条件没有特别限制,能够适当采用公知的各种条件。另外,外包覆材料22不限于使用两片的层叠片220的结构。例如也能够将一片层叠片220一半折弯,将两方的侧缘部热熔接,就能够得到具有开口部25的袋状的外包覆材料22。或者也可以将层叠片220成形为筒形,密封一方的开口部。
无论是何种,在本实施方式中,外包覆材料22,就开口部25而言,具有其内表面为热熔接层223的开口部25即可。由此,通过在将热熔接层223彼此接触的状态下进行热熔接,能够密封开口部25。因此,只要在减压后密封开口部25就能密封袋内部。
将外包覆材料22的周缘部热熔接而得到的密封部24,如图3所示,只要为相对的热熔接层223彼此相互熔接而形成熔接部位的结构即可。此处,在本实施方式中,密封部24如图3的放大图所示,优选至少包含多个薄壁部241,更加优选包含厚壁部242。薄壁部241是与只是重合而已的热熔接层223的厚度相比热熔接层223彼此的熔接部位的厚度较薄的部位,而厚壁部242是热熔接层223彼此的熔接部位的厚度较厚的部位。密封部24至少包括薄壁部241,从而外部空气等更难以从密封部24进入真空隔热构件20A的内部。
在外包覆材料22的周缘部,露出有热熔接层223的极小端面,因此外部空气有可能通过密封部24进入。外包覆材料22的阻气层222并不能够完全隔断外部空气的进入,但与热熔接层223相比,气体(含水蒸气)的透过性极低。因此,进入真空隔热构件20A的内部的外部空气的大部分能够视为通过了密封部24。
只要密封部24包括薄壁部241,就能够增大从热熔接层223的端面进入的外部空气的透过阻力。因此,能够有效抑制外部空气的进入。另外,如图3所示,只要以薄壁部241位于厚壁部242之间的方式交替配置厚壁部242和薄壁部241,就能够提高密封部24的强度,并且有效抑制薄壁部241成为热桥(heat bridge)所致的阻气层222彼此之间的热传导。
另外,包含多个薄壁部241和厚壁部242的密封部24的形成方法等没有特别限制。代表性的形成方法可以列举专利文献1公开的方法。另外,薄壁部241和厚壁部242的个数也没有特别限制,虽然根据作为密封部24的周缘部的宽度而不同,但薄壁部241为4~6个即可。
[隔热板]
在本实施方式中,二次防热箱116所具有的隔热板10利用上述的真空隔热构件20A构成。具体而言,如图5A、图5B所示,隔热板10是利用发泡树脂层11完全包覆真空隔热构件20A的外包覆材料22得到的。
发泡树脂层11由聚氨酯或聚苯乙烯等公知的发泡树脂构成即可,但优选由含有聚苯乙烯的苯乙烯类树脂组成物构成。此处所指的苯乙烯类树脂组成物是作为树脂成分含有聚苯乙烯或苯乙烯类共聚物的即可。聚苯乙烯是仅将苯乙烯作为单体聚合得到的聚合物,作为苯乙烯类共聚物,既可以是将具有与苯乙烯同样的化学结构的化合物(苯乙烯类化合物)作为单体聚合的聚合物,也可以是将多种苯乙烯类化合物共聚得到的共聚物,还可以是将苯乙烯类化合物(含苯乙烯)与其他单体化合物共聚得到的共聚物。
此处,作为聚合物类化合物,除了苯乙烯之外,还能够列举:o-甲基苯乙烯、m-甲基苯乙烯、p-甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、t-丁基甲苯、二乙烯基苯等,不过没有特别限制。另外,苯乙烯类共聚物只要是作为单体成分使用苯乙烯类化合物(含苯乙烯)的聚合物即可,所以如上所述,也可以含有苯乙烯类化合物以外的单体化合物,但一般来说,所有的单体成分中,苯乙烯类化合物含有50摩尔%以上即可。苯乙烯类化合物以外的单体化合物的具体种类没有特别限定,能够优选使用能与苯乙烯共聚的公知的化合物(例如,乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、2-甲基-丙烯等烯烃类化合物)。
另外,作为用于苯乙烯类树脂组成物的树脂成分,聚苯乙烯或苯乙烯类共聚物(统称为苯乙烯类树脂)至少使用一种即可,但也可以使用两种以上的苯乙烯类树脂。而且作为树脂成分,除了苯乙烯类树脂外,还可以并用公知的树脂、例如聚烯烃或烯烃共聚物等烯烃类树脂。此时,发泡树脂层11所含的所有的树脂成分中,苯乙烯类树脂为50重量%以上即可。
另外,苯乙烯类树脂组成物中除了树脂成分以外也可以含有公知的添加剂。作为添加剂,具体而言,例如能够列举填充剂、滑剂、离型剂、可塑剂、防氧化剂、难燃剂、紫外线吸收剂、防带电剂、加强剂等,但没有特别限制。另外,发泡树脂层11的形成中使用下述的有机类发泡剂,但在本说明书中,有机类发泡剂不被包含在此处所说的添加剂中。
苯乙烯类树脂组成物,如上所述含有公知的有机类发泡剂。作为有机类发泡剂,具体而言例如能够列举丙烷、n-丁烷、异丁烷、n-戊烷、异戊烷、新戊烷、环戊烷、己烷等饱和烃;二甲醚、二乙醚、甲乙醚等醚化合物;氯甲烷、二氯甲烷、二氯二氟甲烷等卤代烃等,但没有特别限制。这些有机类发泡剂既可以仅使用一种,也可以适当组合两种以上来使用。它们之中尤其优选使用n-丁烷等饱和烃。
发泡树脂层11的形成方法没有特别限制,利用公知的方法将苯乙烯类树脂和其他成分以及有机类发泡剂混合调制苯乙烯类树脂组成物,将所得到的苯乙烯类树脂组成物和真空隔热构件20A收纳在隔热板10的成型模中,使有机类发泡剂发泡即可。此时,在成形模内,利用公知的方法填充苯乙烯类树脂组成物以使真空隔热构件20A完全包覆到发泡树脂层11内即可。
苯乙烯类树脂组成物的具体形式没有特别限制,通常为发泡珠即可。即,发泡树脂层11为所谓“珠法发泡苯乙烯(EPS,ExpandedPoly-Styrene)”即可。这种情况下,将发泡珠和真空隔热构件20A收纳在成形模中,通过蒸汽加热,使有机类发泡剂发泡即可。发泡树脂层11为EPS时,通过蒸汽加热,能得到发泡珠彼此相互熔接的成形体(隔热板10)。
所得到的隔热板10如图5A或图5B所示,是在发泡树脂层11内包含真空隔热构件20A的结构。由此,能够保护真空隔热构件20A的表面。另外,内含真空隔热构件20A的隔热板10被制造为“成形品”,其形状和尺寸能够标准化。因此,隔热板10与在外包覆材料22中收纳芯材21的结构的真空隔热构件20A相比,能够提高作为“隔热材料”的尺寸精度。
而且,在本发明中,隔热板10应用于如图1A和图1B等所示的船内罐110等隔热容器中,但通过保护隔热板10的表面,能够提高隔热容器本身的可靠性。
例如,在本实施方式中,隔热板10如图2所示,在二次防热箱116内设置于外侧的位置。这是为了通过将隔热性能优异的真空隔热构件20A配置在隔热容器(船内罐110)的最外层,有效抑制热量从外部进入。此处,在LNG输送罐船100A中,针对船内罐110,要求符合国际海事机关(IMO)制定的“国际散装运输液化气体船舶构造和设备规则”(IGC code)的必要条件。
在IGC规则中,针对膜方式的船内罐110,考虑到船舶的碰撞或触礁等导致的船体111的损伤,要求完全二次防护壁。此处,万一船体111受到损伤的情况下,作为船内罐110的最外层的二次防热箱116第一个接触海水。因此,在二次防热箱116内位于外侧的真空隔热构件20A也要求能够耐受海水的接触的耐久性。
用于真空隔热构件20A的外包覆材料22的层叠片220基本上为树脂制,但阻气层222如上所述使用金属箔或金属蒸镀膜。一般来说金属一接触到海水就容易被海水中所含的各种离子等腐蚀。在本实施方式中,隔热板10是利用发泡树脂层11完全包覆真空隔热构件20A的结构,所以海水即使进入船体111内,也能够通过发泡树脂层11有效避免海水接触到真空隔热构件20A。由此,能够有效地抑制外包覆材料22或芯材21等的腐蚀(盐害)。
另外,隔热板10如图和图5A、图5B所示,不是仅由发泡树脂层11构成,而是在内部具有真空隔热构件20A,所以隔热性非常优异。因此,不会降低隔热性能,还能够比现有技术减二次防热箱116的厚度(即“隔热槽结构”的厚度)薄。由此,能够减少船内罐110的制造成本。
而且,发泡树脂层11保护真空隔热构件20A,所以即使对隔热板10施加冲击等,也能够有效抑制真空隔热构件20A的破袋或破损等。因此,隔热板10不仅给真空隔热构件20A赋予对海水等异物或制造时等的严酷的环境的耐久性,还能够赋予针对物理冲击等的耐久性(耐冲击性)。结果是能够提高真空隔热构件20A的可靠性。
另外,发泡树脂层11如上所述优选使用苯乙烯类树脂组成物。一般来说,EPS与发泡聚氨酯(聚氨酯泡沫)等相比吸水性低,隔热性能的劣化速度也小。因此,与发泡树脂层11由发泡聚氨酯构成的情况相比,真空隔热构件20A的保护性能和隔热性能均更优异。另外,真空隔热构件20A的外包覆材料22具有上述的密封部24,因此真空隔热构件20A本身具有良好的耐久性。由此,隔热板10不仅能够发挥对海水的耐久性,还能对船内罐110制造时或维修时的各种环境变化,也发挥充分的耐久性。
