JP7209467B2 - Insulated container and manufacturing method of the insulated container - Google Patents
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Description
本発明は、断熱容器及び断熱容器の製法に関する。 The present invention relates to an insulated container and a method for manufacturing an insulated container.
従来、断熱容器は、一般的に容器本体の壁厚内に発泡樹脂や断熱繊維材や断熱紛体を充填してある物があった(周知技術である)。 Conventionally, there has been a heat-insulating container in which foamed resin, heat-insulating fibrous material, or heat-insulating powder is generally filled within the wall thickness of the container body (well-known technology).
前記容器本体の壁厚内に充填する材料として、前記発泡樹脂は、主に低温断熱性を確保するのによく使われるが、高温断熱には適してなく、また、前記断熱繊維材や断熱紛体は、高温断熱に適したものがあるが、これらを壁厚内に充填するだけでは低温域及び高温域の双方で高い断熱性能を十分満たすのは困難である。
本発明の目的は、従来一般的な断熱容器よりも低温域及び高温域の双方において断熱性能をより一層向上させた容器を提供するところにある。
As a material to be filled in the wall thickness of the container body, the foamed resin is often used mainly to ensure low-temperature insulation, but it is not suitable for high-temperature insulation. Some of them are suitable for high-temperature insulation, but it is difficult to sufficiently satisfy high heat insulation performance in both low-temperature and high-temperature ranges simply by filling them within the wall thickness.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a container that has further improved insulation performance in both low and high temperature ranges as compared to conventional heat insulating containers.
本発明の断熱容器の第1の特徴構成は、被保温材を収容可能な収容空間を内部に形成する容器本体部を設け、前記収容空間に被保温材を出し入れ自在な前記容器本体部の出入口に対し、その出入口を閉塞自在な蓋部を設け、前記容器本体部は第1の2重殻鋼製容器を、第2の外枠鋼製容器内に挿入させたものから形成し、前記第1の2重殻鋼製容器は、内側鋼製容器を外側鋼製容器内に挿入した状態でそれらの周壁間に第1スペーサー部材を収容して減圧した第1減圧気密層を備え、前記第1の2重殻鋼製容器の外側で前記第2の外枠鋼製容器との間隙空間は、第2スペーサー部材を収容した状態で、大気圧状態で密封してあり、前記蓋部は、その肉厚内に第3スペーサー部材を介在して減圧した第2減圧気密層を設け、前記第1減圧気密層には、前記第1スペーサー部材として耐熱性で低温に対する保温性能の高い二酸化ケイ素(SiO2)からなるエアロゲルの粉体と耐熱性で高温に対する保温性能の高い炭化ケイ素(SiC)の粉体との混合粉体を充填してあり、前記第1の2重殻鋼製容器の外側で前記第2の外枠鋼製容器との間隙空間には、前記第2スペーサー部材として、ヒュームドシリカ(SiO2)と炭化ケイ素(SiC)を含有する混合体を圧縮成型した断熱成形板と、前記混合粉体とを充填し、前記第1の2重殻鋼製容器の外側で前記第2の外枠鋼製容器との間隙空間における上端部には、弾力性のある断熱成形体を全周に亘って充填したところにある。 A first characteristic configuration of the heat insulating container of the present invention is provided with a container main body portion that forms a storage space in which a material to be insulated can be stored, and a doorway of the main body portion through which the material to be insulated can be taken in and out of the storage space. The container main body is formed by inserting the first double-shell steel container into the second outer-frame steel container, 1. The double-shell steel container comprises a first pressure-reduced airtight layer that is depressurized by accommodating a first spacer member between the peripheral walls of the inner steel container inserted into the outer steel container, A gap space between the first double-shell steel container and the second outer-frame steel container accommodates a second spacer member and is sealed under atmospheric pressure, and the lid portion includes: A second pressure-reduced airtight layer is provided within the thickness thereof with a third spacer member interposed therebetween, and the first pressure-reduced airtight layer contains silicon dioxide ( SiO 2 ) and silicon carbide (SiC) powder, which is heat-resistant and has high heat-retaining performance against high temperatures. In the gap space between the second outer-frame steel container and the second spacer member, a heat-insulating molded plate obtained by compression-molding a mixture containing fumed silica (SiO 2 ) and silicon carbide (SiC), and , and filled with the mixed powder, and an elastic heat insulating molded body is provided at the upper end of the gap space between the first double-shell steel container and the second outer frame steel container. It is in the place where it was filled all the way around.
