WO2016027461A1 - 断熱容器および断熱構造体 - Google Patents

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WO2016027461A1
WO2016027461A1 PCT/JP2015/004120 JP2015004120W WO2016027461A1 WO 2016027461 A1 WO2016027461 A1 WO 2016027461A1 JP 2015004120 W JP2015004120 W JP 2015004120W WO 2016027461 A1 WO2016027461 A1 WO 2016027461A1
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insulating material
heat insulation
box
container
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法幸 宮地
健太 宮本
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • F17C2223/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG

Definitions

  • the present invention relates to a heat insulating container and a heat insulating structure such as a low temperature tank for storing an ultra low temperature material such as LNG (liquefied natural gas).
  • LNG liquefied natural gas
  • LNG transport ships are typical examples of storing ultra-low temperature materials such as Liquidated Natural Gas (LNG).
  • LNG Liquidated Natural Gas
  • the membrane mold is composed of a primary sealing wall and a secondary sealing wall, and a heat insulating wall body.
  • the heat insulating wall is generally configured by filling a box such as a plywood board with a heat insulating material such as perlite or glass wool.
  • the heat insulating wall body is required to hold an ultra-low temperature material such as LNG at about ⁇ 162 ° C., so that the heat insulating property is better.
  • a vacuum heat insulating member is installed between the tank inner tank and the tank outer tank together with a heat insulating material such as pearlite, although it is not a heat insulating container for the LNG transport ship.
  • the provided low temperature tank is proposed (for example, refer to patent documents 1).
  • FIG. 10 is a view showing a heat insulation structure of a conventional low-temperature tank disclosed in Patent Document 1. As shown in FIG.
  • the heat insulation structure of the low-temperature tank includes a tank inner tank 101 and a tank outer tank 102. Further, a vacuum bulb 103 filled between the tank inner tank 101 and the tank outer tank 102 and a powder heat insulating material 104 such as pearlite filled between the tank inner tank 101 and the tank outer tank 102 are provided. Yes.
  • a vacuum region can be created in the powder heat insulating material 104 (in the non-vacuum heat insulating structure) between the tank inner tank 101 and the tank outer tank 102. And the heat insulation performance can be improved by this vacuum region.
  • the heat insulating property is improved by the amount of the vacuum region provided, but the vacuum bulb 103 becomes ultra-low temperature due to ultra-low heat such as LNG in the tank inner tank 101.
  • the vacuum sphere 103 on the tank inner tank 101 side becomes extremely low temperature, it is necessary to form the vacuum sphere 103 with a metal that can withstand this ultra-low temperature. .
  • this configuration is applied to a heat insulating wall body of an LNG transport ship, that is, a case where a heat insulating wall body is formed by filling a vacuum ball 103 together with a heat insulating material such as pearlite in a box body such as a plywood board.
  • a heat insulating wall body is formed by filling a vacuum ball 103 together with a heat insulating material such as pearlite in a box body such as a plywood board.
  • the cost increase of each heat insulation wall is accumulated for thousands of heat insulation walls to be used, and when combined, the cost increase rate becomes very high, and the configuration is realized in reality. It was difficult to do.
  • This panel-like vacuum heat insulating material is a general-purpose product, so it is inexpensive and can realize a significant cost reduction.
  • pearlite which is a heat insulating material filled in a box such as a plywood board
  • a play gap is generated between the vacuum heat insulating material in the box and the inner surface of the box.
  • the vacuum heat insulating material slightly vibrates with the vibration of the LNG hull, and the outer jacket material rubs against the inner surface of the box body and is damaged, and the vacuum is damaged by the flaw and the heat insulating property is improved. There are signs of a decline.
  • the outer cover material of the vacuum heat insulating material leaks the ultra-low temperature of a substance such as LNG conducted through the heat insulating material such as pearlite, so that the multilayer laminate film that is the outer cover material of the vacuum heat insulating material tends to become low-temperature embrittlement. It is in. For this reason, an ingenuity is needed for how to provide a vacuum heat insulating material.
  • the present invention has been made in view of these points, and provides a heat insulating container and a heat insulating structure capable of ensuring high heat insulating performance over a long period of time while realizing cost reduction.
  • the heat insulation container of the present invention is a heat insulation container that holds a substance that is 100 ° C. lower than room temperature, and is a heat insulation box provided between a container inner tank, a container outer tank, and a container inner tank and a container outer tank. And a heat insulating layer provided inside the heat insulating box. And a heat insulation layer has the heat insulating material comprised from the material different from a panel-shaped vacuum heat insulating material which has a core material and the jacket material which vacuum-seals a core material, and a vacuum heat insulating material. Yes. Furthermore, the vacuum heat insulating material has a thermal stress dispersion layer and is fixed to the heat insulating box.
  • the heat insulation structure of the present invention is a heat insulation structure including a container outer tub, a first heat insulation box, and a second heat insulation box.
  • the first heat insulating box includes a first box frame, a first heat insulating material provided in the first box frame, and a first closing plate for closing the opening side of the first box frame. It is unitized by.
  • the second heat insulation box is provided in the second box frame body, the second box frame body, the partition body partitioning the inside of the second heat insulation box, and laid on the bottom surface of the partition partitioned by the partition body.
  • the 2nd heat insulating material distribute
  • the 2nd heat insulation box is arrange
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a heat insulating container according to the first embodiment of the present invention.
  • Drawing 2 is a mimetic diagram showing the internal structure of the heat insulation structure used for the heat insulation container in a 1st embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view of a heat insulating structure used in the heat insulating container according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a vacuum heat insulating material used in the heat insulating structure used in the heat insulating container according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a plan view of a vacuum heat insulating material used in the heat insulating structure used in the heat insulating container according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a heat insulating container according to the first embodiment of the present invention.
  • Drawing 2 is a mimetic diagram showing the internal structure of the heat insulation structure used for the heat insulation container in
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing a thermal simulation result of the heat insulating container according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing an experimental example in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is sectional drawing which shows the heat insulation structure of the heat insulation container in the 3rd Embodiment of this invention.
  • FIG. 9A is a diagram illustrating an example of a configuration of an explosion-proof structure according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9B is a diagram showing another example of the configuration of the explosion-proof structure according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram showing a heat insulation structure of a conventional low-temperature tank disclosed in Patent Document 1. As shown in FIG.
  • (First embodiment) 1 to 5 show a configuration of the heat insulating container 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a heat insulating container 1 according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an internal structure of a heat insulating structure used in the heat insulating container 1
  • FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of the vacuum heat insulating material 9 used for the heat insulating structure
  • FIG. 5 is a plan view of the vacuum heat insulating material 9, and FIG. It is explanatory drawing which shows the thermal simulation result of the heat insulation container 1 in the same 1st Embodiment.
  • the heat insulating container 1 is constituted by the hull itself, and an inner and outer double heat insulating structure called primary heat insulation and secondary heat insulation is adopted inside the container serving as a tank. Has been.
  • the heat insulating container 1 includes a container outer tank 2, an intermediate tank 4 provided inside the container outer tank 2, and a container inner tank provided via the intermediate tank 4. 3 is provided.
  • Each of the inner tank 3 and the intermediate tank 4 is made of a stainless steel membrane or invar (nickel steel containing 36% nickel) and is resistant to heat shrinkage.
  • a first heat insulating box 5 which is a heat insulating structure disposed between the inner tank 3 and the intermediate tank 4 is a wooden box frame 6 (first box frame) such as a plywood plate having an open surface.
  • a powder heat insulating material 7 such as pearlite filled in the box frame 6.
  • the 1st heat insulating material may be comprised with glass wool etc. instead of pearlite, and this Embodiment demonstrates by using the pearlite which is the powder heat insulating material 7 as a 1st heat insulating material. .
  • the second heat insulation box 8 arranged between the intermediate tank 4 and the container outer tank 2 is a wooden box frame 6 (second box frame) with one side opened.
  • a box frame body 6 is formed into a unit by closing with a closing plate 10 made of the same material as that 6. By arranging this unit, the first heat insulation box 5 and the second heat insulation box 8 are constructed.
  • the second heat insulation box 8 is arranged so that the vacuum heat insulating material 9 faces the outside, that is, the container outer tub 2 side. Therefore, the powder heat insulating material 7 of the first heat insulating box 5 and the second heat insulating box 8 constitutes the first heat insulating layer on the low temperature side, and the vacuum heat insulating material 9 constitutes the second heat insulating layer. It will be.
  • FIG. 4 shows a vacuum heat insulating material 9 serving as a second heat insulating layer.
  • the vacuum heat insulating material 9 is formed in a panel shape by enclosing a core material 11 in an outer cover material 12 and sealing it under reduced pressure.
  • the outer covering material 12 includes a first protective layer 13a made of a PET film having a thickness of 12 ⁇ m, a second protective layer 13b made of a nylon film having a thickness of 25 ⁇ m, a gas barrier layer 14 made of an aluminum foil having a thickness of 7 ⁇ m, and a thickness It is a laminate film in which a heat-welding layer 15 made of a low-density polyethylene film having a thickness of 50 ⁇ m is formed in multiple layers.
  • the vacuum heat insulating material 9 depressurizes the core material 11 formed by firing glass fibers formed by a centrifugal method having an average fiber diameter of 4 ⁇ m, and the adsorbent 16 mainly composed of calcium oxide, and ends thereof.
  • the heat-welded layers 15 are heat-bonded and sealed so as to face each other.
  • the sealing fin 17 which the core material 11 does not have in the inside and the jacket materials 12 are contacting is formed in the part heat-welded and the outer part.
  • the thermal stress dispersion layer 18 is laminated and integrated on the outer sides of the upper and lower surfaces of the first protective layer 13a constituting the outer cover material 12, respectively. . That is, the outermost layer of the jacket material 12 is constituted by the thermal stress dispersion layer 18.
  • the thermal stress dispersion layer 18 may be integrated with the first protective layer 13a by adhesion.
  • the thermal stress dispersion layer 18 is formed of a material having a low coefficient of linear expansion and a small thermal shrinkage, and having a resistance to ultra-low temperatures and a high mechanical strength.
  • the thermal stress dispersion layer 18 is configured by a glass cloth having a thickness of about 150 ⁇ m.
  • the vacuum heat insulating material 9 is closed through the thermal stress dispersion layer 18 of the jacket material 12 in the present embodiment. Are adhered and fixed by an adhesive such as hot melt.
  • an adsorbent made of ZSM-5 type zeolite in a powder form having a large surface area is used.
  • at least 50% or more of the copper sites of ZSM-5 type zeolite are copper monovalent sites.
  • an adsorbent in which at least 50% or more of the copper monovalent sites are oxygen tricoordinate copper monovalent sites can be used.
  • the gas adsorbent used in the present embodiment is ZSM-5 type zeolite, which is formed without using a combustible material.
  • the flame retardant structure is further improved. That is, by using inorganic fibers for the core material 11 of the vacuum heat insulating material 9, the flame retardancy is improved as compared with the heat insulating material using organic fibers, and as a result, the flame retardance of the heat insulating container 1 can be improved. it can. Moreover, since inorganic fiber is used, there is little volume expansion by the humidity in gas, and as a result, the shape retention property of the heat insulation container 1 and the explosion-proof property mentioned later can also be improved.