具体而言,例如,收纳在船内罐110的LNG通常为-162℃,因此包括隔热板10(真空隔热构件20A)的“隔热槽结构”需要能够耐受-70℃~+60℃的广温度范围内的使用。另外,需要设想,在制造船内罐110时,“隔热槽结构”暴露在+110℃的水蒸气中,在维修时,暴露在+80℃的环境。
而且,在制造船内罐110时,需要高精度的膜焊接,膜的焊接部位进行目视检查以及利用氦气的泄漏检查等。泄漏检查一般在船内罐110内填充20体积%浓度的氦气加压的状态下利用检测器检测氦气从焊接部位的泄漏。氦气分子尺寸小,所以与作为空气主成分的氮和氧相比更容易进入真空隔热构件20A的内部。然而,真空隔热构件20A具有含薄壁部241和厚壁部242的密封部24,所以即使在泄漏检查时,也能够充分降低氦气进入外包覆材料22的内部的可能性。
[隔热板的变形例]
此处,如图5A示意性地所示,隔热板10的皮层10a、10b与隔热板10的内部相比,处于发泡珠被压缩固化的状态。与此不同,如图5B所示,隔热板10也可以是除去皮层10a、10b得到的。换言之,隔热板10也可以是具有除去皮层10a、10b的面的结构。由此,能够良好地从隔热板10的发泡树脂层11除去有机类发泡剂。
一般来说,在EPS成形品中,留下有机类发泡剂的,隔热性更优异。然而,有机发泡剂的存在有可能使上述的利用氦气的泄漏检查精度下降。于是,除去隔热板10的皮层10a、10b。由此,发泡珠致密地固化的部位被除去,所以能够从发泡树脂层11中容易除去有机类发泡剂。结果是,能够有效抑制EPS成形品的内部残留有机类发泡剂的可能性。
另外,被除去的皮层10a、10b至少是外表面(正面和背面)的皮层10a(外表面皮层10a)即可,也可以除外表面皮层10a以外还除去隔热板10的侧面的皮层10b。除去皮层10a、10b的方法利用用于EPS的切断的公知的切割机等切除皮层10a、10b即可。另外,除去皮层10a、10b后,除去有机类发泡剂的方法没有特别限制,采用以规定温度和规定时间加热隔热板10等公知的方法即可。
此处,关于是否切除了皮层10a、10b,只需比较发泡树脂层11的任一表面与另一表面,就能容易确认。具体而言,皮层10a、10b和发泡树脂层11的内部,发泡珠的密度、发泡珠的硬度、表面粗糙度等各条件明显不同。因此,只要是本领域技术人员,足以能够确认发泡树脂层11的表面是皮层10a、10b还是切除后的内部层。
另外,如图6A或图6B所示,在隔热板10内,真空隔热构件20A和发泡树脂层11也可以被粘接而一体化。由此,即使隔热板10暴露在高温而导致真空隔热构件20A热膨胀,也能抑制发泡树脂层11和真空隔热构件20A之间产生间隙的顾虑。因此,能够提高隔热板10的耐久性和稳定性。
例如,也可以是如图6A所示,真空隔热构件20A和发泡树脂层11通过涂敷在真空隔热构件20A的表面的粘接剂12粘接的结构,或者如图6B所示,用于外包覆材料22的层叠片220的最外层为由具有热熔接性的树脂构成的“热熔接表面保护层224”且该热熔接表面保护层224作为粘接剂发挥作用的结构。
粘接剂12或热熔接表面保护层224的具体种类没有特别限制,与热熔接层223同样能够使用低密度聚乙烯等。此处,粘接剂12或热熔接表面保护层224优选具有80℃以上的耐热性。由此能够应对船内罐110制造时或维修时的大幅的温度变化。
另外,使粘接剂12或热熔接表面保护层224熔融,使真空隔热构件20A和发泡树脂层11粘接的方法没有特别限制。例如,如果是利用粘接剂12,则只要将粘接剂12涂敷在真空隔热构件20A(外包覆材料22)的外表面,利用作为发泡树脂层11的原料的苯乙烯类树脂组成物(优选一例为发泡珠)包覆真空隔热构件20A的状态下加热,使苯乙烯类树脂组成物发泡,同时使粘接剂12熔融即可。另外,在采用热熔接表面保护层224的情况下,只要在利用苯乙烯类树脂组成物包覆真空隔热构件20A的状态下加热,使苯乙烯类树脂组成物发泡,同时使热熔接表面保护层224熔融即可。因此,粘接剂12或热熔接表面保护层224只要由发泡树脂层11的原料的加热温度下熔融的材料构成即可。
(实施方式2)
本实施方式2的隔热容器基本上与上述实施方式1同样,但为了提高真空隔热构件的稳定性,构成为具有防爆结构。
一般的真空隔热构件只要应用于家电产品或住宅等领域,就能够实现充分有效的性能。与此不同,例如在LNG罐等领域,要求与家电产品或住宅等领域不一样的性能。例如,在LNG输送罐船的情况下,对于真空隔热构件,基于“国际散装运输液化气体船舶构造和设备规则”(IGC Code),对防热结构具有与家电产品等领域不同的性能。作为具体一例,可以列举,在发生某种事故的情况下防热结构需要具有尽量不发生变形等的性能(稳定性)。
然而,在LNG罐等隔热容器的领域,作为隔热材料使用真空隔热构件几乎不被人所知。于是,为了将真空隔热构件应用到隔热容器,需要对家电产品等领域不需要特别考虑的稳定性进行研究。因此,在本实施方式中,在将真空隔热构件应用于在低温下保持LNG或氢气等流体的隔热容器的情况下,为了进一步提高该真空隔热构件的稳定性,真空隔热构件具有防爆结构。
[真空隔热构件的防爆结构]
本发明的真空隔热构件20B基本上与上述实施方式1中说明的真空隔热构件20A具有同样的结构(参照图3和图4),但还具有在外包覆材料22的内部残留气体膨胀时抑制或防止该真空隔热构件20B的急剧变形的防爆结构。
具体的防爆结构没有特别限制,但代表性地,例如可以列举如下:结构例1:包覆真空隔热构件20B的发泡树脂层11形成为在发泡后不残留有机类发泡剂的结构;结构例2:与芯材21一起被封入到外包覆材料22的内部的吸附剂23为化学吸附残留气体的化学吸附型或不会因残留气体的吸附导致发热的非发热性或者化学吸附型且非发热性的结构;或者结构例3:外包覆材料22具有使残留气体释放到外部缓和膨胀的膨胀缓和部的结构等。
首先,结构例1可以列举上述隔热板10的皮层10a、10b的除去。一般来说,在EPS成形品中,留下有机类发泡剂的,隔热性更优异。然而,有机发泡剂的存在有可能使上述的利用氦气的泄漏检查精度下降。另外,隔热板10中残留有有机类发泡剂时,LNG输送罐船100A万一遭遇了事故等,有可能因有机发泡剂影响到真空隔热构件20B的稳定性。
于是,如上述实施方式1中所说明的那样,除去隔热板10的皮层10a、10b。由此,发泡珠致密地固化的部位被除去,所以能够从发泡树脂层11中容易除去有机类发泡剂。结果是,能够有效抑制EPS成形品的内部残留有机类发泡剂的可能性。即,皮层10a、10b的除去与真空隔热构件20B的防爆结构的结构例1对应。
另外,作为防爆结构的结构例1的“包覆真空隔热构件20B的发泡树脂层11形成为在发泡后不残留有机类发泡剂的结构”不仅限于除去皮层10a、10b。在本实施方式中,发泡树脂层11通过对含有有机类发泡剂的原料加热使其发泡而形成,所以只要在发泡后能够利用公知的方法除去有机类发泡剂,就能够实现防爆结构的结构例1。
接着,另外,结构例2相当于上述的吸附剂23优选的例子。如上述实施方式1中所说明的那样,作为吸附剂23既可以是物理吸附型也可以是化学吸附型,但是优选为化学吸附型,在化学吸附剂23优选为不会因残留气体的吸附而发热的吸附剂(非发热性材料),优选为不燃性材料。
如上所述,如果吸附剂23是化学吸附型,则与物理吸附型相比,吸附的残留气体不会容易脱离,所以能够良好地保持真空隔热构件20B的内部的真空度。而且,残留气体不会逃离所以能够有效防止在外包覆材料22的内部因残留气体膨胀导致真空隔热构件20B变形的顾虑。因此,能够提高真空隔热构件20B的防爆性和稳定性。
另外,如果吸附剂23是非发热性材料或不燃性材料或者满足这两者的材料,则即便外包覆材料22损伤等导致异物进入内部,也能够避免吸附剂23发热或燃烧的顾虑。因此,能够提高真空隔热构件20B的防爆性和稳定性。
像这样,作为吸附剂23,优选为将残留气体化学吸附的化学吸附型不因残留气体的吸附导致发热的非发热性或者化学吸附型且非发热性的结构,但该结构与真空隔热构件20B的防爆结构的结构例2对应。特别是,当吸附剂23为如上述实施方式1中说明的ZSM-5型沸石,则因为是化学吸附型且不燃性材料,所以能够进一步提高真空隔热构件20B的防爆性。
下面对结构例3的膨胀缓和部进行具体说明。膨胀缓和部的具体结构没有特别限制,但代表性地,可以列举图7和图8所示的止回阀26A、26B或图9所示的强度下降部位243。
