CN108139027A - 真空隔热构造 - Google Patents

Abstract

一种真空隔热构造，具备：第一构件；隔开真空空间而与第一构件相向的、比第一构件高温的第二构件；从第一构件向第二构件延伸的管状构件；在管状构件的内侧覆盖第一构件的平面状的第一层叠真空隔热材料；覆盖管状构件的内周面的筒状的第二层叠真空隔热材料；以及配置于管状构件的内侧且由第二层叠真空隔热材料缠绕的保持构件。

Description

真空隔热构造

技术领域

本发明涉及真空隔热构造。

背景技术

以往已知低温侧的第一构件和高温侧的第二构件隔开真空空间并互为相向的真空隔热构造。在这样的真空隔热构造中，一般而言，为了防止从第二构件向第一构件的热辐射所带来的热的侵入，第一构件被层叠真空隔热材料覆盖。

例如，专利文献1中公开了在内槽（低温侧的第一构件）与外槽（高温侧的第二构件）之间的真空空间内配置有多个管状构件，内槽通过这些管状构件支持于外槽的双壳储罐。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1 : 国际公开第2014/174819号。

发明内容

发明要解决的问题：

然而，如上述那样在真空空间内配置管状构件的情况下，理想的是也在管状构件的内侧防止从第二构件向第一构件的热辐射所带来的热的侵入。为此，考虑在管状构件的内侧以平面状的层叠真空隔热材料覆盖第一构件，并以筒状的层叠真空隔热材料覆盖管状构件的内周面。

通常，层叠真空隔热材料缠绕在防热对象物的外侧，借由张力保持于防热对象物上。然而，如上述那样以筒状的层叠真空隔热材料覆盖管状构件的内周面的情况下，如何将筒状的层叠真空隔热材料维持在沿着管状构件的内周面的状态成为问题。

在此，本发明的目的在于提供一种能将筒状的层叠真空隔热材料维持在沿着管状构件的内周面的状态的真空隔热构造。

解决问题的手段：

为了解决前述问题，本发明的一种真空隔热构造，其特征在于，具备：第一构件；隔开真空空间而与所述第一构件相向的、比所述第一构件高温的第二构件；从所述第一构件向所述第二构件延伸的管状构件；在所述管状构件的内侧覆盖所述第一构件的平面状的第一层叠真空隔热材料；覆盖所述管状构件的内周面的筒状的第二层叠真空隔热材料；以及配置于所述管状构件的内侧且由所述第二层叠真空隔热材料缠绕的保持构件。

根据上述结构，覆盖管状构件的内周面的第二层叠真空隔热材料缠绕于保持构件，因此能借由保持构件将第二层叠真空隔热材料维持在沿着管状构件的内周面的状态。

也可以是，所述保持构件包括载置所述第一层叠真空隔热材料的第一保持部和由所述第二层叠真空隔热材料缠绕的第二保持部。根据该结构，即使不在第一构件上设置双头螺栓等，也能利用保持构件保持第一层叠真空隔热材料。

也可以是，所述保持构件是所述第一保持部为顶壁且所述第二保持部为周壁的、向所述第二构件开口的容器状。根据该结构，能使保持构件为简单的形状。

也可以是，所述管状构件与所述第二构件接触；所述管状构件由热导率小于1W/m·k的材料构成；从所述第二层叠真空隔热材料的所述第二构件侧的一端到所述管状构件的所述第二构件侧的一端的距离为所述管状构件的长度的1/2以下且1/6以上。层叠真空隔热材料具有在与厚度方向（层叠方向）正交的方向上易导热的倾向。另一方面，因管状构件的热导率较低，所以管状构件上形成有温度从第二构件侧的一端向第一构件侧的另一端慢慢降低的温度梯度。在如此结构中，若第二层叠真空隔热材料延伸至第二构件近前，则第二层叠真空隔热材料成为绕过管状构件的中间部的热的绕远路径。另一方面，若第二层叠真空隔热材料的长度过短，则管状构件的内周面较大地露出，从而热辐射使得大量的热通过管状构件向第一构件侵入。对此，若从第二层叠真空隔热材料的第二构件侧的一端到管状构件的第二构件侧的一端的距离在管状构件的长度的1/2以下且1/6以上，则既能以充分的面积覆盖管状构件的内周面，又能有效地抑制第二层叠真空隔热材料成为绕过管状构件的中间部的热的绕远路径。