本発明の第1の特徴構成によれば、第1減圧気密層を構成する第1の2重殻鋼製容器と、その外側に形成する断熱紛体を充填した第2の外枠鋼製容器の2重構造の内部に被保温材の収容空間を形成して、その上で、第2減圧気密層を構成した蓋部により前記収容空間を閉塞することにより、より一層の断熱性能を上げることができる。
第1の2重殻鋼製容器と第2の外枠鋼製容器との間に設けるヒュームドシリカと炭化ケイ素を含有する混合体を圧縮成型した断熱成形板と、二酸化ケイ素からなるエアロゲルの粉体と炭化ケイ素の粉体との混合紛体とにより第2スペーサー部材を構成することにより、第1の2重殻鋼製容器と第2の外枠鋼製容器との間隔を、温度変化があっても長期に維持でき、断熱性能を高く維持できる。
つまり例えば、混合紛体のみでは、第1の2重殻鋼製容器及びその収容物からの荷重を受けた場合に、多孔質な混合紛体そのものが夫々潰れて第1の2重殻鋼製容器と第2の外枠鋼製容器との間隔を維持できなくなったり、断熱容器の移動や振動に伴って混合紛体が移動して偏ったりする虞があり、やはり断熱性能が低下することがあり、また例えば、断熱成形板のみでは、温度変化に伴う第1の2重殻鋼製容器と第2の外枠鋼製容器夫々の伸縮現象によって、断熱成形板には曲げ外力が作用して破壊される虞があり、その形状を維持できなくなって断熱性能が低下することがある。これに対して、断熱成形板と混合紛体との組み合わせによって第2スペーサー部材を構成することにより、第1の2重殻鋼製容器と第2の外枠鋼製容器との間隔を断熱成形板が維持しながら、温度変化に伴う第1の2重殻鋼製容器と第2の外枠鋼製容器夫々の伸縮変形を、混合紛体がクッション性部材となって吸収し、そのために断熱成形板の破損を防止し、断熱性能を良好に維持できる。
第1の2重殻鋼製容器の外側で第2の外枠鋼製容器との間隙空間における上端部に、弾力性のある断熱成形体を全周に亘って充填したことにより、容器が横転しても第1の2重殻鋼製容器と第2の外枠鋼製容器との間に充填する断熱材が溢流するのを防止でき、断熱性能を維持できる。
According to the first characteristic configuration of the present invention, the first double-shell steel container forming the first pressure-reduced airtight layer and the second outer-frame steel container filled with heat-insulating powder formed outside the first double-shell steel container. A storage space for the material to be insulated is formed inside the double structure, and the storage space is closed with a lid portion that constitutes the second pressure-reduced airtight layer, thereby further improving the heat insulation performance. can.
A heat-insulating molded plate formed by compression-molding a mixture containing fumed silica and silicon carbide provided between the first double-shell steel container and the second outer-frame steel container, and an airgel powder made of silicon dioxide. By constructing the second spacer member from the mixed powder of the silicon carbide powder and the silicon carbide powder, the gap between the first double-shell steel container and the second outer frame steel container can be maintained even when the temperature changes. can be maintained for a long period of time, and can maintain high insulation performance.
That is, for example, in the case of only the mixed powder, when the load from the first double-shell steel container and its contents is applied, the porous mixed powder itself is crushed to form the first double-shell steel container. There is a risk that the distance from the second outer frame steel container cannot be maintained, and the mixed powder may move and become uneven due to the movement and vibration of the heat insulating container, which may also reduce the heat insulating performance. For example, if only the heat-insulating plate is used, the expansion and contraction phenomenon of the first double-shell steel container and the second outer-frame steel container due to the temperature change causes bending external force to act on the heat-insulating plate and destroy it. There is a risk that it will not be able to maintain its shape and the heat insulation performance will be reduced. On the other hand, by forming the second spacer member from a combination of the heat insulating molded plate and the mixed powder, the space between the first double-shell steel container and the second outer frame steel container can be reduced to the heat insulating molded plate. While maintaining the temperature, the mixed powder acts as a cushioning member and absorbs the expansion and contraction deformation of the first double-shell steel container and the second outer frame steel container due to temperature changes. can prevent breakage and maintain good insulation performance.
Outside the first double-shell steel container, the upper end portion of the gap between the second outer frame steel container and the outer frame steel container is filled with an elastic heat-insulating molded body over the entire circumference, so that the container rolls over. Even so, the insulating material filled between the first double-shell steel container and the second outer-frame steel container can be prevented from overflowing, and the heat insulating performance can be maintained.
二酸化ケイ素からなるエアロゲルの粉体は、低温に対する保温性能が高く、炭化ケイ素の粉体は、高温に対する保温性能が高く、それらの混合粉体から第1スペーサー部材を構成することにより、高温及び低温に対する断熱性能を、幅広く向上させることができる。 Airgel powder made of silicon dioxide has high heat insulating performance against low temperatures, and silicon carbide powder has high heat insulating performance against high temperatures. It is possible to widely improve the thermal insulation performance for
本発明の第2の特徴構成は、前記蓋部には開口部を設け、並設する複数枚の内部の状態が観察できるガラス板間に前記第3スペーサー部材を介在させた状態で、前記複数枚のガラス板間に気密空間を形成すべく全周を気密状態に密封した状態で前記気密空間を減圧してある真空複層ガラスを、前記開口部に取り付けたところにある。 In a second characteristic configuration of the present invention, an opening is provided in the lid, and the plurality of In order to form an airtight space between the glass plates, a vacuum multi-layered glass is attached to the opening, in which the airtight space is decompressed while the entire circumference is airtightly sealed.
本発明の第2の特徴構成によれば、容器本体部内の状況が蓋部に取り付けた真空複層ガラスを通して観察でき、容器本体部内に収容する被保温材に対する保温管理を良好に行える。 According to the second characteristic configuration of the present invention, the condition inside the container body can be observed through the vacuum multi-layered glass attached to the lid, and heat insulation management for the material to be heat-insulated contained in the container body can be performed satisfactorily.