  • the heat insulating container 1 is arranged on the container inner tub 3 side, and the powder heat insulating material 7 in the first heat insulating box 5 and the powder heat insulating material 7 in the second heat insulating box 8 located on the container outer tub 2 side.
  • the LNG in the container housing is kept at a low temperature.
  • the vacuum heat insulating material 9 is a panel-shaped general-purpose product, it can be provided at low cost, and the cost increase rate as a heat insulating structure can be greatly reduced. And since the pearlite powder which comprises a 1st heat insulation layer is also provided at low cost, the heat insulation structure mentioned above can be implement
  • the vacuum heat insulating material 9 is bonded and fixed to the closing plate 10 of the second heat insulating box 8. Thereby, even if the powder heat insulating material 7 located on the container inner tub 3 side than the vacuum heat insulating material 9 is thinned by long-term use, the volume is reduced, and a play gap is generated in the second heat insulating box 8.
  • the vacuum heat insulating material 9 does not vibrate slightly in the second heat insulating box 8. Therefore, it prevents the occurrence of damage such as tearing of the jacket material and occurrence of cracks caused by slight vibration of the vacuum heat insulating material 9 in the second heat insulating box 8, and ensures high heat insulating performance over a long period of time. can do.
  • the vacuum heat insulating material 9 is arranged outside the powder heat insulating material 7 of the second heat insulating box 8. Therefore, since the ultra-low temperature which leaks from the ultra-low temperature substance in the container inner tank 3 to the vacuum heat insulating material 9 is first reduced by the heat insulating action by the powder heat insulating material 7, it suppresses that the jacket material 12 becomes low temperature embrittlement. Can do. Therefore, the vacuum heat insulating material 9 can maintain the original high heat insulating performance, and also suppresses the deterioration of the heat insulating performance due to the damage of the jacket material 12 due to the low temperature embrittlement of the vacuum heat insulating material 9, and further increases the length. High thermal insulation can be ensured over a period of time.
  • the first heat insulating layer that insulates between the container inner tank 3 and the vacuum heat insulating material 9 is separated into the powder heat insulating material 7 of the first heat insulating box 5 and the powder heat insulating material 7 of the second heat insulating box 8. It is set as the structure provided. Thereby, the wood of the box frame body 6 and the air layer between the box frame bodies 6 exist between them, and material continuity (the first heat insulation box 5 and the second heat insulation box 8). The continuity in the case where the inner powder heat insulating material 7 continues from the container inner tub 3 side to the vacuum heat insulating material 9 is broken. Thereby, the amount of heat leaks can be reduced, and the low temperature embrittlement of the jacket 12 of the vacuum heat insulating material 9 can be more effectively suppressed.
  • the thermal conductivity ⁇ of the vacuum heat insulating material 9 is higher than that of the powder heat insulating material 7 in the first heat insulating box 5 and the second heat insulating box 8 as described above. About 20 times lower. Thereby, compared with the structure which consists only of the powder heat insulating material 7, since the heat insulation effect by the vacuum heat insulating material 9 is added, the heat insulation performance can be improved greatly.
  • the vacuum heat insulating material 9 fully utilizes the high heat insulating performance to block outside air heat, and the powder heat insulation inside the vacuum heat insulating material 9, that is, in the first heat insulating box 5 and the second heat insulating box 8 is used.
  • the ambient temperature of the portion where the material 7 is provided is greatly reduced.
  • the heat insulation effect which the powder heat insulating material 7 in the 1st heat insulation box 5 and the 2nd heat insulation box 8 has improved relatively, and the high heat insulation effect which the vacuum heat insulating material 9 itself has is demonstrated. Together, the insulation performance can be made extremely high.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing a thermal simulation result in the first embodiment of the present invention
  • a broken line indicated by A is a stack of two first heat insulating boxes 5 made of conventional pearlite powder heat insulating material.
  • the characteristic of the conventional type which is 530 mm is shown.
  • the dashed-dotted line shown by B shows the characteristic of the structure similar to this Embodiment provided with the 2nd heat insulation box 8 which has the vacuum heat insulating material 9 in the outer tank side of the 1st heat insulation box 5. Yes.
  • the outer surface temperature of the first heat insulating layer made of pearlite powder heat insulating material is changed from A to B by the heat insulating effect by the second heat insulating layer by the vacuum heat insulating material 9. Can be lowered. That is, the atmospheric temperature of the installation part of the 1st heat insulation layer is falling by the vacuum heat insulating material 9.
  • FIG. 7 is a diagram showing an experimental example in the first embodiment of the present invention.
  • Comparative Example 1 has a configuration formed only of a heat insulating layer in which the vacuum heat insulating material 9 is not disposed.
  • Experimental example 1 is the same heat insulation layer thickness as that of comparative example 1, and the change in the heat transmissivity is measured in a configuration in which a vacuum heat insulating material is provided on the outer wall side as the second heat insulating layer.
  • the thickness of the heat insulating layer is measured when the thermal conductivity is the same as in Experimental Example 1 without providing the vacuum heat insulating material 9.
  • the temperature in the tank was -160 ° C, and the outside air temperature was 25 ° C.
  • a powder heat insulating material 7 such as pearlite is used as the first heat insulating layer, and a vacuum heat insulating material 9 is used as the second heat insulating layer.
  • the average heat transmissivity is measured in the same manner as in Comparative Example 1 in the thickness of the entire heat insulating layer.
  • the average heat transmission coefficient is, with respect to 0.0785 [W / m 2 ⁇ K ] of Comparative Example 1
  • Experimental Example 1 0.0514 [W / m 2 ⁇ K ]
  • the heat insulating performance is 35% It has improved.
  • Experimental Example 2 is 950 [mm], and in the conventional configuration, if the thickness is not increased by 79%, the thermal insulation of Experimental Example 1 as in this embodiment is used. It turns out that performance is not obtained.
  • the configuration of the present embodiment as an insulating container (tank) such as an LNG tanker that uses LNG boil-off gas as fuel, the amount of LNG used can be suppressed. . Therefore, economic efficiency is improved, and in the type of LNG tanker that reliquefies the LNG boil-off gas, energy loss for the reliquefaction can be reduced.
  • the multilayer laminate film of the vacuum heat insulating material 9 is stretched and stretched due to the heat shrinkage of the closing plate 10, and the multilayer laminate film is repeatedly stretched and stretched. There is a concern that a crack is generated and the heat insulation performance of the vacuum heat insulating material 9 is lowered due to the crack and the heat insulation performance is lowered.
  • the vacuum heat insulating material 9 is bonded and integrated with the closing plate 10 via the thermal stress dispersion layer 18. Accordingly, it is possible to suppress the occurrence of cracks or the like in the jacket material 12 due to the thermal contraction of the closing plate 10.
  • the thermal stress dispersion layer 18 constituting the outermost layer of the jacket material 12 is made of glass cloth, has a small linear expansion coefficient and little thermal shrinkage, and has resistance to ultra-low temperatures and mechanical strength. high. As a result, the thermal contraction force is dispersed and absorbed almost without causing thermal contraction with almost no thermal contraction against the thermal contraction of the closing plate 10.
  • a tensile shrinkage force due to thermal shrinkage of the closing plate 10 acts on the gas barrier layer 14 made of aluminum foil of the outer covering material 12 laminated and integrated with the thermal stress dispersion layer 18. This prevents the generation of cracks.
  • the heat stress dispersion layer 18 receives and disperses the heat shrink stress that tends to concentrate on the corner portion. Can be protected from heat shrinkage stress, and cracks due to concentration of this heat shrinkage stress can be efficiently suppressed.
  • a glass cloth is used as the thermal stress dispersion layer 18.
  • the glass cloth has a low coefficient of linear expansion, a small thermal shrinkage, a high resistance to ultra-low temperatures and a high mechanical strength, and also a low thermal conductivity and a high thermal insulation.
  • the glass cloth can suppress that the jacket material 12 becomes low temperature embrittlement by the ultra-low temperature from the substance preserve
  • flame retardancy, durability, reliability, and electrical insulation can be secured without problems.
  • the thermal stress dispersion layer 18 that is the outermost layer of the outer covering material 12 of the vacuum heat insulating material 9 is integrally laminated on both the upper and lower surfaces of the outer covering material 12.
  • the outer cover 12 of the vacuum heat insulating material 9 has a high strength on the entire outer surface, and the cover 12 can be prevented from being cracked or torn due to handling during production. Therefore, it is possible to suppress the generation rate of defective products of the vacuum heat insulating material 9 that are likely to occur in the process of assembling the heat insulating structure, and to improve the heat insulating performance over a long period of time while suppressing an increase in cost.
  • the configuration of the present embodiment uses the core material 11 formed by firing glass fibers. By being, compared with the case where baking is not performed, a dimensional change can be suppressed significantly and safety can be improved.
  • the dimensional deformation becomes twice or more, and the thickness increases to about 5 to 6 times.
  • the dimensional deformation can be suppressed to about 1.2 times, and at most 1.5 times or less, so the dimensional deformation can be prevented between the inner wall and the outer wall of the tank. It is possible to suppress harmful effects caused by waking up.
  • the vacuum heat insulating material 9 is greatly expanded and deformed during the hot water cleaning, and the vacuum heat insulating material 9 itself is largely thermally expanded and deformed. As a result, it is possible to suppress the adverse effect of deforming the inner wall and the outer wall of the tank.
  • the core material 11 is formed by a centrifugal method.
  • the core material 11 formed by a papermaking method that dehydrates the water-containing core material so as to spread paper is used. It is also possible to use it.
  • the fiber is dispersed in advance by dissolving in water, and then dehydrated, so that there is little dimensional deformation when the pressure is reduced with respect to atmospheric pressure, and the thickness is reduced. To form. For this reason, even if it is a case where a bag breaks as mentioned above, it becomes possible to suppress the bad effect which generate
  • the configuration of the second embodiment is the same as the configuration shown in FIGS. 1 to 5, but the first protective layer 13 a and the second protective layer 13 b of the jacket material 12 of the vacuum heat insulating material 9 are as follows.
  • the material on the first heat insulating layer side is composed of a material having a higher resistance to low temperature embrittlement than the material on the opposite side, which is in contact with the container outer tub 2.
  • the material on the side of the vacuum heat insulating material 9 in contact with the powder heat insulating material 7 is a material obtained by coating a laminate film with aluminum foil, and the material on the opposite side on the side in contact with the container outer tub 2 is used as the laminated film. Is a material with aluminum deposition coating.
  • the protective layer of the vacuum heat insulating material 9 on the side in contact with the powder heat insulating material 7 has a multi-layered structure, and the protective layer on the opposite side on the side in contact with the container outer tub 2 has a single structure.
  • the low-temperature embrittlement resistance of the jacket material 12 on the side of the vacuum heat insulating material 9 on the low temperature side can be further enhanced.
  • the jacket material 12 on the opposite side can be made of a relatively inexpensive material or the same material in a small amount, and is inexpensive and reliable. Can be improved.
  • the aluminum vapor deposition film located on the outer wall side has higher heat insulation performance than aluminum foil, so it is possible to suppress the ingress of heat from the outside air, and to maintain the inside of the tank at a lower temperature. Become.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a heat insulating structure of a heat insulating container according to the third embodiment of the present invention.
  • the heat insulating structure of the present embodiment is configured by configuring the powder heat insulating material 7 of the first heat insulating box 5 and the second heat insulating box 8 in the first embodiment with a heat insulating panel 21 such as polystyrene foam. .