例如,图7所示的止回阀26A具有封闭设置在外包覆材料22的一部分的阀孔260的帽状的结构。阀孔260设置成贯通外包覆材料22的内外,帽状的止回阀26A由橡胶等弹性材料构成。通常,阀孔260被止回阀26A封闭,所以实质上防止外部空气进入外包覆材料22的内部。即使因周围的温度变化外包覆材料22收缩、随此阀孔260的内径发生变化,也因止回阀26A由弹性材料构成,因此仍能够良好地封闭阀孔260。万一残留气体在外包覆材料22的内部膨胀的情况下,随着内压的上升,止回阀26A很容易从阀孔260脱开,使残留气体释放到外部。
另外,如图8所示的止回阀26B是封闭形成在外包覆材料22的一部分的切入部261的结构的阀状结构。具体而言,止回阀26B包括:作为阀体发挥作用的外侧部位262、作为阀座发挥作用的内侧部位263和粘接以不使外侧部位262从内侧部位263剥离的粘接层264。外侧部位262是以覆盖形成在外包覆材料22的切入部261之上的方式外包覆材料22的一部分带状延伸的形状。内侧部位263是与切入部261相邻的外包覆材料22的一部分,与外侧部位262重合。
通常,作为阀体的外侧部位262就座于作为阀座的内侧部位263,封闭作为阀孔的切入部261。此时,带状的外侧部位262通过粘接层264与内侧部位263粘接,所以能够避免外侧部位262被卷起,能维持稳定的就座状态(封闭状态)。由此,能实质上防止外部空气进入外包覆材料22的内部。万一在外包覆材料22的内部残留气体膨胀时,粘接层264轻度地粘接外侧部位262和内侧部位263,所以随着内压的上升,作为阀体的外侧部位262很容易从作为阀座的内侧部位263卷起。由此,内部的残留气体释放到外部。
另外,图9所示的强度下降部分243是在密封部24中热熔接层223彼此的熔接部位240的一部分的熔接面积小的部位。图9中,在示意性性平面图和上下的局部截面图中,熔接部位240均示出为涂黑的区域。标准的密封部24中,如图9的上方的局部截面图所示,熔接部位240以遍及密封部24整体的方式形成。另一方面,强度下降部位243中,如图9的下方的局部截面图所示,密封部24的内侧(芯材21侧)没有被熔接,所以熔接面积比其他的密封部24小。
强度下降部位243是密封部24的熔接部位240的一部分,所以将作为外包覆材料22的层叠片220彼此重叠密封。因此,外部空气基本上不能从密封部24进入外包覆材料22的内部。万一在外包覆材料22的内部残留气体膨胀时,内压的上升导致的压力容易集中在强度下降部位243。由此,构成熔接部位240的热熔接层223彼此剥离,残留气体释放到外部。
此处,强度下降部位,不限于如图9所示的强度下降部位243那样局部地减小熔接部位240的熔接面积的结构,熔接面积即便相同,也只要能够部分地降低熔接强度的结构即可。例如,当加热熔接热熔接层223彼此时,仅将一部分的所施加的热量减小,使熔接部位240的熔接的程度较弱即可。或者,强度下降部位也可以设置在熔接部位240级热熔接层223彼此的熔接部位以外。例如,也可以在构成层叠片220的热熔接层223和阻气层222之间形成局部地降低层叠强度的部位,而作为强度下降部位。
另外,也可以将热熔接层223的一部分的材料采用与其他部位相比熔接强度低的材料,形成强度下降部位。例如,作为热熔接层223,如上所述,优选能够使用低密度聚乙烯,但热熔接层223的一部分也可以采用高密度聚乙烯、乙烯-乙烯醇共聚物、或者非晶聚对苯二甲酸乙二醇酯等。这些高分子材料的熔接强度比低密度聚乙烯低,所以能够优选用于强度下降部位的形成。
或者,作为强度下降部位的形成方法,也能够采用局部地使热熔接层223彼此的熔接部位240的厚度薄、在热熔接层223的作为熔接部位240的区域的一部分设置粘接强度小的粘接剂、在层叠片220的作为密封部24的区域局部地剥离热熔接层223将阻气层222彼此直接热熔接的结构。
在本实施方式中,真空隔热构件20B(或内含其的隔热料板10)设置在最外层的二次防热箱116,所以万一发生事故等时,真空隔热构件20B(或隔热板10)有可能暴露在严酷的环境中。这种情况下,有可能因真空隔热构件20B暴露在严酷的环境导致内部的残留气体膨胀等。与此不同,当真空隔热构件20B具有如上所述的膨胀缓和部时,位于最外层的真空隔热构件20B即使暴露在严酷的环境中导致内部的残留气体膨胀,也能够有效避免真空隔热构件20B的变形。因此,真空隔热构件20B的防爆性和稳定性能够得到进一步提高。
另外,如上述实施方式1中说明的那样,密封部24优选至少包括多个薄壁部241,更优选包括厚壁部242(参照图3的放大图)。
从防爆结构的观点来看,只要密封部24至少包括薄壁部241,则从热熔接层223的端面进入的外部空气的透过阻力增大。因此,能够有效抑制外部空气的进入,并且能够降低进入外包覆材料22的内部的外部空气膨胀导致真空隔热构件20B变形的可能性。另外,如图3所示,只要以薄壁部241位于厚壁部242之间的方式交替配置厚壁部242和薄壁部241,就能够提高密封部24的强度,并且有效抑制薄壁部241成为热桥(heat bridge)所致的阻气层222彼此之间的热传导。
(实施方式3)
在上述实施方式1和2中,作为本发明的隔热容器的代表性一例,例示了膜方式的LNG输送罐船100A(参照图1A、图1B),但本发明不限于此,也能够适用于其他方式的LNG输送罐船。在本实施方式3中,如图10A、图10B所示,例示具有独立的球形罐150的球形罐方式的LNG输送罐船100B(例如Moss方式)进行说明。
如图10A所示,本实施方式的LNG输送罐船100B包括多个独立的球形罐150(图10A中共有5个)。该球形罐150相当于隔热容器。多个球形罐150沿着船体151的长度方向排列成一列。各个球形罐150如图10B所示,具有隔热容器153,该隔热容器153的内部为储藏(保持)液化天然气(LNG)的内部空间(流体保持空间)。另外,球形罐150的大部分被船体151外部支承,其上方被盖152覆盖。
隔热容器153如图10B所示,包括容器主体100、和对该容器主体100的外侧面进行隔热的隔热结构体154。容器主体100构成为能够保持LNG等以低于常温的温度保存的低温物质,其为不锈钢材、铝合金等金属制。LNG的温度通常为-162℃,所以作为具体的容器主体100,能够列举厚度为50mm左右的铝合金制的。或者也可以是厚度为5mm左右的不锈钢制。
隔热容器153被支承体155固定于船体151。支承体155一般被称作挡板(skirt),具有阻热(thermal break)结构。阻热结构例如为在铝合金和低温用钢材的中间插入有热传导率低的不锈钢的结构,由此能够减少进入热。
在本实施方式的球形罐150,可以应用上述实施方式1中说明的真空隔热构件20A和利用该真空隔热构件的隔热板10,也可以应用上述实施方式2中说明的真空隔热构件20B和利用该真空隔热构件的隔热板10。另外,也可以使用后述的实施方式4~6中说明的结构。特别是从有效抑制外包覆材料22或芯材21等腐蚀(盐害)的观点出发,优选球形罐150包括上述实施方式1中说明的真空隔热构件20A和隔热板10作为隔热结构体154。
(实施方式4)
如上述实施方式1~3中所说明的那样,在储藏LNG等低温罐中,一般为了降低输送过程中和储藏过程中的蒸发损失,采用利用真空隔热构件强化隔热的措施。这里,真空隔热构件有时利用聚氨酯泡沫等隔热性树脂材料贴合到容器主体而形成为板。如果真空隔热构件和聚氨酯泡沫的热收缩率之间存在显著的差异,板有可能发生翘曲变形。板发生翘曲变形,则在该板之间产生间隙,有可能导致隔热性能下降。
另外,作为真空隔热构件的外包覆材料(外覆件)使用的多层层压膜被大幅冷却时容易导致机械强度下降而脆化。因此,随着时间流逝,脆化不断进行,有可能在多层层压膜中产生龟裂。如果外包覆材料发生龟裂,就会导致真空隔热构件的内部的压力增加,所以隔热性能显著下降。另外,真空隔热构件形成板时,多层层压膜因聚氨酯泡沫的热收缩而拉引伸缩。该拉引伸缩反复进行时,多层层压膜就会随时间脆化,容易发生龟裂。因此,有可能难以长期保持真空隔热构件的隔热性能。
于是,在本实施方式4中,采用在真空隔热构件设置贯通部并利用紧固部件紧固的结构。由此,在应用真空隔热构件的隔热容器中,实现隔热性能的进一步提高,并且能够长期有效实现良好的隔热性能。
[隔热容器和隔热结构体]
在本实施方式中,作为隔热容器的一例,列举上述实施方式3中说明的球形罐方式的LNG输送罐船100B所具有的球形罐150(图10A和图10B)说明本发明。
如图10B所示,球形罐150的隔热容器153用于保持如LNG(通常-162℃)那样比常温低100℃以上的物质,外表面部分被上述的隔热结构体154隔热。上述的支承体155用于将隔热容器153固定在船体151,一般被称作挡板(skirt)。在本实施方式中,支承体155具有阻热(thermal break)结构。作为阻热结构,例如能够列举例如在铝合金和低温用钢材的中间插入有热传导率低的不锈钢的结构。该结构能够减少热量经由支承体155进入到隔热容器153。另外,如上所述,通过利用盖152覆盖隔热结构体154的外周,由此能够减少热量从外部进入。