本発明の第3の特徴構成は、前記断熱成形板を前記第2の外枠鋼製容器の内面に対して設置し、前記断熱成形板と前記第1の2重殻鋼製容器の側面との空間に前記混合粉体を充填してある。 In a third characteristic configuration of the present invention, the heat insulating molded plate is installed against the inner surface of the second outer frame steel container, and the heat insulating molded plate and the side surface of the first double-shell steel container are is filled with the mixed powder.
本発明第4の断熱容器の製法の特徴構成は、前記第1の2重殻鋼製容器を形成するのに、前記内側鋼製容器と前記外側鋼製容器との間隙に、耐熱性で断熱性の前記混合粉体から成る前記第1スペーサー部材を充填し、前記第1の2重殻鋼製容器を乾燥機内で加熱して、前記内側鋼製容器と前記外側鋼製容器との間の粉体充填空間が常温になる前に、その粉体充填空間を気密状態に封印することにより前記第1減圧気密層を形成するところにある。 The characteristic configuration of the method for manufacturing the insulated container of the fourth aspect of the present invention is that, in forming the first double-shell steel container, heat-resistant and heat-insulating filled with the first spacer member made of the mixed powder having a specific viscosity, and heating the first double-shell steel container in a dryer to create a gap between the inner steel container and the outer steel container. Before the powder-filled space reaches normal temperature, the powder-filled space is hermetically sealed to form the first reduced-pressure airtight layer.
本発明の第4の特徴構成によれば、第1の2重殻鋼製容器を乾燥機内で加熱して、前記内側鋼製容器と前記外側鋼製容器間の粉体充填空間が常温になる前に、その粉体充填空間を気密状態に封印することにより、例えば、真空ポンプにより減圧するのに比べて、第1減圧気密層を簡単に形成できる。
According to the fourth characteristic configuration of the present invention, the first double-shell steel container is heated in a dryer so that the powder-filled space between the inner steel container and the outer steel container reaches normal temperature. By previously sealing the powder-filled space in an airtight state, the first reduced-pressure airtight layer can be formed more easily than, for example, when the pressure is reduced by a vacuum pump.
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
〔耐火耐冷断熱ボックス〕
1. 断熱ボックスの概要
被保温材を収容可能な収容空間Sを内部に形成する容器本体部としての断熱ボックス20の完成体を、図1(a),(b)および図29、断熱ボックス20の構成図を、図22~27および図30に示す。図22および23に示すように、断熱ボックス20は内寸300×300×300mm,断熱厚み20mmで外寸は340×340×340mmの立方体の形状であり、断熱ボックス主要部17(図面の丸数字に対応する。以下同じ)と上蓋16からなる。図27に示すように、第1スペーサー部材を収容して減圧した第1減圧気密層23を形成すべく、第1減圧気密層23内にSiC添加シリカエアロゲル粉末10を充填した2重殻鋼製容器(第1容器)11と、その外側に図25および図26に示すように、外枠鋼製容器(第2容器)18を設け、2重殻鋼製容器11と外枠鋼製容器18との間に、第2スペーサー部材として高性能断熱材9とSiC添加シリカエアロゲル粉末10とを挿入・充填し、断熱ボックス内側の2重殻鋼製容器11の内側表面には、断熱塗料13および防水材14の塗装を行った。また図22および図24に示すように、断熱ボックス内部の状況を観察できるように、上蓋16として真空ガラス2を用いた。尚、断熱ボックス20は、同構造の物を2体(20A、20B)製作し、断熱ボックス20Aは、試験温度が-196℃の極寒編と、試験温度が39.7℃の長時間編用とに使用し、断熱ボックス20Bは、500℃の灼熱編試験に用いた。
以下、断熱ボックス20の製作の流れを図18、断熱ボックス20の製作手順を図19~図21に示す。断熱ボックス製作手順の詳細については下記に説明する。
[Fireproof cold insulation box]
1. Outline of Insulation Box A
18 and 19 to 21 show the manufacturing flow of the
1.1 2重殻鋼製容器
(1) 2重殻鋼製容器の組立
図25および図26、図30に示す2重殻鋼製容器11は、厚み1.6mmの鋼板12で構成され、2重殻鋼製容器11の内側および外側鋼製容器を別々に製作した。図2に示すように各々の鋼製容器は溶接時に歪が発生しないように溶接裏面を水冷却しながら慎重にTig溶接で上面を除く5面を組み立てた。図3(a),(b)に示すように、2重殻の外側鋼製容器内に内側鋼製容器に挿入し、上面開口部の4面のうち、向かい合う面の一対を幅10mm,厚み1.6mmの鋼材を用いてTig溶接で外側鋼製容器と内側鋼製容器を固定化した。
1.1 Double-shell steel container (1) Assembly of double-shell steel container The double-
(2) SiC添加シリカエアロゲル粉末の充填
シリカエアロゲル(Cabot Corporation製(ドイツ),商品名P―200,平均粒径0.01~1.2mm)と輻射低減材である炭化ケイ素 (SiC,屋久島電工株式会社,平均粒径2μm)と100:20(重量比)で配合したSiC添加シリカエアロゲル粉末10を図4(a),(b),(c)に示すように、第1スペーサーとして、2重殻鋼製容器11の底面および側面の空間部分に上面開口部の2面より、流し込んで側面上部まで充填した。