  • the heat insulation panel 21 is formed of foamed polystyrene in the present embodiment, but is made of a heat insulation material selected from polyurethane foam, phenol foam, glass wool and pearlite, etc. loaded in a heat insulation frame (not shown). May be.
  • the space between the heat insulating panels 21 and between the vacuum heat insulating materials 9 is filled with a filling heat insulating material 22 to ensure heat insulation.
  • the filled heat insulating material 22 is a flexible and stretchable material, such as microglass wool having a fiber diameter of less than 1 ⁇ m, soft urethane, and materials close to the linear expansion coefficient of the inner tank 3 such as phenol foam and polyurethane with a reinforcing material. A material selected from foam and the like is used.
  • the vacuum heat insulating material 9 is arranged so as to cover the entire surface of the first heat insulating layer formed of the heat insulating panel 21 by abutting the outer peripheral edge portion thereof. Furthermore, in this Embodiment, the butt
  • the vacuum heat insulating material 9 is bonded and fixed to the container outer tub 2 side, and the same operational effects as in the case of the first embodiment can be obtained.
  • the heat insulation layer which heat-insulates between the container inner tank 3 and the vacuum heat insulating material 9 with the heat insulation panel 21 by the side of the container inner tank 3, and the heat insulation panel 21 by the side of the container outer tank 2. are provided separately.
  • the intermediate tank 4 is located between the heat insulation panel 21 on the container inner tank 3 side and the heat insulation panel 21 on the container outer tank 2 side, and the heat insulation panel 21 on the container inner tank 3 side and the heat insulation on the container outer tank 2 side.
  • Material continuity with the panel 21 (continuity when the heat insulating panel 21 on the container inner tub 3 side and the heat insulating panel 21 on the container outer tub 2 side are continuous up to the vacuum heat insulating material 9. ) Has been cut off. Thereby, the amount of ultra-low temperature leak can be reduced, and the low temperature embrittlement of the jacket 12 of the vacuum heat insulating material 9 can be more effectively suppressed.
  • the heat conductivity ⁇ of the vacuum heat insulating material 9 is about 15 times lower than that of the heat insulating panel 21 made of styrene foam, as described above. Therefore, compared with the structure which consists only of the heat insulation panel 21, since the heat insulation by the vacuum heat insulating material 9 is added, the heat insulation performance can be improved dramatically.
  • the vacuum heat insulating material 9 fully utilizes its high heat insulating performance to block outside air heat, and greatly increases the ambient temperature inside the vacuum heat insulating material 9, that is, the portion where the multiple layers of heat insulating panels 21 are provided. It has been reduced to. As a result, the heat insulation effect of the multi-layered heat insulation panel 21 is relatively improved, and combined with the high heat insulation effect of the vacuum heat insulating material 9 itself, the heat insulation performance is extremely high. be able to.
  • the vacuum heat insulating material 9 is abutted at a position shifted from the panel abutting portion of the heat insulating panel 21 and covers almost the entire outside of the heat insulating panel 21. Thereby, it can prevent that the low heat
  • the sealing fin 17 of the vacuum heat insulating material 9 is configured to be folded into the heat insulating panel 21 side. Thereby, the heat leak which arises through the sealing fin 17 of the vacuum heat insulating material 9 can be suppressed. Therefore, it is possible to efficiently exhibit the heat insulating effect that fully utilizes the heat insulating effect of the vacuum heat insulating material 9 and the effect of lowering the ambient temperature of the portion where the heat insulating panel 21 is installed. Therefore, the heat insulation effect using the vacuum heat insulating material 9 can be fully exhibited, and the heat insulation can be dramatically improved.
  • the micro glass wool of the filled heat insulating material 22 filled in the butt portion between the vacuum heat insulating materials 9 is flexible and rich in elasticity. Therefore, even if the vacuum heat insulating material 9 expands and contracts according to the temperature of the outside air, the filling heat insulating material 22 expands and contracts accordingly. Thereby, the crack of the covering material 12 by restraining expansion-contraction of the vacuum heat insulating material 9, a crack breakage, etc. can be prevented, and high heat insulation performance can be ensured over a long period of time.
  • the vacuum heat insulating materials 9 are fixed by the filling heat insulating material 22. Therefore, cracks and the like are likely to occur due to stress strain due to the temperature difference between the upper and lower surfaces. Therefore, a configuration in which the thermal stress distribution layer 18 is provided between the vacuum heat insulating material 9 and the heat insulating panel 21 to distribute the thermal stress is particularly effective.
  • the intermediate tank 4 and the container inner tank 3 described in each embodiment are formed of a membrane or invar. Since these members are resistant to heat shrinkage, thermal shrinkage or overload is applied to the container inner tank 3 and the intermediate tank 4 due to changes in the use environment, etc., so that a low-temperature substance in the container inner tank 3, such as LNG, etc. It is possible to prevent the evaporative gas from leaking from the inner tank 3 in advance. Therefore, the leaked evaporating gas such as liquefied natural gas is not diffused to the first heat insulation layer and the second heat insulation layer to impair the heat insulation performance, and a highly reliable heat insulation container is realized. can do.
  • the rapid deformation of the vacuum heat insulating material 9 can be more reliably suppressed and prevented. I am doing so.
  • the configuration and effects of the parts other than the explosion-proof structure A are the same as those in the first to third embodiments, and are the same as those in the first to third embodiments. Are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different portions will be described.
  • the explosion-proof structure A used in the present embodiment is not limited to a specific structure, but typically, for example, Configuration Example 1: A configuration in which the jacket material 12 releases residual gas to the outside and relaxes expansion, and Configuration Example 2:
  • the adsorbent 16 enclosed with the core material 11 in the outer cover material 12 is a chemical adsorption type that chemically adsorbs the residual gas, or is non-exothermic that does not generate heat due to the adsorption of the residual gas. Or a chemisorption and non-pyrogenic composition, Etc. are exemplified.
  • FIG. 9A and FIG. 9B are diagrams showing an example of the configuration of the explosion-proof structure A in the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9A shows an example of the explosion-proof structure A constituted by the check valve 24.
  • the check valve 24 has a cap-like configuration that closes a valve hole 25 provided in a part of the jacket material 12.
  • the valve hole 25 is provided so as to penetrate the inside and outside of the jacket material 12, and the cap-shaped check valve 24 is made of an elastic material such as rubber.
  • the check valve 24 is made of an elastic material. Can be closed. In the unlikely event that the residual gas expands inside the jacket material 12, the check valve 24 is easily removed from the valve hole 25 as the internal pressure increases, and the residual gas is released to the outside.
  • FIG. 9B shows an example of the explosion-proof structure A configured by providing the strength reduction portion 26.
  • the strength reduction part 26 is configured by a part 26a in which a part of the welding area is reduced in the welding part between the sealing fins 17.
  • the inner side (core material 11 side) of the welding portion 26a of the sealing fin 17 is not welded.
  • part 26a is smaller than the welding site
  • part 26a which made the welding area of the heat welding layer 15 small peels, and residual gas is escaped outside.
  • the strength reduction portion 26 is not limited to the configuration shown in FIG. 9B in which the welding area is partially reduced, and may have a configuration in which the welding strength is partially reduced even if the welding area is the same.
  • the sealing fin 17 when the sealing fin 17 is heat-welded, only a part of the heat may be applied to reduce the degree of welding at the welding site. Or you may provide the intensity
  • a portion where the lamination strength is partially reduced may be formed between the heat-welded layer 15 and the gas barrier layer 14 constituting the jacket material 12 to form the strength reduction portion 26.
  • the strength reduced portion 26 may be formed by using a part of the material of the heat welding layer 15 as a material having a welding strength lower than that of other portions.
  • low-density polyethylene can be suitably used as the heat-welding layer 15, but high-density polyethylene, ethylene-vinyl alcohol copolymer, or amorphous polyethylene is used as a part of the heat-welding layer 15. Terephthalate or the like may be used. Since these polymer materials have lower welding strength than low-density polyethylene, they can be suitably used for forming the strength-decreasing portion 26.
  • the vacuum heat insulating material 9 may be exposed to a harsh environment.
  • the check valve 24 comes off from the valve hole 25 or excessively expands from the strength lowering portion 26. It is possible to effectively avoid the deformation of the vacuum heat insulating material 9 by the pressure being dissipated to the outside. Therefore, the explosion-proof property of the vacuum heat insulating material 9 can be improved, and the safety
  • FIG. 9A and FIG. 9B showing the configuration of the present embodiment, the explosion-proof structure A is highlighted without showing the thermal stress dispersion layer 18 provided on the vacuum heat insulating material 9.
  • an example of the explosion-proof structure A of Configuration Example 2 is an adsorbent composed of the ZSM-5 type zeolite described above.
  • the ZSM-5 type zeolite constituting the adsorbent is a gas adsorbent having a chemical adsorption action. Therefore, for example, even if various environmental factors such as a temperature rise occur, the once adsorbed gas is substantially prevented from being released again. Therefore, when handling flammable fuel or the like, even if the adsorbent 16 adsorbs the flammable gas due to some influence, the gas is not re-released due to the subsequent rise in temperature or the like. As a result, the explosion-proof property of the vacuum heat insulating material 9 can be further improved.
  • the adsorbent 16 in the present embodiment is substantially composed of a nonflammable material. Therefore, the explosion-proof property can be further improved without using a combustible material inside the vacuum heat insulating material 9 including the core material 11.
  • the adsorbent 16 is a chemical adsorption type, the adsorbed residual gas is not easily separated as compared with the physical adsorption type. it can. Moreover, since the residual gas is not desorbed, it is possible to effectively prevent the residual gas from expanding inside the jacket material 12 and the vacuum heat insulating material 9 from being deformed. Therefore, the explosion-proof property and stability of the vacuum heat insulating material 9 can be improved.
  • the adsorbent 16 is a non-heat-generating material, a non-flammable material, or a material that satisfies both, foreign matter may enter the interior due to damage to the outer covering material 12 or the like.
  • the possibility that the adsorbent 16 generates heat or burns can be avoided. Therefore, the explosion-proof property and stability of the vacuum heat insulating material 9 can be further improved.
  • the heat insulating container 1 can guarantee high heat insulating performance over a long period while realizing cost reduction.
  • the configuration can be variously changed within the scope of achieving the object of the present invention.
  • the thermal stress dispersion layer 18 has been illustrated as being provided on both surfaces of the vacuum heat insulating material 9, it may be provided on at least one surface serving as an adhesive surface to a heat insulating box or the like.
  • the strength of the upper and lower surfaces of the vacuum heat insulating material 9 is improved, and the effect of reducing and preventing quality defects cannot be expected, but the purpose of preventing cracking with respect to the heat shrinkage stress of the vacuum heat insulating material 9 is achieved. Is enough.
  • glass cloth is exemplified as the thermal stress dispersion layer 18, any material may be used as long as it can disperse the tensile shrinkage force due to thermal shrinkage of a heat insulating box or the like.
  • glass fibers those selected from carbon fibers, alumina fibers, silicon carbide fibers, aramid fibers, polyamide fibers, and polyimide fibers having a small linear expansion coefficient and relatively high strength can be used.
  • thermal stress dispersion layer 18 is laminated on the outer jacket material 12 of the vacuum heat insulating material 9 to illustrate the outermost layer of the outer jacket material 12, the thermal stress dispersion layer 18 is an independent component.