本实施方式的隔热结构体154例如如图11所示,是具有第一隔热层301和第二隔热层302的二层结构,设置在构成隔热容器153的容器主体300上。第一隔热层301由隔热板40构成,第二隔热层302由真空隔热构件20C构成。另外,隔热板40与上述实施方式1或2中说明的隔热板10不同,不是将真空隔热构件20A或20B一体化而构成的,而是将公知的发泡材料成形为板状的。
在容器主体300的正面(外表面),粘贴几千张的方形状的隔热板40,由此构成第一隔热层301。另外,在第一隔热层301的外部配置真空隔热构件20C,构成第二隔热层302。
本实施方式的隔热容器153的具体结构没有特别限制,作为容器主体300,可以列举例如厚度为5mm左右的不锈钢制的壳体。作为隔热板40,例如可以列举由厚度为100mm~400mm左右的发泡苯乙烯(珠法发泡聚苯乙烯(Expandable Polystyrene Beads-基于EPS的发泡聚苯乙烯))形成的,但不限于此,也可以由聚氨酯泡沫或酚醛泡沫等其他的树脂类隔热材料构成,还可以有未图示的隔热框中装填无机类隔热材料(玻璃棉、珠光体等)构成。另外,在后面对真空隔热构件20C进行说明。
构成第一隔热层301的真空隔热构件20C和构成第二隔热层302的隔热板40利用紧固部件13安装在容器主体300。在隔热板40设置有紧固孔41,并且在真空隔热构件20C设置有贯通部27。另外,贯通部27的周围由真空隔热构件20C的外包覆材料22彼此密接的熔接层28构成。紧固部件13例如为公知的螺栓,螺栓轴部13a能够插入到紧固孔41内,并且螺栓头部13b能够配置在贯通部27内。
紧固部件13的螺栓轴部13a从作为第二隔热层302的真空隔热构件20C的贯通部27插入到作为第一隔热层301的隔热板40的紧固孔41。由此,紧固部件13固定在容器主体300。在该状态下,真空隔热构件20C的熔接层28被紧固部件13的凸缘状的螺栓头部13b按压,所以紧固部件13能够将隔热板40和真空隔热构件20C两者固定安装到容器主体300。
另外,紧固部件13的具体结构没有特别限制,只要是具有按压真空隔热构件20C的熔接层28的凸缘部并且能够将真空隔热构件20C与隔热板40机械固定的结构,就能够采用螺栓以外的公知的结构。另外,当紧固部件13为螺栓时,螺栓轴部13a的长度优选为紧固时不足容器主体300的长度。由此,能够抑制外部的热量经由紧固部件13传递到容器主体300的热桥(hot bridge)。换言之,螺栓轴部13a的长度可以小于第一隔热层301的厚度(即小于隔热板40的厚度)。
另外,本实施方式中,采用利用螺栓头部13b按压真空隔热构件20C的熔接层28的结构,但此时,也可以在螺栓头部13b,设置具有比该螺栓头部13b更大的展宽的凸缘。从螺栓轴部13a看,螺栓头部13b是从螺栓轴部13a扩展的“凸缘部”。为了提高利用该螺栓头部13b按压熔接层28的作用,螺栓头部13b还可以具有凸缘。因此,紧固部件13也可以是凸缘螺栓。或者,替代与螺栓头部13b一体化的凸缘,也可以使用大展宽的垫圈(washer)。
此处,也可以在真空隔热构件20C的与隔热板40的相对面,其一部分或整个面上涂敷粘接剂。由此,能够利用紧固部件13固定,并且还能够在隔热板40的外表面粘接真空隔热构件20C而安装,所以能够提高真空隔热构件20C和隔热板40的密接性。粘接剂的具体种类没有特别限定,但能够优选使用热熔胶类。
另外,图11虽未图示,但将真空隔热构件20C的端面彼此对接的部分(对接部)设定为与隔热板40的端面彼此的对接部彼此错开位置。另外,真空隔热构件20C的外周缘形成的鳍状的密封部24(密封鳍)折入到作为低温侧的内表面(即第一隔热层301侧)配置。
[真空隔热构件]
用于第二隔热层302的真空隔热构件20C例如如图12所示,具有基本上与上述实施方式1中说明的真空隔热构件20A或上述实施方式2中说明的真空隔热构件20B同样的结构。
具体而言,真空隔热构件20C,其热传导率λ比作为隔热板40(发泡苯乙烯)的热传导率约低15倍左右(0℃时,为0.002W/m·K),成为将芯材21内包在外包覆材料22中减压密闭的板状。
外包覆材料22如上所述是由表面保护层221、阻气层222和热熔接层223构成的层叠片220。外包覆材料22的具体结构没有特别限制,例如,可以列举表面保护层221为厚度35μm的尼龙膜、阻气层222为厚度7μm的铝箔、热熔接层223为厚度50μm的低密度聚乙烯膜并且将它们层叠得到的三层结构的层压膜。
另外,芯材21的具体结构也没有特别限制,例如能够列举将平均纤维直径为4μm的玻璃纤维烧制得到的。另外,吸附剂23的具体结构也没有特别限制,既可以是以氧化钙为主原料的气体吸附剂,也可以是如上所述由ZSM-5型沸石构成的气体吸附剂。ZSM-5型沸石优选在其铜位中至少50%以上的铜位为铜一价位,该铜一价位中至少50%以上为配位三氧的铜一价位的结构。像这样,使用提高了配位三氧的铜一价位率的气体吸附剂,能够提高常温下的氮吸附特性,因此能够大幅提高空气的吸附量。另外,吸附剂23的形状也没有特别限制,但如果是粉末状则能够提高表面积,提高吸附性能。
真空隔热构件20C的制造方法没有特别限制,例如能够采用如下的工序。首先,以彼此的热熔接层223相对的方式,将上述结构的层叠片220(外包覆材料22)两片重合,除去一部分,将周围熔接。从没有熔接的部分(开口部分)将芯材21和吸附剂23封入内部并减压,熔接开口部分。由此,熔接部分和其外侧部分,内部不存在芯材21,而构成为外包覆材料22彼此熔接的密封部24,内部与熔接部分相比成为减压后的隔热区域。
另外,吸附剂23,作为密闭的容器被封入外包覆材料22的内部,但在熔接外包覆材料22的开口部分完成减压密封后,从外包覆材料22的外侧施加外力,由此将容器开封。由此,吸附剂23能够吸附真空隔热构件20C的内部(减压后的隔热区域)的气体。
此处,如上所述,在真空隔热构件20C设置有用于将紧固部件13紧固的贯通部27。贯通部27如图11所示,构成为包括贯通真空隔热构件20C的贯通孔的部位。如上所述,在贯通部27的内周,如图13所示,设置有真空隔热构件20C的外包覆材料22彼此密接的熔接层28。在该熔接层28,不包含芯材21,所以具有与密封部24大致同样的结构。
真空隔热构件20C的贯通部27的大小,即贯通孔的直径没有特别限制,能够根据各条件适当设定。例如,能够列举紧固部件13的螺栓头部13b(或者螺栓头部13b可以具有的凸缘)的大小、真空隔热构件20C的厚度、熔接层28的宽度等条件。
真空隔热构件20C的贯通部27的位置没有特别限制,只要尽量为真空隔热构件20C的展宽面的内侧即可,如图13所示,优选设置在真空隔热构件20C的中央部附近。由此,在将真空隔热构件20C固定在隔热板40时,能够分散施加于该真空隔热构件20C的应力。因此,能够抑制真空隔热构件20C的变形,能够避免或减轻隔热性能的下降、外包覆材料22的劣化等。换言之,将贯通部27的位置设定成当利用紧固部件13固定真空隔热构件20C时,紧固部件13的螺栓头部13b(或螺栓头部13b可以具有的凸缘)部不从真空隔热构件20C的外缘伸出。由此能够避免贯通部27设置在真空隔热构件20C的外周附近。
像这样,本实施方式的真空隔热构件20C具有基本上与上述的真空隔热构件20A或真空隔热构件20B同样的结构,但如图13所示,也可以在其外表面的至少一部分设置有填充隔热材料14。填充隔热材料14的具体结构没有特别限制,但能够列举纤维的直径低于1μm的微玻璃棉。像这样的微玻璃棉柔软且富有伸缩性,并且能够实现良好的隔热性。另外,填充隔热材料14的具体结构不限于微玻璃棉,也能够适当选择软质聚氨酯、酚醛泡沫、硬质聚氨酯泡沫等柔软且富有伸缩性的材料。特别是,酚醛泡沫或硬质聚氨酯泡沫能够选择接近容器主体300的线膨胀系数的,所以优选。
图13所示的真空隔热构件20C中,在其正面整体设置有填充隔热材料14,但只要至少设置在真空隔热构件20C的端部彼此的对接部的间隙即可。由此,能够抑制或避免外部热从对接部进入,或者冷热从对接部漏出。
另外,ZSM-5型沸石如上所述为不燃性的气体吸附剂,所以能够避免作为吸附剂23使用可燃性材料。由此,即使因随时间经过劣化等导致LNG等可燃性气体进入真空隔热构件20C的内部,也能够有效避免燃火等危险,能够使真空隔热构件20C的稳定性和防爆性良好。另外,在真空隔热构件20C中,作为芯材21使用无机纤维,所以与使用有机纤维相比能够改善难燃性。因此,能够提高隔热容器153本身的难燃性。
[利用隔热容器的LNG的保持]