(2) Filling of SiC-added silica airgel powder Silica airgel (manufactured by Cabot Corporation (Germany), trade name P-200, average particle size 0.01 to 1.2 mm) and silicon carbide (SiC, Yakushima Denko) as a radiation reducing material Co., Ltd., an average particle size of 2 μm) and SiC-added
(3) 2重殻鋼製容器の上面閉塞
図5(a),(b),(c)に示すように、SiC添加シリカエアロゲル粉末10の充填完了後、2重殻鋼製容器11の上面の残りの2面を幅10mm,厚み1.6mmの鋼板を用いてTig溶接で閉塞した。尚、2面の内1面の鋼板は気密性確認用の圧力計を取付けるために、M5のボルト穴にナットを一か所取付けており、M5ナットがSiC添加シリカエアロゲル粉末10側になるようにTig溶接にて閉塞した。
(3) Closing the upper surface of the double-shell steel container
As shown in FIGS. 5(a), (b), and (c), after the filling of the SiC-added
(4) 2重殻鋼製容器内の減圧ならびに気密性テスト
2重殻鋼製容器11を130℃に設定した乾燥機に30分静置し、2重殻鋼製容器11の内部ガス(空気)を放出させた。30分経過後、2重殻鋼製容器11を取出し、図6(a)に示すように、直ちに圧力計を取付けて常温放置状態を維持した。2重殻鋼製容器11内の圧力は、2重殻鋼製容器11の温度が低下するとともに減少し、図6(b)に示すように、大気圧より-0.08MPaまで減圧でき、12時間経過後も同値であることを確認して2重殻鋼製容器11の気密性テストを終了した。
尚、参考文献1の図28では、内圧を大気圧(105Pa)より1桁下げることによって、シリカエアロゲルの熱伝導率が約半分のλ=0.007 W/mK程度まで低下することが示されている。
(4) Pressure reduction and airtightness test in double-shell steel container The double-
In addition, in FIG. 28 of
[参考文献1]
未利用熱エネルギー活用の新開発と〔採算性を重視した〕熱省エネ新素材・新製品設計/採用のポイント 別冊
主題;優れた断熱性能を示す高強度エアロゲルの開発,金森主祥(京都大学 大学院 理学研究科 化学専攻) 他,P.289
[Reference 1]
New development of utilization of unused thermal energy and points of designing/adopting thermal energy-saving new materials and new products [emphasizing profitability] Supplementary volume Subject: Development of high-strength airgel exhibiting excellent thermal insulation performance, Kazuyoshi Kanamori (Graduate School, Kyoto University) Department of Chemistry, Graduate School of Science), etc., P.289
(5) 2重殻鋼製容器内面(断熱ボックス内面側)への断熱塗料の施工と再減圧
気密性テスト完了後、図7(a)、図25および図26に示すように、断熱ボックス内面側の2重殻鋼製容器11内面(5面)に対して、特殊無機系樹脂にガラス繊維ならびにシリカエアロゲル粉末を添加した断熱塗料13をコテならびにゴムベラを用いて3回塗布した。その後、2重殻鋼製容器11の圧力計を取外し、断熱塗料13の完全乾燥と2重殻鋼製容器11内の再減圧のために再度、130℃に設定した乾燥機に入れ30分静置した。30分経過後、2重殻鋼製容器11を取出し、図7(b),(c)に示すように、直ちに圧力計取付け箇所の穿孔部をTig溶接にて封孔処理を行った。断熱塗料13の最終乾燥膜厚の確認は電磁式膜厚計を用いて行い、乾燥膜厚が薄い場合は再塗布、厚い場合はサンドペーパーにて1mmになるように調整した。
(5) Application of heat-insulating paint to the inner surface of the double-shell steel container (inner surface of the heat-insulating box) and re-pressurization The inner surface (fifth surface) of the double-
(6) 防水材の施工
極寒編(液体窒素-196℃)の試験では、断熱ボックス20内に水を溜めて実施される。
このため、断熱塗料13の完全乾燥ならびに2重殻鋼製容器11の封孔処理後、断熱塗料13塗装面上に図8、図25および図26に示すように、防水材14(株式会社ソフランウイズ製,商品名ソフランネート5050,ポリウレタン樹脂系)の塗装を行った。
尚、防水材14は、ゴムベラを用いて塗布し、乾燥膜厚を0.5mmとした。
(6) Construction of waterproof material In the extreme cold (liquid nitrogen -196°C) test, water is stored in the
For this reason, after completely drying the
The
1.2 外枠鋼製容器
(1) 外枠鋼製容器の組立
図25および図26に示すように、外枠鋼製容器18は4側面の厚みが1.6mmの鋼板8、底面が0.27mmの鋼板(薄板)15で構成され、溶接時に歪が発生しないように溶接裏面を水冷却しながら慎重にTig溶接で上面を除く5面を図9(a)に示すように、組み立てた。
灼熱編の試験では、500℃に加熱された鉄板上に直接接するため、図9(b)に示すように、底面鋼板の厚みが1.6mmでは熱によって鋼板の底面の両端の浮きが10mm程度、生じてしまう。
底面が薄板の厚み0.27mmの鋼材では、図9(d)のように、500℃の加熱条件でも1mm程度の浮きであり、試験時の浮き条件5mm以下を満足できた。尚、底面の厚みが0.27mmの鋼板(薄板)15のものは、図9(c)に示すように、保温保冷工事で使用される板金(カラー鉄板)の亜鉛めっき塗装をディスクサンダーで削り落としたものを使用した。
1.2 Outer Frame Steel Container (1) Assembly of Outer Frame Steel Container As shown in FIGS. It consists of 27 mm steel plates (thin plates) 15, and the 5 surfaces excluding the top surface are carefully Tig-welded while cooling the back surface of the weld with water so that distortion does not occur during welding, as shown in Fig. 9(a). .
