JP5452969B2 - 低温タンクの断熱構造および断熱施工方法 - Google Patents
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Description
かかる発明の断熱構造によれば、低温タンクの全表面積に対する真空断熱材の表面積比率、すなわち、タンク表面と直角な方向から見るとき真空断熱材が覆っている面積の割合を、従来に比べて大幅に拡大することができる。このとき真空断熱材がカバーしていない部分を、室温側から低温側に直線的に流れ込む熱の流れを遮ることとなり、真空断熱材の全体断熱性能への寄与を顕著に向上させることができる。
ウレタンフォームは、断熱性の高い材料であることに加え、注入発泡させられる際に自己接着性を有するという特徴を有し、異種材料に対しても強い接着力を発揮する。そのため、上記のように断熱パネル同士および追加断熱パネルに接する空間にウレタンフォームが注入・充填されるなら、それらの間が、断熱性の高い材料で隙間なく埋められるとともに、強く接着され一体化される。したがって、上記各断熱パネル間の接着および隙間の解消ならびに断熱性能の向上を、ウレタンフォームの注入という簡単な作業で同時に行えることになる。仮に、上記の各断熱パネル間に何らかの断熱材を挿入するとともに、そのつど断熱材等に接着剤を塗布して各断熱パネル間を接着するとすれば、断熱パネルの使用量が多い低温タンクにおいては作業負担が甚大となる。
まず上記断熱パネルが、真空断熱材の周囲にウレタンフォームの注入成形された層がフェノールフォームのパネルの外側に積層一体化されたものであるなら、ウレタンフォームの自己接着性に基づいて当該断熱パネルの製造が容易に行える。たとえば、フェノールフォームのパネルの上にスペーサ(充填されるスペースを有する架台)を介して真空断熱材を置き、周囲を型枠で囲んでその型枠内にウレタンフォームを注入し発泡させることにより、積層され一体化された上記断熱パネルを製造することができる。
また、上記追加断熱パネルが、真空断熱材の周囲にウレタンフォームが注入成形されたものであれば、たとえばスペーサを介して真空断熱材を置いた型枠の内部にウレタンフォームを注入発泡させることにより、当該追加断熱パネルも、一体性の高いものとして容易に製造される。
真空断熱材を構成する多層ラミネートフィルムには最低使用温度や耐熱温度に制限のあるものが多いが、上記構成はそのような温度制限に関しても有利である。断熱パネルの内側(低温側)の層としてフェノールフォームのパネルが積層されていると、真空断熱材の使用温度があまり低温にはならないこと、また、ウレタンフォームは注入発泡の温度が多層ラミネートフィルムの耐熱温度に対して低いため、容易に断熱パネルおよび追加断熱パネルを成形できること、がその理由である。
そのようにすることにより、低温タンクに対して前記の断熱構造を施工でき、タンクの全表面積に対する真空断熱材の表面積比率を拡大することができる。そしてそれにより、タンクへの熱の流れを遮るため、低温タンクの断熱性能を顕著に向上させることができる。
そのようにすれば、ウレタンフォームの注入という簡単な作業により、上記の空間に断熱性の高い材料を隙間なく充填し、同時に、隣接する断熱パネル同士とその外側の追加断熱パネルとを強く接着することができる。そのため、断熱パネル等を低温タンクの外側に多数固定配置することを確実かつ能率的に実施できることになる。
そのようにすると、前記したように、上記の断熱パネルおよび追加断熱パネルを容易に製造できるうえ、真空断熱材の使用や真空断熱材周囲への注入発泡を有利な条件で行うことができる。また、上記のように事前に、つまりタンクに配置する前に成形され、または一体化された断熱パネルおよび追加断熱パネルを配置するなら、真空断熱材等の取扱いや配置が容易に行える。
断熱パネルや追加断熱パネルに接する空間にウレタンフォームを注入し充填するなら、それらのパネル間を、断熱性の高い材料で隙間なく埋めるとともに強く接着することができるため、低温タンクにおける断熱性能を高くし、同時に断熱パネル等の施工作業を効率化することができる。
低温タンクの全表面積に対する真空断熱材の表面積比率を50%以上、さらに好ましくは80%以上にすると、低温タンクの断熱性能が顕著に向上し、有利なコストパフォーマンスが得られる。
上記断熱パネルが、真空断熱材の周囲にウレタンフォームが注入成形された層がフェノールフォームのパネルの外側に積層一体化されたものであり、上記追加断熱パネルが、真空断熱材の周囲にウレタンフォームが注入成形されたものであるなら、それら各パネルを容易に製造できるうえ、真空断熱材の使用やその周囲への注入発泡を有利な条件で行うことができる。
