CN113544429B - 低温罐用真空隔热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低温罐用真空隔热装置，其为大型低温罐的真空隔热装置，为了储存液氮(LN2)或者液氢(LH2)等超低温液化气体，而利用始终保持为真空的低温隔热材料，从而具有高隔热性和真空稳定性，该低温罐用真空隔热装置的真空套的一部分具有能够随着低温罐或者低温隔热层的收缩而收缩的柔软结构。

Description

低温罐用真空隔热装置
技术领域
本发明涉及一种对低温罐进行真空隔热的装置，更详细而言，涉及一种能够对储存及运输超低温状态的液化气体的低温罐进行真空隔热的装置。
背景技术
液化天然气(Liquefied Natural Gas，LNG)一般是指将以甲烷为主要成分的天然气冷却至零下162℃而将其体积缩减至六百分之一的无色且透明的超低温液体，随着这种液化天然气作为能源出现，为了将该气体作为能量使用，而对能够从生产基地大量输送到需求地即接收地的有效的运输方案进行了探讨，而作为其结果，出现了用于液化天然气的海上输送的液化天然气运输船。
在如上所述的液化天然气运输船中，为了保管及运输液化成超低温状态的液化天然气，而需要具备能够储存该液化天然气的低温罐，这种低温罐为了储存具有高于大气压的蒸气压和零下160℃的沸腾温度的液化天然气，而需要利用耐得住超低温的材料(铝合金、不锈钢、35％镍钢等)制作，并且需要进行能够应对热应力以及热收缩的设计和能够挡住热侵入的隔热(Insulation)结构的设置等。
这里，应用于液化天然气运输船的低温罐，根据其结构可分类为膜(membrane)型和独立(Self-supporting)型，正如韩国公开专利公报第10-2017-0116584号(带有波纹密封膜的密封罐，2017.10.19.)中公开的那样，所述膜型罐的储存液化气体的罐的内表面利用不锈钢材质的波纹薄膜板(Corrugated Membrane Sheet)，以使得能够对应于液化气体所涉及的热变形而发生热收缩，而为了支撑所述膜板，形成为构成包围外表面的隔热材料层以及被运输船的船体支撑的双重屏障，而由船体来承受产生在罐内部的压力的方式构成。
此时，以往为了防止残留在所述隔热材料层的水分因冷却而降低隔热材料的性能，而在内部填充了具有零下50～60℃的露点的干燥空气(dryair)，但在经液化而具有零下250℃的沸腾温度的液氢(LH2)的情况下，填充在内部的干燥空气的氧气以及氮气会在液氢罐表面附近液化并凝结而导致隔热材料的性能显著降低，引发整体隔热层的性能缺失，引起了质疑罐的稳定性是否具备长期可靠性的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，提供一种大型低温罐的真空隔热装置，为了能够储存液氮(LN2)或者液氢(LH2)等超低温液化气体，而利用始终保持真空的隔热材料，从而具有高隔热性和真空稳定性。
为了解决上述技术问题，本发明的低温罐用真空隔热装置可以提供一种将低温隔热层保持为真空状态从而能够储存液氢(LH2)或者液氮(LN2)之类的超低温流体的低温罐用真空隔热装置。
另外，可以提供一种构成为真空套的一部分具有能够随着所述低温罐或者低温隔热层的收缩可收缩的柔软结构，低温罐由自身承受住储存在内部的超低温流体的压力，且能够应对因超低温流体的温度而产生的低温罐的热收缩的低温罐用真空隔热装置。
上述结构所涉及的本发明，通过提供如下所述的真空套，而具有能够制造长时间可靠性高的大型罐的优点：将包围低温罐的外表皮的低温隔热层始终保持为真空状态，而保持更高的隔热效率，由此确保长期的可靠性，并且真空套的一部分具有能够随着所述低温罐或者低温隔热层的收缩而收缩的柔软结构，由此低温罐由自身承受住储存在内部的超低温流体的压力，并且能够应对因超低温流体的温度而产生的低温罐的热收缩。
附图说明
图1是示出本发明的一实施例所涉及的真空隔热装置的立体图。
图2是示出本发明的第一实施例所涉及的真空隔热装置的剖视图。
图3至图5是示出本发明的第一实施例所涉及的可变形连结部的多种变形例的剖视图。
图6是示出本发明的第二实施例所涉及的真空隔热装置的立体图。
图7以及图8是示出本发明的一实施例所涉及的低温隔热层的多种变形例的剖视图。
图9是示出图6的AA’剖面所涉及的内部排气空间的多种变形例的图。
图10是示出本发明的第三实施例所涉及的真空隔热装置的剖视图。
图11至图15是示出本发明的第三实施例所涉及的真空隔热装置的多种变形例的剖视图。
图16是示出本发明的一实施例所涉及的具有双层结构的真空套的剖视图。