In the burning knitting test, since the steel plate is directly in contact with the iron plate heated to 500° C., as shown in FIG. , occurs.
As shown in FIG. 9(d), a steel material with a thin bottom plate having a thickness of 0.27 mm had a float of about 1 mm even under the heating condition of 500° C., satisfying the float condition of 5 mm or less during the test. For the steel plate (thin plate) 15 with a bottom thickness of 0.27 mm, as shown in FIG. I used what I dropped.
(2) 外枠鋼製容器の液体窒素(LN2,-196℃)漏れテスト
極寒編(液体窒素LN2,-196℃)の試験では、外枠鋼製容器18は直接、液体窒素(LN2,-196℃)に接するため、耐液密性(耐LN2性)が必要となる。外枠鋼製容器18の溶接部において外面から内面に液体窒素の漏れがないかどうかを、図10に示すように、液体窒素を溜めた容器内に浸漬して確認した。
(2) Liquid nitrogen (LN2, -196°C) leakage test of outer frame steel container 196°C), liquid tightness (LN2 resistance) is required. As shown in FIG. 10, whether or not liquid nitrogen leaked from the outer surface to the inner surface of the welded portion of the outer
(3) 2重殻鋼製容器と外枠鋼製容器間の断熱施工
図31(a)、(b)に示すように、外枠鋼製容器18の5内面(底面および側面)に対して、図11(a)に示すように、側面には5mm厚み、底面には6.33mm厚みにスライスした高性能断熱材9を設置した。尚、側面の高性能断熱材9は、図11(e)に示すように上部より-10mmまで施工した。
高性能断熱材9は、黒崎播磨株式会社製(商品名;POREXTHERM WDS)であり、ヒュームドシリカ(SiO2,80部)、炭化ケイ素SiC,15部),その他(セラミックファイバー他,5部)の混合体を圧縮(プレス)成型した断熱ボードである。
ついで図11(b)に示すように、外枠鋼製容器18の底面に敷設した高性能断熱材9の上面に2重殻鋼製容器11内に充填したSiC添加シリカエアロゲル粉末10を1.9mm敷き詰めた(図32(a))。その後、図11(c)に示すように、外枠鋼製容器18内に2重殻鋼製容器11を挿入し(図32(a))、ついで高性能断熱材9と2重殻鋼製容器11との側面の空間(1.9mm)の開口部より、図11(d)に示すように、2重殻鋼製容器11内に充填したSiC添加シリカエアロゲル粉末10を流し込んで図11(e)に示すように、側面上部より-10mmの位置まで充填した(図32(b)矢印)。
(3) Insulation work between double-shell steel container and outer frame steel container As shown in FIGS. As shown in FIG. 11(a), a high-performance
The high-performance
Next, as shown in FIG. 11(b), the SiC-added
(4) 2重殻鋼製容器と外枠鋼製容器間の断熱材(高性能断熱材ならびにSiC添加シリカエアロゲル粉末)の溢流防止対策
断熱ボックスが横転しても、2重殻鋼製容器11と外枠鋼製容器18間の断熱材が溢流しないように、2重殻鋼製容器11と外枠鋼製容器18間との上部隙間に、図12(a),(b) 、図33(a)、(b)に示すように、断熱塗料13を厚み10mmまで塗り重ねして作製したボード化した断熱塗料ボード6を隙間なく充填した(図33(b))。隙間なく充填することによって、極寒編(-196℃)の試験では、液化窒素によって2重殻鋼製容器11と外枠鋼製容器18の空間も時間の経過とともに冷却によって温度が低下し、内圧が減圧状態となり、図28に示すように、SiC添加シリカエアロゲル粉末10の低熱伝導率化も期待できる。
(4) Measures to prevent overflow of insulation (high-performance insulation and SiC-added silica airgel powder) between the double-shell steel container and the outer frame steel container Even if the insulation box overturns, the double-shell steel container 12(a), (b) and 12(a), (b) and As shown in FIGS. 33(a) and 33(b), the insulating
つまり、前記断熱塗料ボード6に要求される性能は、外枠鋼製容器が受熱した時に、低温及び高温ともに対して断熱性能があり、外枠鋼製容器の膨張による隙間の閉塞維持力並びに収縮に対して破壊しない等の適度な弾力性(復元性)を併せ持つ性能が最良である。
そこで、断熱塗料ボード6の評価結果を次の表1に示す。
In other words, the performance required for the heat insulating
Therefore, the evaluation results of the heat insulating
表1より、硬度測定においては、無機系の材料で前記断熱塗料以外は、形状が粉粒体であったり繊維状であったりして測定が困難であったり、断熱材料全体としての硬度を計測するには上記要求性能を満たすには適切でない。つまり、容器転倒時の2重殻鋼製容器と外枠鋼製容器間断熱材の溢流防止機能として、粉粒体や繊維材は適切でない。
また、泡ガラスは、脆くこれも上記機能を満たすには適切でない。
更に、有機系の材料では、高温環境下での断熱(例えば500℃)には適用困難である。表1の硬度測定で、硬質ウレタンフォーム~ポリスチレンフォームにおいて、測定後凹ありと説明あるのは硬度計がめり込んで、復元しなかったことを示す。
従って、表1の前記断熱塗料で形成した断熱塗料ボードは、温度使用範囲θが-200℃~600℃で、熱伝導率0.032(W/mK)、測定硬度が65の弾力性(復元性)があるもので、他の材料に比べて極低温域及び極高温域で前述の溢流防止機能を満たすものである。
ただし、硬度測定は、高分子計器株式会社製のアスカーゴム硬度計C型を用いた。参考に、この硬度計では、人の肌は約10、車のタイヤは約80の値が得られる。
From Table 1, in hardness measurement, inorganic materials other than the above-mentioned heat insulating paint are difficult to measure because the shape is granular or fibrous, and the hardness of the heat insulating material as a whole is measured. Therefore, it is not suitable for satisfying the above performance requirements. In other words, granules and fibrous materials are not suitable for the overflow prevention function of the insulating material between the double-shell steel container and the outer-frame steel container when the container is overturned.