上述结构的隔热容器153利用配置在容器主体300的外侧的第一隔热层301(隔热板40)和配置在其外侧的第二隔热层302(真空隔热构件20C)隔热,在其内部低温保持LNG。此处,真空隔热构件20C利用紧固部件13(螺栓)固定在隔热板40。此时,螺栓轴部13a螺合到隔热板40的紧固孔41中紧固,所以位于贯通部27的周围的熔接层28被紧固部件13(螺栓)的螺栓头部13b按压。
如果是这种结构,真空隔热构件20C不用与隔热板40一体化,就能够被贯通部27固定在隔热板40。因此,例如,如树脂制隔热材料和真空隔热构件被一体化的板那样,能够防止因热收缩率的不同导致板翘曲等变形。由此,能够抑制或避免由翘曲变形引起的隔热层的间隙的产生,所以能够抑制隔热结构体154的隔热性能的下降。
另外,真空隔热构件20C的外包覆材料22不会被一体化的树脂制隔热层拉引伸缩,所以还能够良好地抑制外包覆材料22的劣化。因此,即使因使用环境的变化隔热板40中反复出现热收缩,也能够避免伴随该热收缩真空隔热构件20C的外包覆材料22被反复拉引伸缩而发生龟裂。结果是,能够长期良好地维持真空隔热构件20C的隔热性,所以能够使隔热容器153的可靠性优异。
另外,构成第一隔热层301的隔热板40由发泡苯乙烯构成。由此,即使从在内部保持的低温物质(LNG等)发生低温的传导(超低温的泄漏量),也能够在第一隔热层301的全域减小超低温的传导的偏差。结果是,第一隔热层301的外表面的温度分布也相对减小偏差。由此,与第一隔热层301接触的第二隔热层302的温度分布也偏差较小,能够成为视作大致均等的状况。
因此,在构成第二隔热层302的真空隔热构件20C中,能够抑制温度分布的不均导致的外包覆材料22的热收缩的偏差,所以也能够有效抑制热收缩的偏差导致的龟裂。结果是,能够更长期良好地维持真空隔热构件20C的隔热性。
换言之,真空隔热构件20C配置在第一隔热层301的外表面,所以LNG等低温物质到真空隔热构件20C的距离能够视作在全域大致相等。因此,能够视为在第二隔热层302的全域,超低温从低温物质向真空隔热构件20C的传导(超低温的泄漏量)大致相等。结果是,真空隔热构件20C与第一隔热层301接触的面的温度分布也能够视为大致相等。因此,能够有效抑制真空隔热构件20C的外包覆材料22的温度分布不均,所以能够抑制外包覆材料22的伸缩程度的偏差,结果是能够大幅降低外包覆材料22的龟裂发生的程度。
另外,在本实施方式中,利用真空隔热构件20C覆盖第一隔热层301的外侧,所以还能够抑制第一隔热层301的表面温度因环境条件而发生偏差。结果是,能够进一步抑制与第一隔热层301接触的真空隔热构件20C的外包覆材料22的龟裂的发生。
另外,在真空隔热构件20C的端部彼此的对接部,填充有微玻璃棉等填充隔热材料14。如上所述,微玻璃棉柔软且富含伸缩性,所以即使与外部空气的冷暖相应地真空隔热构件20C发生极小的伸缩,填充隔热材料14也能够与该伸缩相应地伸缩。结果是,能够有效抑制限制真空隔热构件20C的伸缩导致的外包覆材料22的龟裂破损等,所以能够长期确保良好的隔热性能。
另外,在本实施方式中,真空隔热构件20C的热传导率λ比构成第一隔热层301(隔热板40)的发泡苯乙烯低约15倍左右。因此,与隔热结构体154仅由第一隔热层301构成的结构相比,包括由真空隔热构件20C构成的第二隔热层302的本发明能够大幅提高其隔热性能。
而且,真空隔热构件20C能够充分活用其高的隔热性能而切断外部空气热。因此,真空隔热构件20C的内侧,即设置有第一隔热层301的部分的气氛温度大幅下降,所以能够相对地提高第一隔热层301本身所具有的隔热效果。因此,通过真空隔热构件20C本身具有的高的隔热效果和第一隔热层301的相对的隔热固化的协同效应,能够使隔热结构体154的隔热性能非常高。
另外,真空隔热构件20C是利用有层压膜构成的外包覆材料22真空密封有通气性的芯材21的结构,该密封部24被折入到第一隔热层301侧。因此,能够有效抑制经由内部不具有芯材21的密封部24发生热泄漏。因此,除了充分活用真空隔热构件20C的隔热效果的隔热效果外,还能够有效发挥降低第一隔热层301的气氛温度的隔热效果。由此,能够大幅提高隔热结构体154的隔热性能。
另外,在本实施方式中,真空隔热构件20C的芯材21利用无机纤维,所以能够使第二隔热层302作为难燃化层发挥作用。因此,即使在外部发生火灾,也能够利用隔热结构体154抑制火灾延烧到隔热容器153。
另外,在本实施方式中,真空隔热构件20C在隔热容器153的最外壁侧配置成一列。因此,与现有技术(将真空隔热构件和隔热板重叠并列配置的基础上使真空隔热构件与接缝重叠的结构)相比,能够避免真空隔热构件20C的使用数量的增加。结果是,能够减少用于隔热容器153的材料和制造成本。
另外,在本实施方式中,不仅能够抑制球形罐150内部的低温热传导所带来的第二隔热层302的变形,还能够抑制外表面侧的环境条件的变化导致的真空隔热构件20C的变形。例如,当球形罐150被阳光照射时,向阳的部分和背阴的部分容易产生热分布的不均。如果是现有技术的板型隔热材料(树脂制隔热材料和真空隔热构件一体化的板),则由于阳光导致的热分布不均,真空隔热构件和树脂隔热材料的热伸缩程度局部不同。因此,容易在板中产生上述的翘曲变形,但如果采用本实施方式,则还能够抑制这种阳光导致的变形。
(实施方式5)
在上述实施方式4中,构成隔热结构体154的第一隔热层301由一层的隔热板40构成,但本发明不限于此,在本实施方式5中,第一隔热层301能够由两层或两层以上的隔热板40构成。
例如,在图14所示的结构的隔热结构体154中,基本结构与上述实施方式4中说明的隔热结构体154相同,但第一隔热层301由壳体侧层301a和外侧层301b的多个层(两层或三层以上)构成。在本实施方式中,构成壳体侧层301a的隔热板40以及构成外侧层301b的隔热板40均由同种材质构成,但也可以分别由不同的材质构成。
在壳体侧层301a和外侧层301b分别使用不同种的隔热板40的情况下,优选构成外侧层301b的隔热板40的热传导率比构成壳体侧层301a的隔热板40的热传导率低。由此,外侧层301b的隔热性能比壳体侧层301a的隔热性能高,所以能够降低壳体侧层301a的温度,所以能够进一步提高第一隔热层301的隔热性能。
根据上述结构,在隔热容器153的容器主体300的外表面,通过层叠壳体侧层301a和外侧层301b而形成第一隔热层301。因此,即使超低温从保存在容器主体300的内部的低温物质泄漏,也需要经由两层的隔热板40。所以能够大幅减少超低温传导到真空隔热构件20C而泄漏。
由此,能够有效抑制真空隔热构件20C的外包覆材料22因来自低温物质的超低温的泄漏导致低温脆化。结果是,能够有效抑制外包覆材料22的龟裂劣化,所以能够进一步长期有效保持隔热结构体154的隔热性能。
换言之,在上述结构中,介于容器主体300和真空隔热构件20C之间的第一隔热层301被分为壳体侧的隔热板40和外侧的隔热板40而设置。因此,这两层的隔热板40之间形成空气层,由此作为第一隔热层301的物质上的连续性被隔绝。即,隔热板40为发泡苯乙烯制时,在上述结构中,第一隔热层301为发泡苯乙烯的二层结构,所以与单层结构的发泡苯乙烯层相比,层的厚度方向的连续性是不存在的。由此,能够减少超低温的泄漏量。结果是能够进一步有效抑制真空隔热构件20C的外包覆材料22的低温脆化,能够避免低温脆化所带来的龟裂劣化。
另外,在图15所示的隔热结构体154中,基本结构与上述的图14所示的隔热结构体154相同,但在由真空隔热构件20C构成的第二隔热层302的外侧,还设置有第三隔热层303。构成该第三隔热层303的隔热材料42既可以与构成第一隔热层301的隔热板40相同种类的材料,也可以是不同的材料。
隔热材料42例如与隔热板40同样成形为板状,利用公知的方法安装在第二隔热层302。例如,能够采用在板状的隔热材料42的大致中央部涂敷热熔胶类粘接剂,与真空隔热构件20C的外表面粘接安装的结构。
根据上述结构,除了第一隔热层301和第二隔热层302之外,还具有第三隔热层303的隔热效果,所以能够使构成第二隔热层302的真空隔热构件20C的外侧的温度下降。由此,不仅能够提高第二隔热层302的隔热性能,还能够进一步抑制第二隔热层302的正面和第一隔热层301的正面的各温度分布的偏差,实现温度分布的进一步的均匀化。因此,能够进一步有效抑制因第一隔热层301的温度分布不均而在真空隔热构件20C的外包覆材料22中发生龟裂,能够进一步长期有效保持隔热结构体154的隔热性能。
