JP2809356B2 - 超低温貨物格納用タンクの真空式断熱パネル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タンクの真空式断熱パ
ネルに関し、特に液化ガス運搬船の貨物格納タンクのよ
うな超低温貨物格納用タンクに好適な真空式断熱パネル
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来液化ガス運搬船には、図５に示すよ
うに、その船体１に円筒形のスカート３を介して貨物格
納用容器（以下「タンク」という）２が装着されてお
り、タンク２の断熱は、タンク２の外面にポリウレタン
フォーム、ポリスチレンフォームやフェノールフォーム
等の有機発泡体の断熱材を単体あるいは組み合わせてパ
ネル状や棒状に加工し複層の断熱構造３０を取り付ける
ことにより行なわれている。なお図５中の符号４はタン
クカバーを示している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、近年、省エ
ネルギー化の志向により、貨物である液化ガスの蒸発を
できる限り抑制するため、さらに高い断熱性をもつタン
クが要求される傾向にある。

【０００４】この要求に対し従来技術では、次のような
点に問題がある。

【０００５】すなわち、従来技術の延長では、図５にお
ける断熱材を厚くしていくことになる。しかし断熱構造
を構成する断熱材を単に厚くしたのでは、同容量の貨物
を運ぶためには、スペースの制限から船体１やタンクカ
バー４を断熱材を厚くした分拡げてやる必要がある。こ
のような船体１の拡大は、船の推進性能の悪化や所要動
力の増加を招き、逆に船体形状を一定にすれば、貨物の
積載容量を減らさなければならなくなる。

【０００６】この課題の一解決手段として、もっと断熱
性の良い構造として真空断熱構造をあげることができ
る。そして、真空断熱構造として従来、二重殻タンクを
利用した構造が知られているが、大容量の貨物タンクに
適用された例がない。また、真空を利用して船を断熱し
ようとすれば、図６に示すように、断熱材とホールドと
からなる断熱構造３１の全体をポンプ３２で吸引して真
空を形成する構造が一応考えられるが、この場合次のよ
うな問題がある。 （１）大容量の真空ポンプを船体１に装備する必要があ
る。 （２）隣接するタンクや船体区画は真空に耐えるだけの
強度に補強する必要がある。 （３）安全弁やホールドへ連結する配管の耐真空性が必
要となる。 （４）入、出渠時等、内部の点検の度に、大気圧に戻し
たり、また真空引きしたりする必要があり、乗員に新た
な作業が発生する。 （５）緊急時の信頼性として真空が何らかの原因（事故
等）により壊れたときに、一挙に断熱性が落ちる、急激
な圧力変動が発生する、断熱性の急激な悪化により貨物
である液化ガスの蒸発が増加する、等の不具合が発生す
るとともに、これに対する緊急的な対応も複雑となる。

【０００７】本発明は、このような問題点の解決をはか
ろうとするもので、ＬＮＧのような超低温貨物の格納用
タンクの外周面に相互間に目地部を形成されて取り付け
られ る断熱パネルにおいて、上記タンクの外周面に密接
して固着可能な低温側内面材と同内面材の外方に間隔を
あけて配設される常温側表面材とで気密性の容器を形成
し、同容器に通気性の断熱材を充填した後、同容器を真
空化して上記断熱パネルを形成し、上記目地部の低温側
に、伸縮性に富んだ断熱材または上記タンクの線膨張係
数に近い断熱材を充填することにより、超低温貨物格納
用タンクの断熱パネルとしてすぐれた断熱性をそなえた
真空式断熱パネルを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明の超低温貨物格納用タンクの真空式断熱パネ
ルは、同断熱パネルを、上記タンクの外周面に密着した
取り付けが可能な気密性薄板製の低温側内面材と同内面
材の外方に間隔をあけて配設され気密性薄板製の常温表
面材とで構成される気密性の容器と、同容器に充填され
る断熱材とで形成するとともに、同容器に上記断熱材を
充填した後に真空化し、上記目地部の低温側に伸縮性に
富んだ断熱材または上記タンクの線膨張係数に近い線膨
張係数の断熱材を充填して課題解決の手段としている。

【０００９】

【作用】上述の本発明の超低温貨物格納用タンクの真空
式断熱パネルでは、専用工場にて製造された真空式断熱
パネルをタンク外面に取り付け、目地部の低温側に、伸
縮性に富んだ断熱材またはタンクの線膨張係数に近い線
膨張係数の断熱材を充填することにより貨物タンクの断
熱構造が構成される。そしてこの真空式断熱パネルは、
従来の断熱材のポリウレタンフォーム等の断熱性能に比
べ約３倍の性能を持っているので、断熱構造全体として
の断熱効果は少なくとも従来のものの２倍程度となり同
じ性能要求値に対し従来防熱方式の１／２の断熱材の厚
さで対応することができる。