  • the adhesive may be integrated with both the vacuum heat insulating material 9 and the second heat insulating box 8 by an adhesive.
  • the heat insulating container 1 is used as a tank for an LNG transport ship or the like.
  • the heat insulating container such as a land-installed LNG tank or medical It may be a heat insulating container such as a cryogenic storage container used for industrial and industrial purposes.
  • the substance to be stored is not LNG, but may be any substance as long as it is 100 ° C. lower than room temperature, such as liquid hydrogen.
  • the heat insulating container is a heat insulating container that holds a substance that is lower by 100 ° C. than room temperature, and includes a container inner tank 3, a container outer tank 2, and a container inner tank 3. And the heat insulating boxes 5 and 8 provided between the outer tank 2 and the heat insulating layers 7 and 9 provided inside the heat insulating boxes 5 and 8.
  • the heat insulating layer has a core material 11 and a jacket material 12 for vacuum-sealing the core material 11, and a panel-shaped vacuum heat insulating material 9 and a heat insulating material 7 made of a material different from the vacuum heat insulating material 9. have.
  • the vacuum heat insulating material has a thermal stress dispersion layer 18 and is fixed to a heat insulating box.
  • the heat insulating material may be disposed on the container inner tub side of the heat insulating box, and the vacuum heat insulating material may be disposed on the container outer tub side outside the heat insulating material of the heat insulating box.
  • the ultra-low temperature leaking from the ultra-low temperature material to the vacuum heat insulating material can be reduced by the heat insulating action of the heat insulating material, and the jacket material can be prevented from being embrittled at low temperature. Therefore, it is possible to suppress a decrease in heat insulation performance due to damage to the jacket material accompanying low temperature embrittlement of the vacuum heat insulating material, and to ensure high heat insulation over a longer period.
  • vacuum heat insulating material may be integrally bonded and fixed to the inner surface of the heat insulating box via a thermal stress dispersion layer.
  • the thermal expansion coefficients of the heat insulation box and the vacuum insulation material are different, and a thermal shrinkage difference occurs between the heat insulation box and the vacuum insulation material, Even if the heat shrinkage force of the primary heat insulation layer is applied to the jacket of the vacuum heat insulation material, this heat shrinkage force is dispersed by the thermal stress dispersion layer. And the jacket material of a vacuum heat insulating material suppresses generation
  • thermal stress dispersion layer may be composed of glass cloth.
  • the thermal insulation performance of the glass cloth is further added, and at the same time the thermal shrinkage cracking of the jacket material is improved, the thermal insulation of the jacket material itself is improved, and the low temperature embrittlement of the jacket material itself is achieved. Can be suppressed. Therefore, reliability can be improved and high heat insulation can be ensured for a longer period of time.
  • the vacuum heat insulating material may have a structure in which a thermal stress dispersion layer is integrally laminated on at least a surface of the jacket material that is in contact with the inner surface of the heat insulating box.
  • the vacuum heat insulating material may be configured such that the outermost layer of the jacket material is formed by integrally laminating the thermal stress dispersion layer on the upper and lower surfaces of the jacket material.
  • the jacket material is likely to be cracked or torn by handling during production. You can prevent anything. Therefore, it is possible to satisfactorily ensure the heat insulating performance of the heat insulating container over a long period while suppressing the defective product occurrence rate of the vacuum heat insulating material and suppressing the cost increase.
  • a configuration using inorganic fibers as the core material of the vacuum heat insulating material may be used.
  • the vacuum heat insulating material may have an explosion-proof structure.
  • the expansion pressure becomes a predetermined value or more.
  • the expansion pressure can be discharged from the explosion-proof structure portion to the outside. Therefore, it can continue to expand as it is to prevent explosive destruction and ensure safety.
  • the heat insulating box has the first heat insulating box 5 having the heat insulating material 7, the heat insulating material 7 is disposed on the inner tank side, and the vacuum heat insulating material 9 is disposed on the outer container side of the heat insulating material 7. And a second heat insulating box 8. And while the 1st heat insulation box is distribute
  • the ultra-low temperature leaking from the substance stored in the container inner vessel to the vacuum heat insulating material is a double of the heat insulating material of the first heat insulating box and the heat insulating material of the second heat insulating box. It is reduced by the heat insulation action by the heat insulating material, and it is possible to more strongly suppress the jacket material from becoming low temperature embrittled. As a result, the vacuum heat insulating material can be more reliably prevented from impairing the heat insulating performance due to cracks in the jacket material. Therefore, high heat insulation can be ensured over a longer period of time.
  • the heat insulation box arranged on the container outer tub side has a box frame body that is open on one side and a partition body that is provided inside the box frame body and partitions the heat insulation box. And it is unitized by the vacuum heat insulating material laid on the bottom of the compartment partitioned by the partition, the heat insulating material arranged on the opening side of the vacuum heat insulating material, and the closing plate that closes the opening side of the box frame body It may be a configuration.