图17至图21是示出本发明的第四实施例所涉及的真空隔热装置的剖视图。
具体实施方式
为了解决上述技术问题，本发明的特征在于，包括：低温罐，在内部具有容纳超低温流体的储存空间；低温隔热层，设置为包围低温罐的外表皮；以及真空套，内部空间保持为真空状态，且以包围所述低温隔热层的外表面的方式进行密封而与外部保持气密，所述真空套的至少一部分具有能够收缩或膨胀的柔软结构。
此时，作为本发明的一个方式，所述真空套可包括：多个平滑部，包围所述低温隔热层的外表面，且由彼此分隔预定距离的平板构成；以及可变形连结部，形成在所述多个平滑部之间且具有所述柔软结构。
另外，所述可变形连结部可以将所述多个平滑部连结，并且由能够与所述真空套的内部空间的变形对应地伸缩的高分子弹性体构成。
另外，其特征在于，所述高分子弹性体夹设在所述多个平滑部之间，并且粘贴在所述多个平滑部的宽度方向上的外侧端。
另外，其特征在于，所述多个平滑部设置为与相邻的至少一个平滑部在厚度方向上彼此重叠，并且在所述内部空间的变形时进行滑动而应对所述内部空间的收缩或膨胀，所述高分子弹性体在所述多个平滑部设置在重叠部位的上表面，且保持所述真空套的气密，并形成为与所述平滑部的变形对应地伸缩。
另外，作为本发明的另一方式，可以为，所述低温隔热层构成为多个，多个所述低温隔热层设置为彼此分隔，在相邻的多个低温隔热层之间形成内部排出空间，所述内部排出空间构成用于形成真空的流路。
此时，其特征在于，多个所述低温隔热层设置为在厚度方向上构成多层，且与所述低温罐的外表皮、真空套和相邻的低温隔热层中的至少一方利用固定螺栓以分隔预定距离的方式固定。
另外，所述真空隔热装置还可以包括排出管，所述排出管设置在所述内部排出空间，且在外周面形成有与所述真空套的内部空间连通的吸入孔。
另外，作为本发明的另一方式，其特征在于，所述可变形连结部与所述多个平滑部形成为一体，且构成向厚度方向的外侧弯曲的凹凸部，所述凹凸部随着所述真空套的内部空间的收缩或膨胀而变形。
此时，所述可变形连结部可以在向厚度方向的外侧弯曲的所述凹凸部的内侧形成有内部排出空间，所述内部排出空间构成用于形成真空的流路。
另外，可以为，所述真空套的所述多个平滑部彼此焊接而构成一体，构成在所述真空套的外表面的焊接线，形成在与设置于所述真空套的内部空间且与所述真空泵连结的内部排出空间一致的位置。
另外，所述真空套的所述多个平滑部彼此焊接而构成一体，所述真空隔热装置还可以包括高温隔热材料，所述高温隔热材料设置在构成于所述真空套的外表面的焊接线的内侧，防止所述焊接线附近的低温隔热层的热变形。
另外，所述真空套可以包括：第一真空套，包围所述低温隔热层的外表面；以及第二真空套，设置为包围所述第一真空套的外表面，所述真空隔热装置还可以包括分隔件，所述分隔件夹设在所述第一真空套和第二真空套之间，且设置为使所述第一真空套和第二真空套分隔固定距离。
另外，作为本发明的另一方式，其特征在于，所述真空套由柔软部和坚固部构成，所述柔软部包围所述低温隔热层的外表面且具有所述柔软结构，所述坚固部通过所述真空套的至少一部分构成为坚固的结构而成，且支承所述真空隔热装置。
此时，所述低温罐可以构成为多面体，所述柔软部可以形成为对构成所述真空套的平面的所述低温隔热层的外表面进行包围，所述坚固部可以形成为对构成所述真空套的边角的所述低温隔热层的外表面进行包围。
此时，所述真空套可以在所述坚固部的内侧形成有构成用于形成真空的流路的内部排出空间。
另外，其特征在于，所述坚固部可以形成为对构成所述真空套的下部的所述低温隔热层的外表面进行包围，且支撑所述真空隔热装置的底面。
另外，所述真空隔热装置还可以包括罐支撑体，所述罐支撑体以使所述低温罐浮在空中的状态进行支撑，且形成为使所述真空套的下端与地面分隔预定距离。
此时，所述罐支撑体可以包括：罐钩，与所述低温罐的上表面连结；上部支撑体，支撑所述罐钩且构成所述真空套的一部分；以及侧面支撑体，以使所述真空套的下端与地面分隔的方式向上方延伸，且支撑所述上部支撑体。
另外，所述罐支撑体可以包括：罐钩，与所述低温罐的侧面连结；以及侧面支撑体，构成所述真空套的一部分，并且以使所述真空套的下端与地面分隔的方式向上方延伸且支撑所述罐钩。
本发明可以施加多种变更并具有各种实施例，下面在图中示出特定实施例并进行详细说明。但这并不表示将本发明限定于特定实施方式，而是应理解为将本发明的构思及技术范围内所包括的所有变更、等同方式以及替代方式均包括在内。
在提及某一结构要素与另一结构要素“连结”或“连接”时，应当理解为可以与该另一结构要素直接连结或直接连接，但也可以在它们之间存在其他结构要素。
