JP2020200076A - 断熱材施工装置、断熱材施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】断熱材の不均一を抑制できる断熱材施工装置、断熱材施工方法を提供する。【解決手段】断熱材施工装置は、タンク２の外周面２ｆに沿って配置され、外周面２ｆとの間に貯留空間部１１Ａを形成する成形ユニット１０Ａと、貯留空間部１１Ａに発泡性断熱材料Ｍを供給する供給部と、成形ユニット１０Ａに対し、外周面２ｆを周方向Ｄｒへ相対移動させる周方向移動機構と、成形ユニット１０Ａに対し、外周面２ｆを軸方向Ｄａへ相対移動させる軸方向移動機構と、を備え、成形ユニット１０Ａが、外周面２ｆに間隔をあけて対向する第一成形面と、第一成形面から外周面２ｆに向かって延びる第二成形面１４ｆと、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、断熱材施工装置、断熱材施工方法に関する。

ロケット等には、液体水素等をはじめとする低温流体を貯蔵するタンクが用いられる。
このようなタンクには、内部温度上昇を抑えるため、その外周面に断熱材が設けられている。例えば特許文献１には、このような断熱材を形成する材料として、硬質ウレタンフォームであるポリイソシアヌレートフォーム（ＰＩＦ）、ポリイミド発泡体を用いる構成が開示されている。

このような発泡性断熱材料でタンクの外周面を覆うには、スプレーガンが用いられている。予め加熱された複数種の材料原液を、スプレーガンでの吹付直前に混合して発泡性断熱材料を生成し、スプレーガンからタンクの外周面に向けて吹き付ける。タンクの外周面に吹き付けられた発泡性断熱材料は、重合反応によって発泡し、その体積が膨張する。膨張した発泡性断熱材料が硬化することで、タンクの外周面を覆う断熱材が形成される。

特許第６１１３８４８号公報

しかしながら、発泡性断熱材料は、タンク外周面上への吹付量に応じて、発泡により膨張する量が異なる。タンク外周面上への発泡性断熱材料の単位面積当たりの吹付量が多いほど膨張量が多く、形成される断熱材の厚さが大きくなる。スプレーガンからタンクの外周面に材料を吹き付ける場合、スプレーガンのノズルからの吹付方向の中心から吹付方向に交差する方向に離れる程、発泡性断熱材料の吹付量が少なくなる。つまり、タンクの外周面に吹き付けられて膨張した発泡性断熱材料（断熱材）は、断面が山形状となり、裾野の部分で断熱材の厚さが小さくなる。

タンクの外周面全体を断熱材で覆うには、タンクをその中心軸回りに回転させながら、スプレーガンに対してタンクを中心軸方向に相対移動させることで、発泡性断熱材料を螺旋状に吹付施工していく。このとき、タンクの外周面に既に吹き付けられた発泡性断熱材料に対し、後から吹き付ける発泡性断熱材料は、少なくともその一部が互いに重なり合うようにする。しかし、このように断熱材の施工を行っても、断熱材の厚さは不均一となり、発泡性断熱材料の吹付量が少ない部分が生じることがある。

発泡性断熱材料の吹付量が少ない部分では、発泡性断熱材料で重合反応による反応熱が、周囲の雰囲気（空気）やタンクに奪われる。これにより、重合反応の進行が十分に行われず、材料強度が低下する場合がある。
このため、断熱材の不均一が生じると、その後に生じる熱変化による熱応力等によって断熱材の破壊や剥離等が生じる可能性がある。

本開示は、上記いずれかの課題を解決するためになされたものであって、断熱材の不均一を抑止できる断熱材施工装置、断熱材施工方法を提供することを目的とする。

第１の態様の断熱材施工装置は、タンクの外周面に沿って配置され、前記外周面との間に液状の発泡性断熱材料を貯留する貯留空間部を形成する成形ユニットと、前記貯留空間部に前記発泡性断熱材料を供給する供給部と、前記成形ユニットに対し、前記外周面を前記タンクの周方向へ相対移動させる周方向移動機構と、前記成形ユニットに対し、前記外周面を前記タンクの軸方向へ相対移動させる軸方向移動機構と、を備え、前記成形ユニットが、前記外周面に間隔をあけて対向する第一成形面と、前記第一成形面に対し、前記外周面に対する前記成形ユニットの水平方向における前記相対移動方向前方に設けられ、前記第一成形面から前記外周面に向かって延びる第二成形面と、を有する。

本態様によれば、タンクの外周面に沿って成形ユニットを配置することで、成形ユニットとタンクの外周面との間に貯留空間部が形成される。成形ユニットは、第一成形面と第二成形面とを有しているので、タンクの外周面と、第一成形面と、第二成形面とにより、平面視Ｕ字状をなす。これにより、貯留空間部は、上方に向かって開口した空間となる。
供給部により貯留空間部に発泡性断熱材料を供給すると、貯留空間部内の発泡性断熱材料を発泡して膨張する。貯留空間部は、上方に開口しているので、発泡性断熱材料は上方に向かって膨張する。膨張した発泡性断熱材料が硬化すると、貯留空間部内に断熱材が形成される。
成形ユニットを、タンクの外周面に沿って前記周方向に移動させつつ、上記のようにして成形ユニットの貯留空間部内で断熱材を形成することで、タンクの周方向に連続して断熱材を設けることができる。さらに、タンクの軸方向に成形ユニットを相対移動させることで、断熱材を軸方向にも順次広げていくことができる。このようにして、タンクの外周面に発泡性断熱材料からなる断熱材を形成することができる。
形成された断熱材は、タンクの外周面と成形ユニットの第一成形面との間隔に応じた厚さとなる。
これにより、断熱材施工装置は、断熱材の不均一を抑制できる。

また、第２の態様の断熱材施工装置は、前記貯留空間部内に貯留された前記発泡性断熱材料を加熱する加熱部をさらに備える第１の態様の断熱材施工装置である。

本態様によれば、貯留空間部内で発泡性断熱材料を加熱し、発泡性断熱材料の重合反応を促進させることができる。これにより、発泡性断熱材料が、貯留空間部内に供給する前に発泡、膨張、及び硬化してしまうことも抑えられる。