Also, foam glass is brittle and is also unsuitable for fulfilling the above functions.
Furthermore, organic materials are difficult to apply to heat insulation in a high temperature environment (for example, 500°C). In the hardness measurement in Table 1, in rigid urethane foam to polystyrene foam, the explanation that there was a dent after measurement indicates that the hardness meter was embedded and did not restore.
Therefore, the heat insulating paint board formed with the heat insulating paint in Table 1 has a temperature range θ of -200°C to 600°C, a thermal conductivity of 0.032 (W/mK), and a measured hardness of 65. It has the above-mentioned overflow prevention function in the extremely low temperature range and the extremely high temperature range compared to other materials.
However, the hardness was measured using an Asker rubber hardness tester C type manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd. For reference, this durometer gives a value of about 10 for human skin and about 80 for car tires.
尚、断熱塗料ボード6を成形するための断熱塗料13は、バインダーとしてケイ酸塩((株)ゼットアールシー・ジャパン製、商品名:ゼロVOC水性常温亜鉛めっきZRC-液状)(前述の部分で前記特殊無機系樹脂と称している)100質量部に対して、耐アルカリ性ガラス繊維(日本電気硝子(株)製、商品名:ACS6H-103(20)/V、φ13μm×6mm長さ)5質量部を添加して撹拌混合後、多孔質のシリカエアロゲル粉末(Cabot Corporation製、商品名:P200、平均粒径:0.01~1.2mm)を10質量部添加して撹拌混合した物である。
The
1.3上蓋
(1) 真空ガラス
図22および図24、図29、図30に示すように、上面より断熱ボックス内部の状態が観察できるように上蓋16は、2枚の板ガラス内に第3スペーサーを介在して形成された気密空間を、減圧してほぼ真空にした第2減圧気密層25に形成する真空ガラス2を用いた。真空ガラス2は日本板硝子株式会社製 の「スペーシア」用い、図24に示すように、335×270×厚み6.2mmの真空ガラスの2層構造とした。尚、図13に示すように、真空ガラスを固定化するために、固定基材として高密度硬質ウレタンフォーム3(公称密度300 kg/m3)に、ウレタン系接着剤を用いて固定化した。また長手方向両端の隙間をなくすために、図24に示すように硬質ウレタンフォーム5(公称密度45kg/m3)を用いて、ウレタン系接着剤にて固定化した。
図22および図24、図30に示すように、断熱ボックス主要部17に接触する上蓋16の下面にクッション材として、ゴムスポンジ4 (ソフトプレン工業株式会社製,商品名:OP180,幅20mm,厚み4.6mmの片面粘着テープ付き)を貼付した。
1.3 Top Lid (1) Vacuum Glass As shown in FIGS. 22, 24, 29 and 30, the
As shown in FIGS. 22, 24, and 30, a rubber sponge 4 (manufactured by Softprene Kogyo Co., Ltd., product name: OP180,
(2) バックルの取付け
図14(b),図22および24、図29、図30に示しているように、上蓋16と断熱ボックス主要部17とを一体化するために、1辺当り2個のバックル7を計8個ウレタン系接着剤で固定化した。
(2) Attachment of buckles As shown in Figs. A total of eight
(3) 遮熱塗料
長時間編では39.7℃に設定された恒温室内の照明ライトから発生する近赤外線を反射させて高密度硬質ウレタンフォーム3や硬質ウレタンフォーム5を通して断熱ボックス20内へ熱が進入するのを防ぐ目的で、真球で無孔質シリカ粉末(SiO2)からなる遮熱塗料1は、(図面の丸数字に対応する。以下同じ日本中央研究所株式会社製 商品名:アドグリーンコートEX-009(白色))を採用し、図22および24に示しているように、真空ガラス2面上の観察部(250×250mm)を除く真空ガラス2の部分と2種のウレタンフォーム3、5の外表面に2時間間隔で3回塗装した。
(3) Heat-shielding paint In the long-time program, the near-infrared rays emitted from the illumination lights in the temperature-controlled room set at 39.7°C are reflected, and the heat enters the heat-insulating
〔各種試験(極寒・灼熱・長期間編)の実施〕
2. 極寒編(-196℃)
(試験概要)
断熱ボックス20A内に1℃の水を底面から5cmの高さまで注ぎ入れ、ついで図15(a),(b),(c)に示すように、回転用基材に固定化された人形が水面上を回転するように水中に設置し、ついで断熱ボックス20Aを液体窒素(LN2)貯槽用鋼製容器内の底面に静置する。この状態で液体窒素(LN2)貯槽用鋼製容器の底面からの高さが20cmになるように液体窒素(LN2,-196℃) を注ぎ入れ、断熱ボックス20Aの外表面を冷却した。液体窒素の投入と同時にタイマーが作動し、断熱ボックス20A内の水が凍結し、回転している人形が停止するまでの時間を計測した。尚、試験中に液体窒素が自然蒸発して減少するため、5分毎に液体窒素を補充した。
[Implementation of various tests (extreme cold, scorching heat, long period)]
2. Extreme cold (-196℃)
(Test overview)