若无其他定义，则包括技术性或科学性术语在内的这里所使用的所有术语，具有与本领域技术人员通常所理解的含义相同的含义。
通常使用的词典中已有定义的这类术语，应被解释为与相关技术的上下文中具有的含义相同的含义，本申请中若没有明确定义，则不被解释为理想的或者过于形式的含义。
下面，使用附图对本发明的技术构思进行更详细的说明。
附图仅仅是为了对本发明的技术构思进行更详细的说明而示出的示例，本发明的技术构思不被附图所限定。
图1是示出本发明的一实施例所涉及的真空隔热装置的立体图，图2是示出本发明的第一实施例所涉及的真空隔热装置的剖视图，参照图1以及图2，本发明的一实施例所涉及的真空隔热装置1000可以构成为包括：低温罐100，在内部具有容纳超低温流体的储存空间；低温隔热层200，设置为包围所述低温罐的外表皮110；真空套300，形成为包围所述低温隔热层200的外表面，保持与外部间的气密；以及真空泵410，与所述真空套300的内部空间连结，使夹设在所述内部空间的低温隔热层200保持为真空状态。
此时，所述真空隔热装置1000将具备所述低温隔热层200的所述真空套300的内部空间始终保持为真空压力，而将残留在内部的气体或者水分吸入并排出到外部，由此能够进一步增大所述低温隔热层200的隔热性能。这里，若将所述低温隔热层200的压力保持为真空，则所述低温隔热层200会受到1气压的压缩，为了使由此产生的压缩性不降低，而需要使用压缩强度足够大的材料，优选使用增强高分子(Reinforced Poly UrethaneFoam：R-PUF)，从而能够确保充足的隔热性能和压缩强度。另外，本申请的申请人确认到：在将所述低温隔热层200的压力保持为真空状态时，与放置于100KPa的压力下的低温隔热层相比，所述低温隔热层200的导热系数下降到一半以下。这里，将所述内部空间保持为所述真空压力的所述真空泵410的运行表示所述低温罐100内部已储存有超低温流体，对于所述真空泵410的运行，优选以适合于所述低温罐100的运用或者试验、维护等的方式进行操作和控制。
此时，其特征在于，所述低温罐100的外表皮110优选被设计为可承受储存在内部的超低温流体的静态压力以及动态压力，且构成为密闭的一体以使罐内部的流体不发生泄漏，本发明的真空隔热装置1000的真空套300的至少一部分具有能够收缩或膨胀的柔软结构，由此将外表面形成为与随着所述低温罐100的外表皮110或者所述低温隔热层200的收缩或膨胀而变形的内部空间对应地变形。
即，如上所述，本发明的真空隔热装置1000可以提供V-PUF隔热(V-PUFInsulation)类型的真空隔热装置，所述真空套300以防止空气流入夹设在内部的所述低温隔热层200的方式被密封，为了应对热收缩，构成所述低温罐100的外表面的真空套300收缩或膨胀，由此所述低温罐100的外表皮110可以由能够由罐本身来支撑储存在内部的超低温流体的压力的超低温金属材料(镍钢、不锈钢、铝等)构成，且克服了现有的在内部具有波纹表面，而无法由罐本身来进行支撑而需要依赖于船体的膜型低温罐的缺点，能够根据内部流体的温度进行罐的收缩以及膨胀。
此时，所述真空泵410为了根据所述低温罐100的规格来保持全面积上的真空而可以构成为多个，可以构成为包括与所述真空套300的内部连结的排气管430、和执行所述排气管430的开闭的排气阀420，所述真空泵410可以利用商业上常用的真空泵，而用于实现所述真空套300内部的真空。
另外，所述真空套300可以构成为包括：多个平滑部310，包围所述低温隔热材料200的外表面，并且由彼此分隔预定距离的平板构成；以及可变形连结部320，形成在所述多个平滑部310之间且具有所述柔软结构，此时为了使所述多个平滑部310随着所述真空套300的内部空间的收缩或膨胀而收缩或膨胀，而对相邻的可变形连结部320加压，由此所述可变形连结部320收缩或膨胀，从而能够反映到所述真空套300内部的变形上。此时，所述平板可以由在所述真空套300内部的真空压力下具有坚固的刚度和低的气体透过度的金属或者塑料构成。这里，优选为，真空套300通过运行在制造时与之连结的所述真空泵410而将内部空间形成为真空状态，然后密封所述真空套300而保持为真空状态，并且具备能够测量所述真空套300的内部空间的真空度的另外的测量单元，当以后所述真空套300的内部空间的真空度降低时，再次运行所述真空泵410，而至少在所述低温罐100内部储存有超低温流体时，管理成始终保持真空状态。
<第一实施例>
图3至图5是示出本发明的第一实施例所涉及的可变形连结部320的多种变形例的剖视图，参照图1至图5，本发明的第一实施例所涉及的可变形连结部320将所述多个平滑部310连结，并且可以由与所述真空套300的内部空间的变形对应地能够伸缩的高分子弹性体231构成。