また、第３の態様の断熱材施工装置は、前記成形ユニットは、前記供給部から前記貯留空間部内に前記発泡性断熱材料が供給される供給口を備え、前記加熱部は、前記供給口に対し、前記外周面に対する前記成形ユニットの前記周方向における相対移動方向後方側に配置されている第２の態様の断熱材施工装置である。

本態様によれば、供給口から貯留空間部内に供給された発泡性断熱材料を、相対移動方向後方側に配置された加熱部により加熱することで、成形ユニットをタンクの外周面に対して周方向に移動させながら断熱材を形成することが可能となる。

また、第４の態様の断熱材施工装置は、前記成形ユニットは、前記貯留空間部に貯留される前記発泡性断熱材料の液量を検知する液量検知センサを備える第１〜第３のいずれかの態様の断熱材施工装置である。

本態様によれば、貯留空間部内に所定の液量の発泡性断熱材料が貯留されたことを液量検知センサで検知することで、貯留空間部内に所定量の発泡性断熱材料が貯留された状態で、断熱材を形成することができる。

また、第５の態様の断熱材施工装置は、前記第一成形面、及び前記第二成形面の前記外周面側の端部が、前記外周面に沿って湾曲している第１〜第４のいずれかの態様の断熱材施工装置である。

本態様によれば、タンクの外周面に沿って湾曲した断熱材を円滑に形成することができる。

また、第６の態様の断熱材施工装置は、前記第二成形面が、前記軸方向に対して傾斜している第１〜第５のいずれかの態様の断熱材施工装置である。

本態様によれば、タンクの外周面に対して断熱材を螺旋状に施工していく場合に、断熱材を良好に形成することができる。

また、第７の態様の断熱材施工方法は、第１〜第６のいずれかの態様の断熱材施工装置における断熱材施工方法であって、前記タンクの外周面に沿って前記成形ユニットを配置し、前記外周面、前記第一成形面、前記第二成形面、前記第二成形面に対して水平方向で対向する側を閉塞する側部閉塞面、及び下方を閉塞する底部閉塞面によって囲まれた前記貯留空間部を形成する工程と、前記供給部により前記貯留空間部に前記発泡性断熱材料を供給し、前記貯留空間部内の前記発泡性断熱材料を発泡及び硬化させて前記貯留空間部内に断熱材を形成しながら、前記周方向移動機構で前記成形ユニットに対して前記外周面を前記周方向に相対移動させるとともに、前記軸方向移動機構で前記成形ユニットに対して前記外周面を前記軸方向に相対移動させる工程と、を含む。

本態様によれば、成形ユニットを周方向及び軸方向に移動させながら、発泡性断熱材料を順次貯留空間部に供給する。これにより、タンクの外周面に断熱材を螺旋状に形成しながら、断熱材の施工を連続的に行うことができる。

また、第８の態様の断熱材施工方法は、第１〜第６のいずれかの態様の断熱材施工装置における断熱材施工方法であって、前記タンクの外周面に沿って前記成形ユニットを配置し、前記外周面、前記第一成形面、前記第二成形面、前記第二成形面に対して水平方向で対向する側を閉塞する側部閉塞面、及び下方を閉塞する底部閉塞面によって囲まれた前記貯留空間部を形成する工程と、前記供給部により前記貯留空間部に前記発泡性断熱材料を供給する工程と、前記貯留空間部内の前記発泡性断熱材料を発泡及び硬化させ、前記貯留空間部内に断熱材を形成する工程と、前記成形ユニットを、前記タンクの外周面に沿って前記周方向に移動させる工程と、を繰り返す。

本態様によれば、発泡性断熱材料を貯留空間部に供給して断熱材を形成することを、周方向で間欠的に繰り返して行うことができる。このような施工方法においても、断熱材を周方向に連続して形成することができる。

また、第９の態様の断熱材施工方法は、前記発泡性断熱材料が膨張硬化することで形成される断熱材を、前記タンクの周方向全周にわたって形成した後、前記軸方向移動機構で前記成形ユニットに対して前記外周面を前記軸方向に相対移動させ、前記成形ユニットに対して前記外周面を前記軸方向に移動させる工程をさらに備える第８の態様の断熱材施工方法である。

本態様によれば、周方向に環状に連続する断熱材を、軸方向に順次並べるように形成していくことで、タンクの外周面を覆う断熱材を施工することができる。

また、第１０の態様の断熱材施工方法は、前記側部閉塞面、及び前記底部閉塞面は、既に形成された前記断熱材により形成される第７から第９のいずれかの態様の断熱材施工方法である。

本態様によれば、新たに貯留空間部に供給される発泡性断熱材料が、その側方及び下方に既に形成された断熱材に接する。これにより、断熱材を、タンクの周方向および軸方向に隙間無く形成することができる。

本発明の一態様によれば、断熱材の不均一を抑制できる断熱材施工装置、断熱材施工方法が提供される。

第一実施形態に係る断熱材施工装置の概略構成を示す図である。 第一実施形態に係る成形ユニットの正面図である。 第一実施形態に係る成形ユニットの平面図である。 第一実施形態に係る成形ユニットの右側面図である。 第一実施形態に係る断熱材施工方法の流れを示すフローチャートである。 第二実施形態に係る断熱材施工装置の概略構成を示す図である。 第二実施形態に係る成形ユニットの斜視図である。 第二実施形態に係る成形ユニットを用いて断熱材を施工している状態を示す斜視図である。 第二実施形態に係る断熱材施工方法の流れを示すフローチャートである。 第二実施形態に係る断熱材施工方法における、断熱材を周方向に連続して形成する工程の詳細な流れを示すフローチャートである。

以下、本発明に係る各種実施形態について、図面を用いて説明する。

＜第一実施形態＞
以下、本発明の第一実施形態に係る断熱材施工装置、断熱材施工方法について図１〜図５を参照して説明する。
図１は、第一実施形態に係る断熱材施工装置の概略構成を示す図である。
図１に断熱材施工装置１Ａは、タンク２の外周面２ｆに、断熱材３Ａからなる断熱層４を形成する。
タンク２は、水平方向に延びる略筒状をなしている。タンク２は、軸方向Ｄａの中央部に、一定の外径を有した筒状部２ａを有する。筒状部２ａの軸方向Ｄａの両端部は、半球状の端板２ｂ、２ｃによって閉塞されている。