另外,在图16所示的隔热结构体154中,基本结构与上述的图14或图15所示的隔热结构体154同样,但不是将构成第二隔热层302的真空隔热构件20C的密封部24折入到作为低温侧的第一隔热层301侧(内侧),而是将相邻的真空隔热构件20C的密封部24彼此重叠配置。重叠密封部24的位置既可以如图16的左侧的虚线所示,为内侧(第一隔热层301侧或容器主体300侧),也可以如图16的右侧的虚线所示,为外侧(表层侧或外表面侧)。
如果是这种结构,虽然也跟隔热结构体154的结构有关,但能够抑制因折入密封部24导致热量返回进入第一隔热层301的热桥的发生。结果是,能够进一步提高隔热结构体154的隔热性能。
(实施方式6)
在本实施方式6中,如图17和图18所示,为了填埋真空隔热构件20C的贯通部27的间隙,采用配置间隔物(spacer)15、16的结构。
例如,在图17所示的结构中,构成第二隔热层302的真空隔热构件20C的熔接层28和隔热板40之间,设有间隔物15。熔接层28被紧固部件13的螺栓头部13b按压,所以在贯通部27中,从上而下依次重叠螺栓头部13b、熔接层28和间隔物15。
另外,在图18所示的结构中,除了图17所示的结构外,在螺栓头部13b和熔接层28之间还设置有间隔物16。因此,在贯通部27,从上而下依次重叠螺栓头部13b、间隔物16、熔接层28和间隔物15。
另外,间隔物15、16的具体结构没有特别限制,只要是如发泡苯乙烯或聚氨酯泡沫等之类的具有隔热性能的材料即可。
根据这种结构,能够填埋贯通部27中产生的间隙,特别是熔接层28和隔热板40的间隙,或螺栓头部13b和熔接层28的间隙。结果是,能够抑制在贯通部27内在熔接层28附近的间隙有空气滞留的情况,能够进一步提高第二隔热层302的隔热性能。另外,通过填埋贯通部27的间隙,能够提高包括贯通部27在内的真空隔热构件20C整体的平面性。
像这样,实施方式4~6的隔热容器153,在由隔热板40构成的第一隔热层301的外侧配置由真空隔热构件20C构成的第二隔热层302,在该真空隔热构件20C设置贯通部27,一边利用紧固部件13的螺栓头部13b按压贯通部27的周围的熔接层28,一边将螺栓轴部13a固定在隔热板40。由此,能够在大幅提高隔热结构体154的隔热性能的同时,还能够长期保持其高的隔热性能。
另外,本发明不限于本实施方式的结构,在实现本发明的目的的范围内当然可以进行各种变更。例如,在本实施方式中,作为隔热容器153例示了LNG输送罐船100B的球形罐150,但本发明还能够适用于如后述的实施方式7所示的陆上设置的LNG罐,或者用于医疗或工业的低温保存容器等隔热容器。另外,保存的物质也没有特别限制,只要为例如液氢等比常温低100℃以上的物质即可。
另外,作为本实施方式4~6的隔热容器,还可以包括以下列举的各结构。即,本发明的结构也可以如下:一种保持低温物质的隔热容器,上述隔热容器具有配置在容器壳体的外侧的隔热层,上述隔热层至少具有配置在容器壳体侧的第一隔热层和配置在比上述第一隔热层靠外部侧的第二隔热层,上述低温物质以比常温低100℃以上的温度保存,并且上述第二隔热层为将芯材收纳在袋中减压密闭得到的真空隔热构件,在上述真空隔热构件设置有贯通部。
根据上述结构,不必将真空隔热构件与硬质聚氨酯泡沫一体化形成板,就能够通过贯通部将真空隔热构件与第一隔热层固定。由此,能够防止由于硬质聚氨酯泡沫盒真空隔热构件的热收缩率不同导致一体化的板翘曲等变形。另外,能够防止由板的变形而在隔热层之间产生间隙所致的隔热性能的下降。另外,能够防止真空隔热构件的外袋被拉引伸缩所致的外袋的随时间经过劣化。
在上述结构的隔热容器中,贯通部的周围也可以由外包覆材料彼此密接的熔接层构成。由此,利用熔接层的部分能够将真空隔热构件固定到第一隔热层。因此,能够不对芯材带来损伤地固定真空隔热构件,能够进一步防止隔热性能的下降。
在上述结构的隔热容器中,也可以是如下结构:真空隔热构件通过在贯通部周围将外包覆材料彼此密接的熔接层利用螺栓头部按压而固定。由此,除了能够不对芯材带来损伤地固定真空隔热构件之外,还能够不对熔接层带来损伤地进行固定。因此,能够进一步防止隔热性能的下降和外袋的劣化。
在上述结构的隔热容器中,螺栓也可以以不足容器壳体的长度构成。由此,能够抑制外部空气的热量经过螺栓传递到容器壳体的热桥现象。因此,能够提高隔热性能。
在上述结构的隔热容器中,贯通部也可以以圆形构成。由此,与以多边形构成贯通部的情况相比较,能够缓和施加于贯通部的应力。因此,能够进一步防止隔热性能的下降和外袋的劣化。
在上述结构的隔热容器中,也可以采用螺栓头部不从真空隔热构件的外缘伸出的结构。由此,贯通部被设置于真空隔热构件的中心部附近。因此,能够使固定时施加在真空隔热构件的应力分散。结果是,能够进一步防止真空隔热构件的变形,所以能够进一步防止隔热性能的下降和外袋的劣化。
(实施方式7)
上述实施方式1~6的隔热容器是如图1所示的LNG输送罐船100A上设置的船内罐110、或如图10所示的LNG输送罐船100B上设置的球形罐150,但本发明不限于此。在本实施方式7中,例示例如图19~图21所示的陆上设置的LNG罐。
图19示出地上式LNG罐120。该地上式LNG罐120在混凝土结构体121的内部设置有具有双重的“隔热槽结构”的罐主体,其上表面被屋顶部122密闭。罐主体从内侧起依次为内槽123、内侧隔热层124、外槽125和外侧隔热层126的层叠结构,由内槽123和内侧隔热层124构成内侧的“隔热槽结构”,由外槽125和外侧隔热层126构成外侧的“隔热槽结构”。
混凝土结构体121例如由预应力混凝土构成,设置在地面50上。混凝土结构体121是支承地上式LNG罐120的罐主体的结构的支承体,但罐主体一旦破损,也能够作为防止内部的LNG漏出的阻挡层发挥作用。
内槽123例如是由低温用的钢材构成的耐压槽,外槽125例如是由常温用的钢材构成的槽。夹持于内槽123与外槽125之间的内侧隔热层124,例如由珠光体等发泡体构成。另一方面,夹持于混凝土结构体121与外槽125之间的外侧隔热层126,由上述实施方式1或2中说明的隔热板10(图5A、图5B或图6A、图6B)构成。或者,虽未图示,外侧隔热层126也可以由上述实施方式4~6中说明的隔热结构体154构成。
屋顶部122在本实施方式中实质上与罐主体一体化。因此,屋顶部122与罐主体同样,由内槽123、内侧隔热层124、外槽125和外侧隔热层126(即隔热板10)构成。另外,图19中,作为外侧隔热层126的隔热板10以直接露出的方式示出,但也可以另外层叠有用于保护隔热板10的保护层。
图20示出地下式LNG罐130。该地下式LNG罐130也与地上式LNG罐120同样在混凝土结构体131的内部设置有具有双重的“隔热槽结构”的罐主体,其上表面被屋顶部132密闭。罐主体从内侧起依次为膜内槽133、内侧隔热层134、膜外槽135和外侧隔热层136的层叠结构,由膜内槽133和内侧隔热层134构成内侧的“隔热槽结构”,由膜外槽135和外侧隔热层136构成外侧的“隔热槽结构”。
混凝土结构体131也与地上式LNG罐120的混凝土结构体121同样,例如由预应力混凝土构成,以其大部分位于地面50的下方的方式设置在地中。混凝土结构体131是支承地下式LNG罐130的罐主体的结构的支承体,并且作为防止LNG漏出以备罐主体万一破损的阻挡层发挥作用。
膜内槽133和膜外槽135与上述实施方式1的船内罐110的一次膜113和二次膜115同样,是作为用于保持以免在内部空间LNG漏出的“槽”发挥作用的金属膜。
夹持于膜内槽133和膜外槽135之间的内侧隔热层134,也与地上式LNG罐120的内侧隔热层134同样,例如由珠光体等发泡体构成。另外,夹持于混凝土结构体131与膜外槽135之间的外侧隔热层136,由上述实施方式1中说明的隔热板10(图5A、图5B或图6A、图6B)构成。或者,虽未图示,外侧隔热层126也可以由上述实施方式4~6中说明的隔热结构体154构成。
屋顶部132在本实施方式中,与罐主体分开构成,所以屋顶部132的最外层与地上式LNG罐120的屋顶部122同样,设置有由隔热板10构成的外侧隔热层136,但在屋顶部132的内部设置有纤维状隔热材料33。该纤维状隔热材料33例如可以列举用作真空隔热构件20A~20C的芯材21的无机类纤维。另外,图20中,作为外侧隔热层136的隔热板10以直接露出的方式示出,但也可以另外层叠有用于保护隔热板10的保护层。
图21示出与图19所示的类型不同的地上式LNG罐160。该地上式LNG罐160包括与上述实施方式3或4例示的球形罐150同样的球形的隔热容器164作为罐主体,该隔热容器164由支承结构部161支承在地面50上。支承结构部161例如由铅垂方向上设置于地面50之上的多个支柱162和设置在支柱162彼此之间的支持物(brace)163构成,但没有特别限制。