  • the heat insulating material and the vacuum heat insulating material can be easily loaded between the inner tank and the outer container only by loading the heat insulating box. Therefore, the transportability is improved, the productivity of the tank is improved, the low temperature embrittlement of the vacuum heat insulating material can be prevented with a simple configuration, and high heat insulating properties can be ensured for a long period of time.
  • the heat insulating material may be configured by a powder heat insulating material or a heat insulating panel.
  • pearlite, and a heat insulating panel such as polystyrene foam or urethane foam, and a panel-like vacuum heat insulating material are distributed as general-purpose parts, so that they can be obtained at low cost. it can.
  • a heat insulation panel since it becomes a panel shape similarly to a vacuum heat insulating material, it can be easily loaded only by laying.
  • equipment that prevents the powder from flying up is not necessary, and low temperature embrittlement of the vacuum insulation is prevented with a simple configuration, and high insulation is achieved over a long period of time. Can be assured.
  • the vacuum heat insulating material may have a sealing fin of the jacket material, and the sealing fin may be configured to be folded on the heat insulating material side.
  • the heat insulating structure is a heat insulating structure including a container outer tub, a first heat insulating box, and a second heat insulating box.
  • the first heat insulating box includes a first box frame, a first heat insulating material provided in the first box frame, and a first blockage that closes an opening side of the first box frame. It is unitized by a board.
  • the second heat insulation box is provided in the second box frame body, the second box frame body, the partition body partitioning the inside of the second heat insulation box, and the bottom surface of the partition partitioned by the partition body.
  • the 2nd heat insulating material distribute
  • the 2nd heat insulation box is arrange
  • the present invention can guarantee high thermal insulation performance at low cost over a long period of time, and can be widely applied as a thermal insulation container for storage and transportation of cryogenic substances such as LNG.

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Abstract

　常温よりも１００℃以上低い物質を保持する断熱容器であって、容器内槽（３）と、容器外槽（２）と、容器内槽（３）と容器外槽（２）との間に設けられた断熱箱と、断熱箱の内部に設けられた断熱層とを備えている。断熱層は、芯材と、芯材を真空封止する外被材とを有する、パネル状の真空断熱材（９）、および、真空断熱材（９）とは異なる材料から構成された断熱材を有している。そして、真空断熱材（９）は、熱応力分散層を有し、断熱箱に固定されている。

Description

断熱容器および断熱構造体
　本発明は、ＬＮＧ（液化天然ガス）等の、超低温物質を貯蔵する低温タンク等の断熱容器および断熱構造体に関する。
　Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｇａｓ（ＬＮＧ）等の超低温物質を貯蔵する代表的な物として、ＬＮＧ輸送船がある。ＬＮＧ輸送船には、独立タンク型とメンブレン型とがある。メンブレン型は、一次密封壁および二次密封壁と、断熱壁体とによって構成されている。断熱壁体は、一般的に、ベニヤ板等の箱体に、パーライトまたはグラスウール等の断熱材が充填されて構成されている。断熱壁体は、ＬＮＧ等の超低温物質を、－１６２℃程度に保持する必要があることから、その断熱性は高いほどよい。
　そのため、超低温物資を保持する断熱容器の断熱性を高めるものとして、ＬＮＧ輸送船用の断熱容器ではないものの、タンク内槽とタンク外槽との間に、パーライト等の断熱材とともに、真空断熱部材を設けた低温タンクが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
　図１０は、特許文献１に示された、従来の低温タンクの断熱構造体を示す図である。
　図１０に示されるように、低温タンクの断熱構造体は、タンク内槽１０１、および、タンク外槽１０２を備えている。また、タンク内槽１０１とタンク外槽１０２との間に充填された真空球１０３、および、タンク内槽１０１とタンク外槽１０２との間に充填されたパーライト等の粉末断熱材１０４を備えている。
　このような構成によれば、タンク内槽１０１とタンク外槽１０２との間の粉末断熱材１０４中（非真空断熱構造中）に、真空領域を作り出すことができる。そして、この真空領域の分だけ、断熱性能を高めることができる。
　しかしながら、上述した従来の構成において、その断熱性は、真空領域が設けられた分だけ向上するものの、真空球１０３が、タンク内槽１０１内のＬＮＧ等の超低熱によって、超低温となる。特に、タンク内槽１０１側の真空球１０３が超低温となるため、真空球１０３を、この超低温に耐えられる金属で形成する必要があり、汎用性のない特殊な構成となって、コスト高になる。
　この構成を、ＬＮＧ輸送船の断熱壁体に適用する、すなわち、ベニヤ板等の箱体に、パーライト等の断熱材とともに、真空球１０３を充填して断熱壁体を構成する場合を想定する。この場合、一つ一つの断熱壁体のコストアップ分が、使用する断熱壁体の数千枚数分累積され、合計すると、そのコストアップ率が非常に高いものとなり、現実的には構成を実現することが困難であった。
特開平７－１９０２９７号公報
　出願人は、特許文献１の真空球に代えて、汎用品として出回っているパネル状の真空断熱材を用いて真空断熱することを試みた。
　このパネル状の真空断熱材は、汎用品であることから安価であり、大幅なコストアップの抑制を実現することができる。しかしながら、長期間使用しているうちに、ベニヤ板等の箱体に充填された断熱材であるパーライト等が痩せてきて、箱体内の真空断熱材と箱体内面との間に遊び隙間が生じる。そして、この遊び隙間のために、真空断熱材がＬＮＧ船体の振動に伴って微振動して、その外被材が箱体内面に擦りあって傷つき、その傷によって真空が損なわれて断熱性が低下する兆候が見られる。
　特に、真空断熱材の外被材は、パーライト等の断熱材を介して伝導するＬＮＧ等の物質の超低温がリークするので、真空断熱材の外被材である多層ラミネートフィルムが低温脆化する傾向にある。このため、真空断熱材の設け方には工夫が必要となる。
　本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、コストダウンを実現しつつ、長期間に亘って高い断熱性能を保障できる断熱容器および断熱構造体を提供するものである。
　本発明の断熱容器は、常温よりも１００℃以上低い物質を保持する断熱容器であって、容器内槽と、容器外槽と、容器内槽と容器外槽との間に設けられた断熱箱と、断熱箱の内部に設けられた断熱層とを備えている。そして、断熱層は、芯材と、芯材を真空封止する外被材とを有する、パネル状の真空断熱材、および、真空断熱材とは異なる材料から構成された断熱材を有している。さらに、真空断熱材は、熱応力分散層を有し、断熱箱に固定されている。
　また、本発明の断熱構造体は、容器外槽と第１の断熱箱と第２の断熱箱とを備えた断熱構造体である。第１の断熱箱は、第１の箱枠体と、第１の箱枠体内に設けられた第１の断熱材と、第１の箱枠体の開口側を閉塞する第１の閉塞板とによってユニット化されている。第２の断熱箱は、第２の箱枠体と、第２の箱枠体内に設けられ、第２の断熱箱内を仕切る仕切体と、仕切体によって仕切られた区画の底面に敷設された真空断熱材と、真空断熱材の開口側に配された第２の断熱材と、第２の箱枠体の開口側を閉塞する第２の閉塞板とによってユニット化されている。そして、第２の断熱箱は、第１の断熱箱よりも容器外槽側に配置され、真空断熱材は、熱応力分散層を有し、第２の閉塞板に固定されている。
　このような構成により、汎用品であるパネル状の真空断熱材を用いて安価に断熱性を確保することができるともに、断熱箱内の断熱材が痩せて遊び隙間ができたとしても、真空断熱材が断熱箱内で微振動することがなくなり、その外被材が傷つくことによる断熱性の低下も防止することができる。したがって、真空断熱材の外被材損傷による断熱性能の低下を防止して、長期間に亘って高い断熱性を安価に保障することができる。
　このように、本発明によれば、長期間に亘って高い断熱性能を安価に保障することのできる、断熱容器および断熱構造体を提供することができる。
図１は、本発明の第１の実施の形態における断熱容器の断面図である。 図２は、本発明の第１の実施の形態における断熱容器に用いられる断熱構造体の内部構造を示す模式図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態における断熱容器に用いられる断熱構造体の斜視図である。 図４は、本発明の第１の実施の形態における断熱容器に用いられる断熱構造体に用いられる真空断熱材の断面図である。 図５は、本発明の第１の実施の形態における断熱容器に用いられる断熱構造体に用いられる真空断熱材の平面図である。 図６は、本発明の第１の実施の形態における断熱容器の熱シミュレーション結果を示す説明図である。 図７は、本発明の第１の実施の形態における実験例を示す図である。 図８は、本発明の第３の実施の形態における断熱容器の断熱構造体を示す断面図である。 図９Ａは、本発明の第４の実施の形態における、防爆構造体の構成の一例を示す図である。 図９Ｂは、本発明の第４の実施の形態における、防爆構造体の構成の他の例を示す図である。 図１０は、特許文献１に示された、従来の低温タンクの断熱構造を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各実施の形態によって、本発明が限定されるものではない。
　（第１の実施の形態）
　図１～図５は、第１の実施の形態における断熱容器１の構成を示している。