断熱材３Ａは、例えば、ポリイソシアヌレートフォーム（ＰＩＦ）等の発泡性断熱材料Ｍからなる。断熱材３Ａは、発泡性断熱材料Ｍが、重合反応により発泡して膨張した後に、硬化したものである。このような断熱材３Ａからなる断熱層４は、例えば、２５±５ｍｍ程度の厚さを有する。

断熱材施工装置１Ａは、成形ユニット１０Ａと、供給部２０と、加熱部３０と、周方向移動機構４０と、軸方向移動機構５０と、を備える。

図２は、第一実施形態に係る成形ユニットの正面図である。図３は、第一実施形態に係る成形ユニットの平面図である。図４は、第一実施形態に係る成形ユニットの右側面図である。
図２〜図４に示すように、成形ユニット１０Ａは、タンク２の外周面２ｆに沿って配置され、外周面２ｆとの間に、液状の発泡性断熱材料Ｍを貯留する貯留空間部１１Ａを形成する。成形ユニット１０Ａは、平面視Ｌ字状で、第一板状部１３Ａと、第二板状部１４Ａと、を一体に有している。

第一板状部１３Ａは、平板状で、タンク２の外周面２ｆに対して対向して配置される。第一板状部１３Ａは、タンク２の外周面２ｆに対向する側に、第一成形面１３ｆを有する。成形ユニット１０Ａは、第一板状部１３Ａが、ほぼ鉛直面内に位置するようにして使用される。

第二板状部１４Ａは、第一板状部１３Ａの水平方向一方の側の端部から、タンク２の外周面２ｆに向かって直交して延びるように設けられている。
例えば、第二板状部１４Ａは、第一板状部１３Ａに対し、後に詳述する断熱材施工方法において、成形ユニット１０Ａに対してタンク２の軸方向Ｄａ（水平方向）に沿ってタンク２の外周面２ｆを相対移動させる相対移動方向Ｄａｍ側（図２、図３の例では、紙面左方）に形成されていてもよい。
本実施形態では、断熱材３Ａを、軸方向Ｄａに沿って螺旋状に連続して形成する。このため、第二板状部１４Ａは、軸方向Ｄａに対して傾斜して形成されている。第二板状部１４Ａの第二成形面１４ｆは、下方から上方に向かって、相対移動方向Ｄａｍ側に傾斜している。

図３、図４に示すように、成形ユニット１０Ａは、第二板状部１４Ａの第二成形面１４ｆにおいて、外周面２ｆ側の端部１４ｅを、タンク２の外周面２ｆに突き当てて使用される。
例えば、図４に示すように、第二板状部１４Ａの端部１４ｅは、外周面２ｆに沿うよう湾曲して形成されていてもよい。
例えば、第一板状部１３Ａの第一成形面１３ｆも、外周面２ｆに対して間隔をあけた状態で沿うよう、湾曲して形成されていてもよい。

例えば、第一板状部１３Ａの第一成形面１３ｆ、及び第二板状部１４Ａの第二成形面１４ｆは、発泡性断熱材料Ｍの付着を抑えるため、ポリテトラフルオロエチレン（Ｐｏｌｙ Ｔｅｔｒａ Ｆｌｕｏｒｏ Ｅｔｈｙｌｅｎｅ：ＰＴＦＥ）等によりコーティングされてもよい。

図３に示すように、このような成形ユニット１０Ａは、タンク２の外周面２ｆに沿って配置すると、タンク２の外周面２ｆと、第一成形面１３ｆと、第二成形面１４ｆとが、平面視Ｕ字状をなす。図２〜図４に示すように、第二成形面１４ｆに対して軸方向Ｄａ（水平方向）で対向する側（図３において紙面右方）、及び下方は、既に形成された断熱材３Ａにより閉塞される。これにより、成形ユニット１０Ａにおいて、軸方向Ｄａで第二成形面１４ｆと反対側には、既に形成されて軸方向Ｄａで隣り合う断熱材３Ａにより、第一成形面１３ｆとタンク２の外周面２ｆとの隙間を閉塞する側部閉塞面１１ｓが形成される。成形ユニット１０Ａにおいて、第一成形面１３ｆの下方には、直前に形成された断熱材３Ａにより、第一成形面１３ｆとタンク２の外周面２ｆとの隙間を閉塞する底部閉塞面１１ｂが形成される。
これにより、成形ユニット１０Ａとタンク２の外周面２ｆとの間に、上方に向かって開口した貯留空間部１１Ａが形成される。

図１に示すように、供給部２０は、貯留空間部１１Ａに発泡性断熱材料Ｍを供給する。供給部２０は、第一原液タンク２１と、第二原液タンク２２と、混合ユニット２３と、送給管２４と、供給口２５（図２、図３参照）と、を備える。

第一原液タンク２１及び第二原液タンク２２は、発泡性断熱材料Ｍの原料となる複数種（例えば２種）の原液を貯留する。混合ユニット２３は、第一原液タンク２１及び第二原液タンク２２からポンプ（図示無し）等によって供給された２種の原液を、所定の混合比で混合して重合させることで、液状（スラリー状）の発泡性断熱材料Ｍを生成する。送給管２４は、混合ユニット２３からポンプ（図示無し）等によって送り出される発泡性断熱材料Ｍを成形ユニット１０Ａに送給する。

図２、図３に示すように、供給口２５は、成形ユニット１０Ａに形成されている。供給口２５は、例えば第二板状部１４Ａの上部に形成されている。供給口２５は、第一板状部１３Ａに形成してもよい。供給口２５は、第二板状部１４Ａを板厚方向に貫通している。供給口２５には、送給管２４が接続されている。送給管２４を通して送給された発泡性断熱材料Ｍは、供給口２５から貯留空間部１１Ａに供給される。

加熱部３０は、貯留空間部１１Ａ内に貯留された発泡性断熱材料Ｍを加熱する。加熱部３０は、例えば、成形ユニット１０Ａの第一板状部１３Ａ及び第二板状部１４Ａにそれぞれ設けられた第一ヒータ３１、第二ヒータ３２からなる。
第一ヒータ３１は、第一板状部１３Ａに埋設されている。
第一ヒータ３１は、第一板状部１３Ａにおいて、供給口２５の下方に配置されている。
第二ヒータ３２は、第二板状部１４Ａに埋設されている。
第二ヒータ３２は、第二板状部１４Ａにおいて、供給口２５の下方に配置されている。