参照图3，所述高分子弹性体231夹设在所述多个平滑部310之间，并且粘贴在所述多个平滑部310的宽度方向的外侧端，由此可以将所述多个平滑部310连结，执行所述真空套300的密封。此时如图3的(b)所示，当所述真空套300内部收缩时，以相邻的多个平滑部310之间变窄的方式所述高分子弹性体231被压缩，从而能够应对所述真空套300内部的变形。
此时，为了扩大所述高分子弹性体321和所述平滑部310的外侧端311的接触面积，如图4所示，在所述平滑部310的宽度方向上的外侧端311形成有以所述高分子弹性体321的一部分凹入的方式形成的凹槽311A，来扩大所述高分子弹性体321与所述平滑部310之间的接触面积，从而能够增大所述真空套300的密封力。另外，包围所述低温隔热层200的所述高分子弹性体321形成为构成配置所述平滑部310的空间为中空的网状(mesh)的一体的网形状，并且设置为包围所述低温隔热层200的外表面，从而能够更容易进行与所述平滑部310的结合。而且，所述高分子弹性体321以向与所述低温隔热层200对置的内侧弯曲的方式收缩，而将所述低温隔热层200向内侧压缩，由此能够增大所述低温隔热层200和所述低温罐100的外表皮110之间的紧贴力。
图5是示出本发明的高分子弹性体321和所述平滑部310的结合的另一方式的图，参照图5，所述多个平滑部310可以设置为与相邻的至少一个平滑部310在厚度方向彼此重叠，在所述内部空间变形时，所述重叠的多个平滑部310通过滑动而应对所述内部空间的收缩或膨胀，构成所述可变形连结部320的高分子弹性体321粘贴在所述多个平滑部310的重叠部位的上表面，以保持所述真空套300的气密的方式密封，并形成为与所述平滑部310的滑动对应地伸缩。此时，具有上述结构的所述高分子弹性体321为朝向外侧弯曲的半圆形的甜甜圈(doughnut)形状，但可以构成为除此以外的不脱离本发明主旨的多种形状。
<第二实施例>
图6是示出本发明的第二实施例所涉及的真空隔热装置1000的立体图，图7以及图8是示出本发明的第二实施例所涉及的低温隔热层200的多种变形例的剖视图，图9是示出图6的AA’剖面所涉及的内部排气空间210的多种变形例的剖视图，参照图6至图9，本发明的第二实施例所涉及的真空隔热装置1000的低温隔热层200可以构成为多个，所述多个低温隔热层200设置为彼此分隔，在相邻的多个低温隔热层200之间形成内部排出空间210，该内部排出空间210与所述真空泵410连结，且构成用于形成真空的流路。
所述内部排出空间210为引导内部的排气流体以便于在所述真空套300内部形成真空的结构，可以通过对所述低温隔热层200的一部分穿孔而构成，优选将所述低温隔热层200划分为多个且使用在划分的多个低温隔热层200之间分离出来的空间。此时，所述真空泵410可以与形成在所述真空套300内部的内部排出空间210中的任一部分连结，从而为了实现所述低温隔热层200的真空而吸入内部流体。此时，随着所述低温罐100的大小变大，包围所述低温罐100的外表皮110的低温隔热层200的表面积增大，因此为了实现所述低温隔热层200的均匀的真空，优选吸入内部流体的排气管430构成为多个而与所述真空套300连结。
此时，图7的(a)是示出通过粘贴而在所述低温罐100的外表皮110以化学方式附着的低温隔热层200的图，图7的(b)是示出通过在所述低温罐100的外表皮110以焊接或者打孔的方式固定的固定螺栓220而以物理方式附着的所述低温隔热层200的图，参照图7，所述多个低温隔热层200可以与所述低温罐100的外表皮110的外表面以及所述真空套300的内表面粘贴而进行附着，但使用过多的粘贴剂时会在所述低温隔热层200形成真空时或者低温罐收缩时引起问题，因此通过利用所述固定螺栓220固定在所述低温罐100的外表皮110，能够以在相邻的低温隔热材料200之间形成所述内部排出空间210的方式分隔配置。
图8是示出所述多个低温隔热层200设置为在厚度方向上构成多层的一个方式的图，在图8的(a)中，可以排列为任意一个低温隔热层200和与之在厚度方向上构成多层的另一个低温隔热层200只有外侧的一部分粘贴，由此粘贴成形成能够供在厚度方向上层叠的层间内部流体移动的连续的内部排出空间210。此时，所述内部流体的流动在所述厚度方向上层叠的层间交替地向彼此正交的方向移动，从所述低温罐100向所述真空套300方向移动，并通过所述内部排出空间210所具备的排气管430而排出到外部。