　図１は、本発明の第１の実施の形態における断熱容器１の断面図であり、図２は、同断熱容器１に用いられる断熱構造体の内部構造を示す模式図であり、図３は、同断熱構造体の斜視図であり、図４は、同断熱構造体に用いられる真空断熱材９の断面図であり、図５は、同真空断熱材９の平面図であり、図６は、同第１の実施の形態における断熱容器１の熱シミュレーション結果を示す説明図である。
　本実施の形態においては、ＬＮＧ輸送船等の、船体自体を断熱容器１としているメンブレン方式の場合の構成が示されている。
　図１に示されるように、断熱容器１は、船体自体によって構成されており、タンクとなる容器の内側に、一次防熱、および二次防熱と称される、内外二重の断熱構造体が採用されている。
　図２および図３に示されるように、断熱容器１は、容器外槽２と、容器外槽２の内方に設けられた中間槽４と、中間槽４を介して設けられた容器内槽３とを備えている。容器内槽３および中間槽４は、いずれもステンレス鋼製のメンブレンまたはインバー（３６％のニッケルを含有するニッケル鋼）によって構成され、熱収縮に強い構成となっている。
　容器内槽３と中間槽４との間に配された断熱構造体である第１の断熱箱５は、一面が開口されたベニヤ板等の木製の箱枠体６（第１の箱枠体）と、箱枠体６内に充填されたパーライト等の粉末断熱材７（第１の断熱材）とで構成されている。なお、第１の断熱材は、パーライトの代わりにグラスウール等で構成されていてもよく、本実施の形態では、第１の断熱材として、粉末断熱材７であるパーライトを用いた場合で説明する。
　中間槽４と容器外槽２との間に配された第２の断熱箱８は、第１の断熱箱５と同様に、一面が開口された木製の箱枠体６（第２の箱枠体）の底面に、粉末断熱材７よりも熱伝導率λの低い材料、本実施の形態では、熱伝導率が０℃において０．００２Ｗ／（ｍ・Ｋ）と、パーライトよりも約２０倍程度低い真空断熱材９を敷設することにより構成されている。そして、その開口側部分には、第１の断熱箱５と同様に、パーライト等の粉末断熱材７（第２の断熱材）が充填され、構成されている。
　また、本実施の形態では、断熱箱を形成する際に、箱枠体６の内部を仕切体６ａによって複数の区画に分け、複数の区画それぞれに粉末断熱材７を充填した後、箱枠体６と同材料からなる閉塞板１０で閉塞することによってユニット化してある。このユニットを配設することによって、第１の断熱箱５および第２の断熱箱８が構築されている。
　ここで、第２の断熱箱８は、真空断熱材９が外側、すなわち、容器外槽２側に面するように配されている。よって、第１の断熱箱５、および、第２の断熱箱８の粉末断熱材７が、低温側の第１の断熱層を構成し、真空断熱材９が、第２の断熱層を構成することとなる。
　図４には、第２の断熱層となる真空断熱材９が示されている。
　図４に示されるように、真空断熱材９は、芯材１１を外被材１２に内包させて減圧密閉し、パネル状に構成されている。外被材１２は、厚さ１２μｍのペットフィルムからなる第１保護層１３ａと、厚さ２５μｍのナイロンフィルムからなる第２保護層１３ｂと、厚さ７μｍのアルミ箔からなるガスバリア層１４と、厚さ５０μｍの低密度ポリエチレンフィルムからなる熱溶着層１５とを複層に構成したラミネートフィルムである。
　真空断熱材９は、平均繊維径が４μｍの、遠心法で形成されたガラス繊維を焼成して構成される芯材１１と、酸化カルシウムを主原料とする吸着剤１６とを減圧し、端部において、熱溶着層１５同士が対向するように熱接着して密閉することにより構成されている。そして、熱溶着された部分、および、それより外側部分には、芯材１１が内部になく、外被材１２同士が接触している封止ヒレ１７が形成されている。
　さらに、本実施の形態の真空断熱材９においては、外被材１２を構成する、第１保護層１３ａのペットフィルム上下面それぞれの外側に、熱応力分散層１８をラミネートして一体化している。つまり、外被材１２の最外層は、この熱応力分散層１８によって構成されている。なお、熱応力分散層１８は、接着によって第１保護層１３ａと一体化させてもよい。
　熱応力分散層１８は、線膨張係数が小さくて熱収縮が少ないとともに、超低温に対する耐性および機械的強度の高い材料で形成されている。例えば、本実施の形態では、厚さが１５０μｍ程度のガラスクロスによって、熱応力分散層１８が構成されている。
　また、真空断熱材９は、その外被材１２の熱応力分散層１８を介して、本実施の形態では、第２の断熱箱８の容器外槽２側を閉塞する閉塞板１０（第２の閉塞板）の内面に、ホットメルト等の接着剤によって接着固定されている。
　また、真空断熱材９の吸着剤１６内に内包されている気体吸着材としては、ＺＳＭ－５型ゼオライトからなる吸着材を、表面積が大きい粉末状としたものを用いている。なお、常温での窒素吸着特性を向上させるために、ＺＳＭ－５型ゼオライトの中でも、さらに望ましくは、ＺＳＭ－５型ゼオライトの銅サイトのうち、少なくとも５０％以上の銅サイトが銅１価サイトであり、銅１価サイトのうち、少なくとも５０％以上が酸素三配位の銅１価サイトである吸着材を用いることができる。
　このように、酸素三配位の銅１価サイトの率を高めた気体吸着剤を用いることにより、空気の吸着量を大幅に向上させることが可能となる。
　また、本実施の形態で用いられる気体吸着材はＺＳＭ－５型ゼオライトであり、可燃性材料を利用せずに形成されている。これによって、ＬＮＧのような可燃性ガス等のタンクに用いられる真空断熱材内部に気体吸着材を配置したとき、仮に経年劣化等によって、真空断熱材９の内部に可燃性のガスが侵入してきた場合であっても、発火等の危険がなく、安全な真空断熱材９を構成することができる。
　また、本実施の形態の真空断熱材９においては、さらに難燃性構造を向上させている。すなわち、真空断熱材９の芯材１１に無機繊維を用いることにより、有機繊維を用いた断熱材よりも難燃性が改善され、結果的に、断熱容器１の難燃性を向上させることができる。また、無機繊維を用いているため、気体中の湿気による体積膨張も少なく、結果的に、断熱容器１の保形性、および、後述する耐防爆性も向上させることができる。
　次に、上述した構成について、その作用効果を説明する。
　断熱容器１は、容器内槽３側に配された、第１の断熱箱５内の粉末断熱材７、ならびに、容器外槽２側に位置する第２の断熱箱８内の粉末断熱材７、および、その外側に位置する真空断熱材９によって断熱されており、容器筐体内のＬＮＧを低温保持する。
　ここで、真空断熱材９は、パネル状の汎用品であるから安価に提供でき、断熱構造体としてのコストアップ率を大幅に低減させることができる。しかも、第１の断熱層を構成するパーライト粉末も、安価に提供されているものであるから、上述した断熱構造体を安価に実現させることができる。
　また、真空断熱材９は、第２の断熱箱８の閉塞板１０に接着固定されている。これにより、真空断熱材９よりも容器内槽３側に位置する粉末断熱材７が、長期間の使用によって痩せて、体積減少し、第２の断熱箱８内に遊び隙間が生じたとしても、真空断熱材９が第２の断熱箱８内で微振動するようなことがなくなる。したがって、第２の断熱箱８内で真空断熱材９が微振動して生じる、外被材の破れ、および、亀裂発生等の損傷の発生を防止し、長期間に亘って高い断熱性能を保障することができる。
　また、真空断熱材９は、第２の断熱箱８の粉末断熱材７よりも外側に配設された構成である。これにより、容器内槽３内の超低温物質から真空断熱材９にリークする超低温は、まず粉末断熱材７による断熱作用によって低減されるので、外被材１２が低温脆化することを抑制することができる。したがって、真空断熱材９は、本来の高い断熱性能を維持することができ、真空断熱材９の低温脆化に伴う、外被材１２の損傷による断熱性能の低下をも抑制して、さらに長期間に亘って高い断熱性を保障することができる。
　また、容器内槽３と真空断熱材９との間を断熱する第１の断熱層を、第１の断熱箱５の粉末断熱材７と第２の断熱箱８の粉末断熱材７とに分離させて設けた構成としている。これにより、これら両者間に、箱枠体６の木材、および、箱枠体６同士間の空気層が存在して、物質的な連続性（第１の断熱箱５および第２の断熱箱８内の粉末断熱材７が、容器内槽３側から真空断熱材９まで連続している場合の連続性）が断絶される。これにより、熱のリーク量を低減させることができ、真空断熱材９の外被材１２の低温脆化を、より効果的に抑制することができる。
　また、本実施の形態の断熱構造体において、真空断熱材９の熱伝導率λは、すでに述べたように、第１の断熱箱５および第２の断熱箱８内の粉末断熱材７よりも、約２０倍程度低いものである。これにより、真空断熱材９による断熱効果が加わる分、粉末断熱材７のみからなる構成と比べて、その断熱性能を大きく向上させることができる。
　さらに、真空断熱材９は、その高い断熱性能を十分に活かして外気熱を遮断し、真空断熱材９の内側、すなわち、第１の断熱箱５および第２の断熱箱８内の、粉末断熱材７が設けられている部分の雰囲気温度を大幅に低下させる。これにより、第１の断熱箱５および第２の断熱箱８内の粉末断熱材７は、それ自体が持つ断熱効果が相対的に向上し、真空断熱材９自体が持つ高い断熱効果の発揮と合わさって、その断熱性能をきわめて高いものとすることができる。
　図６は、本発明の第１の実施の形態における熱シミュレーション結果を示す説明図であり、Ａで示される破線は、従来のパーライト粉末断熱材からなる第１の断熱箱５を、２つ重ねて５３０ｍｍとしたものである従来タイプの特性を示している。また、Ｂで示される一点鎖線は、第１の断熱箱５の外槽側に真空断熱材９を有する第２の断熱箱８を備えた、本実施の形態と同様の構成の特性を示している。
　図６から明らかなように、本実施の形態の構成では、真空断熱材９による第２の断熱層による断熱効果によって、パーライト粉末断熱材からなる第１の断熱層の外面温度を、ＡからＢまで低下させることができている。すなわち、真空断熱材９により、第１の断熱層の設置部分の雰囲気温度が低下している。しかも、パーライト粉末断熱材からなる第１の断熱層における熱勾配角度が緩やかになっていることから、第１の断熱層自体の低熱の移動が低減し、かつ、雰囲気温度の低下により、第１の断熱層による断熱効果が向上していることがわかる。
　図７は、本発明の第１の実施の形態における実験例を示す図である。
　図７において、比較例１は、真空断熱材９の配置されていない、断熱層のみで形成された構成である。実験例１は、比較例１と同じの断熱層の厚みで、第２の断熱層として真空断熱材を外壁側に備えた構成における、熱貫流率の変化を計測したものである。実験例２は、真空断熱材９を備えずに、実験例１と同じ熱貫流率にした場合に、どの程度の断熱層の厚みとなるかを計測したものである。
　これらを計測する際の条件としては、タンク内の温度を－１６０℃とし、外気温度を２５℃とした。
　また、第１の断熱層としては、パーライト等の粉末断熱材７を用い、第２の断熱層として真空断熱材９を用いている。
　実験例１では、断熱層全体の厚さを比較例１と同様にして、平均熱貫流率を測定している。この場合、平均熱貫流率が、比較例１の０．０７８５［Ｗ／ｍ２・Ｋ］に対して、実験例１は０．０５１４［Ｗ／ｍ２・Ｋ］となり、断熱性能は３５％向上している。
　実験例２では、実験例１と同様の断熱性能を得ようとした場合に、どの程度、断熱層全体が厚くなるかを測定している。
　この場合、実験例１の５３０［ｍｍ］と比較して、実験例２は９５０［ｍｍ］となり、従来構成では、７９％厚みを増加させないと、本実施の形態のような実験例１の断熱性能が得られないことがわかった。
　上述したように、例えば、本実施の形態の構成を、ＬＮＧのボイルオフガスを燃料として使用しているＬＮＧタンカー等の断熱容器（タンク）として使用することにより、ＬＮＧの使用量を抑えることができる。よって、経済性が向上するとともに、ＬＮＧのボイルオフガスを再液化するようなタイプのＬＮＧタンカーでは、その再液化のためのエネルギーロスを低減させることができる。
　一方、真空断熱材９を、第２の断熱箱８の内面、すなわち、閉塞板１０に接着固定することによって、真空断熱材９と第２の断熱箱８、すなわち閉塞板１０の材料との線膨張係数の違いにより、長期間使用しているうちに、真空断熱材９の外被材１２となる多層ラミネートフィルムが、閉塞板１０の熱収縮に伴う熱収縮応力を受けて亀裂を発生することが懸念される。
　すなわち、真空断熱材９を閉塞板１０に接着一体化することで、閉塞板１０の熱収縮によって、真空断熱材９の多層ラミネートフィルムが引っ張り伸縮され、多層ラミネートフィルムが、この引っ張り伸縮の繰り返しにより亀裂を発生し、この亀裂により、真空断熱材９の断熱性能が低下してその断熱性能が低下することが懸念される。
　しかしながら、本実施の形態では、真空断熱材９を、熱応力分散層１８を介して閉塞板１０に接着一体化させてある。よって、閉塞板１０の熱収縮による外被材１２の亀裂発生等を抑制することができる。
　すなわち、閉塞板１０が熱収縮を起こした場合、この熱収縮による引張伸縮力は、真空断熱材９の外被材１２に加わる。しかしながら、この外被材１２の最外層を構成する熱応力分散層１８は、ガラスクロスで構成してあり、その線膨張係数は小さくて熱収縮が少なく、かつ、超低温に対する耐性および機械的強度が高い。これにより、閉塞板１０の熱収縮に抗してほとんど熱収縮することなく、その熱収縮力を分散吸収し、熱収縮をほとんど発生させない。
　換言すると、熱応力分散層１８は、熱応力分散層１８をラミネートして一体化させた外被材１２の、アルミ箔からなるガスバリア層１４に、閉塞板１０の熱収縮による引張収縮力が働くことを阻止し、亀裂が発生することを強力に抑制する。
　特に、熱収縮亀裂は、真空断熱材９のコーナ部において生じやすいが、このコーナ部に集中しやすい熱収縮応力を、熱応力分散層１８が受け止めて分散するような形となって、コーナ部を熱収縮応力から保護し、この熱収縮応力の集中による亀裂を効率よく抑制することができる。