本実施形態において、タンク２は、後に説明する周方向移動機構４０によって周方向Ｄｒに回転される。タンク２は、成形ユニット１０Ａと対向する部分において外周面２ｆが上方から下方に向かって移動する方向に回転される。このように回転するタンク２に対し、成形ユニット１０Ａは、周方向Ｄｒにおいて上方に相対移動することとなる。このため、加熱部３０は、供給口２５に対し、外周面２ｆに対する成形ユニット１０Ａの周方向Ｄｒにおける相対移動方向Ｄｒｕの後方側（下方）に配置されている。

図２に示すように、成形ユニット１０Ａの第一板状部１３Ａ、第二板状部１４Ａにおいて、第一ヒータ３１、第二ヒータ３２が埋設された下部板状部１３ｂ、１４ｂは、その上方の上部板状部１３ｕ，１４ｕに比較して熱伝導率が高い材料、例えば金属材料で形成されている。これに対し、上部板状部１３ｕ，１４ｕは、下部板状部１３ｂ、１４ｂよりも熱伝導率が低い材料、例えば樹脂材料により形成されている。

図１に示すように、周方向移動機構４０は、成形ユニット１０Ａに対し、タンク２の外周面２ｆをタンク２の周方向Ｄｒへ相対移動させる。本実施形態では、成形ユニット１０Ａは周方向Ｄｒにおける位置が固定されるのに対し、周方向移動機構４０は、タンク２を中心軸回りの周方向Ｄｒに回転させる。周方向移動機構４０は、例えば、タンク２に接続された接続部材（図示無し）と、接続部材を回転駆動させるモータ（図示無し）等を有する。周方向移動機構４０では、モータで接続部材を回転駆動させることにより、タンク２を中心軸回りの周方向Ｄｒに回転させる。

軸方向移動機構５０は、成形ユニット１０Ａに対し、外周面２ｆをタンク２の軸方向Ｄａへ相対移動させる。本実施形態では、成形ユニット１０Ａは軸方向Ｄａにおける位置が固定されるのに対し、軸方向移動機構５０は、タンク２を軸方向Ｄａに移動させる。このような軸方向移動機構５０としては、例えば、タンク２を支持し、床面上で走行移動可能なドーリー５１（台車）と、ドーリー５１を軸方向Ｄａに沿って移動させるためのガイド（図示無し）とを備える。

次に、上記したような断熱材施工装置１Ａにおける断熱材施工方法について説明する。なお、以下に示す断熱材施工装置１Ａの各部の動作は、オペレータが手動により各部を操作して行うこともできるし、コンピュータからなる制御装置がプログラムに基づいて自動的に実行することもできる。

図５は、第一実施形態に係る断熱材施工方法の流れを示すフローチャートである。
図５に示すように、本実施形態における断熱材施工方法は、準備工程Ｓ１と、断熱材形成工程Ｓ２と、を備える。

準備工程Ｓ１では、タンク２の外周面２ｆに沿って成形ユニット１０Ａを配置する。成形ユニット１０Ａは、ユニット保持用のロボット６０（図４参照）や支持具により、固定的に支持される。成形ユニット１０Ａは、タンク２の外周面２ｆと、第一成形面１３ｆと、第二成形面１４ｆと、側部閉塞面１１ｓと、底部閉塞面１１ｂによって囲まれた貯留空間部１１Ａを形成する。このとき、施工の開始時（既に形成された断熱材３Ａが存在しない場合）、側部閉塞面１１ｓ及び底部閉塞面１１ｂは、例えば、タンク２の外周面２ｆに設けた仮設材（図示無し）によって形成されてもよい。

準備工程Ｓ１では、続いて、供給部２０により貯留空間部１１Ａに発泡性断熱材料Ｍを供給する。また、加熱部３０により、貯留空間部１１Ａに発泡性断熱材料Ｍを加熱する。貯留空間部１１Ａに発泡性断熱材料Ｍが所定量貯留されたら、断熱材形成工程Ｓ２に移行する。

断熱材形成工程Ｓ２では、供給部２０により貯留空間部１１Ａへの発泡性断熱材料Ｍの供給を継続しつつ、加熱部３０による貯留空間部１１Ａ内の発泡性断熱材料Ｍの加熱を行う。これにより、発泡性断熱材料Ｍの重合反応が促進され、発泡性断熱材料Ｍが発泡して膨張する。貯留空間部１１Ａは、上方にのみ開口しているので、発泡性断熱材料Ｍは上方に向かって膨張する。膨張した断熱材３Ａが硬化すると、貯留空間部１１Ａ内に断熱材３Ａが形成される。

断熱材形成工程Ｓ２では、貯留空間部１１Ａ内に断熱材３Ａを形成しながら、周方向移動機構４０で成形ユニット１０Ａに対して外周面２ｆを周方向Ｄｒに相対移動させるとともに、軸方向移動機構５０で成形ユニット１０Ａに対して外周面２ｆを軸方向Ｄａに相対移動させる。これにより、図１に示すように、タンク２の外周面２ｆに螺旋状に連続する断熱材３Ａが形成される。
ここで、断熱材３Ａが、タンク２の周方向Ｄｒに１周以上形成されると、貯留空間部１１Ａの側部閉塞面１１ｓ、及び底部閉塞面１１ｂは、既に形成された断熱材３Ａにより形成されることとなる。これにより、新たに貯留空間部１１Ａに供給される発泡性断熱材料Ｍが、その側方及び下方に既に形成された断熱材３Ａに接する。これにより、断熱材３Ａが、タンク２の周方向Ｄｒおよび軸方向Ｄａに隙間無く形成される。