此时，作为本发明的另一方式，参照图8的(b)，所述多个低温隔热材料300设置为在厚度方向上构成多层，并且与所述低温罐100的外表皮110、真空套300和相邻的低温隔热材料200中的至少一方利用所述固定螺栓220以分隔预定距离的方式固定，由此能够形成能够更顺利地排出内部流体的内部排出空间210。
图9是示出图6的AA’剖面所涉及的内部排气空间210的多种变形例的剖视图，参照图9，所述真空隔热装置1000可以构成为还包括排出管440，该排出管440设置在所述内部排出空间210，且在外周面形成有与所述真空套210的内部空间连通的吸入孔441。
所述排出管440以在所述低温隔热层200划分出的内部排出空间210之间穿过的方式构成为多个，并且可以利用弯管(Elbow Tube)或者十字管等管连结部连续连结。此时，在所述排出管440的一部分连结有与所述真空泵410连结的排气管430，使流向所述排出管440内部的内部流体向外部喷出，通过以所述排出管400的内部和外部连通的方式在外表面打孔而成的吸入孔441，吸入残留在所述低温隔热层200内的内部流体，由此能够对所述低温隔热层200施加真空压力。
<第三实施例>
图10是示出本发明的第三实施例所涉及的真空隔热装置1000的剖视图，参照图10，本发明的第三实施例所涉及的真空隔热装置1000的所述可变形连结部320与所述多个平滑部310形成为一体，构成向厚度方向的外侧弯曲的凹凸部322，所述凹凸部322能够随着所述真空套310的内部空间的收缩或膨胀而变形。
此时，可以为所述真空套300整体由钢材形成，从而加强所述真空隔热装置1000的外部，所述凹凸部322向厚度方向的外侧弯折，而随着所述真空套300的内部空间的收缩或膨胀，在收缩或膨胀的同时发生变形。更详细而言，在所述真空套300的内部空间收缩时，所述真空套300的凹凸部322向弯曲的外侧收缩，而在所述内部空间膨胀时，所述凹凸部322的弯曲的倾斜会缓慢地展开，由此能够响应于所述内部空间的膨胀而发生变形。另外，所述凹凸部322能够将在所述真空套300的外表面产生的结露水凝集而引导成向自重方向流动。
另外，所述真空套300可以通过在多个平滑部310或者凹凸部320之间焊接而制造成一体，此时，为了防止由于焊接所带来的热导致所述低温隔热层200热变形及破损，而在实施所述焊接的附近的内侧具备高温隔热材料500，从而能够防止所述低温隔热层200的破损。
下面，参照图11至图14，对本发明的第三实施例所涉及的真空隔热装置1000的内部排气空间210、低温隔热层200以及高温隔热材料500之间的多种变形例进行说明。
首先，如图11所示，所述真空套300通过多个平滑部310的彼此焊接而构成一体，此时优选在实施焊接的焊接线B的内侧具备所述高温隔热材料500。此时，所述高温隔热材料500可以由玻璃纤维、碳纤维或者二氧化硅纤维等耐热性材质构成，优选为不会因为焊接热而导致变形，且使用质量轻的材料，以不会过度增加所述真空隔热装置1000的总质量。
此时，在形成在所述低温隔热层200的外表面的内部排出空间210形成得足够大时，即使不具备所述高温隔热材料500，也能够防止焊接造成低温隔热层200的破损。图12是示出上述的所述内部排出空间210足够大时所涉及的所述真空套300的变形例的图，图12的(a)以及(b)示出在所述内部排出空间210具备所述排出管440的变形例，图12的(c)以及(d)示出所述内部排出空间210不具备所述排出管440时的变形例。
参照图12的(a)，所述真空套300的焊接线B设置为与所述排出管440一致，所述排出管440形成为使所述真空套300的内表面和所述低温隔热层200的外表面之间分隔预定距离，从而构成为所述真空套300的焊接所带来的焊接热不会传递到所述低温隔热层200。此时，所述排出管440优选形成为足够大的尺寸，而使所述排出管440所带来的热传递最小化，或由具有耐热性的材料构成。参照图12的(b)，所述真空套300的一部分向外侧弯折且在所述弯折的真空套300的内部形成内部排出空间210，此时使焊接线B以与形成的内部排出空间210所具备的排出管440的上表面接触的方式一致，由此能够防止所述低温隔热层200的破损。
图12的(C)中，所述内部排出空间210在所述低温隔热层200的外表面上形成得足够宽，以使形成的内部排出空间210和所述焊接线B一致的方式将所述相邻的平滑部310a、310b焊接，由此能够防止所述低温隔热层200的破损，如图12的(d)所示，以使形成在一部分向外侧弯折的真空套300的内侧的内部排出空间210和所述焊接线B一致的方式将所述相邻的平滑部310a、310b焊接，由此能够防止所述低温隔热层200的破损。