隔热容器164包括保持低温物质的容器壳体166和设置在该容器壳体166的外侧的隔热结构体165。容器壳体166和隔热结构体165的具体结构与上述实施方式4~6中说明的同样,特别是隔热结构体165能够适当采用上述实施方式4~6中任一者的结构或适当组合这些实施方式的结构得到的结构。
这样,本发明的隔热容器是在容器壳体的内部包括:内部具有保持流体的流体保持空间的第一槽、设置在该第一槽的外侧的第一隔热层、设置在该第一隔热层的外侧的第二槽和设置在该第二槽的外侧的第二隔热层的双重的“隔热槽结构”,且为在位于最外侧的第二隔热层具有隔热板10的结构。
具体而言,如果是上述实施方式1的船内罐110,则船体111相当于容器壳体,一次膜113相当于第一槽,一次防热箱114相当于第一隔热层,二次膜115相当于第二槽,二次防热箱116相当于第二隔热层,在本实施方式中,混凝土结构体121、131相当于容器壳体,内槽123或膜内槽133相当于第一槽,内侧隔热层124或134相当于第一隔热层,外槽125或膜外槽135相当于第二槽,外侧隔热层126或136相当于第二隔热层。
而且,如上述实施方式1所示,第二隔热层可以由二次防热箱116和隔热板10构成,但也可以如本实施方式那样,第二隔热层仅由隔热板10构成。反之,在上述实施方式1的船内罐110中,也只要符合IGC规则的必要条件,也可以仅由隔热板10构成第二隔热层,或者在本实施方式的地上式LNG罐120或地下式LNG罐130中,也可以并用隔热板10和其他的隔热材料构成第二隔热层。
另外,在本发明中,只要在罐主体的外侧设置有支承该罐主体的结构(或作为内容物的LNG的载荷)的结构体,则第一槽和第二槽中的至少任一者也可以由金属制的膜材构成。
例如,在上述实施方式1中,在船内罐110的外侧存在船体111,所以第一槽和第二槽均由膜材构成。另外,在本实施方式中,地下式LNG罐130中,混凝土结构体131埋设在地下,所以第一槽和第二槽均由膜材构成。
另外,在地上式LNG罐120中,也只要混凝土结构体121也能够支承罐主体和LNG的载荷,且满足有关LNG储藏的各种必要条件和法律规定,第一槽和第二槽中至少一者也可以由膜材构成。或者,在地下式LNG罐130中,第二槽可以不由膜材构成,而是设为由作为结构体的“槽”(例如与地上式LNG罐120的外槽125同样)。
(实施方式8)
上述实施方式1~7中,隔热容器内保持的流体均为LNG,但本发明不限于此,流体只要为以比常温低100℃以上的温度保持的流体即可。本实施方式8中,例示氢气作为LNG以外的流体。参照图22对液化保持氢气的氢罐的一例进行具体说明。
如图22所示,本实施方式的氢罐140是容器(container)型,基本上具有与上述实施方式1中说明的船内罐110、或者上述实施方式2中说明的地上式LNG罐120或地下式LNG罐130同样的结构。即,氢罐140在框状的槽支承体141内具有内槽143和外槽145,在这些内槽143和外槽145之间设置有内部隔热层144,在外槽145的外侧设置有外部隔热层146。
因此,在本实施方式中,槽支承体141相当于容器壳体,内槽143相当于第一槽,内部隔热层144相当于第一隔热层,外槽145相当于第二槽,外部隔热层146相当于第二隔热层。而且,如上述实施方式外侧隔热层126、136那样,作为第二隔热层的外部隔热层146由隔热板10构成即可。另外,外部隔热层146既可以仅由隔热板10构成,也可以如上述实施方式1中的二次防热箱116那样并用隔热板10和其他隔热材料而构成第二隔热层。
另外,作为内部隔热层144,例如使用将铝等金属材料蒸镀在基材上得到的膜材层叠多个而得到的层叠隔热材料。另外,通过内槽143和外槽145之间维持在减压的状态,内部隔热层144作为“层叠真空隔热构件”发挥作用。在本实施方式中,也可以采用上述的隔热板10来替代这种内部隔热层144。这种情况下,第一隔热层和第二隔热层两者均包含利用真空隔热构件20A或20B构成的隔热板10。或者,也能够采用上述实施方式4~6中说明的隔热结构体154。
另外,槽支承体141、内槽143、外槽145的具体结构没有特别限制,能够采用公知的各种结构,另外,氢罐140的具体结构不限于图22所示的容器型的结构,既可以是上述实施方式1中说明的船内罐型,也可以是上述实施方式2中说明的陆上设置型的罐,还可以是其他形式的罐。
一般而言,液化氢(液体氢)是-253℃的极低温的液体,并且与LNG相比起蒸发容易度为约10倍。因此,对于液化氢,为了得到与LNG同等的蒸发损失水平,需要进一步提高隔热材料的隔热性能(热传导率小)。对此,本实施方式中,第二隔热层(外部隔热层146)使用上述的隔热板10,因此对氢罐140实现进一步的高隔热化。
另外,在本发明中隔热容器内保持的流体不限于LNG或氢气,只要是在比常温低100℃以上的温度下具有流动性的物质即可。作为LNG和氢气以外的流体,能够列举液化石油气(LPG)其他的烃气、或者包含这些的可燃性气体。或者也可以是在化学罐船(罐车)等中运输的各种化合物中需要在低于常温100℃以上的温度下保存的化合物。另外,常温是20℃±5℃的范围内(15℃~25℃的范围内)即可。
另外,本发明不限于上述各实施方式的记载,在权利要求的范围内能够进行各种变更,将不同的实施方式或多个变形例与各公开的技术方案适当组合得到的实施方式也包含在本发明的技术范围。
(实施例)
基于实施例、比较例和参考例,对本发明进行更具体说明,但本发明不限于此。本领域技术人员能够在不脱离本发明的范围内,进行各种变更、修正和改变。
(平均热贯流率的计算方法)
依照JIS A 1412、ASTM C518以及ISO 8301的热流计算法,利用英弘精机株式会社(EKO Instruments Co.,Ltd.)制的热传导率测量仪(商品编号HC-074-300或HC-074-066),对在下述的比较例或实施例的隔热容器中构成隔热结构体的各隔热层的热传导率进行了测量。此时,隔热容器的内部温度设为-160℃,外部空气设为25℃。根据所得到的热传导率和各隔热层的厚度利用面积加权平均来计算隔热结构体的平均热贯流率。
(实施例1)
在铝制的球形的容器壳体300的外侧,设置具有第一隔热层301和第二隔热层302的隔热结构体154,由此得到实施例1的隔热容器153。隔热结构体154的各隔热层中,作为第一隔热层301,使用发泡苯乙烯制的隔热板40,作为第二隔热层302使用上述实施方式4中说明的结构的真空隔热构件20C。另外,隔热结构体154整体的厚度T、第一隔热层301的厚度t1、和第二隔热层302的厚度t2如表1所示。利用上述方法计算出该隔热容器153的平均热贯流率。平均热贯流率的计算结果、以后述的比较例1为基准的隔热性能的评价结果、以及以比较例1为基准的厚度的比率如表1所示。
(比较例1)
除了在容器壳体300的外侧设置有不具有第二隔热层302的比较隔热结构体之外,与上述实施例1同样形成隔热结构体,获得比较隔热容器。另外,在比较隔热结构体中,隔热结构体154整体的厚度与实施例1同样。比较隔热结构体的厚度T、t1、和t2如表1所示。利用上述方法计算出该比较隔热容器的平均热贯流率。平均热贯流率的计算结果如表1所示。另外,比较例1是隔热性能和厚度评价的基准,所以表1中,隔热性能的评价结果和厚度的比率的结果均记载为“1.00”。
(实施例2)
除了减少第一隔热层301的厚度之外,与上述实施例1同样地获得实施例2的隔热容器153。本实施例2是为了评价在发挥与比较例1同样的隔热性能的基础上隔热结构体154整体的厚度能够变薄到何种程度。另外,实施例2的隔热结构体154的厚度T、t1和t2如表1所示。利用上述方法计算出该隔热容器153的平均热贯流率。平均热贯流率的计算结果、以比较例1为基准的隔热性能的评价结果、以及以比较例1为基准的厚度的比率如表1所示。
[表1]
隔热层的厚度和结果[单位] 比较例1 实施例1 实施例2
隔热结构体的厚度T[mm] 400 400 250
第一隔热层和第二隔热层的总厚度t1[mm] 400 380 230
第三隔热层的厚度t2[mm] 0 20 20
平均热贯流率[W/m2·K] 0.061 0.044 0.061
隔热性能之比 1.00 1.28 1.00
隔热结构体的厚度之比 1.00 1.00 0.63
(实施例1、2和比较例1的对比)
如表1所示,实施例1的隔热结构体154与比较隔热结构体具有相同厚度,却平均热贯流率更低,隔热性能提高了28%。另一方面,实施例2的隔热结构体154与比较隔热结构体具有相同的隔热性能,却整体厚度减少了37%。