上記のように、断熱材３Ａを螺旋状にしていき、タンク２の外周面２ｆの所定領域に断熱材３Ａが施工されたら、断熱材施工装置１Ａによる断熱材３Ａの形成を終了する。

本実施形態では、断熱材施工装置１Ａは、タンク２の外周面２ｆに沿って配置され、外周面２ｆとの間に液状の発泡性断熱材料Ｍを貯留する貯留空間部１１Ａを形成する成形ユニット１０Ａと、貯留空間部１１Ａに発泡性断熱材料Ｍを供給する供給部２０と、成形ユニット１０Ａに対し、外周面２ｆをタンク２の周方向Ｄｒへ相対移動させる周方向移動機構４０と、成形ユニット１０Ａに対し、外周面２ｆをタンク２の軸方向Ｄａへ相対移動させる軸方向移動機構５０と、を備え、成形ユニット１０Ａが、外周面２ｆに間隔をあけて対向する第一成形面１３ｆと、第一成形面１３ｆに対し、外周面２ｆに対する成形ユニット１０Ａの水平方向における相対移動方向Ｄａｍの前方に設けられ、第一成形面１３ｆから外周面２ｆに向かって延びる第二成形面１４ｆと、を有する。
このような構成によれば、貯留空間部１１Ａに発泡性断熱材料Ｍを供給すると、貯留空間部１１Ａ内の発泡性断熱材料Ｍを発泡して膨張する。膨張した断熱材３Ａが硬化すると、貯留空間部１１Ａ内に断熱材３Ａが形成される。このようにして、タンク２の外周面２ｆに発泡性断熱材料Ｍからなる断熱材３Ａを形成することができる。
形成された断熱材３Ａは、タンク２の外周面２ｆと成形ユニット１０Ａの第一成形面１３ｆとの間隔に応じた一定の厚さとなる。これにより、断熱材３Ａは、均一な断熱性能を発揮することができる。また、断熱材３Ａが局所的に薄くなることが抑えられるため、断熱材３Ａの破壊やタンク２の外周面２ｆからの剥離を抑えることができる。
また、発泡性断熱材料Ｍを吹き付ける必要が無いことから、発泡性断熱材料Ｍの無駄も生じない。
したがって、耐久性、及び断熱性に優れる断熱材３Ａを形成するとともに、施工時における材料コストを低減することが可能となる。

また、断熱材施工装置１Ａは、貯留空間部１１Ａ内に貯留された発泡性断熱材料Ｍを加熱する加熱部３０をさらに備える。
このような構成によれば、加熱部３０によって貯留空間部１１Ａ内で発泡性断熱材料Ｍを加熱し、発泡性断熱材料Ｍの重合反応を促進させることができる。これにより、発泡性断熱材料Ｍが、貯留空間部１１Ａ内に供給する前に発泡、膨張、及び硬化してしまうことも抑えられる。

また、成形ユニット１０Ａは、供給部２０から貯留空間部１１Ａ内に発泡性断熱材料Ｍが供給される供給口２５を備え、加熱部３０は、供給口２５に対し、外周面２ｆに対する成形ユニット１０Ａの周方向Ｄｒにおける相対移動方向Ｄｒｕの後方側に配置されている。
このような構成によれば、供給口２５から貯留空間部１１Ａ内に供給された発泡性断熱材料Ｍを、相対移動方向Ｄｒｕの後方側に配置された加熱部３０により加熱することで、成形ユニット１０Ａをタンク２の外周面２ｆに対して周方向Ｄｒに移動させながら断熱材３Ａを連続して形成することが可能となる。

また、第一成形面１３ｆ、及び第二成形面１４ｆの外周面２ｆ側の端部１４ｅが、外周面２ｆに沿って湾曲している。
このような構成によれば、タンク２の外周面２ｆに沿って湾曲した断熱材３Ａを円滑に形成することができる。

また、第二成形面１４ｆが、軸方向Ｄａに対して傾斜している。
このような構成によれば、タンク２の外周面２ｆに対して螺旋状に施工される断熱材３Ａを良好に形成することができる。

また、本実施形態の断熱材施工方法は、タンク２の外周面２ｆに沿って成形ユニット１０Ａを配置し、外周面２ｆ、第一成形面１３ｆ、第二成形面１４ｆ、第二成形面１４ｆに対して水平方向で対向する側を閉塞する側部閉塞面１１ｓ、及び下方を閉塞する底部閉塞面１１ｂによって囲まれた貯留空間部１１Ａを形成する準備工程Ｓ１と、供給部２０により貯留空間部１１Ａに発泡性断熱材料Ｍを供給し、貯留空間部１１Ａ内の発泡性断熱材料Ｍを発泡及び硬化させて貯留空間部１１Ａ内に断熱材３Ａを形成しながら、周方向移動機構４０で成形ユニット１０Ａに対して外周面２ｆを周方向Ｄｒに相対移動させるとともに、軸方向移動機構５０で成形ユニット１０Ａに対して外周面２ｆを軸方向Ｄａに相対移動させる断熱材形成工程Ｓ２と、を含む。
このような構成によれば、成形ユニット１０Ａを周方向Ｄｒ及び軸方向Ｄａに移動させながら、発泡性断熱材料Ｍを順次貯留空間部１１Ａに供給する。これにより、タンク２の外周面２ｆに螺旋状の断熱材３Ａを形成しながら、断熱材３Ａの施工を連続的に行うことができる。

また、側部閉塞面１１ｓ、及び底部閉塞面１１ｂは、既に形成された断熱材３Ａにより形成される。
このような構成によれば、新たに貯留空間部１１Ａに供給される発泡性断熱材料Ｍが、その側方及び下方に既に形成された断熱材３Ａに接する。これにより、断熱材３Ａを、タンク２の周方向Ｄｒおよび軸方向Ｄａに隙間無く形成することができる。

＜第二実施形態＞
次に本発明の第二実施形態について図６〜図１０を参照して説明する。第二実施形態において、第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第一実施形態では、断熱材３Ａを螺旋状に連続的に形成していた。これに対して第二実施形態の断熱材施工装置、断熱材施工方法では、断熱材を間欠的に形成させている。

図６は、第二実施形態に係る断熱材施工装置の概略構成を示す図である。
図６に示すように、断熱材施工装置１Ｂは、成形ユニット１０Ｂと、供給部２０と、加熱部３０と、周方向移動機構４０と、軸方向移動機構５０と、を備える。

