JP6145727B2 - 真空断熱材、ならびに、これを用いた断熱容器、住宅壁、輸送機器、水素輸送タンカー、およびlng輸送タンカー - Google Patents

真空断熱材、ならびに、これを用いた断熱容器、住宅壁、輸送機器、水素輸送タンカー、およびlng輸送タンカー Download PDF

Info

Publication number
JP6145727B2
JP6145727B2 JP2017506428A JP2017506428A JP6145727B2 JP 6145727 B2 JP6145727 B2 JP 6145727B2 JP 2017506428 A JP2017506428 A JP 2017506428A JP 2017506428 A JP2017506428 A JP 2017506428A JP 6145727 B2 JP6145727 B2 JP 6145727B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat insulating
insulating material
vacuum heat
expansion coefficient
linear expansion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017506428A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2016174837A1 (ja
Inventor
岐宏 島
岐宏 島
湯淺 明子
明子 湯淺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=57199092&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP6145727(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of JPWO2016174837A1 publication Critical patent/JPWO2016174837A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6145727B2 publication Critical patent/JP6145727B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C1/00Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • F17C1/12Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge with provision for thermal insulation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C3/00Vessels not under pressure
    • F17C3/02Vessels not under pressure with provision for thermal insulation
    • F17C3/08Vessels not under pressure with provision for thermal insulation by vacuum spaces, e.g. Dewar flask
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/02Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods
    • B63B25/08Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid
    • B63B25/12Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed
    • B63B25/16Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed heat-insulated
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/76Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
    • E04B1/7608Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only comprising a prefabricated insulating layer, disposed between two other layers or panels
    • E04B1/7612Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only comprising a prefabricated insulating layer, disposed between two other layers or panels in combination with an air space
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/76Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
    • E04B1/78Heat insulating elements
    • E04B1/80Heat insulating elements slab-shaped
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/76Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
    • E04B1/78Heat insulating elements
    • E04B1/80Heat insulating elements slab-shaped
    • E04B1/803Heat insulating elements slab-shaped with vacuum spaces included in the slab
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/76Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
    • E04B1/78Heat insulating elements
    • E04B1/80Heat insulating elements slab-shaped
    • E04B1/806Heat insulating elements slab-shaped with air or gas pockets included in the slab
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00Thermal insulation in general
    • F16L59/06Arrangements using an air layer or vacuum
    • F16L59/065Arrangements using an air layer or vacuum using vacuum
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00Thermal insulation in general
    • F16L59/06Arrangements using an air layer or vacuum
    • F16L59/07Arrangements using an air layer or vacuum the air layer being enclosed by one or more layers of insulation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C3/00Vessels not under pressure
    • F17C3/02Vessels not under pressure with provision for thermal insulation
    • F17C3/04Vessels not under pressure with provision for thermal insulation by insulating layers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01Shape
    • F17C2201/0104Shape cylindrical
    • F17C2201/0109Shape cylindrical with exteriorly curved end-piece
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01Shape
    • F17C2201/0104Shape cylindrical
    • F17C2201/0123Shape cylindrical with variable thickness or diameter
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01Shape
    • F17C2201/0128Shape spherical or elliptical
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01Shape
    • F17C2201/0147Shape complex
    • F17C2201/0157Polygonal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/03Orientation
    • F17C2201/032Orientation with substantially vertical main axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05Size
    • F17C2201/052Size large (>1000 m3)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/03Thermal insulations
    • F17C2203/0391Thermal insulations by vacuum
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634Materials for walls or layers thereof
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0636Metals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0678Concrete
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/01Mounting arrangements
    • F17C2205/0153Details of mounting arrangements
    • F17C2205/018Supporting feet
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01Pure fluids
    • F17C2221/012Hydrogen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03Mixtures
    • F17C2221/032Hydrocarbons
    • F17C2221/033Methane, e.g. natural gas, CNG, LNG, GNL, GNC, PLNG
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0146Two-phase
    • F17C2223/0153Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F17C2223/0161Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/033Small pressure, e.g. for liquefied gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00Applications
    • F17C2270/01Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0102Applications for fluid transport or storage on or in the water
    • F17C2270/0105Ships
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00Applications
    • F17C2270/01Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0102Applications for fluid transport or storage on or in the water
    • F17C2270/0105Ships
    • F17C2270/0107Wall panels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00Applications
    • F17C2270/01Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0134Applications for fluid transport or storage placed above the ground
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00Applications
    • F17C2270/01Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0142Applications for fluid transport or storage placed underground
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00Applications
    • F17C2270/01Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0168Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
    • F17C2270/0171Trucks
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/24Structural elements or technologies for improving thermal insulation
    • Y02A30/242Slab shaped vacuum insulation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B80/00Architectural or constructional elements improving the thermal performance of buildings
    • Y02B80/10Insulation, e.g. vacuum or aerogel insulation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/32Hydrogen storage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Thermal Insulation (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