图13以及14是示出所述高温隔热材料500设置在所述内部排出空间210且以与所述焊接线B一致的方式构成的真空隔热装置1000的变形例的图，参照图13的(a)至(c)，所述高温隔热材料500可以设置在与具有所述内部排出空间210的所述排出管440以及所述焊接线B一致的所述真空套300的内侧，所述高温隔热材料500形成为内部凹入从而能够容纳所述排出管440((a)～(b)的情况)，也可以在所述高温隔热材料500的外部具备所述排出管440，构成为形成在所述真空套300的外表面的焊接线B形成在与所述高温隔热材料500以及内部排出空间210一致的位置。
或者，如图14所示，移除所述排出管440，将所述内部排出空间210和所述高温隔热材料500以及焊接线B形成在一致的位置，此时，所述高温隔热材料500从外侧向内侧凹入一部分而形成所述内部排出空间210((d)的情况)，或者所述高温隔热材料500夹设在向外侧弯折的真空套300的内部形成的内部排出空间210和所述低温隔热层200之间((e)的情况)，从而能够防止焊接造成所述低温隔热层200的变形及破损。
此时，所述高温隔热材料500优选形成有多孔，以通过从真空泵410吸入的真空压力而吸入残留在所述低温隔热层200的内部流体，或者由用纤维编织而形成能够供内部流体穿过的气孔的材质构成。
图15是示出本发明的第三实施例所涉及的真空隔热装置1000的变形例的剖视图，参照图15，所述可变形连结部320可以由向厚度方向的外侧弯曲的所述凹凸部322构成，在所述凹凸部322的内侧形成与所述真空泵410连结并且构成用于形成真空的流路的内部排出空间210。此时，所述凹凸部322通过所述平滑部310的外侧端310a、310b向外侧弯折且与彼此相邻的外侧端焊接而形成，此时，以构成所述凹凸部322的所述平滑部310的外侧端310a、310b和内侧的所述低温隔热层200的外侧面所构成的角度形成锐角的方式弯折，从而构成为能够根据所述真空套300的内部空间的变形而收缩或膨胀。而且，在所述凹凸部322的内侧形成的内部排出空间210、高温隔热材料500以及焊接线B配置成形成在彼此一致的位置，从而能够进一步简化所述真空隔热装置1000的设置作业。
图16是示出本发明的一实施例所涉及的具有双层结构的真空套的剖视图，参照图16，具有双层真空隔热结构的所述真空隔热装置1000可以包括包围所述低温隔热层200的外表面的第一真空套300A以及设置为包围所述第一真空套300A的外表面的第二真空套300B，并且构成为还包括分隔件600，该分隔件600夹设在所述第一真空套300A和第二真空套300B之间，使所述第一真空套300A和第二真空套300B分隔固定距离，且设置为可承受分隔空间的真空压力。
此时，所述第一真空套300A以及第二真空套300B优选分别由彼此不同的排气管430A、430B连结，而形成为分别具有独立的真空空间。此时，优选为所述第二真空套300B设计成，当所述第一真空套300A失去真空时，保持一定期间以上的真空状态，从而能够在货物的运输期间保持稳定性。
<第四实施例>
图17至图21是示出本发明的第四实施例所涉及的真空隔热装置的剖视图，参照图17至图21，本发明的第四实施例所涉及的真空隔热装置1000优选为，所述真空套300包围所述低温隔热层200的外表面，并且由具有所述柔软结构的柔软部340、以及所述真空套300的至少一部分构成为坚固的结构而支撑所述真空隔热装置1000的坚固部330构成，此时，所述坚固的结构是指：构成所述坚固部330的真空套300能够与用于支撑所述真空隔热装置1000的加强材料或者支撑体等结合或者由其本身来支撑所述真空隔热装置1000的负荷的结构，例如，所述坚固的结构优选由构成所述低温罐100的外表皮110的殷钢(invar steel)构成，并且所述柔软部340由上述的可变形连结部320构成。
图17是示出本发明的第四实施例所涉及的真空隔热装置1000的一变形例的剖视图，参照图17，优选为所述真空隔热装置1000的所述低温罐100由具有多个平面和将所述多个平面相连的边角的多面体构成，所述柔软部340形成为包围构成所述真空套300的平面的所述低温隔热层200的外表面，所述坚固部330形成为包围构成所述真空套300的边角的所述低温隔热材料200的外表面，随着所述真空套300的内部空间的变形，所述柔软部340向内侧压缩或者向外侧膨胀，从而构成为对包围所述低温罐100的外表皮110的低温隔热层200进行支撑的结构。此时，所述坚固部330可以固定于外部的结构物，优选将形成在所述坚固部330的内部的空间用作与所述真空泵410连结的内部排出空间210。
