JP2017106636A - 低温用真空断熱容器 - Google Patents
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Description
上記真空断熱層は、ガラス短繊維を綿状に成形したバインダーを含まないグラスウールからなる断熱マットが充填されて構成されていることを要旨とする。
このため、グラスウールによる十分な保冷性が確保される。また、粉末パーライトのように粉末の追加充填を行う必要もなく、メンテナンス性の問題もない。また、真空断熱層を構成する断熱マットにはバインダーが使用されていないため、酸素による溶融の可能性がなく安全であり、保冷対象を選ぶことがない。
真空断熱層を構成する際には、断熱マットを積層して充填すればよいことから、内容器と外容器に挟まれた空間に隙間なく断熱マットを充填しやすく、施工性に優れている。
断熱マットによる熱伝導のカットと真空による対流の低下に加え、断熱マットの外側における輻射によって熱伝導をカットすることにより、さらに優れた保冷性を確保できる。
断熱マットによる熱伝導のカットと真空による対流の低下に加え、断熱マットの層間における輻射によって熱伝導をカットすることにより、さらに優れた保冷性を確保できる。
断熱材層の密度が16kg/m 3 未満では十分な保冷効果が得られなくなり、50kg/m 3 を超えるとそれ以上の保冷効果が得られずにコストアップとなってしまうからである。
内容器 外径 457.2mm,内容積120L
外容器 内径 603.6mm
真空断熱層厚さ 73.2mm
容器をロードセル上に設置する。真空断熱層の真空度は真空センサで検知する。内容器の外周面の複数箇所の温度および外気温を温度センサで検知する。内容器に液体窒素を1/2程度充填しておく。容器内に侵入した熱で液体窒素が蒸発し、容器上部の開放弁から放出される。このときの重量変化をロードセルで計測する。これにより侵入熱量の計測が可能となる。
Q=(W・q)/(H・ΔT・V)
Q:侵入熱量(J/h℃L)
W:気化ガス量(kg)
q:液体窒素の気化潜熱(J/kg):200000J/kgの値を採用した
H:測定時間(Hr)
ΔT:液体窒素沸点と外気温の差(℃)
V:内容積(L):120.95L
1 グラスウール(アルミニウム箔つき) 16kg/m3 厚み50mm
2 クライオライト(アルミニウム箔つき)16kg/m3 厚み25mm
3 ホワイトウール
内容器:SUS304 厚み6mm
断熱材:厚み50mm
輻射層:アルミニウム箔 厚み0.05mm
断熱材:厚み50mm
金網
外容器:SS400 厚み9mm
〔タンク仕様〕
内容器 内径 1250mm
肉厚 6mm
長さ 3609mm
鏡形状 2:1半楕円
外表面積 17.76m2
外容器 内径 1650mm
長さ 4211mm
鏡形状 10%皿型
内表面積 27.22m2
境膜伝熱係数 30kcal/m・h・℃
〔環境条件〕
大気温度 20℃
〔貯蔵液〕液体窒素
飽和温度 −196℃
飽和液密度 0.809kg/L
蒸発潜熱 47.61kcal/kg
標準状態ガス密度 1.251kg/m3
貯蔵量 4940.2L(100%)
〔上側支持部材・下側支持部材〕
熱伝導率 10.790kcal/m・h・℃
〔配管〕
材質 SUS304
熱伝導率 10.790kcal/m・h・℃
〔断熱材の熱伝導率〕
パーライト:1.745×10−3
グラスウール(16kg/m3):2.484×10−3
クライオライト(16kg/m3):1.359×10−3
ホワイトウール:1.67×10−3
ホワイトウール+アルミニウム箔:1.12×10−3
※パーライトは三井金属鉱業株式会社製である。
※クライオライトは米国のライドール社製である。
※ホワイトウールは旭ファイバーグラス株式会社製である。
なお、ホワイトウールの製造メーカーとしてはこれ以外に、マグ株式会社やパラマウント硝子工業株式会社等がある。
侵入熱量 :30.4(W)
ヒートリーク値:0.329(%/日)
また、アルミニウム箔による輻射層を設けないホワイトウール断熱の場合、ヒートリーク値は0.475(%/日)であった。
このため、グラスウールによる十分な保冷性が確保される。また、粉末パーライトのように粉末の追加充填を行う必要もなく、メンテナンス性の問題もない。また、真空断熱層を構成する断熱マットにはバインダーが使用されていないため、酸素による溶融の可能性がなく安全であり、保冷対象を選ぶことがない。
真空断熱層を構成する際には、断熱マットを積層して充填すればよいことから、内容器と外容器に挟まれた空間に隙間なく断熱マットを充填しやすく、施工性に優れている。
断熱マットによる熱伝導のカットと真空による対流の低下に加え、断熱マットの外側における輻射によって熱伝導をカットすることにより、さらに優れた保冷性を確保できる。
断熱マットによる熱伝導のカットと真空による対流の低下に加え、断熱マットの層間における輻射によって熱伝導をカットすることにより、さらに優れた保冷性を確保できる。
支持部材を熱伝導率の低い樹脂材料から構成したことにより、支持部材を介して外容器から内容器への伝熱が低減され、さらに優れた保冷性を確保できる。
2 低温液化ガス
3 内容器
4 空間
5 外容器
6 上側支持部材
7 下側支持部材
8 脚部
10 真空断熱層
11 断熱マット
12 アルミニウム箔
13 金属メッシュ
14 内側スリーブ
14A 基板
14B 筒
15 外側スリーブ
15A フランジ
15B 筒
15C 蓋
16 内側スリーブ
16A 基板
16B 筒
17 外側スリーブ
17A 基板
17B 筒
21 下部支持部材
21A スリーブ
22 前側上部支持部材
22A スリーブ
23 後側上部支持部材
23A 内側スリーブ
23B 外側スリーブ
Claims (5)
- 内容器と外容器に挟まれた空間を真空減圧して真空断熱層を形成した低温用真空断熱容器であって、
上記真空断熱層は、ガラス短繊維を綿状に成形したバインダーを含まないグラスウールからなる断熱マットが充填されて構成されている
ことを特徴とする低温用真空断熱容器。 - 上記真空断熱層は、上記断熱マットが複数積層されて充填されることにより構成されている請求項1記載の低温用真空断熱容器。
- 上記真空断熱層は、上記断熱マットが充填された断熱材層の最も外側に、金属箔による輻射層が形成されて構成されている請求項1または2記載の低温用真空断熱容器。
- 上記真空断熱層は、上記断熱マットが複数積層された間に、金属箔による輻射層が1層または複数層形成されて構成されている請求項2または3記載の低温用真空断熱容器。
- 上記断熱マットを複数層積層した断熱材層は、密度約16kg/m 3 以上50kg/m 3 以下程度となるように充填されている
請求項1〜4のいずれか一項に記載の低温用真空断熱容器。
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