本発明は、外被材の内部に、芯材が減圧密閉状態で封入された構成を有する真空断熱材、ならびに、これを用いた断熱容器、住宅壁、輸送機器、水素輸送タンカー、およびLNG輸送タンカーに関する。
真空断熱材は、ガスバリア性を有する外被材(外包材)の内部に、芯材が減圧密閉されて封入された構成を有している。外被材としては、一般的に、熱融着層、表面保護層およびガスバリア層等の、機能層を積層した積層フィルムが用いられる。
真空断熱材は、電化製品または住宅用資材等の民生用製品に広く用いられているが、さらに近年では、産業用製品においても利用が検討されている。産業用製品としては、例えば、ガスタンカー等の船舶、LNG(液化天然ガス)タンク等の低温流体保持用の断熱容器、ならびに、自動車(例えば車体、エンジン、変速機、またはバッテリー等の保温用)が挙げられる。
真空断熱材は、外被材が破損すると、ガスバリア性が喪失したり低下したりするので、真空断熱材の内部の略真空状態(減圧密閉状態)を維持することが困難となる。そこで、従来から、外被材の強度または耐久性等を向上する技術が提案されている。例えば、特許文献1には、一般的な冷蔵庫、冷凍機器、および冷温機器等を想定して、外被材の耐ピンホール性の改善を図った真空断熱材が開示されている。この真空断熱材では、外被材の熱融着層として、縦方向および横方向の引張伸度がそれぞれ400%以上であり、かつ、横方向の引張伸度に対する縦方向の引張伸度が2倍以下のフィルムが用いられている。
ところで、産業用製品においては、民生用製品に比べて、真空断熱材に要求される特性が厳しくなる傾向にある。例えば、前述したガスタンカー等の船舶では、常温よりも大幅に低い温度の低温流体を長期間保持するため、真空断熱材は、低温環境下で長期間使用されることになる。また、船舶のメンテナンス時には、常温よりも高い温度に曝されることがあるため、真空断熱材は、低温環境だけでなく、非常に大きな温度差の生じる環境(便宜上、大温度差環境とする。)でも使用されることになる。さらに、船舶では、民生用製品に比べてより長期間の使用(例えば数十年)が想定されるので、真空断熱材にも、より長期の信頼性が求められる。
ここで、低温環境では、外気温の変化等に伴って、外被材に伸縮が発生するため、外被材においては、反復的な伸縮応力が発生することとなる。また、大温度差環境では、外被材において、温度差に伴う大きな熱応力が発生する。このように、真空断熱材の長期の信頼性を実現する上では、外被材についても長期的な耐久性が求められる。
しかしながら、従来は、真空断熱材において、産業用製品に適用可能となるように、外被材の強度および耐久性のうち、少なくともいずれかを向上させて、外被材の信頼性を、より一層好適化することについては、ほとんど検討されていない。さらに、民生用製品においても、例えば住宅壁では、極寒地での使用にも対応できるように、非常に低い外気温に耐え得る特性が要求されることがある。しかしながら、従来は、真空断熱材に要求される特性として、このような、通常よりも厳しい条件はほとんど想定されていない。
特開2004−036749号公報
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであって、真空断熱材において、産業用製品にも適用可能となるように、外被材の信頼性を、より一層好適化するものである。
本発明の真空断熱材は、少なくとも樹脂成分を含む外被材と、外被材の内部において、減圧密閉状態で封入された芯材と、を備えている。そして、外被材は、ガスバリア性を有するとともに、(1)−130℃以上80℃以下の温度範囲内における、静的荷重0.05Nでの線膨張係数が80×10-5/℃以下、(2)−140℃以上−130℃以下の温度範囲内における、静的荷重0.4Nでの線膨張係数の平均値が65×10-5/℃以上、(3)−140℃以上−110℃以下の温度範囲内における、静的荷重0.4Nでの線膨張係数の平均値が20×10-5/℃以上、および、(4)+50℃以上+65℃以下の温度範囲内における、静的荷重0.4Nでの線膨張係数の平均値が13×10-5/℃以上、のうち、少なくともいずれかの条件を満たす構成である。
このような構成によれば、真空断熱材が備える外被材は、(1)〜(4)のいずれの温度−線膨張係数条件においても、「基準温度範囲」での所定の静的荷重における、線膨張係数の上限値または平均値の下限値が規定されている。これにより、基準温度範囲およびその周辺温度範囲において、外被材の伸縮の程度を良好に制御することができる。そのため、低温環境または大温度差環境が生じる使用条件であっても、長期に亘って外被材の良好な強度および良好な耐久性のうち、少なくともいずれかを実現することが可能となる。その結果、真空断熱材において、産業用製品に適用可能となるように、外被材の信頼性を、より一層好適化することができる。
また、本発明には、上述した構成の真空断熱材を用いた断熱構造体を備え、低温物質を保持する断熱容器が含まれる。
さらに、本発明には、上述した構成の真空断熱材を用いて構成される住宅壁、および、輸送機器も含まれる。
さらに、本発明には、上述した構成の真空断熱材を用いた断熱容器を備えた水素輸送タンカーまたはLNG輸送タンカーも含まれる。
本発明によれば、真空断熱材において、産業用製品に適用可能となるように、外被材の信頼性を、より一層好適化することができる。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る真空断熱材の代表的な構成を模式的に示す断面図である。 図2は、本発明の第1の実施の形態に係る真空断熱材の模式的な平面図である。 図3Aは、本発明の第2の実施の形態に係る、真空断熱材を用いた断熱容器である球形タンクを備えた、球形独立タンク方式のLNG輸送タンカーの概略構成を示す模式図である。 図3Bは、図3Aにおける3B−3B線分における矢視断面に対応する球形タンクの概略構成を示す模式図である。 図4Aは、本発明の第3の実施の形態に係る、真空断熱材を用いた断熱容器である船内タンクを備えた、メンブレン方式のLNG輸送タンカーの概略構成を示す模式図である。 図4Bは、図4Aにおける、4B−4B線分における矢視断面に対応する、船内タンクの概略構成を示す模式図である。 図5は、本発明の第4の実施の形態に係る、真空断熱材を用いた断熱容器である、地上式LNGタンクの代表的な構成を示す模式的一部断面図である。 図6は、本発明の第4の実施の形態に係る、真空断熱材を用いた断熱容器である、地下式LNGタンクの代表的な構成を示す模式的断面図である。 図7は、本発明の第5の実施の形態に係る、真空断熱材を用いた断熱容器である、水素タンクの代表的な構成を示す模式的断面図である。 図8は、本発明の第6の実施の形態に係る、真空断熱材を用いた住宅壁の代表的な構成を示す模式的断面図である。 図9は、本発明の第7の実施の形態に係る真空断熱材を用いた自動車の代表的な構成を示す模式図である。 図10は、本発明の実施例1における、真空断熱材が備える外被材について、TD方向およびMD方向の線膨張係数の温度依存性を示す図である。 図11は、本発明の実施例2における、真空断熱材が備える外被材について、TD方向およびMD方向の線膨張係数の温度依存性を示す図である。 図12は、本発明の比較例における、真空断熱材が備える外被材について、TD方向およびMD方向の線膨張係数の温度依存性を示す図である。
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、全ての図面を通じて、同一または相当する要素には、同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。
(第1の実施の形態)
まず、本発明の第1の実施の形態に係る真空断熱材10について説明する。
[真空断熱材の基本構成]
図1に示されるように、本実施の形態に係る真空断熱材10は、外包材である外被材11と、この外被材11の内部において、減圧密閉状態(略真空状態)で封入される内部部材と、を備えている。内部部材は、外被材11が破袋(または破損等)して、内部に液体の水が浸入して水分に接触したときに、水素を伴う化学反応が生じない材料で構成されている。本実施の形態に係る真空断熱材10では、内部部材として、芯材12および吸着剤13を備えている。
真空断熱材10に用いられる外被材11は、具体的な構成に特に限定されず、公知のさまざまな材料を好適に用いることができる。本開示においては、外被材11が、少なくとも樹脂成分を含むものであることが好ましい。外被材11を樹脂成分を含む構成とすることにより、外被材11に、可撓性および柔軟性の少なくともいずれかの特性等を付与することができる。このような構成により、断熱対象物の表面形状に対して、真空断熱材10を追従させる形で固定(例えば貼り付け)することが可能になり、真空断熱材10の汎用性を向上させることができる。
外被材11の具体的な構成としては、例えば、ガスバリア性を有する、袋状の部材を用いた構成を挙げることができる。このような袋状の構成は、例えば、図1に示されるように、二枚のフィルム材を対向させて、その周囲を封止することで実現可能であるが、特にこの構成に限定されるものではない。周囲の封止された箇所、すなわち封止部14は、内部に芯材12が存在せず、フィルム材同士が接触している状態であり、真空断熱材10の本体から外周に向かって延伸するヒレ状に形成されている。
外被材11を構成するフィルム材は、具体的な構成には特に限定されない。例えば、上述の通り、少なくとも樹脂成分を含み、フィルム状(またはシート状)に構成されていればよい。具体的には、例えば、樹脂層を含む、多層構造の積層フィルムを挙げることができる。このような積層フィルムについて、本開示は、特に具体的な構成に限定されるものではないが、例えば、表面保護層11a、ガスバリア層11b、および熱溶着層11cの三層が、この順に積層された構成を挙げることができる。
表面保護層11aは、真空断熱材10の外面(表面)を保護するための樹脂層であり、例えば、ナイロンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、またはポリプロピレンフィルム等の公知の樹脂フィルムを用いることができる。しかしながら、本開示は、特にこれらの構成に限定されるものではない。表面保護層11aは、一層の樹脂フィルムのみで構成されてもよいし、複数の樹脂フィルムが積層されて構成されてもよい。例えば、後述する実施例2において、表面保護層11aは、ナイロン層/ナイロン層の二層で構成されている。なお、本開示は、表面保護層11aの厚さを特に限定するものではないが、外被材11(および真空断熱材10)の表面を保護できる範囲の厚さを有していればよい。
ガスバリア層11bは、真空断熱材10の内部に外気が侵入することを防ぐための層であり、ガスバリア性を有する公知のフィルムを好適に用いることができる。ガスバリア性を有するフィルムとしては、例えば、アルミニウム箔、銅箔、およびステンレス箔等の金属箔、基材となる樹脂フィルムに対して金属または金属酸化物が蒸着された蒸着層を有する蒸着フィルム、ならびに、この蒸着フィルムの表面に、さらに公知のコーティング処理を施したフィルム等が挙げられる。しかしながら、本開示は、特にこれらの例に限定されるものではない。
蒸着フィルムに用いられる基材としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム、および、エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム等が挙げられ、金属または金属酸化物としては、アルミニウム、銅、アルミナ、およびシリカ等を挙げることができる。しかしながら、本開示は、特にこれらの例に限定されるものではない。
また、ガスバリア層11bは、一層の、フィルムまたは箔で構成されてもよいし、複数の、フィルムまたは箔が積層されて構成されてもよい。例えば、後述する実施例2において、ガスバリア層11bは、ポリエチレンテレフタレート層/金属蒸着層/金属蒸着層/エチレン−ビニルアルコール共重合体層の四層で構成されている。なお、本開示は、ガスバリア層11bの厚さを特に限定するものではなく、金属箔または蒸着層等の種類に応じて、ガスバリア層11bは、ガスバリア性を発揮することのできる範囲の厚さを有していればよい。
熱溶着層11cは、積層フィルム同士を対向させて貼り合わせるための層であるとともに、ガスバリア層11bの表面を保護する層としても機能する。すなわち、ガスバリア層11bの一方の面(外面、表面)は、表面保護層11aで保護されるが、他方の面(内面、裏面)は、熱溶着層11cにより保護される。真空断熱材10の内部には、芯材12および吸着剤13が封入されるので、これら内部の物体によるガスバリア層11bへの影響が、熱溶着層11cによって、防止または抑制される。
熱溶着層11cとしては、例えば、低密度ポリエチレン等の熱可塑性樹脂からなるフィルムを挙げることができるが、特にこれに限定されない。また、熱溶着層11cの厚さも、特に限定されず、熱可塑性樹脂等の溶着成分が、積層フィルムの他方の面に十分に存在できる程度であり、かつ、積層フィルムの他方の面を保護できる程度の範囲の厚みを有していればよい。
なお、積層フィルムは、表面保護層11a、ガスバリア層11b、および熱溶着層11c以外の層を備えてもよい。また、前述したように、表面保護層11a、ガスバリア層11bおよび熱溶着層11cは、それぞれ一層で構成されてもよいし、二層以上の複数層で構成されてもよい。それゆえ、積層フィルムは、一対の面(表裏面)のうち、一方の面が熱溶着層11cであり、かつ、多層構造の中にガスバリア層11bを備えていること(または、多層構造のうちいずれかの層がガスバリア性を有していること)、という条件を満たしていれば、その具体的な構成は、特定のものに限定されない。
芯材12は、断熱性を有するものであれば、特に限定されない。具体的には、繊維材料、および発泡材料等の公知の材料を挙げることができる。例えば、本実施の形態では、芯材12として、無機繊維を用いている。無機繊維は、無機系材料からなる繊維であればよく、具体的には、例えば、ガラス繊維、セラミック繊維、スラグウール繊維、およびロックウール繊維等を挙げることができる。
また、芯材12は、板状(ボード状)に成形して用いることができる。具体的には、例えば、繊維材料を平板状に積層して、この積層体を治具内に載置して、加圧プレス等により加圧状態で加熱し、所定範囲の密度および厚さとなるように成形することにより、板状の芯材12を得ることができる。繊維材料の加圧条件、および加熱条件等は、特に限定されず、真空断熱材10の製造分野で公知の条件を好適に用いることができる。また、板状の芯材12を成形する場合には、遷移材料以外に、公知のバインダ材、または粉体等を含んでもよい。これらの材料は、芯材12の強度、均一性、および剛性等の物性の向上に寄与する。