图18是示出本发明的第四实施例所涉及的真空隔热装置1000的另一方式的变形例的剖视图，图19是示出设置图18所涉及的真空隔热装置1000的顺序的示意图，参照图18至19，所述真空隔热装置1000的所述坚固部330可以形成为包围构成所述真空套300的下部的所述低温隔热层200的外表面，并且构成为支撑所述真空隔热装置1000的底面。此时，所述真空套300的柔软部340由随着所述真空套300的内部空间的变形而进行收缩或膨胀的可变形连结部320形成，可以进行除所述真空隔热装置1000的下部之外的向上方的膨胀及收缩。
此时，所述真空隔热装置1000的低温罐100由体积为1000M3以上级别的大型罐构成，在制造成经得住内部压力的缸形状时，可以制造成具有10000M3以上的体积的大型罐，在如上所述的大型罐的情况下，如图19所示，向放置在地面上的坚固部330的内部喷射或粘贴构成低温散热层200的R-PUF，向粘贴后的低温散热层200的上部安装预先制作的低温罐100而进行固定((a)的情况)。然后，沿着固定的低温罐100的外表面形成所述低温散热层200，之后结合所述真空套300的上部，对所述真空套300的上部以及下部的结合面进行焊接而完成制造。具有如上所述的制造步骤的本发明的真空隔热装置1000，能够在现场制造无法搬运的超大型罐并实现真空隔热。
上述结构所涉及的本发明的低温罐用真空隔热装置1000更适合液氢(LH2)或者液氮(LN2)之类的超低温液化气体的输送及储存，在储存所述液氢(LH2)的低温罐的情况下，所述液氢的密度为0.08988g/L，不会对所述低温罐100的重量造成大的影响。因此，在图20以及21中，示出了还包括罐支撑体10的真空隔热装置，该罐支撑体10将所述低温罐100以浮在空中的状态支撑，形成为使所述真空套300的下端与地面1分隔预定距离，参照图20，所述罐支撑体20可以构成为包括：罐钩13，与所述低温罐100的上表面连结；上部支撑体12，支撑所述罐钩130且构成所述真空套300的一部分；以及侧面支撑体11，以使所述真空套300的下端与地面1分隔的方式向上方延伸且支撑所述上部支撑体12。此时，所述真空套300与所述罐支撑体10的上部支撑体12的下表面接合而构成一体，由此所述上部支撑体12发挥上文中描述的所述真空套300的坚固部的作用。
另外，如图21所示，本发明的另一方式的所述罐支撑体10可以构成为包括：罐钩13，与所述低温罐100的侧面连结；以及侧面支撑体13，构成所述真空套300的一部分，以使所述真空套的下端与地面1分隔的方式向上方延伸且支撑所述罐钩。此时，所述侧面支撑体13与所述真空套300的侧面接合而发挥上述的坚固部的作用。
此时，通过上述结构所涉及的罐支撑体10将所述真空隔热装置1000与地面1分隔，由此具有如下优点：隔绝从所述地面1流向所述低温罐100以及真空套300的下端的热，并且能够在所述低温罐100的下端具备向外侧弯折的所述真空套300的可变形连结部320。
本发明并不限定于上述实施例，应用范围当然是多样化的，在不脱离权利请求范围中所请求的本发明主旨的范围内，可以实施多种变形，这是毫无疑问的。
<附图标记说明>
1000：真空隔热装置；100：低温罐；110：罐外表皮；200：低温隔热层；210：内部排气空间；220：固定螺栓；300：真空套；310：平滑部；311：外侧端；311A：凹槽；320：可变形连结部；321：高分子弹性体；322：凹凸部；330：坚固部；340：柔软部；410：真空泵；420：排气阀；430：排气管；440：排出管；441：吸气孔；500：高温隔热材料；600：分隔件；A：粘贴面；B：焊接线；1：地面；10：罐支撑体；11：侧面支撑体；12：上部支撑体；13：罐钩。
【产业上的可利用性】
本发明涉及用于储存并运输超低温状态的液化气体的低温罐的真空隔热装置，具有能够制造可储存并运输超低温状态的液化气体的大型罐的效果。即，在对储存并运输超低温状态的液化气体的低温罐进行搭载的船舶或者地上型罐的制造产业具有可利用性。

Claims (19)

1.一种低温罐用真空隔热装置，其特征在于，
包括：
低温罐，在内部具有容纳超低温流体的储存空间；
低温隔热层，设置为包围低温罐的外表皮；以及
真空套，内部空间保持为真空状态，且以包围所述低温隔热层的外表面的方式进行密封而与外部保持气密，
所述真空套的至少一部分具有能够收缩或膨胀的柔软结构，
所述真空套包括：
多个平滑部，包围所述低温隔热层的外表面，且由彼此分隔预定距离的平板构成；以及
可变形连结部，形成在所述多个平滑部之间且具有所述柔软结构。