図７は、第二実施形態に係る成形ユニットの斜視図である。図８は、第二実施形態に係る成形ユニットを用いて断熱材を施工している状態を示す斜視図である。
成形ユニット１０Ｂは、タンク２の外周面２ｆに沿って配置され、外周面２ｆとの間に、液状の発泡性断熱材料Ｍを貯留する貯留空間部１１Ｂを形成する。図７、図８に示すように、成形ユニット１０Ｂは、平面視Ｌ字状で、第一板状部１３Ｂと、第二板状部１４Ｂと、を一体に有している。

第一板状部１３Ｂは、平板状で、タンク２の外周面２ｆに対して対向して配置される。第一板状部１３Ｂは、タンク２の外周面２ｆに対向する側に、第一成形面１３ｆを有する。成形ユニット１０Ｂは、第一板状部１３Ｂが、ほぼ鉛直面内に位置するようにして使用される。

第二板状部１４Ｂは、第一板状部１３Ｂの水平方向一方の側の端部から、タンク２の外周面２ｆに向かって直交して延びるように設けられている。第二板状部１４Ｂは、第一板状部１３Ｂに対し、タンク２の外周面２ｆに対して成形ユニット１０Ｂが相対移動される相対移動方向Ｄａｍ側（図８の例では、紙面左方）に形成されている。
本実施形態では、断熱材３Ｂを、周方向Ｄｒに沿って円環状に形成する。このため、第二板状部１４Ｂは、軸方向Ｄａに対して直交して形成されている。

図７に示すように、成形ユニット１０Ｂの第一板状部１３Ｂには、加熱部３０として、第一ヒータ３１が埋設されている。
第一ヒータ３１は、第一板状部１３Ｂにおいて、供給口２５の下方に配置されている。
図７に示すように、成形ユニット１０Ｂの第二板状部１４Ｂには、加熱部３０として、第二ヒータ３２が埋設されている。
第二ヒータ３２は、第二板状部１４Ｂにおいて、供給口２５の下方に配置されている。

成形ユニット１０Ｂの第一板状部１３Ｂには、液量検知センサ２７が設けられている。液量検知センサ２７は、貯留空間部１１Ｂに貯留される発泡性断熱材料Ｍの液量を検知する。液量検知センサ２７で、貯留空間部１１Ｂ内の発泡性断熱材料Ｍの液量が所定レベルに達したことを検知した場合、供給部２０は、貯留空間部１１Ｂ内への発泡性断熱材料Ｍの供給を停止する。

次に、上記したような断熱材施工装置１Ｂにおける断熱材施工方法について説明する。なお、以下に示す断熱材施工装置１Ｂの各部の動作は、オペレータが手動により各部を操作して行うこともできるし、コンピュータからなる制御装置がプログラムに基づいて自動的に実行することもできる。

図９は、第二実施形態に係る断熱材施工方法の流れを示すフローチャートである。図１０は、第二実施形態に係る断熱材施工方法における、断熱材を周方向に連続して形成する工程の詳細な流れを示すフローチャートである。
図９に示すように、本実施形態における断熱材施工方法は、断熱材３Ｂを周方向Ｄｒに連続して形成する工程Ｓ１０と、軸方向Ｄａに移動させる工程Ｓ２０と、を備える。
図１０に示すように、断熱材３Ｂを周方向Ｄｒに連続して形成する工程Ｓ１０は、貯留空間部１１Ｂを形成する工程Ｓ１１と、発泡性断熱材料Ｍを供給する工程Ｓ１２と、断熱材３Ｂを形成する工程Ｓ１３と、周方向Ｄｒに移動させる工程Ｓ１４と、を備える。

貯留空間部１１Ｂを形成する工程Ｓ１１では、まず、図８に示すように、タンク２の外周面２ｆに沿って成形ユニット１０Ｂを配置する。成形ユニット１０Ｂは、タンク２の外周面２ｆと、第一成形面１３ｆと、第二成形面１４ｆと、側部閉塞面１１ｓと、底部閉塞面１１ｂによって囲まれた貯留空間部１１Ｂを形成する。このとき、施工の開始時（既に形成された断熱材３Ｂが存在しない場合）、側部閉塞面１１ｓ及び底部閉塞面１１ｂは、例えば、タンク２の外周面２ｆに設けた仮設材（図示無し）によって形成してもよい。

発泡性断熱材料Ｍを供給する工程Ｓ１２では、供給部２０により貯留空間部１１Ｂに発泡性断熱材料Ｍを供給する。液量検知センサ２７で、貯留空間部１１Ｂ内の発泡性断熱材料Ｍの液量が所定レベルに達したことを検知した場合、供給部２０は、貯留空間部１１Ｂ内への発泡性断熱材料Ｍの供給を自動的に停止する。液量検知センサ２７で、貯留空間部１１Ｂ内の発泡性断熱材料Ｍの液量が所定レベルに達したことを検知した場合、アラーム音、アラームランプの点灯等をさせるようにしてもよい。この場合、アラーム音、アラームランプの点灯等を確認したオペレータは、供給部２０による発泡性断熱材料Ｍの供給を停止させる。

断熱材３Ｂを形成する工程Ｓ１３では、加熱部３０による貯留空間部１１Ｂ内の発泡性断熱材料Ｍの加熱を行う。これにより、発泡性断熱材料Ｍの重合反応が促進され、発泡性断熱材料Ｍが発泡して膨張した後に硬化する。貯留空間部１１Ｂ内の発泡性断熱材料Ｍが硬化することで、貯留空間部１１Ｂ内に断熱材３Ｂが形成される。

周方向Ｄｒに移動させる工程Ｓ１４では、成形ユニット１０Ｂは、タンク２の外周面２ｆに沿って周方向Ｄｒに相対移動される。このような相対移動は、周方向移動機構４０によりタンク２を中心軸回りの周方向Ｄｒに回転させることによって行われる。成形ユニット１０Ｂが、直前に形成した断熱材３Ｂに対して周方向Ｄｒへの相対移動方向Ｄｒｕの前方に配置されたら、タンク２の回転を停止させる。

この後、上記工程Ｓ１１〜Ｓ１４を順次繰りかえし、断熱材３Ｂを周方向Ｄｒに順次形成していく。断熱材３Ｂが、周方向Ｄｒの全周にわたって形成されたら、軸方向Ｄａに移動させる工程Ｓ２０に移行する。
軸方向Ｄａに移動させる工程Ｓ２０では、軸方向移動機構５０により成形ユニット１０Ｂに対して外周面２ｆを軸方向Ｄａに相対移動させる。