例如也可以是，所述第一构件及所述第二构件分别为双壳储罐的内槽及外槽。

例如也可以是，所述双壳储罐为搭载于船舶的船用储罐。

发明效果：

根据本发明，能将筒状的层叠真空隔热材料维持在沿着管状构件的内周面的状态。

附图说明

图1是采用了根据本发明一实施形态的真空隔热构造的双壳储罐的剖视图；

图2是图1所示双壳储罐上的一个管状构件的剖视图；

图3是前述一实施形态中的保持构件的立体图；

图4是变形例的保持构件的立体图。

具体实施方式

图1示出采用了根据本发明一实施形态的真空隔热构造的双壳储罐1。双壳储罐1例如为搭载于船舶的船用储罐。但双壳储罐1无需为船用储罐，例如也可以为设置于地上的储罐。

具体而言，双壳储罐1包括隔开真空空间13并互为相向的内槽11及外槽12。内槽11相当于本发明的第一构件，外槽12相当于本发明的第二构件。

内槽11内例如贮藏有低温的液化气体。包围内槽11的外槽12露出在空气中。即外槽12的温度为比内槽11的温度高的常温。真空空间13发挥防止内槽11与外槽12之间的空气的对流所带来的热传递的作用。

内槽11与外槽12之间配置有多个管状构件2。各管状构件2从内槽11向外槽12延伸，与外槽12接触。内槽11通过管状构件2支持于外槽12。

本实施形态中，内槽11为沿与纸面正交的方向延伸的圆筒形。因此，管状构件2在内槽11轴向上相互隔开的位置处，呈两列排列于沿内槽11的周向延伸的线上，各管状构件2的轴向与内槽11的径向一致。但管状构件2的排列方式可根据内槽11的形状进行适当变更。例如也可以是，内槽11为球形时，管状构件2在以内槽11的最下端为中心正交的两方向上呈十字状排列。又，例如也可以是，内槽11为方形时，管状构件2在内槽11及外槽12的底与底之间呈矩阵状排列。

如图2所示，本实施形态中，各管状构件2与内槽11及外槽12直接接触。但也可以是，在管状构件2的一端及另一端嵌合另外的构件，管状构件2通过该构件与内槽11及外槽12接触。

本实施形态中，各管状构件2的截面形状为圆形。但各管状构件2的截面形状也可以为多角形等其他形状。

又，本实施形态中，各管状构件2由常温下的热导率小于1W/m·k的材料构成。这样的材料例如可举出玻璃纤维增强塑料（GFRP）、碳纤维增强塑料（CFRP）、布增强酚醛树脂等纤维增强塑料（FRP）。

在各管状构件2的外侧，内槽11被多个平面状的外侧第一层叠真空隔热材料14覆盖。又，各管状构件2的外周面被筒状的外侧第二层叠真空隔热材料15覆盖。另一方面，在各管状构件2的内侧，内槽11被平面状的内侧第一层叠真空隔热材料3覆盖。又，各管状构件2的内周面被筒状的内侧第二层叠真空隔热材料4覆盖。

层叠真空隔热材料14、15、3、4例如分别具有防辐射膜与垫片（spacer）交替层叠的构造。防辐射膜例如通过在树脂片的表面蒸镀铝（也可以是金或银）而形成。垫片为热导率较小的薄片。这样的薄片可使用树脂制的网、织布、无纺布等，或纸、玻璃纤维材料等。

外侧第一层叠真空隔热材料14以使相邻的外侧第一层叠真空隔热材料14的端部彼此重合的形式缠绕于内槽11。相邻的外侧第一层叠真空隔热材料14的端部彼此由粘扣带接合。外侧第一层叠真空隔热材料14可以借由张力保持在内槽11上，也可以利用设置于内槽11的双头螺栓保持在内槽11上，还可以借由环状的带子保持在内槽11上。