低温タンクであるLNGタンクの外壁1の外側(図示上側)には、合計で数千枚に及ぶ断熱パネル2を敷き詰め、外壁1に設けたスタッドボルト(図示省略)によって当該パネル2を固定している。図の紙面と直角な方向にも、断熱パネル2は図示と同様に配置し外壁1上に固定している。断熱パネル2は、クラック防止のための金網6をはさんで内外の2層を積層一体化したもので、内層はフェノールフォームにてなるパネル3、外層は、真空断熱材4a(芯材とするグラスウールを多層ラミネートフィルムにて真空パックしたもの)の周囲を硬質ポリウレタンフォーム4bで包んだパネル4である。
この追加断熱パネル7は、型枠内でスペーサの上に真空断熱材を置き、その型枠の内部にウレタンフォームを注入発泡させることにより事前に板状に製造したもので、それを上記のとおり継ぎ目の外側に配置する。
そのほか、断熱パネル2および追加断熱パネル7の外側表面は、防湿のため、アルミシートとプラスチックフィルムとの積層体9によって覆っている。
なお、目地部8とした上記継ぎ目の部分に、図1(b)のように真空断熱材8aを含めるのもよい。その真空断熱材8aは、上記継ぎ目となる断熱パネル2同士の隙間に入る幅のもので、図の紙面と直角な方向に長さを有する帯状のものとする。その真空断熱材8aの長さ方向への継ぎ目の位置が、追加断熱パネル7の真空断熱材7aの継ぎ目の位置と異なるようにするとなお好ましい。
1) 事前に積層一体化された上記の断熱パネル2を、外壁1の外側に敷き詰めて固定する。固定は、タンク外壁1に事前に設けられたスタッドボルトを用い、内層パネル3を外壁1の表面に押さえ付けることにより行う。
試験結果を表1に示す。
この結果から、真空断熱材を追加することにより、室温側から低温側に直線的に流れ込む熱流をさえぎれば、確実に断熱パネルの性能が向上することを試験により確認できた。
2 断熱パネル
3 フェノールフォーム
4a 真空断熱材
4b 注入発泡ウレタンフォーム
5 目地材
6 金網
7 追加断熱パネル
7a 真空断熱材
7b 注入発泡ウレタンフォーム
8 目地部(ウレタンフォームの注入空間)
9 表面材(アルミシートとプラスチックフィルムの積層体)
Claims (6)
- 真空断熱材を内部に有する断熱パネルが低温タンクの外側に複数配置され、それら断熱パネル間の継ぎ目の上部に、真空断熱材を内部に有する追加断熱パネルが複数配置されていること、
上記継ぎ目を形成する上記断熱パネル同士と該継ぎ目の上部に配置された上記追加断熱パネルとに接する空間に、ウレタンフォームが注入され充填されていること、
および、上記断熱パネル間の上記継ぎ目に、帯状の真空断熱材が含められていること
を特徴とする低温タンクの断熱構造。 - 低温タンクの全表面積に対する真空断熱材の表面積比率が50%以上であることを特徴とする請求項1に記載した低温タンクの断熱構造。
- 上記断熱パネルが、真空断熱材の周囲にウレタンフォームが注入成形された層とフェノールフォームから成る層との積層一体化されたものであること、および、上記追加断熱パネルが、真空断熱材の周囲にウレタンフォームが注入成形されたものであることを特徴とする請求項1または2に記載した低温タンクの断熱構造。
- 真空断熱材を内部に有する断熱パネルを低温タンクの外側に複数配置したうえ、それら断熱パネル間の継ぎ目の外側に、真空断熱材を内部に有する追加断熱パネルを複数配置すること、
上記のとおり断熱パネルと追加断熱パネルとを配置する際、上記継ぎ目を形成する上記断熱パネル同士とその外側に配置される上記追加断熱パネルとに接する空間に、スペーサを介して帯状の真空断熱材を置いたうえウレタンフォームを注入し充填すること
を特徴とする低温タンクの断熱施工方法。 - 低温タンクの全表面積に対する真空断熱材の表面積比率が50%以上になるように、断熱パネルと追加断熱パネルとを配置することを特徴とする請求項4に記載した低温タンクの断熱施工方法。
- 上記断熱パネルとして、真空断熱材の周囲にウレタンフォームの注入成形された層がフェノールフォームのパネルの外側に積層一体化されたものを上記のとおり配置し、上記追加断熱パネルとして、真空断熱材の周囲にウレタンフォームが注入成形されたものを上記のとおり配置することを特徴とする請求項4または5に記載した低温タンクの断熱施工方法。
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