【００１０】

【実施例】以下、図面により本発明の一実施例としての
超低温貨物格納用タンクの真空式断熱パネルについて説
明すると、図１は側断面図、図２は要部正面図、図３は
図２のＡ−Ａ矢視断面図、図４は図２のＢ−Ｂ矢視断面
図である。なお図１〜図４中図５および図６と同じ符号
はほぼ同一の部材を示している。

【００１１】この実施例の超低温貨物格納用タンクの真
空式断熱パネルは、球形のタンク２を対象としている
が、球形タンクのほか矩形タンク等にも適用可能なこと
はいうまでもない。

【００１２】図１において、液化ガス運搬船の船体１上
に、ＬＮＧのような超低温貨物収納用のタンク２がタン
ク２を船体１へ接合する円筒形の通常スカート３と呼ば
れている支持材を介して搭載されており、タンク２の外
周面に、相互間に目地部を形成されてタンク２の真空式
断熱構造を構成する複数の真空式断熱パネル５が取り付
けられている。

【００１３】次に、図２〜図４により真空式断熱パネル
５について説明する。

【００１４】真空式断熱パネル５は、タンク２の外周面
に沿った形状の低温側内面材１１と、この低温側内面材
１１の外方に間隔をあけて配設される常温側表面材１０
とで構成される気密性の容器と、同容器内に充填される
コア材１２とよりなる。

【００１５】符号１３は真空式断熱パネル５をタンク２
に取り付けるためのフランジ部を示していて、フランジ
部１３は真空式断熱パネル５の接合部を兼ねる。

【００１６】真空式断熱パネル５は、タンク２表面の緯
線方向に予め配設されたスタッドボルト１５の間に配置
され、ワッシャー１６およびナット１７によりフランジ
部１３を介してタンク２の外周面にその低温側内面材１
１を密接させながら、タンク２の外周全面に順次取り付
けられる。なおナット１７はゆるみ防止のためにセルフ
ロックナットの使用が望ましい。

【００１７】常温側表面材１０および低温側内面材１１
には、貨物がＬＮＧの場合には−１６０℃程度の低温で
あるので、例えば厚さが０．３ｍｍ以下のステンレスス
ティール箔やアルミニウム箔が好適であり、また貨物が
ＬＰＧの場合には−４５℃程度の低温であるので、例え
ばスティール箔やエンジニアプラスティックや金属箔と
プラスティックを組み合わせたラミネートフィルムが適
当である。

【００１８】そして、常温側表面材１０の表面には、凹
凸やエンボス１４を付け、タンク２の収縮に対し可撓性
をもたせてスムーズに追従できる構造とすることが望ま
しい。またタンク材２と低温側内面材１１との線膨張率
の差が大きい材料の場合には、応力緩和のため低温側内
面材１１の表面にもエンボスを設けることが望ましい。

【００１９】コア材としての断熱材１２は、軽量・高断
熱性の面から有機発泡体が望ましいが、要求される断熱
性能や重量制限により無機発泡体や有機無機の粉粒体か
ら製造されたものでもよい。

【００２０】一方、各真空式断熱パネル５間の目地部は
次のような構成となっている。すなわち、真空式断熱パ
ネル５間の目地部の低温側には真空式断熱パネル５の取
付け誤差を吸収し、さらには低温側の熱応力にも対応で
きるように伸縮性にとんだ断熱材料１８（例えばグラス
ウールや軟質ウレタン）の充填材が充填されている。

【００２１】またタンク２の線膨張係数に近い材料（例
えば補強入りのフェノールフォームやポリウレタンフォ
ーム等）を用いて応力の発生を防ぐようにしてもよい。

【００２２】一方、目地の常温側は、断熱性の良さと真
空式断熱パネル５間の連続性や気密性を上げる観点か
ら、ポリウレタンフォームの現場発泡による発泡材１９
で充填が行なわれている。

【００２３】さらに、目地部の表面材２０には、タンク
２の伸縮に追従する可撓性の点から、常温側表面材１０
や低温側内面材１１と同等又はこれより薄い箔が用いら
れ、その四周を粘着テープ２１により真空式断熱パネル
５の端部に貼り付けられている。

【００２４】なお、常温側表面材１０および低温側内面
材１１としては、上述のとおり、通常０．３ｍｍ以下の
厚さのものが用いられるが、これらを薄くした場合には
フランジ部１３を補強することが必要である。また、各
コア部は予め図示しない穴より真空引きして穴を塞いだ
ものが用いられる。