吸着剤13は、外被材11の内部において芯材12が減圧密封された後に、芯材12の微細な空隙等から放出される残留ガス(水蒸気も含む)、および、封止部14等からわずかに侵入する外気(水蒸気も含む)を吸着除去する。吸着剤13の具体的な種類は特に限定されず、ゼオライト、酸化カルシウム、およびシリカゲル等を含む公知の材料を好適に用いることができる。なお、真空断熱材10は、外被材11、芯材12および吸着剤13以外の部材等を備えていてもよい。
真空断熱材10の具体的な製造方法は、特定の方法に限定されず、公知の製造方法を好適に用いることができる。本実施の形態では、外被材11を袋状に構成した上で、その内部に、芯材12および吸着剤13を挿入し、減圧環境下(略真空状態)で袋状の外被材11を密閉封止する製造方法が採用されている。
また、外被材11を袋状に構成する方法は、特定の方法に限定されないが、外被材11となる積層フィルムを二枚準備して、それぞれの熱溶着層11c同士を対向配置させた状態で、周縁部の大部分を熱溶着することにより、袋状に構成する方法を挙げることができる。具体的には、例えば、図2に示されるように、外被材11の周縁部の一部(図2において向かって左側の上方)を開口部15として残しておき、開口部15を除いた周縁部の残部を、中央部分(芯材12が収容される部分)を包囲するように熱溶着すればよい。なお、熱溶着された周縁部は封止部14を構成する。
その後、開口部15から、芯材12および吸着剤13を、外被材11の内部に挿入して、例えば、減圧チャンバ等の減圧設備内で減圧すればよい。これにより、開口部15から、袋状の外被材11の内部(袋内部)が十分に減圧されて、略真空状態となる。さらにその後、他の周縁部と同様に、開口部15を熱溶着により密閉封止すれば(図2の向かって右側参照)、外被材11の周囲が封止部14となった真空断熱材10を得ることができる。
なお、熱溶着、および減圧等の諸条件については、特に限定されず、公知の種々の条件を好適に採用することができる。また、袋状の外被材11は、二枚の積層フィルムを用いる構成に限定されない。例えば、一枚の積層フィルムを半分に折り曲げて、両方の側縁部を熱溶着することによっても、開口部15を有する袋状の外被材11を得ることができる。または、積層フィルムを筒型に成形して、一 方の開口部15を封止することによっても袋状の外被材11を得ることができる。
[外被材が有する条件]
本開示に係る真空断熱材10において、外被材11は、上述の通り、ガスバリア性を有することに加えて、(1)−130℃以上80℃以下の温度範囲内における、静的荷重0.05Nでの線膨張係数が80×10-5/℃以下、(2)−140℃以上−130℃以下の温度範囲内における、静的荷重0.4Nでの線膨張係数の平均値が65×10-5/℃以上、(3)−140℃以上−110℃以下の温度範囲内における、静的荷重0.4Nでの線膨張係数の平均値が20×10-5/℃以上、および、(4)+50℃以上+65℃以下の温度範囲内における、静的荷重0.4Nでの線膨張係数の平均値が13×10-5/℃以上のうち、少なくともいずれかの条件を満たしている。すなわち、外被材11は、上述の(1)〜(4)のうち、いずれかの温度−線膨張係数条件を満たす構成となっている。
つまり、真空断熱材10が備える外被材11は、低温域または高温域の「基準温度範囲」において規定された、所定の静的荷重における線膨張係数の上限値または平均値の下限値の条件を満たしている。これにより、低温域または高温域の基準温度範囲およびその周辺温度範囲において、外被材11の伸縮の程度を良好に制御することができる。そのため、低温環境または大温度差環境が生じる使用条件であっても、外被材11の強度および耐久性のうち、少なくともいずれかを長期に亘って良好なものとすることができる。
なお、(1)の温度−線膨張係数条件における基準温度範囲(第一基準温度範囲)は−130℃以上80℃以下であり、(2)の温度−線膨張係数条件における基準温度範囲(第二基準温度範囲)は−140℃以上−130℃以下である。また、(3)の温度−線膨張係数条件における基準温度範囲(第三基準温度範囲)は−140℃以上−110℃以下であり、(4)の温度−線膨張係数条件における基準温度範囲(第四基準温度範囲)は+50℃以上+65℃以下である。これらの基準温度範囲に関しては後述する。
また、線膨張係数を測定する際の所定の静的荷重は、(1)の温度−線膨張係数条件では0.05Nであり、(2)〜(4)の温度−線膨張係数条件では0.4Nである。材料の種類にもよるが、一般に、樹脂系材料において、線膨張係数の測定時に印加する静的荷重の上限値は0.05N程度である。このため、(1)の温度−線膨張係数条件では、静的荷重が0.05Nに設定されている。また、(2)〜(4)の温度−線膨張係数条件では、後述するように、応力緩和または伸縮性等を評価する観点から、静的荷重として0.4Nを印加することが望ましい。
ここで、上述した(1)〜(4)の温度−線膨張係数条件のうち、少なくともいずれかの条件を、説明の便宜上「第一条件」とすると、外被材11は、少なくとも第一条件を満たしていればよい。さらに、「第二条件」として、−130℃雰囲気下における引張破断強度が、180MPa以上であることを満たしていると、より好ましい。外被材11が第一条件および第二条件を満たしていることにより、低温環境での機械的強度を、より好適化することができる。第二条件としては、−130℃雰囲気下における引張破断強度が180MPa以上であればよいが、さらに190MPa以上であると、より好ましい。
また、外被材11は、上述した第一条件および第二条件に加えて、さらに「第三条件」として、フィルム状の外被材11のMD方向(機械延伸方向、縦方向)およびTD方向(幅方向、横方向)のうち、少なくとも一方の線膨張係数が、80×10-5/℃以下であることを満たしているとより好ましい。言い換えれば、外被材11における第三条件は、外被材11の方向等の条件に限定されず、少なくともいずれかの箇所で、線膨張係数が80×10-5/℃以下であるという条件である。これにより、低温環境または大温度差環境が生じる使用条件において、外被材11の強度および耐久性のうち、少なくともいずれかを、長期に亘ってより良好なものとすることができる。
ここで、外被材11の第三条件が満たされる場合に、MD方向の線膨張係数とTD方向の線膨張係数との比は、特に限定されない。ただし、基準温度範囲における、TD方向の線膨張係数の平均値(TD平均線膨張係数)をCtdとし、基準温度範囲における、MD方向の線膨張係数の平均値(MD平均線膨張係数)をCmdとしたとき、TD平均線膨張係数に対するMD平均線膨張係数の比Cmd/Ctdが、3以下であれば、より好ましい。これにより、低温環境または大温度差環境が生じる使用条件において、外被材11の強度および耐久性のうち、少なくともいずれかを、長期に亘ってさらに良好なものとすることができる。このような、上述の、Cmd/Ctdが所定の値以下であることを満たす条件を、便宜上「第四条件」とする。
本開示において、外被材11が第一条件〜第四条件を実現するための方法は、特定の方法に限定されない。外被材11を構成する各層の種類、各層およびこれらが積層された積層フィルムの成形方法または成形条件、ならびに、各層に対して使用可能な添加成分の種類または添加量等の諸条件等を調整することで、第一条件〜第四条件をそれぞれ適宜実現することができる。前述したように、外被材11は、積層フィルムとして構成されるが、一層のみの単層フィルムとして構成することもできる。しかしながら、外被材11が積層フィルムであれば、この積層フィルムを構成する各層について諸条件を調整することで、前述した第一条件〜第四条件を、所望の範囲内に設定しやすくすることができる。
本開示において、外被材11を構成する積層フィルムは、前述したように、表面保護層11a、ガスバリア層11b、および熱溶着層11cの三層構成であることが好ましく、表面保護層11a、ガスバリア層11bおよび熱溶着層11cのうち、少なくともいずれかが多層化されていてもよい。このような積層フィルムは、言い換えれば、少なくとも樹脂層(表面保護層11aおよび熱溶着層11c)ならびにガスバリア層11bを含む多層構造であるということができる。したがって、外被材11となる積層フィルムは、表面保護層11a、ガスバリア層11b、および熱溶着層11cの三層構成に限定されるものではない。
また、ガスバリア層11bは、前述したように、少なくとも一層の、金属箔層または金属蒸着層を含んで構成されていればよい。そのため、積層フィルムは、基材層に金属蒸着層が形成された蒸着フィルムのみで構成されてもよい。この場合、蒸着フィルムは、二層構成の積層フィルムということもできるし、実質的に単層の積層フィルムということもできる。
本開示に係る真空断熱材10においては、前述したように、外被材11が、前述した第一条件、すなわち、(1)〜(4)の温度−線膨張係数条件のうち、少なくともいずれかの条件を満たしている。そのため、本開示に係る真空断熱材10は、この基準温度範囲内での使用が想定される用途に好適に用いることができる。このような用途としては、例えば、後述する、第2の実施の形態または第3の実施の形態に例示される、液化天然ガス(LNG)を輸送するLNGタンカーを挙げることができる。
LNGは、通常−162℃程度の低温流体であり、これを内部に保持するLNGタンクは、内部への熱の侵入を抑制するために断熱構造体を備えている。LNGタンカーがLNGを輸送する期間としては、例えば4週間程度が挙げられるが、この間、断熱構造体の外面は、概ね−130℃程度の温度となる。また、LNGを輸送した後のLNGタンカーは、LNGタンク内からLNGが排出されて空になるわけではなく、LNGを一部残すことにより、温度変化が抑制される。したがって、LNGタンカーが就航中であれば、断熱構造体の外面の温度は、−130℃程度の低温となる。
一方、LNGタンカーは、数年に一度、メンテナンスドックでメンテナンスを受ける。このとき、LNGタンクは、常温を超える高温に曝されることがあり、例えば、断熱構造体の外面は、+80℃程度になる可能性がある。したがって、LNGタンクの断熱構造体は、−130℃〜+80℃の温度差(Δ210℃の温度差)で使用されることを想定する必要がある。断熱構造体に、Δ210℃という大きな温度差が生じると、この温度差に応じた大きな熱応力が発生する。また、LNGタンカー等の船舶は、例えば数十年という長期の使用が想定され得る。そのため、断熱構造体に対しては、大きな熱応力に対応可能であり、かつ、このような熱応力が生じても長期に亘って信頼性を実現することが求められる。
そこで、本開示に係る真空断熱材10では、第一条件として、(1)の温度−線膨張係数条件、すなわち、外被材11における第一基準温度範囲内(−130℃以上80℃以下の温度範囲内)における、静的荷重0.05Nでの線膨張係数の平均値が80×10-5/℃以下であることが規定されている。これにより、第一基準温度範囲およびその周辺温度範囲において、外被材11の伸縮の程度を良好に抑制することができる。
また、発明者らが鋭意検討した結果、外被材11では、低温域において、損失弾性率に応力緩和作用が生じることが望ましいことが明らかとなった。特に、−140℃〜−130℃の温度範囲内では、良好な応力緩和作用が生じるように、外被材11には良好な伸縮性を発揮することが求められる。それゆえ、この温度範囲では、外被材11は線膨張係数が、より高い方が望ましい。
そこで、本開示に係る真空断熱材10では、温度線膨張係数条件として、(2)の温度−線膨張係数条件、すなわち、外被材11における第二基準温度範囲内(−140℃以上−130℃以下の温度範囲内)における、静的荷重0.4Nでの線膨張係数の平均値が65×10-5/℃以上であることが規定されている。これにより、第二基準温度範囲およびその周辺温度範囲において、外被材11の伸縮性を良好に制御することができる。
また、本発明者らが鋭意検討した結果、低温域において、外被材11を構成する材料が全てガラス状態になるため、外被材11が脆化しやすくなることが明らかとなった。特に、−140℃〜−110℃の温度範囲内では、ガラス状態による脆化の影響が大きいと考えられるため、脆化を緩和するために外被材11が良好な伸縮性を発揮することが求められる。それゆえ、この温度範囲では、外被材11は線膨張係数が、より高い方が望ましい。
そこで、本開示に係る真空断熱材10では、温度線膨張係数条件として、(3)の温度−線膨張係数条件、すなわち、外被材11における第三基準温度範囲内(−140℃以上−110℃以下の温度範囲内)における、静的荷重0.4Nでの線膨張係数の平均値が20×10-5/℃以上であることが規定されている。これにより、第三基準温度範囲およびその周辺温度範囲において、外被材11の伸縮性を良好に制御することができる。
なお、(1)〜(3)の温度−線膨張係数条件は、いずれも低温域における温度線膨張係数条件であるが、これらの条件では、上述の通り、基準温度範囲が一部重複している。そのため、本開示に係る真空断熱材10においては、外被材11の低温域における温度−線膨張係数条件として、上述した(1)〜(3)の温度−線膨張係数条件のいずれかが満たされていればよい。もちろん、(1)〜(3)の温度−線膨張係数条件すべてが満たされてもよい。
さらに、前述したように、LNGタンカーのメンテナンス時には、LNGタンクは+80℃程度になる可能性がある。ここで、メンテナンスに際しては、LNGタンクに対して、高温の蒸気が吹き付けられることがある。この蒸気の吹付により、外被材11に、急激な変形または応力が発生し得る。このような変形、または応力の発生が影響する温度範囲として、発明者らの鋭意検討の結果、+50℃〜+65℃の範囲が見出された。この温度範囲内では、変形または応力を緩和するために、外被材11が良好な伸縮性を発揮することが求められる。それゆえ、この温度範囲において、外被材11は、線膨張係数が、より高い方が望ましい。
そこで、本開示に係る真空断熱材10では、第一条件として、(4)の温度−線膨張係数条件、すなわち、外被材11における第四基準温度範囲内(+50℃以上+65℃以下の温度範囲内)における、静的荷重0.4Nでの線膨張係数の平均値が13×10-5/℃以上であることが規定されている。これにより、第四基準温度範囲およびその周辺温度範囲において、外被材11の伸縮性を良好に制御することができる。
なお、本開示に係る真空断熱材10では、高温域の第一条件である(4)の温度−線膨張係数条件が満たされていれば、低温域の第一条件である、上述した(1)〜(3)の温度−線膨張係数条件は必ずしも満たされていなくてもよい。もちろん、好ましくは、低温域の(1)〜(3)の温度−線膨張係数条件のうち、少なくともいずれかの条件と、高温域の(4)の温度−線膨張係数条件との双方が満たされていればよい。さらに好ましくは、(1)〜 (4)の全ての温度−線膨張係数条件が満たされていればよい。
さらに、上述した(1)〜(4)の温度−線膨張係数条件のうち、特に(2)〜(4)の温度−線膨張係数条件においては、外被材11の伸縮性を、より一層良好に制御する観点から、さらに好ましい下限値が規定される。