続いて、上記工程Ｓ１０（工程Ｓ１１〜Ｓ１４）を、直前に形成した円環状の断熱材３Ｂに対し、軸方向Ｄａで隣接した位置で繰り返す。

上記の工程Ｓ１０と工程Ｓ２０とを順次繰り返していき、タンク２の外周面２ｆの所定領域に断熱材３Ｂが施工されたら、断熱材施工装置１Ｂによる断熱材３Ｂの形成を終了する。

上記実施形態では、断熱材施工装置１Ｂは、タンク２の外周面２ｆに沿って配置され、外周面２ｆとの間に液状の発泡性断熱材料Ｍを貯留する貯留空間部１１Ｂを形成する成形ユニット１０Ｂと、貯留空間部１１Ｂに発泡性断熱材料Ｍを供給する供給部２０と、成形ユニット１０Ｂに対し、外周面２ｆをタンク２の周方向Ｄｒへ相対移動させる周方向移動機構４０と、成形ユニット１０Ｂに対し、外周面２ｆをタンク２の軸方向Ｄａへ相対移動させる軸方向移動機構５０と、を備え、成形ユニット１０Ｂが、外周面２ｆに間隔をあけて対向する第一成形面１３ｆと、第一成形面１３ｆに対し、外周面２ｆに対する成形ユニット１０Ｂの水平方向における相対移動方向前方に設けられ、第一成形面１３ｆから外周面２ｆに向かって延びる第二成形面１４ｆと、を有する。
このような構成によれば、上記第一実施形態と同様、貯留空間部１１Ｂに供給された発泡性断熱材料Ｍが硬化すると、貯留空間部１１Ｂ内に断熱材３Ｂが形成される。形成された断熱材３Ｂは、タンク２の外周面２ｆと成形ユニット１０Ｂの第一成形面１３ｆとの間隔に応じた一定の厚さとなる。これにより、断熱材３Ｂは、均一な断熱性能を発揮することができる。また、断熱材３Ｂが局所的に薄くなることが抑えられるため、断熱材３Ｂの破壊やタンク２の外周面２ｆからの剥離を抑えることができる。
また、発泡性断熱材料Ｍを吹き付ける必要が無いことから、発泡性断熱材料Ｍの無駄も生じない。
したがって、耐久性、及び断熱性に優れる断熱材３Ｂを形成するとともに、施工時における材料コストを低減することが可能となる。

また、断熱材施工装置１Ｂは、貯留空間部１１Ｂ内に貯留された発泡性断熱材料Ｍを加熱する加熱部３０をさらに備える。
このような構成によれば、加熱部３０によって貯留空間部１１Ｂ内で発泡性断熱材料Ｍを加熱し、発泡性断熱材料Ｍの重合反応を促進させることができる。これにより、発泡性断熱材料Ｍが、貯留空間部１１Ｂ内に供給する前に発泡、膨張、及び硬化してしまうことも抑えられる。

また、本実施形態の断熱材施工方法は、タンク２の外周面２ｆに沿って成形ユニット１０Ｂを配置し、外周面２ｆ、第一成形面１３ｆ、第二成形面１４ｆ、第二成形面１４ｆに対して水平方向で対向する側を閉塞する側部閉塞面１１ｓ、及び下方を閉塞する底部閉塞面１１ｂによって囲まれた貯留空間部１１Ｂを形成する工程Ｓ１１と、供給部２０により貯留空間部１１Ｂに発泡性断熱材料Ｍを供給する工程Ｓ１２と、貯留空間部１１Ｂ内の発泡性断熱材料Ｍを発泡及び硬化させ、貯留空間部１１Ｂ内に断熱材３Ｂを形成する工程Ｓ１３と、成形ユニット１０Ｂを、タンク２の外周面２ｆに沿って周方向Ｄｒに移動させる工程Ｓ１４と、を繰り返す。
このような構成によれば、発泡性断熱材料Ｍを貯留空間部１１Ｂに供給して断熱材３Ｂを形成することを、間欠的に行うことができる。このような施工方法においても、断熱材３Ｂを周方向Ｄｒに連続して形成することができる。

また、本実施形態の断熱材施工方法は、発泡性断熱材料Ｍが膨張硬化することで形成される断熱材３Ｂを、タンク２の周方向Ｄｒ全周にわたって形成した後、軸方向移動機構５０で成形ユニット１０Ｂに対して外周面２ｆを軸方向Ｄａに相対移動させる工程Ｓ２０をさらに備える。

このような構成によれば、周方向Ｄｒに環状に連続する断熱材３Ｂを、軸方向Ｄａに順次並べるように形成していくことで、タンク２の外周面２ｆを覆う断熱材３Ｂを施工することができる。

また、側部閉塞面１１ｓ、及び底部閉塞面１１ｂは、既に形成された断熱材３Ｂにより形成される。
このような構成によれば、新たに貯留空間部１１Ｂに供給される発泡性断熱材料Ｍが、その側方及び下方に既に形成された断熱材３Ｂに接する。これにより、断熱材３Ｂを、タンク２の周方向Ｄｒおよび軸方向Ｄａに隙間無く形成することができる。

上記第二実施形態では、断熱材３Ｂを、周方向Ｄｒに連続して円環状に形成していくようにしたが、上記第一実施形態と同様、断熱材３Ｂを螺旋状に形成して行くこともできる。

また、上記第一、第二実施形態では、成形ユニット１０Ａ、１０Ｂを固定しておき、タンク２を周方向Ｄｒ及び軸方向Ｄａに移動させるようにしたが、成形ユニット１０Ａ、１０Ｂに対し、タンク２を相対移動できるならどのように移動されてもよく、これに限らない。
例えば、タンク２を軸方向Ｄａにおいて固定し、成形ユニット１０Ａ、１０Ｂを、タンク２に対して軸方向Ｄａに移動させるようにしてもよい。