2.根据权利要求1所述的低温罐用真空隔热装置，其特征在于，
所述可变形连结部将所述多个平滑部连结，并且由能够与所述真空套的内部空间的变形对应地伸缩的高分子弹性体构成。
3.根据权利要求2所述的低温罐用真空隔热装置，其特征在于，
所述高分子弹性体夹设在所述多个平滑部之间，并且粘贴在所述多个平滑部的宽度方向上的外侧端。
4.根据权利要求2所述的低温罐用真空隔热装置，其特征在于，
所述多个平滑部设置为与相邻的至少一个平滑部在厚度方向上彼此重叠，并且在所述内部空间的变形时进行滑动而应对所述内部空间的收缩或膨胀，
所述高分子弹性体在所述多个平滑部设置在重叠部位的上表面，且保持所述真空套的气密，并形成为与所述平滑部的变形对应地伸缩。
5.根据权利要求1所述的低温罐用真空隔热装置，其特征在于，
所述低温隔热层构成为多个，
多个所述低温隔热层设置为彼此分隔，在相邻的多个低温隔热层之间形成内部排出空间，所述内部排出空间构成用于形成真空的流路。
6.根据权利要求5所述的低温罐用真空隔热装置，其特征在于，
多个所述低温隔热层设置为在厚度方向上构成多层，且与所述低温罐的外表皮、真空套和相邻的低温隔热层中的至少一方利用固定螺栓以分隔预定距离的方式固定。
7.根据权利要求6所述的低温罐用真空隔热装置，其特征在于，
所述真空隔热装置还包括排出管，所述排出管设置在所述内部排出空间，且在外周面形成有与所述真空套的内部空间连通的吸入孔。
8.根据权利要求1所述的低温罐用真空隔热装置，其特征在于，
所述可变形连结部与所述多个平滑部形成为一体，且构成向厚度方向的外侧弯曲的凹凸部，所述凹凸部随着所述真空套的内部空间的收缩或膨胀而变形。
9.根据权利要求8所述的低温罐用真空隔热装置，其特征在于，
所述可变形连结部在向厚度方向的外侧弯曲的所述凹凸部的内侧形成有内部排出空间，所述内部排出空间构成用于形成真空的流路。
10.根据权利要求9所述的低温罐用真空隔热装置，其特征在于，
所述真空套的所述多个平滑部彼此焊接而构成一体，
构成在所述真空套的外表面的焊接线，形成在与设置于所述真空套的内部空间的所述内部排出空间一致的位置。
11.根据权利要求8所述的低温罐用真空隔热装置，其特征在于，
所述真空套的所述多个平滑部彼此焊接而构成一体，
所述真空隔热装置还包括高温隔热材料，所述高温隔热材料设置在构成于所述真空套的外表面的焊接线的内侧，防止所述焊接线附近的低温隔热层的热变形。
12.根据权利要求1所述的低温罐用真空隔热装置，其特征在于，
所述真空套包括：第一真空套，包围所述低温隔热层的外表面；以及第二真空套，设置为包围所述第一真空套的外表面，
所述真空隔热装置还包括分隔件，所述分隔件夹设在所述第一真空套和第二真空套之间，且设置为使所述第一真空套和第二真空套分隔固定距离。
13.根据权利要求1～12中任一项所述的低温罐用真空隔热装置，其特征在于，
所述真空套由柔软部和坚固部构成，所述柔软部包围所述低温隔热层的外表面且具有所述柔软结构，所述坚固部通过所述真空套的至少一部分构成为坚固的结构而成，且支承所述真空隔热装置。
14.根据权利要求13所述的低温罐用真空隔热装置，其特征在于，
所述低温罐构成为多面体，
所述柔软部形成为对构成所述真空套的平面的所述低温隔热层的外表面进行包围，所述坚固部形成为对构成所述真空套的边角的所述低温隔热层的外表面进行包围。
15.根据权利要求13所述的低温罐用真空隔热装置，其特征在于，
所述真空套在所述坚固部的内侧形成有构成用于形成真空的流路的内部排出空间。
16.根据权利要求13所述的低温罐用真空隔热装置，其特征在于，
所述坚固部形成为对构成所述真空套的下部的所述低温隔热层的外表面进行包围，且支撑所述真空隔热装置的底面。
17.根据权利要求13所述的低温罐用真空隔热装置，其特征在于，
所述真空隔热装置还包括罐支撑体，所述罐支撑体以使所述低温罐浮在空中的状态进行支撑，且形成为使所述真空套的下端与地面分隔预定距离。
18.根据权利要求17所述的低温罐用真空隔热装置，其特征在于，
所述罐支撑体包括：
罐钩，与所述低温罐的上表面连结；
上部支撑体，支撑所述罐钩且构成所述真空套的一部分；以及
侧面支撑体，以使所述真空套的下端与地面分隔的方式向上方延伸，且支撑所述上部支撑体。
19.根据权利要求17所述的低温罐用真空隔热装置，其特征在于，
所述罐支撑体包括：
罐钩，与所述低温罐的侧面连结；以及
侧面支撑体，构成所述真空套的一部分，并且以使所述真空套的下端与地面分隔的方式向上方延伸且支撑所述罐钩。
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