具体的には、上述した(2)の温度−線膨張係数条件では、第二基準温度範囲内における、静的荷重0.4Nでの線膨張係数の平均値は、上述の通り65×10-5/℃以上であればよいが、80×10-5/℃以上であることが、より好ましく、110×10-5/℃以上であることが、さらに好ましい。また、上述した(3)の温度−線膨張係数条件では、第三基準温度範囲内における、静的荷重0.4Nでの線膨張係数の平均値が、上述の通り20×10-5/℃以上であればよいが、25×10-5/℃以上であることが、より好ましく、40×10-5/℃以上であることが、さらに好ましい。さらに、上述した(4)の温度−線膨張係数条件では、第四基準温度範囲内における、静的荷重0.4Nでの線膨張係数の平均値は、上述の通り、13×10-5/℃以上であればよいが、15×10-5/℃以上であることが、より好ましく、19×10-5/℃以上であることが、さらに好ましい。
このように、外被材11の第一条件として、上述した(1)〜(4)の温度−線膨張係数条件のうち、少なくともいずれかが満たされれば、基準温度範囲およびその周辺温度範囲において、外被材11の伸縮の程度を良好に制御することができる。そのため、低温環境または大温度差環境が生じる使用条件であっても、長期に亘って、外被材11の良好な強度および耐久性のうち、少なくともいずれかを実現することが可能となる。その結果、真空断熱材10において、産業用製品に適用可能となるように、外被材11の信頼性を、より一層好適化することができる。
なお、本開示においては、真空断熱材が備える外被材が、少なくとも上述した(1)〜(3)のいずれかの温度−線膨張係数条件を満たしているか否かを確認することにより、その真空断熱材に、予め設定された断熱性能が確保されていると判定する評価を行ってもよい。
例えば、上述した(1)の温度−線膨張係数条件を挙げると、本開示によれば、第一基準温度範囲全体において、外被材の線膨張係数が80×10-5/℃を超えている温度領域が存在すれば、基準温度範囲およびその周辺温度範囲における外被材の伸縮の程度が大きくなり、その結果、真空断熱材の内部の略真空状態(減圧密閉状態)が有効に維持できなくなり、真空断熱材の断熱性能が低下するおそれのあることが明らかとなった。この知見に基づき、基準温度範囲を含む温度範囲内で、外被材の線膨張係数を測定することにより、真空断熱材の断熱性能を評価することができる。これにより、真空断熱材を構成部材の一部について物性値を測定するだけで、真空断熱材の断熱性能を簡潔に評価することができる。
したがって、本開示には、常温を下回る低温環境および常温を上回る高温環境の少なくともいずれかで用いられる真空断熱材の評価方法が含まれる。具体的には、評価対象の真空断熱材が備える外被材について、基準温度範囲を含む温度範囲内で温度を変化させながら線膨張係数を測定し、その基準温度範囲全体において所定の静的荷重に基づく線膨張係数が所定値以上であるか、または、その平均値が所定値以上であるときに、その真空断熱材が、低温環境および高温環境の少なくともいずれかで、予め設定された断熱性能が確保されると判定する、真空断熱材の評価方法も含まれる。
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。
上述した第1の実施の形態では、本開示に係る真空断熱材10の基本的な構成例について説明したが、第2の実施の形態では、本開示に係る真空断熱材10を用いた断熱容器の具体例として、図3Aに示されたLNG輸送用タンカー100Aに設けられる、LNG用の球形タンク101を挙げて説明する。
図3Aに示されるように、本実施の形態におけるLNG輸送用タンカー100Aは、球形独立タンク方式のタンカーであって、複数の球形タンク101(図3Aでは合計5つ)を備えている。複数の球形タンク101は、船体102の長手方向に沿って、一列に配列されている。個々の球形タンク101は、図3Bに示されるように、容器本体104を備えている。容器本体104の内部は、LNGを貯留(または保持)する内部空間(物質保持空間であり、物質が流体である場合には流体保持空間である)となっている。また、球形タンク101の大部分は、船体102により外部支持され、その上方は、カバー103により覆われている。
容器本体104は、図3Bに示されるように、容器筐体106と、容器筐体106の外側面を断熱する断熱構造体105とを備えている。容器筐体106は、LNGのような、常温を下回る温度で保存される低温物質を保持できるように構成されており、ステンレス鋼材、またはアルミニウム合金等の金属製である。LNGの温度は、通常−162℃であるので、具体的な容器筐体106としては、厚さ50mm程度のアルミニウム合金製のものが挙げられる。または、容器筐体106は、厚さ5mm程度のステンレス鋼製であってもよい。
断熱構造体105は、上述した第1の実施の形態で説明された真空断熱材10を備える構成であればよい。断熱構造体105の代表的な構成例としては、容器筐体106の外側に、複数の断熱層が配置された多層構造体を挙げることができる。これらの複数の断熱層のうち、少なくとも一層に、前述した真空断熱材10が用いられていればよい。本実施の形態では、真空断熱材10が他の断熱材に貼り合わせられて「断熱パネル」として構成されているが、真空断熱材10を用いた断熱構造体105および断熱容器の構成は、これに限定されない。断熱層が、方形状の断熱パネルで構成されている場合には、容器筐体106の外側に、数千枚単位で方形状の断熱パネルが配置されて固定される。
容器本体104は、支持体107によって船体102に固定されている。支持体107は、一般的にはスカートと称され、サーマルブレーキ構造を有している。サーマルブレーキ構造は、例えばアルミニウム合金と低温用鋼材との中間に、熱伝導率の低いステンレス鋼が挿入された構造であり、これにより、侵入熱の低減を図ることができる。
このように、本実施の形態では、断熱容器として球形タンク101が開示され、球形タンク101は断熱構造体105を有し、この断熱構造体105に対して、第1の実施の形態で説明した真空断熱材10が採用されている。これにより、断熱容器が、LNGのような、−40℃以下の低温物質を保持することで低温環境に曝され、かつ、メンテナンス時に高温環境に曝される環境下、すなわち基準温度範囲内のような広い温度範囲内で使用されても、外被材11の伸縮の程度を良好に抑制することができる。そのため、低温環境または大温度差環境が生じる使用条件であっても、長期に亘って、外被材11の良好な強度および良好な耐久性のうち、少なくともいずれかを実現することが可能となる。その結果、真空断熱材10において、産業用製品に適用可能となるように、外被材11の信頼性を、より一層好適化することができる。
(第3の実施の形態)
次に、第3の実施の形態について説明する。
第2の実施の形態では、本開示に係る真空断熱材10を備えた断熱容器の代表的な一例として、図3Aおよび図3Bに示されるような、LNG輸送用タンカー100Aが備える球形タンク101を例示したが、本発明はこれに限定されない。
第3の実施の形態では、本開示に係る真空断熱材10を備えた断熱容器として、図4Aおよび図4Bに示されるように、メンブレン方式のLNG輸送用タンカー100Bが備えるLNG用の船内タンク110を例示して説明する。
図4Aに示されるように、本実施の形態におけるLNG輸送用タンカー100Bは、メンブレン方式のタンカーであって、複数の船内タンク110(図4Aでは合計4つ)を備えている。複数の船内タンク110は、船体111の長手方向に沿って、一列に配列されている。個々の船内タンク110は、図4Bに示されるように、その内部が、LNGを貯留(保持)する内部空間(物質保持空間)となっている。また、船内タンク110の大部分は、船体111により外部から支持され、その上方はデッキ112により密閉されている。
船内タンク110の内面には、図4Bに示されるように、一次メンブレン113、一次断熱箱114、二次メンブレン115、および二次断熱箱116が、内側から外側に向かって、この順で積層されている。これにより、船内タンク110の内面には、二重の「断熱槽構造」(または防熱構造)が形成されることになる。ここでいう「断熱槽構造」とは、断熱材(防熱材)の層(断熱層)、および金属製のメンブレンから構成される構造を指す。一次メンブレン113および一次断熱箱114により、内側の「断熱槽構造」(一次防熱構造)が構成され、二次メンブレン115および二次断熱箱116により、外側の「断熱槽構造」(二次防熱構造)が構成される。
断熱層は、船内タンク110の外部から内部空間に、熱が侵入することを防止(または抑制)するものであり、本実施の形態では、一次断熱箱114および二次断熱箱116が用いられている。言い換えれば、本実施の形態では、一次断熱箱114および二次断熱箱116が断熱構造体として機能する。一次断熱箱114および二次断熱箱116は、断熱箱の内部に断熱材を収容して構成されるものであればよく、その具体的な構成は特に限定されない。本実施の形態では、例えば、一次断熱箱114および二次断熱箱116は、それぞれ、断熱材を収容した複数の断熱箱が一体化された構成(一体化断熱箱)として構成することができる。
一次断熱箱114および二次断熱箱116の中には、それぞれ、例えば粉末断熱材が収容されている。この粉末断熱材としては、例えば、無機系の発泡材料であるパーライトが挙げられるが、粉末断熱材の種類は、パーライトに限定されない。例えば、スチレンフォーム(発泡スチロール)、ポリウレタンフォーム、またはフェノールフォーム等の発泡樹脂材料からなる断熱材であってもよいし、発泡材料ではなくグラスウール等の無機繊維であってもよいし、これら以外の公知の断熱材であってもよい。メンブレン方式のLNG輸送用タンカー100Bでは、一般に、粉末断熱材として、パーライト等の発泡体が用いられる。
また、二次断熱箱116の底面には、図4Bには図示しないが、第1の実施の形態で説明された真空断熱材10が設けられている。真空断熱材10は、粉末断熱材よりも熱伝導率λが低い断熱材(断熱性能に優れる断熱材)である。そのため、断熱層として、外側に位置する二次断熱箱116の外側に真空断熱材10を設けることによって、外部からの熱移動を抑制または防止できるともに、内部の冷熱(冷気)が外部に漏出することも、抑制または防止することができる。
二次断熱箱116内に収容される粉末断熱材は、粉末状のままではなく、パネル状に成形された断熱パネルとすることができる。この構成であれば、粉末断熱材の断熱パネルの外面に対して、真空断熱材10を貼り付けることができる。よって、二次断熱箱116として、第1の実施の形態で説明された真空断熱材10を用いることができる。したがって、本実施の形態では、断熱構造体を構成する一次断熱箱114および二次断熱箱116のうち、二次断熱箱116が、前述した真空断熱材10を備えていることになる。
メンブレンは、内部空間からLNGが漏出しないように保持するための「槽」として機能するものであり、断熱材の上(内側)に被覆されて用いられる。本実施の形態では、一次断熱箱114の上(内側)に被覆される一次メンブレン113と、二次断熱箱116の上(内側)に被覆される二次メンブレン115とが用いられる。一次メンブレン113は断熱容器の内槽を構成し、二次メンブレン115は断熱容器の中間槽を構成し、船体111は断熱容器の外槽を構成する。本開示は、一次メンブレン113および二次メンブレン115の具体的な構成を、特に限定するものではないが、代表的には、ステンレス鋼、またはインバー(36%のニッケルを含有するニッケル鋼)等の金属膜が挙げられる。
なお、一次メンブレン113および二次メンブレン115は、いずれもLNGを漏出させなくする部材であるが、船内タンク110としての構造を維持するほどの強度は有していない。船内タンク110の構造は、船体111(およびデッキ112)によって支持される。言い換えれば、船内タンク110からのLNGの漏出は、一次メンブレン113および二次メンブレン115により防止され、LNGの荷重は、一次断熱箱114および二次断熱箱116を介して、船体111により支持される。したがって、船内タンク110を断熱容器として見た場合、船体111は、外槽であるとともに「容器筐体」を構成している。
このように、本実施の形態では、断熱容器として船内タンク110を備え、船内タンク110は、一次断熱箱114および二次断熱箱116で構成される断熱構造体を備え、この断熱構造体のうちの二次断熱箱116において、第1の実施の形態で説明された真空断熱材10が採用されている。このような構成により、断熱容器は、LNGのような−40℃以下の低温物質を保持することで低温環境に曝され、かつ、メンテナンス時に高温環境に曝される環境下、すなわち基準温度範囲内のような広い温度範囲内で使用されても、外被材11の伸縮程度を、良好に抑制することができる。そのため、低温環境または大温度差環境が生じる使用条件であっても、長期に亘って、外被材11の、良好な強度および良好な耐久性のうち、少なくともいずれかを実現することが可能となる。その結果、真空断熱材10において、産業用製品に適用可能となるように、外被材11の信頼性を、より一層好適化することができる。
(第4の実施の形態)
次に、第4の実施の形態について説明する。
第2の実施の形態、および第3の実施の形態に係る断熱容器は、それぞれ、LNG輸送用タンカー100Aに設けられた球形タンク101、およびLNG輸送用タンカー100Bに設けられた船内タンク110であった。しかしながら、本開示はこれらに限定されず、断熱容器は、例えば陸上に設置されるLNGタンクであってもよい。第4の実施の形態では、このようなLNGタンクについて、図5および図6を参照して説明する。
図5には、地上式LNGタンク120が図示されている。この地上式LNGタンク120は、タンク本体として、上述した第2の実施の形態の球形タンク101と同様に、球形の容器本体124を備えており、この容器本体124は、支持構造部121によって、地面50上に支持されている。支持構造部121は、地面50の上に鉛直方向に設けられた複数の支柱122と、支柱122同士の間に設けられるブレース123とにより構成されているが、このような構成に特に限定されない。
容器本体124は、低温物質を保持する容器筐体126と、この容器筐体126の外側に設けられる断熱構造体125とを備えている。容器筐体126および断熱構造体125の具体的な構成は、第2の実施の形態または第3の実施の形態で説明した通りであり、断熱構造体125には、第1の実施の形態で説明した真空断熱材10が用いられている。