また、上記第一、第二実施形態では、加熱部３０を成形ユニット１０Ａ、１０Ｂに設けるようにしたが、貯留空間部１１Ａ、１１Ｂ内に貯留された発泡性断熱材料Ｍを加熱できるならどのように加熱してもよく、これに限らない。
例えば、加熱部は、タンク２を加熱するようにしてもよい。これ以外にも、供給部２０の第一原液タンク２１及び第二原液タンク２２、混合ユニット２３、送給管２４等に加熱部を設けるようにしてもよい。

また、上記第一、第二実施形態において、中心軸（軸方向Ｄａ）が水平方向に延びる用に設置されるタンク２に対し、断熱材３Ａ、３Ｂを施工するようにしたが、中心軸が鉛直方向に延びる縦型のタンクに対しても、適用することができる。
この場合、上記実施形態と同様、鉛直方向に延びる中心軸回りの周方向に成形ユニット１０Ａ、１０Ｂを移動させながら、断熱材の施工を行うことができる。
また、この場合、例えば、第一成形面に対し、第二成形面は、タンク２の外周面に対する成形ユニットの周方向における相対移動方向前方に設けられてもよい。
ずなわち、第一成形面に対し、第二成形面は、タンク２の外周面に対する成形ユニットの水平方向における相対移動方向前方に設けられてもよい。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものとする。

１Ａ 断熱材施工装置
１Ｂ 断熱材施工装置
２ タンク
２ａ 筒状部
２ｂ 端板
２ｃ 端板
２ｆ 外周面
３Ａ 断熱材
３Ｂ 断熱材
４ 断熱層
１０Ａ 成形ユニット
１０Ｂ 成形ユニット
１１Ａ 貯留空間部
１１Ｂ 貯留空間部
１１ｂ 底部閉塞面
１１ｓ 側部閉塞面
１３Ａ 第一板状部
１３Ｂ 第一板状部
１３ｂ 下部板状部
１３ｕ 上部板状部
１３ｆ 第一成形面
１４Ａ、１４Ｂ 第二板状部
１４ｂ 下部板状部
１４ｅ 端部
１４ｆ 第二成形面
１４ｕ 上部板状部
２０ 供給部
２１ 第一原液タンク
２２ 第二原液タンク
２３ 混合ユニット
２４ 送給管
２５ 供給口
２７ 液量検知センサ
３０ 加熱部
３１ 第一ヒータ
３２ 第二ヒータ
４０ 周方向移動機構
５０ 軸方向移動機構
５１ ドーリー
６０ ロボット
Ｄａ 軸方向
Ｄａｍ 相対移動方向
Ｄｒ 周方向
Ｄｒｕ 相対移動方向
Ｍ 発泡性断熱材料

Claims (10)

1. タンクの外周面に沿って配置され、前記外周面との間に液状の発泡性断熱材料を貯留する貯留空間部を形成する成形ユニットと、
   前記貯留空間部に前記発泡性断熱材料を供給する供給部と、
   前記成形ユニットに対し、前記外周面を前記タンクの周方向へ相対移動させる周方向移動機構と、
   前記成形ユニットに対し、前記外周面を前記タンクの軸方向へ相対移動させる軸方向移動機構と、を備え、
   前記成形ユニットが、
   前記外周面に間隔をあけて対向する第一成形面と、
   前記第一成形面に対し、前記外周面に対する前記成形ユニットの水平方向における前記相対移動方向前方に設けられ、前記第一成形面から前記外周面に向かって延びる第二成形面と、を有する
   断熱材施工装置。
2. 前記貯留空間部内に貯留された前記発泡性断熱材料を加熱する加熱部をさらに備える
   請求項１に記載の断熱材施工装置。
3. 前記成形ユニットは、前記供給部から前記貯留空間部内に前記発泡性断熱材料が供給される供給口を備え、
   前記加熱部は、前記供給口に対し、前記外周面に対する前記成形ユニットの前記周方向における相対移動方向後方側に配置されている
   請求項２に記載の断熱材施工装置。
4. 前記成形ユニットは、前記貯留空間部に貯留される前記発泡性断熱材料の液量を検知する液量検知センサを備える
   請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の断熱材施工装置。
5. 前記第一成形面、及び前記第二成形面の前記外周面側の端部が、前記外周面に沿って湾曲している
   請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の断熱材施工装置。
6. 前記第二成形面が、前記軸方向に対して傾斜している
   請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の断熱材施工装置。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の断熱材施工装置における断熱材施工方法であって、
   前記タンクの外周面に沿って前記成形ユニットを配置し、前記外周面、前記第一成形面、前記第二成形面、前記第二成形面に対して水平方向で対向する側を閉塞する側部閉塞面、及び下方を閉塞する底部閉塞面によって囲まれた前記貯留空間部を形成する工程と、
   前記供給部により前記貯留空間部に前記発泡性断熱材料を供給し、前記貯留空間部内の前記発泡性断熱材料を発泡及び硬化させて前記貯留空間部内に断熱材を形成しながら、
   前記周方向移動機構で前記成形ユニットに対して前記外周面を前記周方向に相対移動させるとともに、前記軸方向移動機構で前記成形ユニットに対して前記外周面を前記軸方向に相対移動させる工程と、を含む
   断熱材施工方法。
8. 請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の断熱材施工装置における断熱材施工方法であって、
   前記タンクの外周面に沿って前記成形ユニットを配置し、前記外周面、前記第一成形面、前記第二成形面、前記第二成形面に対して水平方向で対向する側を閉塞する側部閉塞面、及び下方を閉塞する底部閉塞面によって囲まれた前記貯留空間部を形成する工程と、
   前記供給部により前記貯留空間部に前記発泡性断熱材料を供給する工程と、
   前記貯留空間部内の前記発泡性断熱材料を発泡及び硬化させ、前記貯留空間部内に断熱材を形成する工程と、
   前記成形ユニットを、前記タンクの外周面に沿って前記周方向に移動させる工程と、
   を繰り返す
   断熱材施工方法。
9. 前記発泡性断熱材料が膨張硬化することで形成される断熱材を、前記タンクの周方向全周にわたって形成した後、前記軸方向移動機構で前記成形ユニットに対して前記外周面を前記軸方向に相対移動させる工程をさらに備える
   請求項８に記載の断熱材施工方法。
10. 前記側部閉塞面、及び前記底部閉塞面は、既に形成された前記断熱材により形成される
    請求項７〜請求項９のいずれか一項に記載の断熱材施工方法。

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