外侧第二层叠真空隔热材料15以使端部彼此重合的形式缠绕于管状构件2。外侧第二层叠真空隔热材料15的端部彼此以使张力作用于外侧第二层叠真空隔热材料15的形式通过粘扣带接合，外侧第二层叠真空隔热材料15借由该张力保持在管状构件2的外周面上。外侧第二层叠真空隔热材料15的长度比管状构件2的长度短，管状构件2的外周面的下部露出。但也可以是管状构件2的外周面被外侧第二层叠真空隔热材料15全面覆盖。

各管状构件2的内侧配置有保持构件5。保持构件5包括载置内侧第一层叠真空隔热材料3的第一保持部51和内侧第二层叠真空隔热材料4所缠绕的第二保持部52。

本实施形态中，保持构件5如图3所示，是第一保持部51为顶壁而第二保持部52为周壁的、向外槽12开口的容器状。更具体而言，作为顶壁的第一保持部51为圆形，作为周壁的第二保持部52为圆筒形。另，顶壁及周壁各自可以是如图3所示的连续的板，也可以是具有多个孔的板（例如，冲孔金属、网形金属）。

但保持构件5的结构可进行适当变更。例如，如图4所示，作为顶壁的第一保持部51也可以是多角形。又，第二保持部52也可以由沿着作为顶壁的第一保持部51的轮廓配置的多个纵棒53及连结这些纵棒53的多个横棒54构成。或者，虽省略了图示，但第一保持部51也可以由呈十字配置的两根棒构成，还可以由呈格子状配置的四根以上的棒构成。

本实施形态中，如图2所示，保持构件5的高度设定为比管状构件2的长度短，保持构件5在与外槽12接触的状态下通过图略的销与管状构件2连结。因此，内侧第一层叠真空隔热材料3与内槽11略微隔开。但内侧第一层叠真空隔热材料3也可以与内槽11全面紧贴。又，也可以是，保持构件5以从外槽12脱离的状态与管状构件2连结。内侧第一层叠真空隔热材料3可以固定于第一保持部51，也可以不固定于第一保持部51而仅载置在第一保持部51上。

内侧第二层叠真空隔热材料4以使端部彼此重合的形式缠绕于保持构件5的第二保持部52。内侧第二层叠真空隔热材料4的端部彼此以使张力作用于内侧第二层叠真空隔热材料4的形式通过粘扣带接合，内侧第二层叠真空隔热材料4借由该张力保持在管状构件2的外周面上。

内侧第二层叠真空隔热材料4也可以与管状构件2的内周面紧贴，但优选为靠近管状构件2的内周面并与该内周面略微隔开。因此优选为，作为周壁的第二保持部52的外径比管状构件2的内径减小了稍微超过内侧第二层叠真空隔热材料4的厚度的两倍的程度。另，保持构件5相对于管状构件2的相对位置通过上述图略的销（将保持构件5与管状构件2连结的销）固定。

内侧第二层叠真空隔热材料4的长度比管状构件2的长度短，管状构件2的内周面的下部露出。从内侧第二层叠真空隔热材料4的下端（外槽12侧的一端）到管状构件2的下端（外槽12侧的一端）21的距离D在管状构件2的长度的1/2以下且1/6以上。

内侧第二层叠真空隔热材料4的上端（内槽11侧的另一端）优选为与内侧第一层叠真空隔热材料3接触，但也可以与内侧第一层叠真空隔热材料3略微隔开。又，也可以是内侧第一层叠真空隔热材料3及内侧第二层叠真空隔热材料4形成为一体。

如以上说明，本实施形态的真空隔热构造中，覆盖管状构件2的内周面的内侧第二层叠真空隔热材料4缠绕于保持构件5，因此能借由保持构件5将内侧第二层叠真空隔热材料4维持在沿着管状构件2的内周面的状态。

此外，保持构件5不仅包括内侧第二层叠真空隔热材料4所缠绕的第二保持部52，还包括载置内侧第一层叠真空隔热材料3的第一保持部51，因此即使不在内槽11设置双头螺栓等，也能利用保持构件5保持内侧第一层叠真空隔热材料3。