図6には、地下式LNGタンク130が図示されている。この地下式LNGタンク130は、地面50に埋設されたコンクリート構造体131の内部に、円筒形の容器本体134が設けられている。容器本体134は、低温物質を保持する容器筐体136と、容器筐体136の外側に設けられた断熱構造体135とを備えている。コンクリート構造体131は、例えば、プレストレスコンクリートで構成され、その大部分が地面50の下方となるように、地中に設置される。コンクリート構造体131は、地下式LNGタンク130のタンク本体の構造を支持する支持体であるとともに、タンク本体の万が一の破損に備えて、LNGの漏出を防止するバリアとしても機能する。
また、容器本体134の上部開口には、容器本体134とは別体の、屋根部132が設けられている。屋根部132の上面は凸状の湾曲面であり、下面は平坦面である。屋根部132の外側には、容器本体134と同様に、断熱構造体135が設けられており、その内部には、繊維状断熱材133が設けられている。繊維状断熱材133としては、例えば、真空断熱材10の芯材12として用いられる無機繊維を挙げることができる。容器筐体136および断熱構造体135の具体的な構成は、第2の実施の形態または第3の実施の形態で説明された通りであり、断熱構造体135には、第1の実施の形態で説明した真空断熱材10が用いられている。
このように、本実施の形態では、断熱容器が地上式LNGタンク120または地下式LNGタンク130であり、これらの地上式LNGタンク120および地下式LNGタンク130は、それぞれ、断熱構造体125,135を備え、これらの断熱構造体125,135について、第1の実施の形態で説明した真空断熱材10が採用されている。このような構成により、断熱容器は、LNGのような−40℃以下の低温物質を保持することにより低温環境に曝され、かつ、メンテナンス時に高温環境に曝される環境下、すなわち基準温度範囲内のような広い温度範囲内で使用されても、外被材11の伸縮の程度を良好に抑制することができる。そのため、低温環境または大温度差環境が生じる使用条件であっても、長期に亘って外被材11の良好な強度および良好な耐久性のうち、少なくともいずれかを実現することが可能となる。その結果、真空断熱材10において、産業用製品に適用可能となるように、外被材11の信頼性を、より一層好適化することができる。
(第5の実施の形態)
次に、第5の実施の形態について説明する。
第2の実施の形態〜第4の実施の形態のいずれにおいても、断熱容器内で保持される低温物質はLNGであったが、本開示はこれに限定されず、真空断熱材10は、−130℃以上80℃以下の基準温度範囲を含む温度範囲での使用が想定されるものであればよい。つまり、断熱容器は、LNGよりも低温となる物質を保持するものであってもよい。第5の実施の形態では、このような、より低温となる物質として水素ガスを例示する。水素ガスを液化して保持する水素タンクの一例について、図7を参照して具体的に説明する。
図7に示されるように、本実施の形態に係る水素タンク140は、コンテナ型であって、基本的には、第2の実施の形態で説明された球形タンク101、または、第4の実施の形態で説明された地上式LNGタンク120と同様の構成を有している。すなわち、水素タンク140は、枠状の支持体141内にタンク本体である容器本体144が設けられており、この容器本体144は、低温物質を保持する容器筐体146と、容器筐体146の外側に設けられる断熱構造体145とを備えている。容器筐体146および断熱構造体145の具体的な構成は、第2の実施の形態〜第4の実施の形態で説明した通りであり、断熱構造体145において、第1の実施の形態で説明された真空断熱材10が用いられている。
一般に、液化水素(液体水素)は、−253℃という極低温の液体であるとともに、LNGに比べて、その蒸発し易さが約10倍となっている。よって、液化水素について、LNGと同等の蒸発損失レベルを得るためには、断熱材の断熱性能(熱伝導率の小ささ)を、さらに向上させる必要がある。これに対して、本実施の形態では、第2の実施の形態〜第4の実施の形態で説明された構成と同様に、幅広い温度範囲にも対応可能な真空断熱材10を備える断熱構造体145が用いられている。これにより、水素タンク140について、より一層の高断熱化を図ることができるとともに、断熱性能の信頼性を、より一層好適化することができる。
水素タンク140がコンテナ型である場合には、風雨にさらされる場所に置かれたり、風雨にさらされる環境で輸送されたりすることが想定される。また、輸送手段としては、トラックまたは鉄道等の陸上交通手段に限らず、船舶等の海上交通手段も想定される。つまり、水素タンク140は、雨水だけでなく、海水に曝露され得る環境下でも用いられる。
なお、本開示において、断熱容器内で保持される低温物質は、LNGまたは液化水素に限定されず、常温を下回る温度で保存される物質(好ましくは、常温よりも100℃以上低い温度で流動性を有する流体)であればよい。流体の例を挙げると、LNGおよび水素ガス以外の流体としては、液化石油ガス(LPG)、その他の炭化水素ガス、および、これらを含む可燃性ガスを挙げることができる。また、ケミカルタンカー等で搬送される各種化合物であって、常温を下回る温度で保存される化合物であってもよい。
このように、本開示において、低温物質は特に限定されず、さまざまな物質が選択され得るので、低温物質は、液体またはガス等の流体に限定されず、固体であってもよい。したがって、本開示が船舶に適用される場合、第2の実施の形態または第3の実施の形態で例示されたLNG輸送用タンカー100A,100Bのように、低温物質としてLNGを輸送する船舶に限定されない。例えば、本開示は、低温物質として各種化合物を輸送するケミカルタンカー、および、低温物質として液化水素を輸送する水素輸送タンカー等の船舶にも適用可能である。
ここで、第2の実施の形態または第3の実施の形態におけるLNG輸送用タンカー100A,100Bは、LNGを輸送する輸送機器である。また、本実施の形態の水素タンク140は、水素を輸送するための容器である。また、第4の実施の形態の、地上式LNGタンク120および地下式LNGタンク130は、LNGを最終消費者に配送する途中での貯蔵用である。このように、いずれも物流過程で用いられている。しかしながら、本開示において適用可能な断熱容器は、第2の実施の形態〜第4の実施の形態、および、本実施の形態で例示された物流過程で用いられる容器に限定されない。例えば、最終消費者が使用するために用いられる容器であってもよい。このような容器としては、医療用、工業用、または学術研究用等で低温物質を保存する容器等を挙げることができる。また、本開示における「常温」は、20℃±5℃の範囲内(15℃〜25℃の範囲内)であればよい。
このように、本実施の形態では、断熱容器が水素タンク140であり、この水素タンク140は断熱構造体145を備え、この断熱構造体145においては、第1の実施の形態で説明された真空断熱材10が採用されている。よって、断熱容器が、液化水素のような−100℃以下の低温物質からの低温に曝され、かつ、メンテナンス時に高温環境に曝されても、外被材11の伸縮の程度を良好に抑制することができる。そのため、低温環境または大温度差環境が生じる使用条件であっても、長期に亘って外被材11の良好な強度および良好な耐久性のうち、少なくともいずれかを実現することが可能となる。その結果、真空断熱材10において、産業用製品に適用可能となるように、外被材11の信頼性を、より一層好適化することができる。
なお、第2の実施の形態〜第5の実施の形態においては、いずれも、LNGまたは液体水素のような低温物質を保持する断熱容器を例示して、本開示に係る真空断熱材10およびこれを用いた断熱容器を説明した。しかしながら、本開示は、低温物質を保持する断熱容器のみに適用されるものではなく、少なくとも、基準温度範囲に入る環境で使用される断熱構造を備える様々な用途に対して、広く好適に適用することができる。
(第6の実施の形態)
次に、第6の実施の形態について説明する。
第2の実施の形態〜第5の実施の形態では、本開示に係る真空断熱材10の適用例として、断熱容器を例示した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、断熱を目的とする、様々な分野に広く好適に用いることができる。例えば、第6の実施の形態では、住宅壁20を例に挙げて説明する。
図8に示されるように、本実施の形態に係る住宅壁20は、壁材21と、枠体22と、真空断熱材10とを備えている。壁材21は、建築物の壁として設けられたときに、鉛直方向および水平方向からの力に抵抗しうる耐力を有し、建築物を支持できる壁である。本開示は、その具体的な構成を特に限定するものではなく、公知の構成を好適に用いることができる。また、図8では、説明の便宜上、一枚の板部材のように示しているが、壁材21は、柱材、筋交材、および合板材等で構成されるパネルであってもよい。
壁材21の表面21aは建築物の壁面となるが、壁材21の裏面21bには真空断熱材10が固定されている。したがって、本実施の形態に係る住宅壁20は、壁材21と真空断熱材10とが一体化された断熱パネル材となっている。
枠体22は、真空断熱材10を、壁材21の裏面21bに固定して支持するものであり、壁材21の耐力を補強する機能を有してもよい。枠体22は、壁材21の表面21aから挿入される釘部材23によって、壁材21に固定されている。枠体22の枠内には真空断熱材10が配され、コーキング材26によって、枠体22と真空断熱材10との隙間が埋められている。
壁材21の裏面21bのうち、枠体22の外側に露出している部分、および、枠体22の外周面には、それぞれ、気密材24,25が設けられている。気密材24,25は、パネル化された住宅壁20を、建築物の柱または梁等に取り付けて固定する際に、柱または梁と、住宅壁20との間を気密に保持するために機能する。本開示において、気密材24,25およびコーキング材26の具体的構成は、特に限定されず、公知のものを好適に用いることができる。
以上述べたように、本実施の形態に係る住宅壁20は、真空断熱材10が壁材21の大部分に重なる状態で固定されているので、壁全体を有効に断熱することができる。しかも、真空断熱材10は、基準温度範囲内において、線膨張係数が80×10-5/℃以下に設定されている。これにより、例えば、極寒冷地の住宅等のように、住宅壁20が−130℃以上80℃以下の温度範囲で用いられるような場合であっても、外被材11の伸縮の程度を良好に抑制することができる。そのため、低温環境または大温度差環境が生じる使用条件であっても、長期に亘って外被材11の良好な強度および良好な耐久性のうち、少なくともいずれかを実現することが可能となる。その結果、真空断熱材10において、住宅壁20等にも適用可能となるように、外被材11の信頼性を、より一層好適化することができる。
なお、本実施の形態に係る住宅壁20は、真空断熱材10と壁材21とを備え、壁材21の裏面21b側に真空断熱材10が配されている構成であればよく、例えば、枠体22等は無くてもよい。さらに、本実施の形態に係る住宅壁20は、パネル化されて「断熱パネル材」となっているが、断熱パネル材としての具体的な構成は、本実施の形態に開示された構成に限定されず、公知の断熱パネル材の構成を適用することが可能である。
また、本実施の形態では、住宅壁20をパネル化する上で、壁材21に枠体22が固定されているが、枠体22の固定手法は、釘部材23を用いた手法に限定されず、釘部材23以外の固定部材を用いる手法であってもよいし、壁材21および枠体22に、それぞれ、凹部および凸部等(逆であってもよい)を構成して、これらを組み合わせて固定する手法であってもよい。
さらに、本実施の形態に係る住宅壁20は、必ずしも断熱パネル材としてパネル化されている必要はなく、住宅の壁として用いられたときに、壁材21の裏面21bに真空断熱材10が固定されていればよい。それゆえ、住宅を建築する際に、建築現場で、本実施の形態に係る住宅壁20を随時組み立てる等することもできる。
(第7の実施の形態)
次に、第7の実施の形態について説明する。
第6の実施の形態では、本開示に係る真空断熱材10を、住宅壁20の断熱材として用いている例を説明したが、本発明はこれに限定されず、住宅壁20以外の断熱材としても好適に用いることができる。例えば、第7の実施の形態では、自動車30を例に挙げて説明する。
図9に示されるように、本実施の形態に係る自動車30として、一般的な乗用車を例示すると、本開示に係る真空断熱材10は、自動車30の天井30a、床30b、後面30c、および、車内30dとエンジンルーム30eとの境界面等それぞれの部分に配置される断熱材として好適に用いられる。天井30a、床30b、および後面30c、さらに、図示しない側方のドア等に真空断熱材10を用いることによって、車内30dと外気温との温度差が大きいときでも、車内30dを良好に断熱することができる。また、エンジンルーム30e内の図示しないエンジンからの発熱も、真空断熱材10によって良好に断熱することができる。
特に、自動車30が、極寒冷地のように−130℃以上80℃以下の温度範囲で用いられるような場合であっても、外被材11の伸縮の程度を良好に抑制することができる。そのため、低温環境または大温度差環境が生じる使用条件であっても、長期に亘って外被材11の良好な強度および良好な耐久性のうち、少なくともいずれかを実現することが可能となる。その結果、真空断熱材10において、自動車30にも適用可能となるように、外被材11の信頼性を、より一層好適化することができる。
なお、本実施の形態では、本開示に係る真空断熱材10が適用される自動車30として、乗用車が例示されているが、本開示はこれに限定されず、バス、およびトラック等の他の自動車であってもよい。また、自動車30は、ガソリン、軽油、またはLNG等を燃料として駆動される構成に限定されず、電気自動車等であってもよい。
本実施の形態で例示された自動車30は、本開示に係る真空断熱材を用いて構成される輸送機器の代表的な一例である。このような輸送機器としては、自動車30(乗用車、バス、およびトラック等)以外にも、鉄道、航空機、および船舶等が含まれる。さらに、これら輸送機器により輸送されるトレーラー、コンテナ、およびタンク等の被輸送物も含まれる(したがって、第2の実施の形態または第3の実施の形態に例示されたLNG輸送用タンカー100A,100B、第5の実施の形態で例示された水素タンク140は、断熱容器の一例であるとともに、輸送機器の一例としても示されている)。
次に、本開示について、実施例および比較例を用いて、より具体的に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。当業者は、本発明の範囲を逸脱することなく、種々の変更、修正、および改変を行うことができる。
まず、以下の実施例および比較例における、線膨張係数の温度依存性の評価は、次に示されるように行われる。
(線膨張係数の温度依存性の評価)