　したがって、長期間使用していても、外被材１２のガスバリア層１４に亀裂が入ることを防止でき、長期間に亘って真空断熱材９の高い断熱性を維持し、断熱容器１の断熱性を保障することができる。
　また、本実施の形態では、熱応力分散層１８としてガラスクロスを用いている。ガラスクロスは、線膨張係数が小さくて熱収縮が少なく、かつ、超低温に対する耐性および機械的強度が高いことに加えて、さらに、熱伝導率も低くて断熱性が高い。これにより、容器内槽３内に保存された物質からの超低温によって、外被材１２が低温脆化することを抑制することができる。したがって、外被材１２の低温脆化による亀裂発生をも抑制でき、さらに長期間にわたって断熱容器１の断熱性を保障することが可能となる。そして、難燃性、耐久性、信頼性、および電気絶縁性も問題なく確保できる。
　しかも、真空断熱材９の外被材１２の最外層となる熱応力分散層１８は、本実施の形態においては、外被材１２の上下両面それぞれに一体にラミネートされて一体化されている。これにより、真空断熱材９の外被材１２は、その外表全面が強度の高いものとなって、生産時の取り扱い等によって外被材１２に亀裂が入ったり破れたりすることを防止できる。したがって、断熱構造体の組立過程において生じやすい真空断熱材９の不良品発生率を抑制し、コストアップを抑えつつ、断熱性能を長期間に亘って良好なものとすることができる。
　また、本実施の形態の構成は、熱収縮力および低温による、外被材１２の劣化による亀裂および破袋が懸念されるので、熱応力分散層１８を介して真空断熱材９を接着固定する工夫を行うことにより、これらの課題を解決するものである。もし仮に、何らかの原因で、外被材１２の中に外気が侵入するようなことがあったとしても、本実施の形態の構成では、ガラス繊維を焼成して構成された芯材１１を用いていることにより、焼成を行っていない場合と比較して、寸法変化を大幅に抑制することができ、安全性を高めることができる。
　例えば、焼成を行わず、遠心法によって形成された芯材１１を用いた場合には、寸法変形が２倍以上となり、およそ５～６倍程度まで厚みが厚くなる。一方、本実施の形態の構成によると、寸法変形を１．２倍程度、多くても１．５倍以下に抑制することが可能であるので、タンクの内壁と外壁との中で寸法変形を起こすことによる弊害を抑制することが可能となる。
　さらに、真空断熱材９の外被材１２中に湿気が残っていたとしても、この湿気によって芯材１１が膨張して、真空断熱材９自体が変形することを抑制することができる。よって、ＬＮＧ断熱容器等のように、定期的に温水洗浄等のメンテナンスが行われるとき、その温水洗浄時に真空断熱材９が大きく膨張変形して、真空断熱材９自体が大きく熱膨張変形することにより、タンクの内壁および外壁を変形させてしまうような弊害をも抑制することが可能となる。
　なお、本実施の形態では、芯材１１を遠心法によって形成したものとしているが、例えば、紙を漉くように、水分を含ませた芯材を脱水する抄造法で形成された芯材１１を用いることも可能である。
　抄造法で形成された芯材１１を用いる場合には、あらかじめ水に溶かして繊維を分散させた上で脱水することにより、大気圧に対して減圧する場合の寸法変形が少なく、厚みが薄くなるように形成する。このため、上述のように破袋した場合であっても、寸法変形によって発生する弊害を抑制することが可能となる。
　（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。
　第２の実施の形態の構成は、図１～図５に示された構成と同様であるが、真空断熱材９の外被材１２の、第１保護層１３ａ，第２保護層１３ｂについて、第１の断熱層側の材料を、これとは反対側の、容器外槽２と接する側の材料よりも耐低温脆化性の高い材料で構成したものである。
　例えば、真空断熱材９の、粉末断熱材７と接する側の材料を、ラミネートフィルムをアルミ箔でコーティングした材料とし、これとは反対側の、容器外槽２と接する側の材料を、ラミネートフィルムをアルミ蒸着コーティングした材料とする。または、真空断熱材９の、粉末断熱材７と接する側の保護層を多重構成とし、これとは反対側の、容器外槽２と接する側の保護層を一重構成としておく。
　これにより、真空断熱材９の、低温となる側の外被材１２の耐低温脆化性を、より高めることができる。これにより、低温脆化を効率よく抑制することができるとともに、これとは反対側の外被材１２を、比較的安価な材料、または同じ材料でも少量で構成することができ、安価に信頼性を向上させることができる。
　また、外壁側に位置するアルミ蒸着フィルムは、アルミ箔と比較して断熱性能が高いため、外気からの熱の進入を抑制することができ、タンク内を、より低温に維持することが可能となる。
　（第３の実施の形態）
　次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
　図８は、本発明の第３の実施の形態における断熱容器の断熱構造体を示す断面図である。
　本実施の形態の断熱構造体は、第１の実施の形態における、第１の断熱箱５および第２の断熱箱８の粉末断熱材７を、発泡スチロール等の断熱パネル２１で構成したものである。
　断熱パネル２１は、本実施の形態では発泡スチロールで形成されているが、ポリウレタンフォーム、フェノールフォーム、ならびに、断熱枠（図示せず）に装填されたグラスウールおよびパーライト等から選択される断熱材で構成してもよい。
　また、断熱パネル２１同士間、および、真空断熱材９同士間の隙間には、断熱性確保のため、充填断熱材２２が充填されている。充填断熱材２２は、柔軟かつ伸縮性に富んだ、繊維の直径が１μｍを下回るマイクログラスウール、軟質ウレタン、ならびに、容器内槽３の線膨張係数に近い材料、例えば補強材入りのフェノールフォームおよびポリウレタンフォーム等から選択される材料が用いられている。
　また、真空断熱材９は、その外周縁部を突き合わせて、断熱パネル２１からなる第１の断熱層の全面を覆うように配置されている。さらに、本実施の形態では、真空断熱材９の突き合せ部が。第１の断熱層を構成する断熱パネル２１の突き合せ部とずれた位置となるように設定されている。さらに、真空断熱材９の外周縁に形成される封止ヒレ１７は、低温側、すなわち、断熱パネル２１側に折り込まれて配置されている。
　本実施の形態の断熱構造においても、真空断熱材９は、容器外槽２側に接着固定されており、第１の実施の形態の場合と同様の作用効果を得ることができる。
　また、本実施の形態の場合には、容器内槽３と真空断熱材９との間を断熱する断熱層を、容器内槽３側の断熱パネル２１と容器外槽２側の断熱パネル２１とに分離して設けている。容器内槽３側の断熱パネル２１と、容器外槽２側の断熱パネル２１との間に中間槽４が位置しており、容器内槽３側の断熱パネル２１と容器外槽２側の断熱パネル２１との物質的な連続性（容器内槽３側の断熱パネル２１と容器外槽２側の断熱パネル２１とが真空断熱材９まで一つになっていて連続している場合の連続性）が断絶されている。これにより、超低温のリーク量が低減でき、真空断熱材９の外被材１２の低温脆化を、より効果的に抑制することができる。
　さらに、本実施の形態の断熱構造体においても、真空断熱材９の熱伝導率λは、すでに述べたように、発泡スチロール製の断熱パネル２１との比較では約１５倍程度低いものである。よって、真空断熱材９による断熱が加わる分、断熱パネル２１のみからなる構成に比べて、その断熱性能を飛躍的に向上させることができる。
　さらに、真空断熱材９は、その高い断熱性能を十分に活かして、外気熱を遮断し、真空断熱材９の内側、すなわち、複数層の断熱パネル２１が設けられている部分の雰囲気温度を大幅に低下させている。これにより、複数層の断熱パネル２１は、それ自体が持つ断熱効果が相対的に向上し、真空断熱材９自体が持つ、高い断熱効果の発揮と合わさって、その断熱性能をきわめて高いものとすることができる。
　また、本実施の形態において、真空断熱材９は、断熱パネル２１のパネル突合せ部よりもずれた位置で突き合わせられて、断熱パネル２１の外側のほぼ全面を覆う構成となっている。これにより、断熱パネル２１の突き合わせ部の隙間部を介して、ＬＮＧの低熱が真空断熱材９の突き合わせ部を介して外気まで移動することを防止することができる。
　また、真空断熱材９の封止ヒレ１７は、断熱パネル２１側に折り込まれた構成となっている。これにより、真空断熱材９の封止ヒレ１７を介して生じる熱リークを抑制することができる。したがって、真空断熱材９の断熱効果を、十分に活かした断熱効果、および、断熱パネル２１設置部分の雰囲気温度の低下効果を効率よく発揮させることができる。よって、真空断熱材９を用いた断熱効果を、十二分に発揮させ、断熱性を飛躍的に向上させることができる。
　また、真空断熱材９同士の突き合わせ部に充填された充填断熱材２２のマイクログラスウールは、柔軟かつ伸縮性に富んでいる。よって、外気の寒暖に応じて真空断熱材９が伸縮しても、これに応じて充填断熱材２２も伸縮する。これにより、真空断熱材９の伸縮を拘束することによる外被材１２の亀裂、および、裂け破損等を防止し、長期間に亘って高い断熱性能を確保することができる。
　また、本実施の形態の構成においては、真空断熱材９同士が充填断熱材２２によって固定された状態である。よって、上下面の温度差による応力歪みによって、クラック等が発生しやすくなる。よって、真空断熱材９と断熱パネル２１との間に熱応力分散層１８を設けて、熱応力を分散させる構成が特に有効である。
　なお、各実施の形態で説明した中間槽４および容器内槽３は、メンブレンまたはインバーで形成されている。これらの部材は熱収縮に対して強いので、使用環境の変化等によって、容器内槽３および中間槽４に、熱収縮または過荷重が加わって、容器内槽３内の低温物質、例えばＬＮＧ等の蒸発ガスが容器内槽３から漏れるような事を未然に防止することができる。よって、漏洩した液化天然ガス等の蒸発ガスが、第１の断熱層，第２の断熱層の部分にまで拡散して断熱性能を損なうというようなことはなく、信頼性の高い断熱容器を実現することができる。
　（第４の実施の形態）
　次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。
　第４の実施の形態においては、真空断熱材９の外被材１２の内部で残留ガスが膨張したときに、真空断熱材９の急激な変形の抑制および防止を、より確実に行うことができるようにしている。
　本実施の形態では、図９Ａおよび図９Ｂに示されるように、真空断熱材９の外被材１２の内部で残留ガスが膨張したときに、残留ガスが所定圧以上になると、外部に残留ガスを放出する防爆構造体Ａを設けて、真空断熱材９の急激な異常変形による断熱容器１の損傷等を防止して安全性を高めるものである。
　なお、防爆構造体Ａ以外の部分の構成および効果は、第１の実施の形態～第３の実施の形態と同じであり、第１の実施の形態～第３の実施の形態と同じ部分には同一番号を付記して、その説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
　本実施の形態で用いられる防爆構造体Ａは、特定の構造に限定されるものではないが、代表的には、例えば、
　構成例１：外被材１２が、残留ガスを外部に逃がして膨張を緩和する構成、および、
　構成例２：外被材１２の内部に芯材１１とともに封入された吸着剤１６が、残留ガスを化学的に吸着する化学吸着型であるか、残留ガスの吸着によって発熱しない非発熱性であるか、または、化学吸着型かつ非発熱性である構成、
等が例示される。
　図９Ａおよび図９Ｂを用いて、構成例１の防爆構造体Ａの例を説明する。
　図９Ａおよび図９Ｂは、本発明の第４の実施の形態における、防爆構造体Ａの構成の一例を示す図である。
　構成例１の防爆構造体Ａとしては、代表的には、図９Ａおよび図９Ｂにそれぞれ示されるような、逆止弁２４および強度低下部位２６が挙げられる。
　図９Ａには、逆止弁２４によって構成された防爆構造体Ａの例が示されている。逆止弁２４は、外被材１２の一部に設けられた弁孔２５を閉止する、キャップ状の構成を有している。弁孔２５は、外被材１２の内外を貫通するように設けられ、キャップ状の逆止弁２４は、ゴム等の弾性材料で構成されている。
　通常、弁孔２５は、逆止弁２４により閉止されているので、外被材１２の内部に外気が侵入することが実質的に防止されている。仮に、周囲の温度変化によって外被材１２が収縮し、これに伴って弁孔２５の内径が変化しても、逆止弁２４は弾性材料で構成されているので、弁孔２５を良好に閉止することができる。万が一、外被材１２の内部で残留ガスが膨張した場合には、内圧の上昇に伴って、逆止弁２４が弁孔２５から容易に外れて、残留ガスが外部に逃がされる。
　また、図９Ｂは、強度低下部位２６を設けることによって構成された、防爆構造体Ａの例を示している。強度低下部位２６は、封止ヒレ１７同士の溶着部位において、一部の溶着面積を小さくした部位２６ａによって構成されている。
　この強度低下部位２６の例では、封止ヒレ１７の溶着部位２６ａにおける内側（芯材１１側）が溶着されていない。このため、部位２６ａにおける溶着面積が、他の封止ヒレ１７の溶着部位よりも小さくなっており、万が一、外被材１２の内部で残留ガスが膨張した場合には、内圧の上昇による圧力が強度低下部位２６に集中しやすくなる。そして、熱溶着層１５の溶着面積を小さくした部位２６ａが剥がれて、残留ガスが外部に逃がされる。
　なお、強度低下部位２６は、図９Ｂに示された、溶着面積を部分的に小さくする構成に限定されず、溶着面積が同じでも、溶着強度を部分的に低下させる構成であってもよい。例えば、封止ヒレ１７を加熱溶着する際に、一部分についてのみ、加える熱を小さくして、溶着部位の溶着の程度を弱くしてもよい。あるいは、強度低下部位２６を、封止ヒレ１７の溶着箇所以外に設けてもよい。例えば、外被材１２を構成する、熱溶着層１５とガスバリア層１４との間に、部分的に積層強度を低下させた部位を形成して、強度低下部位２６を構成してもよい。