又，本实施形态中保持构件5为容器状，从而能使保持构件5为简单的形状。

可是层叠真空隔热材料具有在与厚度方向（层叠方向）正交的方向上易导热的倾向。另一方面，管状构件2的热导率较低，因此在管状构件2上形成从外槽12侧的下端向内槽11侧的上端而温度慢慢降低的温度梯度。这样的结构中，若内侧第二层叠真空隔热材料4延伸至外槽12的近前，则内侧第二层叠真空隔热材料4成为绕过管状构件2的中间部的、换言之从管状构件2的下部向上部传递热的、热的绕远路径。另一方面，若内侧第二层叠真空隔热材料4的长度过短，则管状构件2的内周面会较大地露出，从而会因热辐射使得大量的热通过管状构件2向内槽11侵入。对此，若像本实施形态那样，从内侧第二层叠真空隔热材料4的下端到管状构件2的下端的距离D在管状构件2的长度的1/2以下且1/6以上，则既能以充分的面积覆盖管状构件2的内周面，又能有效抑制内侧第二层叠真空隔热材料4成为绕过管状构件2的中间部的热的绕远路径。

（变形例）

本发明不限于上述实施形态，可在不脱离本发明的主旨的范围内进行种种变形。

例如，本发明的第一构件及第二构件无需一定为双壳储罐1的内槽11及外槽12。例如，第一构件也可以是从内槽11突出的低温板，第二构件也可以是以与低温板相向的形式从外槽12突出的高温板。

又，管状构件2无需一定要与第二构件接触，也可以与第二构件隔开。此外，管状构件2无需一定要由常温下的热导率小于1W/m·k的材料构成，在管状构件2的热传导较小的情况下（例如管状构件2较长的情况），管状构件2也可以由热导率较高的金属构成。

又，保持构件5无需一定要具有第一保持部51。例如内侧第一层叠真空隔热材料3也可以利用设置于内槽11的双头螺栓而被保持。

又，在使内侧第二层叠真空隔热材料4的厚度随着向下方行进而变薄的情况下，内侧第二层叠真空隔热材料4也可以全面覆盖管状构件2的内周面。

工业应用性：

本发明也可应用于储罐以外的种种构造物。

符号说明：

1　　双壳储罐；

11　 内槽（第一构件）；

12　 外槽（第二构件）；

13　 真空空间；

2　　管状构件；

3　　内侧第一层叠真空隔热材料；

4　　内侧第二层叠真空隔热材料；

5　　保持构件；

51　 第一保持部；

52　 第二保持部。

Claims (6)

1.一种真空隔热构造，其特征在于，具备：

第一构件；

隔开真空空间而与所述第一构件相向的、比所述第一构件高温的第二构件；

从所述第一构件向所述第二构件延伸的管状构件；

在所述管状构件的内侧覆盖所述第一构件的平面状的第一层叠真空隔热材料；

覆盖所述管状构件的内周面的筒状的第二层叠真空隔热材料；以及

配置于所述管状构件的内侧且由所述第二层叠真空隔热材料缠绕的保持构件。

2.根据权利要求1所述的真空隔热构造，其特征在于，

所述保持构件包括载置所述第一层叠真空隔热材料的第一保持部和由所述第二层叠真空隔热材料缠绕的第二保持部。

3.根据权利要求2所述的真空隔热构造，其特征在于，

所述保持构件是所述第一保持部为顶壁且所述第二保持部为周壁的、向所述第二构件开口的容器状。

4.根据权利要求1至3的任一项所述的真空隔热构造，其特征在于，

所述管状构件与所述第二构件接触；

所述管状构件由热导率小于1W/m·k的材料构成；

从所述第二层叠真空隔热材料的所述第二构件侧的一端到所述管状构件的所述第二构件侧的一端的距离为所述管状构件的长度的1/2以下且1/6以上。

5.根据权利要求1至4的任一项所述的真空隔热构造，其特征在于，

所述第一构件及所述第二构件分别为双壳储罐的内槽及外槽。

6.根据权利要求5所述的真空隔热构造，其特征在于，

所述双壳储罐为搭载于船舶的船用储罐。