実施例または比較例の外被材を、所定のサイズに切り出して試料とする。このとき、試料は、外被材の折れがなく、かつ、外被材に付着物の無い部分から採取される。試験機として、実施例1、実施例2、および比較例では、ティー・エー・インスツルメント社製TMA2940型(製品名)が用いられ、実施例3では、ティー・エー・インスツルメント社製Q400EM型(製品名)が用いられている。そして、測定モード:静的引張り、昇温速度:5℃/分、引張応力:0.05N(実施例1、実施例2、および比較例)または、0.4N(実施例3)、試験前槽内温度保持時間:10分の条件で、−140℃から+150℃の範囲内で温度を変化させて試料の線膨張係数を測定する。雰囲気ガス種、およびガス流量については、TMA2940型では、窒素および140mL/分とし、Q400EM型では、アルゴンおよび100mL/分としている。なお、試料のMD方向は、外被材を構成する表面保護層のうち、最外層の結晶配列方向としている。
(実施例1)
真空断熱材用の外被材として、ナイロン層/ナイロン層/アルミニウム箔層/ポリエチレン層の四層構造を有する積層フィルムが用いられる。なお、この積層フィルムでは、ナイロン層/ナイロン層の二層が表面保護層であり、アルミニウム箔層がガスバリア層であり、ポリエチレン層が熱溶着層である。この積層フィルムが、12.5±0.5mm×5mmのサイズに切り出されて、上述の通り、熱膨張計数の温度依存性が評価される。この積層フィルムのMD方向の線膨張係数が、図10の実線のグラフで示され、TD方向の線膨張係数が、図10の破線のグラフで示されている。
なお、この積層フィルムでは、−130℃雰囲気下における引張破断強度が201MPaであり、MD方向の線膨張係数の最大値が53.5×10-5/℃であり、かつ、基準温度範囲内の平均値(MD平均線膨張係数Cmd)が19.9×10-5/℃である。また、TD方向の線膨張係数の最大値が64.6×10-5/℃であり、かつ、基準温度範囲内の平均値(TD平均線膨張係数Ctd)が13.7×10-5/℃であり、Cmd/Ctdが1.45である。
(実施例2)
真空断熱材用の外被材として、ナイロン層/ポリエチレンテレフタレート層/金属蒸着層/金属蒸着層/エチレン−ビニルアルコール共重合体層/ポリエチレン層の六層構造を有する積層フィルムが用いられる。なお、この積層フィルムでは、ナイロン層が表面保護層であり、ポリエチレンテレフタレート層/金属蒸着層/金属蒸着層/エチレン−ビニルアルコール共重合体層の四層がガスバリア層であり、ポリエチレン層が熱溶着層である。この積層フィルムが12.5±0.5mm×5mmのサイズに切り出されて、前述の通り、熱膨張計数の温度依存性が評価される。この積層フィルムのMD方向の線膨張係数が、図11の実線のグラフで示され、TD方向の線膨張係数が図11の破線のグラフで示されている。
なお、この積層フィルムでは、−130℃雰囲気下における引張破断強度が209MPaであり、MD方向の線膨張係数の最大値が48.1×10-5/℃であり、かつ、基準温度範囲内の平均値(MD平均線膨張係数Cmd)が20.3×10-5/℃であり、TD方向の線膨張係数の最大値が43.7×10-5/℃であり、かつ、基準温度範囲内の平均値(TD平均線膨張係数Ctd)が16.2×10-5/℃であり、Cmd/Ctdが1.25である。
(比較例1)
比較用の外被材として、ナイロン層/ポリエチレン層の二層構造を有する積層フィルムが用いられる。この積層フィルムが12.5±0.5mm×5mmのサイズに切り出されて、前述の通り、熱膨張計数の温度依存性が評価される。この積層フィルムのMD方向の線膨張係数が、図12の実線のグラフで示され、TD方向の線膨張係数が、図12の破線のグラフで示されている。
なお、この積層フィルムでは、−130℃雰囲気下における引張破断強度が172MPaであり、MD方向の線膨張係数の最大値が97.3×10-5/℃であり、TD方向の線膨張係数の最大値が48.4×10-5/℃である。
(実施例3)
真空断熱材用の外被材として、実施例1と同じ積層フィルムが用いられ、この積層フィルムが、8.0±0.1mm×5mmのサイズに切り出されて、第二基準温度範囲(−140℃以上−130℃以下の温度範囲)、第三基準温度範囲(−140℃以上−110℃以下の温度範囲)および、第四基準温度範囲(+50℃以上+65℃以下の温度範囲)のそれぞれにおいて、線膨張係数の平均値が算出される。その結果が表1に示されている。
(比較例2)
真空断熱材用の外被材として、ポリエチレンテレフタレート層/金属蒸着層/ポリエチレンテレフタレート層/金属蒸着層/ポリエチレンテレフタレート層/金属蒸着層/ポリエチレン層の七層構造を有する積層フィルムが用いられている以外は、実施例3と同様に、第二基準温度範囲、第三基準温度範囲および第四基準温度範囲のそれぞれにおいて、線膨張係数の平均値が算出されている。その結果が、表1に示されている。
Figure 0006145727
(実施例および比較例の対比)
図10〜図12に示されるように、実施例1および実施例2の積層フィルム(外被材)は、−130℃〜+80℃の基準温度範囲において、MD方向およびTD方向のいずれも、線膨張係数が80×10-5/℃を下回っている。よって、実施例1および実施例2の積層フィルムを外被材として用いた真空断熱材では、第一基準温度範囲(−130℃〜+80℃の温度範囲)およびその周辺温度範囲において、外被材の伸縮の程度を、良好に抑制することが可能となっている。したがって、これらの積層フィルムは、低温環境または大温度差環境であっても、良好な強度および良好な耐久性のうち、少なくともいずれかを実現し得る外被材であることが分かる。
一方、比較例1の積層フィルムでは、MD方向において−80℃〜−70℃の付近で線膨張係数が97×10-5/℃を示している。そのため、この温度付近では伸縮が激しくなるため、低温環境または大温度差環境において良好な強度および良好な耐久性のうち、少なくともいずれかを実現することが難しく、外被材として好ましくないことが分かる。
また、表1に示されるように、実施例3の積層フィルム(外被材)は、第二基準温度範囲(−140℃以上−130℃以下の温度範囲)、第三基準温度範囲(−140℃以上−110℃以下の温度範囲)、および第四基準温度範囲(+50℃以上+65℃以下の温度範囲)では、いずれも、平均値が所定の線膨張係数の下限値を上回っている。これに対して、比較例2の外被材は、第二基準温度範囲、第三基準温度範囲、および第四基準温度範囲のいずれも、平均値が所定の線膨張係数の下限値を下回っている。外被材が(2)〜(4)のいずれかの温度−線膨張係数条件を満たせば、対応する基準温度範囲およびその周辺温度範囲において、外被材の伸縮性を良好に制御することが可能となる。
なお、本発明は、上述した実施の形態の記載に限定されるものではなく、請求の範囲に示された範囲内で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態または複数の変形例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても、本開示の技術的範囲に含まれる。
以上述べたように、本開示の第1の態様に係る真空断熱材は、少なくとも樹脂成分を含む外被材と、外被材の内部において、減圧密閉状態で封入された芯材と、を備えている。そして、外被材は、ガスバリア性を有するとともに、(1)−130℃以上80℃以下の温度範囲内における、静的荷重0.05Nでの線膨張係数が80×10-5/℃以下、(2)−140℃以上−130℃以下の温度範囲内における、静的荷重0.4Nでの線膨張係数の平均値が65×10-5/℃以上、(3)−140℃以上−110℃以下の温度範囲内における、静的荷重0.4Nでの線膨張係数の平均値が20×10-5/℃以上、および、(4)+50℃以上+65℃以下の温度範囲内における静的荷重0.4Nでの線膨張係数の平均値が13×10-5/℃以上、のうち、少なくともいずれかの条件を満たす構成である。
このような構成によれば、真空断熱材が備える外被材は、(1)〜(4)のいずれの温度−線膨張係数条件においても、所定の「基準温度範囲」において、所定の静的荷重における線膨張係数の上限値または平均値の下限値が規定されていることとなる。これにより、基準温度範囲およびその周辺温度範囲において、外被材の伸縮の程度を良好に制御することができる。そのため、低温環境または大温度差環境が生じる使用条件であっても、長期に亘って外被材の良好な強度および良好な耐久性のうち、少なくともいずれかを実現することが可能となる。その結果、真空断熱材において、産業用製品に適用可能となるように、外被材の信頼性を、より一層好適化することができる。
また、本開示の第2の態様は、第1の態様において、外被材は、−130℃雰囲気下における引張破断強度が、180MPa以上である構成であってもよい。
このような構成によれば、さらに、真空断熱材が備える外被材は、基準温度範囲における線膨張係数の上限値が規定されるだけでなく、基準温度範囲の下限値において引張破断強度の下限値も規定される。これにより、低温環境での機械的強度を、より好適化することができるので、外被材の強度および耐久性のうち、少なくともいずれかを、より良好なものとすることができる。
また、本開示の第3の態様は、第1の態様または第2の態様において、外被材は、MD方向およびTD方向のうち、少なくとも一方向において、上述した(1)〜(4)のうち、少なくともいずれかの条件を満たす構成であってもよい。
このような構成によれば、さらに、外被材の機械延伸方向(MD方向、縦方向)および幅方向(TD方向、横方向)のうち、少なくとも一方、好ましくは両方について、上述した(1)〜(4)のうち、少なくともいずれかの条件が規定されることになる。これにより、低温環境または大温度差環境が生じる使用条件において、外被材の強度および耐久性のうち、少なくともいずれかを、長期に亘って、より良好なものとすることができる。
また、本開示の第4の態様は、第3の態様において、外被材は、上述した温度範囲におけるTD方向の線膨張係数の平均値をCtdとし、上述した温度範囲におけるMD方向の線膨張係数の平均値をCmdとしたときに、Cmd/Ctdが3以下である構成であってもよい。
このような構成によれば、さらに、Cmd/Ctdの上限値が規定されているので、低温環境または大温度差環境が生じる使用条件において、外被材の強度および耐久性のうち、少なくともいずれかを、長期に亘って、さらに良好なものとすることができる。
また、本開示の第5の態様は、第1の態様から第4の態様までのいずれかの態様において、外被材は、樹脂層、およびガスバリア層を含む積層フィルムである構成であってもよい。
このような構成によれば、さらに、外被材が積層フィルムであるため、諸条件に応じて、複数層の少なくともいずれかを好適化することで、線膨張係数を上述した上限値以下に規定した外被材を得ることができる。
また、本開示の第6の態様は、第5の態様において、ガスバリア層は、少なくとも一層の金属箔層または金属蒸着層を含む構成であってもよい。
このような構成によれば、さらに、ガスバリア層が金属製の層であるため、線膨張係数を、上述した上限値以下に規定した外被材を容易に得ることができる。
また、本開示の第7の態様は、第5の態様または第6の態様において、樹脂層には、ガスバリア層の外面側に位置する、少なくとも一層の表面保護層と、ガスバリア層の内面側に位置する少なくとも一層の熱溶着層とが含まれる構成であってもよい。
このような構成によれば、さらに、外被材に、表面保護層と熱溶着層とが含まれるため、外被材(および真空断熱材)の表面安定性を良好なものにできるとともに、外被材の内部に芯材を封入することも容易となる。
また、本開示の第8の態様は、第1の態様から第7の態様のうち、いずれかの態様の真空断熱材を用いた断熱構造体を備え、低温物質を保持する断熱容器である。
このような構成によれば、さらに、断熱容器に用いられる真空断熱材が、産業用製品に適用可能な信頼性を有する外被材を備えている。そのため、低温環境または大温度差環境が生じる使用条件であっても、長期に亘って断熱容器の断熱性を良好なものとすることができる。
また、本開示の第9の態様は、第1の態様から第7の態様までのいずれかの態様の真空断熱材を用いて構成された住宅壁である。
このような構成によれば、さらに、外被材が少なくとも上述した上限値以下の線膨張係数を有するものであるため、厳しい環境下での使用が想定される住宅壁に好適に用いることができる。
また、本開示の第10の態様は、第1の態様から第7の態様までのいずれかの態様の真空断熱材を用いて構成された輸送機器である。
このような構成によれば、さらに、外被材が少なくとも上述した上限値以下の線膨張係数を有するものであるため、厳しい環境下での使用が想定される船舶または自動車等の輸送機器に好適に用いることができる。
また、本開示の第11の態様は、第8の態様の断熱容器を備え、低温物質が水素である水素輸送タンカーである。
さらに、本開示の第12の態様は、第8の態様の断熱容器を備え、低温物質が液化天然ガス(LNG)であるLNG輸送タンカーである。
これらのいずれか構成においても、これらのタンカーが備える断熱容器には、産業用製品に適用可能な信頼性を有する外被材を備える真空断熱材が用いられている。そのため、これらのタンカーにおいては、低温環境または大温度差環境が生じても、長期に亘って断熱容器の断熱性を良好なものとすることができる。
以上述べたように、本発明によれば、真空断熱材において、産業用製品にも適用可能となるように、外被材の信頼性を、より一層好適化することができるという格別な効果を奏することができる。よって、本発明は、低温環境または温度変化の激しい環境で使用される真空断熱材ならびに、これを用いた断熱容器、住宅壁、輸送機器、水素輸送タンカー、およびLNG輸送タンカー等に、広く好適に用いることができ、有用である。
10 真空断熱材
11 外被材
11a 表面保護層
11b ガスバリア層
11c 熱溶着層
12 芯材
13 吸着剤
14 封止部
15 開口部
20 住宅壁
21 壁材
21a 表面
21b 裏面
22 枠体
23 釘部材
24,25 気密材
26 コーキング材
30 自動車
30a 天井
30b 床
30c 後面
30d 車内
30e エンジンルーム
50 地面
100A,100B LNG輸送用タンカー
101 球形タンク(断熱容器)
102 船体
103 カバー
104 容器本体
105 断熱構造体
106 容器筐体
107 支持体
110 船内タンク(断熱容器)
111 船体
112 デッキ
113 一次メンブレン
114 一次断熱箱
115 二次メンブレン
116 二次断熱箱
120 地上式LNGタンク(断熱容器)
121 支持構造部
122 支柱
123 ブレース
124 容器本体
125 断熱構造体
126 容器筐体
130 地下式LNGタンク(断熱容器)
131 コンクリート構造体
132 屋根部
133 繊維状断熱材
134 容器本体
135 断熱構造体
136 容器筐体
140 水素タンク(断熱容器)
141 支持体
144 容器本体
145 断熱構造体
146 容器筐体