【００２５】そして、上述のとおりの気密性の容器に、
通気性断熱材を充填し気密性の容器内を真空にして封印
し、独立した真空式断熱パネルが作成されるのである
が、この場合、真空度は、断熱効果を上げるために１Ｔ
ｏｒｒ以下とすることが望ましい。また、通気性断熱材
としては、上述のとおり無機や有機の粉粒体や、無機や
有機の発泡体が用いられるが、断熱性や軽量の点から有
機の発泡体が最良である。このようにして形成された真
空式断熱パネル５を予めタンク２面に溶接したスタッド
ボルト１５によりタンク２の全外周面に順次固定し、次
いで、各真空式断熱パネル間の目地部の低温側に伸縮性
にとんだグラスウールまたは線膨張係数がタンク材に近
いフェノールフォームを充填し、常温側に、ポリウレタ
ンフォームを現場発泡により作り、目地を埋める。

【００２６】その後に目地表面には両面テープにより表
面材（アルミフォイルやステンレスフォイル）を取り付
けてタンク２の真空式断熱構造が形成される。

【００２７】上述の構成からなる真空式断熱パネルは、
断熱効果において従来の断熱材よりすぐれている。すな
わち、実験結果によれば、ポリウレタンフォームの常温
での熱伝導率λ_１が λ_１＝０．０１８〜０．０２０ｋｃａｌ／ｍｈ℃ であるのに対し、本発明の真空パネル（単体）の常温で
の熱伝導率λ_０はλ_０＝０．００５０〜０．００６０ｋ
ｃａｌ／ｍｈ℃であって、本発明の真空式断熱パネルは
従来の断熱材と比べて約３倍の断熱効果をもつことが判
明した。

【００２８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の超低温貨
物格納用タンクの真空式断熱パネルによれば、次のよう
な効果ないし利点が得られる。 （１）独立した真空式断熱パネルは従来の断熱材より高
い断熱性を有しており、これを取り付けることにより、
格納用タンクに対して高い断熱性を提供でき、同一要求
性能ならば従来の防熱厚さを減少できる。（２）パネル化されているため、部分的に破損しても全
面真空破壊の危険性を回避できる。 （３）真空を失っても、表面材，コア材としての断熱材
等により最低限度の断熱保持が可能である。 （４）従来考えられている全体真空断熱方式に比べ信頼
性が高くメインテナンスの容易な断熱構造を提供でき
る。 （５）従来の船体やタンク強度を変えずに、また関連す
る深冷機器のオペレーションも変えることなく高断熱構
造を提供できる。（６）目地部の低温側に充填された伸縮性に富んだ断熱
材が断熱パネルの取付け誤差を吸収し、またタンクの線
膨張係数に近い線膨張係数の断熱材が低温側の熱応力に
対応できるため、断熱パネルの耐久性の向上を可能にす
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての超低温貨物格納用タ
ンクの真空式断熱パネルの側断面図である。

【図２】同要部正面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図４】図２のＢ−Ｂ矢視断面図である。

【図５】従来の超低温貨物格納タンクの断熱構造を示し
た側断面図である。

【図６】全体を真空構造とした断熱構造を示した側断面
図である。

【符号の説明】

１ 液化ガス運搬船の船体 ２ 貨物格納用容器（タンク） ３ スカート ４ タンクカバー ５ 真空式断熱パネル １０ 常温側表面材 １１ 低温側内面材 １２ コア材としての断熱材 １３ フランジ部 １４ エンボス １５ スタッドボルト １６ ワッシャー １７ ナット １８ 充填材 １９ 発泡材 ２０ 目地部の表面材 ２１ 粘着テープ ３０ 複層の断熱構造 ３１ （全体真空による）断熱構造 ３２ 真空ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 立川 興嗣 大阪市西区京町堀１丁目８番５号 明星 工業株式会社内 (72)発明者 細見 幸雄 大阪市西区京町堀１丁目８番５号 明星 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−196394（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−259298（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F17C 3/04 B65D 90/06

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相互間に目地部を形成されて超低温低温
   貨物の格納用タンクの外周面に取り付けられる断熱パネ
   ルにおいて、同断熱パネルが、上記タンクの外周面に密
   着した取り付けが可能な気密性薄板製の低温側内面材と
   同内面材の外方に間隔をあけて配設される気密性薄板製
   の常温側表面材とで構成される気密性の容器と、同容器
   に充填される断熱材とをそなえるとともに、同容器に上
   記断熱材を充填された後に真空化されて形成され、上記
   目地部の低温側に、伸縮性に富んだ断熱材または上記タ
   ンクの線膨張係数に近い線膨張係数の断熱材が充填され
   ることを特徴とする、超低温貨物格納用タンクの真空式
   断熱パネル。