Water of 1° C. is poured into the heat insulating box 20A up to a height of 5 cm from the bottom, and then, as shown in FIGS. It is placed in water so that it rotates upward, and then the insulation box 20A is placed on the bottom of a steel container for liquid nitrogen (LN2) storage tank. In this state, liquid nitrogen (LN2, -196°C) was poured into the steel container for liquid nitrogen (LN2) storage so that the height from the bottom surface was 20 cm, and the outer surface of the heat insulating box 20A was cooled. A timer was started at the same time as the liquid nitrogen was supplied, and the time until the water in the heat insulating box 20A was frozen and the rotating doll stopped was measured. During the test, the liquid nitrogen naturally evaporated and decreased, so the liquid nitrogen was replenished every 5 minutes.
(試験結果)
回転している人形の停止時間は、51分31秒であった。
3. 灼熱編(500℃)
(試験概要)
灼熱編(500℃)の試験では、断熱ボックス20Bを使用した。
図16(a)に示しているように、厚さ2cmの鋼板下面をガスバーナーで炙って、その表面温度が500℃になった鋼板上面に断熱ボックス20Bを静置し、直ちに図16(b),(c)に示すように、φ1cm×10cmの氷柱3本上の土台におかれた人形を断熱ボックス20B内底面に静置する。人形が静置されたと同時にタイマーが作動し、氷柱が融解して人形が転倒するまでの時間を計測した。
(Test results)
The stopping time of the spinning doll was 51 minutes and 31 seconds.
3. Burning (500°C)
(Test overview)
The heat insulation box 20B was used in the test of the scorching knitting (500°C).
As shown in FIG. 16(a), the lower surface of a steel plate with a thickness of 2 cm is heated with a gas burner, and the heat insulating box 20B is placed on the upper surface of the steel plate whose surface temperature has reached 500° C. Immediately after that, as shown in FIG. ), (c), a doll placed on the base of three icicles of φ1 cm×10 cm is placed on the inner bottom surface of the heat insulating box 20B. As soon as the doll was placed still, a timer was started to measure the time it took for the icicles to melt and the doll to topple over.
(試験結果)
氷柱が融解して人形が転倒するまでの時間は、19分21秒であった。
4. 長時間編(39.7℃)
(試験概要)
長時間編(39.7℃)の試験では、極寒編(-196℃)で使用した断熱ボックス20A 内に発生した氷を60℃の水で融解後、内部の水を除去して常温に戻したものを長時間編(39.7℃)の試験体とした。あらかじめ重量が測定されたプラスチック棒付きアイスキャンディーを図17(b)に示すように、断熱ボックス20A内の高さ中央位置に固定化し、この断熱ボックス20Aを図17(a)に示すように、岐阜県多治見市のH28年度の夏場における最高気温である39.7℃に調節された恒温室内に80分間静置した。80分経過後に断熱ボックス20A内のアイスキャンディーを取り出して残存するアイスキャンディーの重量を測定し、80分間で融解したアイスキャンディーの量を算定した。
(Test results)
It took 19 minutes and 21 seconds for the icicles to melt and the doll to fall.
4. Long knitting (39.7℃)
(Test overview)
In the long knitting (39.7°C) test, the ice generated in the heat insulating box 20A used in the extreme cold knitting (-196°C) was melted with water at 60°C, then the water inside was removed and the temperature was returned to normal temperature. A long-time knitting (39.7°C) test piece was used. As shown in FIG. 17(b), a pre-weighed popsicle stick with a plastic stick was fixed in a heat-insulating box 20A at a central height position. It was allowed to stand for 80 minutes in a constant temperature room adjusted to 39.7°C, which is the maximum temperature in the summer of 2016 in Tajimi City, Gifu Prefecture. After 80 minutes had passed, the popsicles in the heat-insulating box 20A were taken out, the weight of the remaining popsicles was measured, and the amount of popsicles melted in 80 minutes was calculated.
(試験結果)
アイスキャンディー融解量は、1g未満であった。
(Test results)
The melted amount of popsicle was less than 1 g.
尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。 As described above, reference numerals are used for convenience of comparison with the drawings, but such entries do not limit the present invention to the configurations shown in the attached drawings. Moreover, it is a matter of course that the present invention can be embodied in various modes without departing from the gist of the present invention.
1 遮熱塗料
2 真空ガラス
3 高密度硬質ウレタンフォーム
4 ゴムスポンジ
5 硬質ウレタンフォーム
6 断熱塗料ボード
7 バックル
8 鋼板
9 高性能断熱材
10 炭化ケイ素添加シリカエアロゲル粉末
11 2重殻鋼製容器(第1容器)
12 鋼板
13 断熱塗料
14 防水材
15 鋼板(薄板)
16 上蓋(蓋部)
17 断熱ボックス主要部
18 外枠鋼製容器(第2容器)
20 断熱ボックス(容器本体部)
23 第1減圧気密層
25 第2減圧気密層
S 収容空間
1
12
16 upper lid (cover)
17 Insulation box
20 Insulation box (container body)
23 First reduced-pressure
Claims (4)
前記収容空間に被保温材を出し入れ自在な前記容器本体部の出入口に対し、その出入口を閉塞自在な蓋部を設け、
前記容器本体部は第1の2重殻鋼製容器を、第2の外枠鋼製容器内に挿入させたものから形成し、
前記第1の2重殻鋼製容器は、内側鋼製容器を外側鋼製容器内に挿入した状態でそれらの周壁間に第1スペーサー部材を収容して減圧した第1減圧気密層を備え、
前記第1の2重殻鋼製容器の外側で前記第2の外枠鋼製容器との間隙空間は、第2スペーサー部材を収容した状態で、大気圧状態で密封してあり、
前記蓋部は、その肉厚内に第3スペーサー部材を介在して減圧した第2減圧気密層を設け、
前記第1減圧気密層には、前記第1スペーサー部材として耐熱性で低温に対する保温性能の高い二酸化ケイ素(SiO2)からなるエアロゲルの粉体と耐熱性で高温に対する保温性能の高い炭化ケイ素(SiC)の粉体との混合粉体を充填してあり、
前記第1の2重殻鋼製容器の外側で前記第2の外枠鋼製容器との間隙空間には、前記第2スペーサー部材として、ヒュームドシリカ(SiO2)と炭化ケイ素(SiC)を含有する混合体を圧縮成型した断熱成形板と、前記混合粉体とを充填し、
前記第1の2重殻鋼製容器の外側で前記第2の外枠鋼製容器との間隙空間における上端部には、弾力性のある断熱成形体を全周に亘って充填してある断熱容器。 A container body is provided inside which forms a storage space capable of storing a material to be insulated,
provided with a lid capable of closing the entrance of the container main body through which the material to be insulated can be put in and out of the accommodation space;
The container main body is formed by inserting a first double-shell steel container into a second outer-frame steel container,
The first double-shell steel container has a first pressure-reduced pressure-reduced airtight layer containing a first spacer member between the peripheral walls of the inner steel container inserted into the outer steel container,
A gap space between the first double-shell steel container and the second outer-frame steel container is sealed under atmospheric pressure while containing a second spacer member,
The lid portion is provided with a second reduced-pressure airtight layer that is decompressed with a third spacer member interposed in the thickness thereof,
In the first reduced-pressure airtight layer, as the first spacer member, airgel powder made of silicon dioxide (SiO 2 ), which is heat-resistant and has high heat-retaining performance against low temperatures, and silicon carbide (SiC), which has high heat-resistant and heat-retaining performance against high temperatures. ) is filled with powder mixed with
Fumed silica (SiO 2 ) and silicon carbide (SiC) are used as the second spacer member in the gap space between the first double-shell steel container and the second outer-frame steel container. Filling a heat insulating molded plate obtained by compression molding the mixture containing and the mixed powder,
Insulation in which the upper end portion of the gap between the first double-shell steel container and the second outer-frame steel container is filled with an elastic heat-insulating molded body over the entire circumference. container.
前記断熱成形板と前記第1の2重殻鋼製容器の側面との空間に前記混合粉体を充填してある請求項1または2に記載の断熱容器。 placing the heat insulating molded plate against the inner surface of the second outer frame steel container;
3. The insulated container according to claim 1, wherein said mixed powder is filled in a space between said insulated molded plate and the side surface of said first double-shell steel container.
前記内側鋼製容器と前記外側鋼製容器との間隙に、耐熱性で断熱性の前記混合粉体から成る前記第1スペーサー部材を充填し、
前記第1の2重殻鋼製容器を乾燥機内で加熱して、前記内側鋼製容器と前記外側鋼製容器との間の粉体充填空間が常温になる前に、その粉体充填空間を気密状態に封印することにより前記第1減圧気密層を形成する断熱容器の製法。 For forming the first double-shell steel container according to any one of claims 1 to 3,
Filling the gap between the inner steel container and the outer steel container with the first spacer member made of the mixed powder having heat resistance and heat insulation,
The powder-filled space between the inner steel container and the outer steel container is heated before the powder-filled space between the inner steel container and the outer steel container reaches normal temperature by heating the first double-shell steel container in a dryer. A method for producing an insulated container in which the first pressure-reduced airtight layer is formed by sealing in an airtight state.
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