Claims (12)

  1. 少なくとも樹脂成分を含む外被材と、前記外被材の内部において、減圧密閉状態で封入された芯材と、を備え、
    前記外被材は、ガスバリア性を有するとともに、
    (1)−130℃以上80℃以下の温度範囲内における、静的荷重0.05Nでの線膨張係数が80×10-5/℃以下、
    (2)−140℃以上−130℃以下の温度範囲内における、静的荷重0.4Nでの線膨張係数の平均値が65×10-5/℃以上、
    (3)−140℃以上−110℃以下の温度範囲内における、静的荷重0.4Nでの線膨張係数の平均値が20×10-5/℃以上、および、
    (4)+50℃以上+65℃以下の温度範囲内における、静的荷重0.4Nでの線膨張係数の平均値が13×10-5/℃以上、
    のうち、少なくともいずれかの条件を満たす、
    真空断熱材。
  2. 前記外被材は、−130℃雰囲気下における引張破断強度が、180MPa以上である、
    請求項1に記載の真空断熱材。
  3. 前記外被材は、MD方向およびTD方向のうち、少なくとも一方向において、
    前記(1)〜(4)のうち、少なくともいずれかの条件を満たす
    請求項1または請求項2に記載の真空断熱材。
  4. 前記外被材は、
    前記温度範囲における前記TD方向の線膨張係数の平均値をCtdとし、
    前記温度範囲における前記MD方向の線膨張係数の平均値をCmdとしたときに、Cmd/Ctdが3以下である
    請求項3に記載の真空断熱材。
  5. 前記外被材は、樹脂層、およびガスバリア層を含む積層フィルムである
    請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の真空断熱材。
  6. 前記ガスバリア層は、少なくとも一層の金属箔層または金属蒸着層を含む
    請求項5に記載の真空断熱材。
  7. 前記樹脂層には、前記ガスバリア層の外面側に位置する、少なくとも一層の表面保護層と、前記ガスバリア層の内面側に位置する少なくとも一層の熱溶着層とが含まれる
    請求項5または請求項6に記載の真空断熱材。
  8. 請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載の真空断熱材を用いた断熱構造体を備え、低温物質を保持する
    断熱容器。
  9. 請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載の真空断熱材を用いて構成された
    住宅壁。
  10. 請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載の真空断熱材を用いて構成された
    輸送機器。
  11. 請求項8に記載の断熱容器を備え、
    前記低温物質は水素である
    水素輸送タンカー。
  12. 請求項8に記載の断熱容器を備え、
    前記低温物質は、液化天然ガス(LNG)である
    LNG輸送タンカー。
JP2017506428A 2015-04-28 2016-04-14 真空断熱材、ならびに、これを用いた断熱容器、住宅壁、輸送機器、水素輸送タンカー、およびlng輸送タンカー Active JP6145727B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015091711 2015-04-28
JP2015091711 2015-04-28
JP2015249784 2015-12-22
JP2015249784 2015-12-22
PCT/JP2016/002022 WO2016174837A1 (ja) 2015-04-28 2016-04-14 真空断熱材、ならびに、これを用いた断熱容器、住宅壁、輸送機器、水素輸送タンカー、およびlng輸送タンカー