根据本发明,能够大幅减小第一隔热层301的厚度将真空隔热构件20C的板厚设为20mm时,能够将第一隔热层301的厚度减少170mm。因此,与减少第一隔热层301的厚度相应地,能够增加隔热容器153的容积。因此,只要将本发明用作例如将LNG的蒸发气体作为燃料使用的LNG输送罐船100B的球形罐150,则能够抑制LNG的使用量,能够提高经济性。另外,在将LNG蒸发气体再液化的类型的LNG输送罐船100B中,能够降低用于该再液化的能量损失。
(实施例3)
设想了由隔热板40构成的第一隔热层301的总厚度设为300mm、由真空隔热构件20C构成的第二隔热层302的厚度设为100mm的隔热结构体154,对该隔热结构体154,进行了设想从LNG温度(-162℃)到常温(25℃)的温度梯度的热模拟。该结果如图23的点划线I所示。
(比较例2)
除了设想不具有第二隔热层302而由总厚度400mm的隔热板40构成的比较隔热结构体以外,与上述实施例3同样进行了热模拟。其结果如图23的虚线II所示。
(实施例3和比较例2的对比)
从图23的模拟结果可知,比较例2的比较隔热结构体中,如虚线II所示,温度与距容器壳体的内壁面的距离(即隔热层的厚度)成比例地上升,但在实施例3的隔热结构体154中,如点划线I所示,隔热板40(第一隔热层301)的热梯度角度小,真空隔热构件20C(第二隔热层302)的热梯度角度大。因此,本发明,能够利用第二隔热层302的隔热性能降低存在第一隔热层301(隔热板40)的区域的气氛温度。另外,第一隔热层301本身的冷温的热迁移也降低(点划线I的0~300mm的热梯度角度平缓),因此可知提高了第一隔热层301本身的隔热性能。
由上述说明可知,对于本领域技术人员而言,本发明的很多改良和其他的实施方式是显而易见的。因此,上述说明应被解释为仅是示例性的,是为了教导本领域技术人员实施本发明的最优实施方式而提供的。在不脱离本发明的精神的状态下,能够实质上变更其结构和/或功能的细节。
产业上的可利用性
本发明能够广范围地适用于LNG输送罐船的船内罐、陆上设置的LNG罐、或者氢罐等以比常温低100℃以上的温度保持流体的隔热容器的领域。
附图标记的说明
10  隔热板
10a 正面皮层
10b 侧面皮层
11  发泡树脂层
12  粘接剂
13  紧固部件
13a 螺栓轴部
13b 螺栓头部(紧固部件的凸缘部)
20  真空隔热构件
21  芯材
22  外包覆材料(外覆件)
23  吸附剂
24  密封部(密封鳍)
25  开口部
26A  止回阀(膨胀缓和部)
26B  止回阀(膨胀缓和部)
27  贯通部
28  熔接层
40  隔热板
100A LNG  输送罐船
110  船内罐(隔热容器)
111  船体(容器壳体)
113  一次膜(第一槽、膜材)
114  一次防热箱(第一隔热层)
115  二次膜(第二槽、膜材)
116  二次防热箱(第二隔热层)
120  地上式LNG罐
121  混凝土结构体(容器壳体)
123  内槽(第一槽)
124  内侧隔热层(第一隔热层)
125  外槽(第二槽)
126  外侧隔热层(第二隔热层)
130  地下式LNG罐
131  混凝土结构体(容器壳体)
133  膜内槽(第一槽、膜材)
134  内侧隔热层(第一隔热层)
135  膜外槽(第二槽、膜材)
136  外侧隔热层(第二隔热层)
140  氢罐
141  槽支承体(容器壳体)
143  内槽(第一槽)
144  内部隔热层(第一隔热层)
145  外槽(第二槽)
146  外部隔热层(第二隔热层)
100B  LNG输送罐船
150  球形罐
151  船体
153  隔热容器
154  隔热结构体
220  层叠片
221  表面保护层
222  阻气层
223  热熔接层
224  热熔接表面保护层
241  薄壁部
242  厚壁部
243  强度下降部位(膨胀缓和部)
300  容器壳体
301  第一隔热层
302  第二隔热层

Claims (17)

1.一种隔热容器,其特征在于,包括:
内部具有以比常温低100℃以上的温度保持流体的流体保持空间的容器主体;
隔热结构体;和
设置在该隔热结构体的外侧的容器壳体,
该隔热结构体是包括第一隔热层和设置在该第一隔热层的外侧的第二隔热层的多层结构体,
所述第二隔热层包括利用真空隔热构件构成的隔热板,
所述真空隔热构件包括由无机类材料构成的纤维状的芯材和具有阻气性的袋状的外包覆材料,在该外包覆材料的内部以减压密闭状态封入所述芯材而构成,
所述隔热板利用发泡树脂层完全覆盖所述真空隔热构件的所述外包覆材料。
2.如权利要求1所述的隔热容器,其特征在于:
所述发泡树脂层是将包含有机类发泡剂的原料加热而使其发泡,并且以不残留所述有机类发泡剂的方式形成的。
3.如权利要求1所述的隔热容器,其特征在于:
所述外包覆材料具有用于对袋内部进行减压的开口部,
该开口部的内表面为热熔接层,
在通过所述开口部的热熔接形成的密封部,在所述热熔接层彼此的熔接部位的至少一部分,包含多个厚度薄的薄壁部。
4.如权利要求3所述的隔热容器,其特征在于:
所述密封部除了多个所述薄壁部外,还包括多个厚壁部,该厚壁部为所述熔接部位的厚度厚的厚壁部,
所述厚壁部和所述薄壁部以所述薄壁部位于所述厚壁部之间的方式交替配置。
5.如权利要求1~4中任一项所述的隔热容器,其特征在于:
构成所述隔热板的所述真空隔热构件和所述发泡树脂层利用粘接剂粘接而被一体化。
6.一种隔热容器,其特征在于,包括:
内部具有以比常温低100℃以上的温度保持流体的流体保持空间的容器主体;
隔热结构体;和
设置在该隔热结构体的外侧的容器壳体,
该隔热结构体是包括第一隔热层和设置在该第一隔热层的外侧的第二隔热层的多层结构体,
所述第二隔热层包括真空隔热构件,
所述真空隔热构件包括由无机类材料构成的纤维状的芯材和具有阻气性的袋状的外包覆材料,在所述外包覆材料的内部已减压密闭状态封入所述芯材而构成,并且具有抑制或防止该真空隔热构件的急剧变形的防爆结构。
7.如权利要求6所述的隔热容器,其特征在于:
所述真空隔热构件构成为所述外包覆材料完全被发泡树脂层覆盖的隔热板,并且
所述防爆结构通过以发泡后不残留有机类发泡剂的方式形成所述发泡树脂层来实现。
8.如权利要求6所述的隔热容器,其特征在于:
所述真空隔热构件还包括与所述芯材一起被封入所述外包覆材料的内部并吸附内部的残留气体的吸附剂,
所述防爆结构通过所述吸附剂采用化学吸附所述残留气体的化学吸附型的吸附剂、或采用不因残留气体的吸附而发热的非发热性的吸附剂、或者采用化学吸附型且非发热性的吸附剂来实现。
9.如权利要求6所述的隔热容器,其特征在于:
所述防爆结构通过在所述外包覆材料设置膨胀缓和部而实现,所述膨胀缓和部当残留气体在该外包覆材料的内部膨胀时向外部释放该残留气体来缓和膨胀。
10.如权利要求9所述的隔热容器,其特征在于:
所述膨胀缓和部是设置在所述外包覆材料的止回阀或者预先设置在所述外包覆材料的局部地强度低的部位。
11.如权利要求9所述的隔热容器,其特征在于:
所述外包覆材料具有用于对袋内部进行减压的开口部,
该开口部的内表面为热熔接层,
在通过所述开口部的热熔接形成的密封部,在所述热熔接层彼此的熔接部位的至少一部分,包含多个厚度薄的薄壁部。
12.如权利要求11所述的隔热容器,其特征在于:
所述密封部除了多个所述薄壁部外,还包括多个厚壁部,该厚壁部为所述熔接部位的厚度大的厚壁部,
所述厚壁部和所述薄壁部以所述薄壁部位于所述厚壁部之间的方式交替配置。
13.一种隔热容器,其特征在于:
用于以比常温低100℃以上的温度保持低温物质,
所述隔热容器包括:
容器主体;和
配置在该容器主体的外侧的隔热结构体,
该隔热结构体是包括从所述容器主体向外侧依次设置的第一隔热层和第二隔热层的多层结构体,
该第二隔热层包括在外包覆材料的内部收纳芯材并减压密闭的真空隔热构件,该真空隔热构件被具有凸缘部的紧固部件固定于所述第一隔热层,
在所述真空隔热构件设置有在厚度方向贯通的贯通部,并且在该贯通部的周围设置有将所述外包覆材料彼此熔接而形成的熔接层,
在由所述紧固部件固定所述真空隔热构件的状态下,所述紧固部件以插入到所述贯通部的状态利用所述凸缘部按压所述熔接层。
14.如权利要求13所述的隔热容器,其特征在于:
所述紧固部件的长度为不足所述容器主体的长度。
15.如权利要求13或14所述的隔热容器,其特征在于:
所述贯通部为圆形。
16.如权利要求13~15中任一项所述的隔热容器,其特征在于:
所述凸缘部部不从所述真空隔热构件的外缘伸出。
17.如权利要求1~16中任一项所述的隔热容器,其特征在于:
所述流体为氢气、烃气或包含它们的可燃性气体。
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