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2016174837A1 JPWO2016174837A1 (ja) 2017-06-01
JP6145727B2 true JP6145727B2 (ja) 2017-06-14

Family

ID=57199092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017506428A Active JP6145727B2 (ja) 2015-04-28 2016-04-14 真空断熱材、ならびに、これを用いた断熱容器、住宅壁、輸送機器、水素輸送タンカー、およびlng輸送タンカー

Country Status (6)

Country Link
US (2) US10001247B2 (ja)
EP (1) EP3165805A4 (ja)
JP (1) JP6145727B2 (ja)
KR (2) KR102094158B1 (ja)
CN (2) CN106662286B (ja)
WO (1) WO2016174837A1 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017115851A1 (ja) * 2015-12-28 2017-07-06 大日本印刷株式会社 真空断熱材用外包材、真空断熱材、および真空断熱材付き物品
WO2017151688A1 (en) * 2016-02-29 2017-09-08 Alienus Film Llc Vacuum insulating film
JP6369597B1 (ja) * 2017-05-09 2018-08-08 大日本印刷株式会社 真空断熱材用外包材、真空断熱材、および真空断熱材付き物品
JP6909635B2 (ja) * 2017-05-19 2021-07-28 川崎重工業株式会社 低温液化ガス貯蔵タンク
CN111801525B (zh) * 2018-03-09 2021-12-14 三菱电机株式会社 真空隔热件和隔热箱
WO2020185945A1 (en) * 2019-03-12 2020-09-17 Nikola Corporation Pressurized vessel heat shield and thermal pressure relief system
CN111948253A (zh) * 2020-09-08 2020-11-17 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种混凝土绝热升温测量装置及方法
JP2023552499A (ja) * 2020-12-11 2023-12-15 グローバル・ハイドロジェン・ベンチャーズ・ピイティワイ・リミテッド ガスの貯蔵及び輸送のための装置
JP7378489B2 (ja) * 2021-02-05 2023-11-13 エアロゲル アールアンドディー ピーティーイー.リミテッド バッテリ用断熱素子
DE202021107040U1 (de) * 2021-12-23 2022-01-13 Va-Q-Tec Ag Vakuumisolationselement

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0512899U (ja) 1991-07-30 1993-02-19 石川島播磨重工業株式会社 多層巻円筒形低温液体貯槽
IT1265269B1 (it) 1993-12-10 1996-10-31 Getters Spa Dispositivo per la stabilizzazione del vuoto e metodo per la sua produzione.
US5911336A (en) * 1994-12-02 1999-06-15 Saes Getters S.P.A. Vacuum stabilizer and method for the manufacture thereof
JP4207476B2 (ja) 2002-07-03 2009-01-14 パナソニック株式会社 真空断熱材及び真空断熱材を用いた機器
JP4143455B2 (ja) 2003-03-28 2008-09-03 大阪瓦斯株式会社 埋設配管の液抜き構造
AU2004229037B2 (en) 2003-11-20 2010-05-20 Itp Pipeline for the transportation of liquefied natural gas
KR100816962B1 (ko) 2004-06-03 2008-03-25 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 진공 단열재 및 진공 단열재를 구비하는 보냉 기기
CN100532910C (zh) * 2004-06-03 2009-08-26 松下电器产业株式会社 真空绝热材料和、配备真空绝热材料的保冷设备
DE112005001258B4 (de) * 2004-06-03 2012-09-27 Panasonic Corporation Vakuumwärmeisolationsmaterial
JP3942189B2 (ja) * 2005-04-27 2007-07-11 日清紡績株式会社 真空断熱材の製造方法
DE102006056821B4 (de) * 2006-12-01 2010-09-30 Institut für Luft- und Kältetechnik gGmbH Thermisches Isolationssystem, insbesondere für LNG-Tankschiffe und Verfahren zu dessen Herstellung
JP2008240924A (ja) 2007-03-28 2008-10-09 Nippon Sheet Glass Co Ltd 真空断熱材
JP5301816B2 (ja) * 2007-11-21 2013-09-25 光洋サーモシステム株式会社 耐熱真空断熱材
FR2973788A1 (fr) * 2011-04-08 2012-10-12 Pascal Coguen Dispositif de stockage de liquide a support lateral
CN102676901B (zh) * 2012-05-25 2014-01-15 山东大学 无压浸渗法制备SiC/Al电子封装材料的工艺
DE102012215215A1 (de) 2012-08-27 2014-05-28 Inb Vision Ag Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen von Abweichungen einer Oberfläche eines Objekts
CN104870881B (zh) 2012-12-20 2018-01-30 松下知识产权经营株式会社 真空隔热件、具备其的隔热箱体以及真空隔热件的制造方法
US9598857B2 (en) 2013-01-14 2017-03-21 Nanopore, Inc. Thermal insulation products for insulating buildings and other enclosed environments
EP2943620B1 (en) * 2013-01-14 2021-06-02 Nanopore, Inc. Production of a thermal insulation product
CN104981645B (zh) 2013-03-01 2018-07-20 松下知识产权经营株式会社 隔热容器
KR20150122644A (ko) * 2013-03-01 2015-11-02 파나소닉 아이피 매니지먼트 가부시키가이샤 단열 용기 및 단열 구조체
CN104500868B (zh) * 2014-11-21 2017-02-22 东莞中子科学中心 抗辐照防爆的多层嵌套式低温输送单元以及低温输送管

Also Published As

Publication number Publication date
KR102094158B1 (ko) 2020-04-24
US20180259126A1 (en) 2018-09-13
US20170234487A1 (en) 2017-08-17
CN108266636B (zh) 2020-03-06
US10520135B2 (en) 2019-12-31
KR20170024123A (ko) 2017-03-06
EP3165805A4 (en) 2017-06-28
EP3165805A1 (en) 2017-05-10
CN106662286B (zh) 2018-03-23
KR20180008915A (ko) 2018-01-24
US10001247B2 (en) 2018-06-19
CN106662286A (zh) 2017-05-10
JPWO2016174837A1 (ja) 2017-06-01
WO2016174837A1 (ja) 2016-11-03
CN108266636A (zh) 2018-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6145727B2 (ja) 真空断熱材、ならびに、これを用いた断熱容器、住宅壁、輸送機器、水素輸送タンカー、およびlng輸送タンカー
JP6496918B2 (ja) 断熱容器
JP6387528B2 (ja) 断熱容器および断熱構造体
JP6390009B2 (ja) 断熱容器
US9676456B2 (en) Arrangement for containment of liquid natural gas (LNG)
JP2017172724A (ja) 断熱パネルおよび断熱構造
WO2017154445A1 (ja) 真空断熱材を用いた断熱構造体、および、これを有する断熱容器
AU2019231331A1 (en) Containment system for storing and transporting bulk liquid
KR20150062559A (ko) Lng 화물창의 단열 구조물
RU2812589C1 (ru) Герметичный и теплоизоляционный резервуар
KR101843863B1 (ko) 독립형 저장탱크의 단열구조체 및 그 단열구조체의 제작방법
KR20230139944A (ko) 독립형 액화수소 저장탱크 및 이를 구비한 해상 운송 수단
KR20230139943A (ko) 독립형 액화수소 저장탱크 및 이를 구비한 해상 운송 수단
KR20220142131A (ko) 액화가스 저장탱크의 단열구조 및 상기 액화가스 저장탱크의 단열구조 형성방법
KR20220026936A (ko) 누출 경로가 형성된 액화가스 저장탱크의 단열구조 및 상기 액화가스 저장탱크의 단열구조 형성방법, 그리고 상기 누출 경로 형성도구

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170203

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20170203

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20170322

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170404

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170417

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6145727

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R157 Certificate of patent or utility model (correction)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R157