　さらに、熱溶着層１５の一部の材料を、他の部位と比べて溶着強度の低い材料にすることによって、強度低下部位２６を形成してもよい。例えば、熱溶着層１５としては、上述の通り、低密度ポリエチレンを好適に用いることができるが、熱溶着層１５の一部に、高密度ポリエチレン、エチレン－ビニルアルコール共重合体、または、アモルファスポリエチレンテレフタレート等を用いてもよい。これらの高分子材料は、低密度ポリエチレンよりも溶着強度が低いため、強度低下部位２６の形成に好適に用いることができる。
　また、強度低下部位２６の形成方法としては、熱溶着層１５同士の溶着部位の厚みを部分的に小さくする構成、熱溶着層１５の溶着部位となる領域の一部に接着強度の小さい接着剤を介在させる構成、および、外被材１２の封止ヒレ１７となる領域において、熱溶着層１５を部分的に剥離して、ガスバリア層１４同士を直接、熱溶着する構成も採用することができる。
　万が一、事故等が発生したとき、真空断熱材９は、過酷な環境に曝されるおそれがある。しかしながら、本実施の形態の場合、真空断熱材９が過酷な環境に曝されて内部の残留ガスが膨張等すると、逆止弁２４が弁孔２５から外れたり、強度低下部位２６から過度な膨張圧力が外部に放散されたりして、真空断熱材９の変形を有効に回避することができる。よって、真空断熱材９の防爆性を向上させて、断熱容器１の安全性を高めることができる。
　なお、本実施の形態の構成を示す図９Ａおよび図９Ｂにおいては、真空断熱材９に設けられた熱応力分散層１８を図示せずに、防爆構造体Ａを強調表示している。
　一方、構成例２の防爆構造体Ａとしては、既に述べたＺＳＭ－５型ゼオライトによって構成された吸着材があげられる。吸着材を構成するＺＳＭ－５型ゼオライトは、化学吸着作用を有する気体吸着剤である。そのため、例えば、温度上昇といった様々な環境要因が生じても、一度吸着したガスが再放出されることが実質的に防止される。よって、可燃性燃料等を扱う場合に、何らかの影響で吸着剤１６が可燃性ガスを吸着したとしても、その後の温度上昇等の影響によって、ガスを再放出されることがない。その結果、真空断熱材９の防爆性を、より一層向上させることが可能となる。
　また、ＺＳＭ－５型ゼオライトは、不燃性の気体吸着剤であるため、本実施の形態における吸着剤１６は、実質的に不燃性材料のみで構成されることになる。したがって、芯材１１も含めて、真空断熱材９の内部に可燃性材料を用いることなく、防爆性を、より一層向上させることができる。
　このように、吸着剤１６が化学吸着型であれば、物理吸着型と比較して、吸着した残留ガスが容易に離脱しないので、真空断熱材９の内部の真空度を良好に保持することができる。しかも、残留ガスが脱離しないため、外被材１２の内部で残留ガスが膨張して、真空断熱材９が変形するおそれを有効に防止することができる。よって、真空断熱材９の防爆性および安定性を向上させることができる。
　また、吸着剤１６が、非発熱性材料であるか、不燃性材料であるか、または、その両方を満たす材料であれば、外被材１２が損傷する等によって、異物が内部に侵入しても、吸着剤１６が発熱したり燃焼したりするおそれを回避することができる。よって、真空断熱材９の防爆性および安定性を、一段と向上させることができる。
　以上説明してきたように、本発明の実施の形態の断熱容器１は、コストダウンを実現しつつ、長期間に亘って高い断熱性能を保障できるものである。しかしながら、その構成は、本発明の目的を達成する範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
　例えば、熱応力分散層１８は、真空断熱材９の両面に設けられたものを例示したが、これは、少なくとも断熱箱等への接着面となる片面に設けられていればよいものである。この場合には、真空断熱材９の上下両面の強度を向上して、品質不良を低減防止する効果は期待できなくなるものの、真空断熱材９の熱収縮応力に対する、亀裂防止等の目的を達成するには十分である。
　また、熱応力分散層１８として、ガラスクロスを例示したが、断熱箱等の熱収縮による引張収縮力を分散させることができるものであれば、どのようなものであってもよい。例えば、ガラス繊維以外にも、線膨張係数が小さく、強度の比較的強い、炭素繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、アラミド繊維、ポリアミド繊維およびポリイミド繊維から選択されるものを用いることができる。
　さらに、熱応力分散層１８は、真空断熱材９の外被材１２にラミネートされて、外被材１２の最外層を構成するものを例示したが、この熱応力分散層１８は、単独部品として、接着剤によって、真空断熱材９および第２の断熱箱８等の両者に接着一体化されるようにしてもよいものである。
　また、実施の形態では、断熱容器１が、ＬＮＧ輸送船等のタンクとして用いられる例を示したが、本発明はこの例に限定されず、陸上設置のＬＮＧタンク等の断熱容器、または、医療用および工業用に用いられる低温保存容器等の断熱容器であってもよい。保存される物質も、ＬＮＧではなく、液体水素等、常温より１００℃以上低い物質であれば、どのようなものであってもよい。
　以上述べたように、本発明の実施の形態の断熱容器は、常温よりも１００℃以上低い物質を保持する断熱容器であって、容器内槽３と、容器外槽２と、容器内槽３と容器外槽２との間に設けられた断熱箱５，８と、断熱箱５，８の内部に設けられた断熱層７，９とを備えている。断熱層は、芯材１１と、芯材１１を真空封止する外被材１２とを有する、パネル状の真空断熱材９、および、真空断熱材９とは異なる材料から構成された断熱材７を有している。真空断熱材は、熱応力分散層１８を有し、断熱箱に固定された構成である。
　これにより、汎用品であるパネル状の真空断熱材を用いて、安価に断熱性を確保することができるともに、断熱箱内の断熱材が痩せて遊び隙間ができたとしても、真空断熱材が断熱箱内で微振動することがなくなり、その外被材が傷つくことによる断熱性の低下も防止することができる。したがって、真空断熱材の外被材損傷による断熱性能の低下を防止して、長期間に亘って高い断熱性を安価に保障することができる。
　また、断熱材は断熱箱の容器内槽側に配設され、真空断熱材は、断熱箱の断熱材外側の容器外槽側に配設された構成であってもよい。
　このような構成によれば、さらに、超低温物質から真空断熱材にリークする超低温は、断熱材による断熱作用によって低減され、その外被材が低温脆化するのを抑制することができる。したがって、真空断熱材の低温脆化に伴う、外被材損傷による断熱性能の低下をも抑制して、さらに長期間に亘って高い断熱性を保障することができる。
　また、真空断熱材は、断熱箱の内面との間に、熱応力分散層を介して一体に接着固定された構成であってもよい。
　このような構成によれば、さらに、断熱箱と真空断熱材の外被材との熱膨張係数が異なっていて、断熱箱と真空断熱材の外被材との間に熱収縮差が生じ、真空断熱材の外被材に一次断熱層の熱収縮力が加わっても、この熱収縮力は熱応力分散層によって分散される。そして、真空断熱材の外被材は、熱収縮差による亀裂等の発生を抑制される。これにより、真空断熱材は、断熱箱に固定されていても、本来の高い断熱性能をそのまま維持することができ、断熱容器の断熱性能を長期間に亘って良好に保障することができる。
　また、熱応力分散層は、ガラスクロスで構成された構成であってもよい。
　このような構成によれば、さらに、ガラスクロスが持つ断熱性能も加わり、外被材の熱収縮亀裂防止と同時に、外被材自体の断熱性を向上させ、外被材自体の低温脆化を抑制できる。よって、信頼性を高めて、より一層、長期間に亘って高い断熱性を保障することができる。
　また、真空断熱材は、外被材の、少なくとも断熱箱の内面と接する側の面に、熱応力分散層が一体にラミネートされた構成であってもよい。
　このような構成によれば、さらに、コストアップ要因となるガラスクロスを、断熱箱内面側の片面のみとして、その使用量を抑えることができる。よって、コストアップを抑えつつ、断熱性能を長期間に亘って良好に保障することができる。
　また、真空断熱材は、外被材の上下両面に、熱応力分散層が一体にラミネートされて、外被材の最外層が形成された構成であってもよい。
　このような構成によれば、さらに、真空断熱材は、その上下両面の最外層が強度の高い熱応力分散層となるから、生産時の取り扱いによって外被材に亀裂が入ったり破れたりするようなことを防止できる。よって、真空断熱材の不良品発生率を抑制して、コストアップを抑えつつ、断熱容器の断熱性能を長期間に亘って良好に保障することができる。
　また、真空断熱材の芯材として、無機繊維を用いられた構成であってもよい。
　このような構成によれば、さらに、真空断熱材の外被材中に湿気が残っていたとしても、この湿気によって芯材が膨張し、真空断熱材自体が変形することを抑制することができる。例えば、ＬＮＧ輸送船用断熱容器等のように、定期的に温水洗浄等のメンテナンスが行われるときに、若干の湿気が外被材中に残存していたとしても、真空断熱材が膨張変形することを防止して、真空断熱材自体の熱膨張変形による外被材の亀裂発生を防止できる。よって、断熱性能保障を、より確実に実現することができるようになる。
　また、真空断熱材は、防爆構造を有する構成であってもよい。
　このような構成によれば、さらに、真空断熱材中に若干の湿気または空気が残っていて、この湿気または空気等により膨張が生じるようなことがあっても、膨張圧力が所定値以上になると、防爆構造部分から膨張圧力を外部に排出することができる。よって、そのまま膨張し続けて、爆発的破壊が生じることを防止して、安全性を確保することができる。
　また、断熱箱は、断熱材７を有する第１の断熱箱５と、容器内槽側に断熱材７が配置され、断熱材７の外側の容器外槽側に真空断熱材９が配された第２の断熱箱８とを有している。そして、第１の断熱箱が容器内槽側に配されるとともに、第２の断熱箱は、真空断熱材が容器外槽側に位置するように配された構成であってもよい。
　このような構成によれば、さらに、容器内槽に保存された物質から真空断熱材にリークする超低温は、第１の断熱箱の断熱材と、第２の断熱箱の断熱材との二重の断熱材による断熱作用によって低減され、外被材が低温脆化することを、より強力に抑制することができる。これによって、真空断熱材は、外被材に亀裂が生じる等によって断熱性能を損なうことを、より確実に防止されることになる。よって、より長期間に亘って、高い断熱性を保障することができる。
　また、容器外槽側に配された断熱箱は、一面が開口した箱枠体と、箱枠体内に設けられ、断熱箱内を仕切る仕切体とを有している。そして、仕切体で仕切られた区画の底面に敷設された真空断熱材と、真空断熱材の開口側に配された断熱材と、箱枠体の開口側を閉塞する閉塞板とによってユニット化された構成であってもよい。
　このような構成によれば、さらに、容器内槽および容器外槽間への、断熱材および真空断熱材の装填が、断熱箱の装填のみで容易に行えるようになる。よって、運搬性が向上するとともに、タンクの生産性が向上し、簡単な構成で真空断熱材の低温脆化を防止して、高い断熱性を長期間に亘って保障することができる。
　また、断熱材は、粉末断熱材、または、断熱パネルで構成された構成であってもよい。
　このような構成によれば、さらに、例えば、パーライト、および、発泡スチロールまたは発泡ウレタン等の断熱パネル、ならびに、パネル状の真空断熱材は、汎用部品として流通しているので、安価に入手することができる。そして、断熱パネルの場合は、真空断熱材と同様に、パネル状となっているから、敷設するだけで簡単に装填することができる。しかも、粉末断熱材を用いない場合には、粉末が舞い上がるのを防止するような設備を必要とせず、簡単な構成で真空断熱材の低温脆化を防止して、高い断熱性を長期間に亘って保障することができる。
　また、真空断熱材は、外被材の封止ヒレを有し、封止ヒレは、断熱材側に折り込まれて構成されていてもよい。
　このような構成によれば、さらに、パネル状の真空断熱材特有の封止ヒレが容器外槽に接して、ラミネートフィルム等の外被材を介して熱移動することを防止することができる。よって、高い断熱性能を維持することができる。
　また、本発明の実施の形態の断熱構造体は、容器外槽と第１の断熱箱と第２の断熱箱とを備えた断熱構造体である。そして、第１の断熱箱は、第１の箱枠体と、第１の箱枠体内に設けられた第１の断熱材と、第１の箱枠体の開口側を閉塞する第１の閉塞板とによってユニット化されている。そして、第２の断熱箱は、第２の箱枠体と、第２の箱枠体内に設けられ、第２の断熱箱内を仕切る仕切体と、仕切体によって仕切られた区画の底面に敷設された真空断熱材と、真空断熱材の開口側に配された第２の断熱材と、第２の箱枠体の開口側を閉塞する第２の閉塞板とによってユニット化されている。そして、第２の断熱箱は、第１の断熱箱よりも容器外槽側に配置され、真空断熱材は、熱応力分散層を有し、第２の閉塞板に固定された構成である。
　これにより、汎用品であるパネル状の真空断熱材を用いて、安価に断熱性を確保することができるともに、断熱箱内の断熱材が痩せて遊び隙間ができたとしても、真空断熱材が断熱箱内で微振動することがなくなり、その外被材が傷つくことによる断熱性の低下も防止することができる。したがって、真空断熱材の外被材損傷による断熱性能の低下を防止して、長期間に亘って高い断熱性を安価に保障することができる。
　以上のように本発明は、長期間に亘って高い断熱性能を安価に保障することができ、ＬＮＧをはじめとする極低温物質の貯蔵や輸送用の断熱容器として幅広く適用することができる。
　１　　断熱容器
　２　　容器外槽
　３　　容器内槽
　４　　中間槽
　５　　第１の断熱箱
　６　　箱枠体
　７　　粉末断熱材（第１の断熱層）
　８　　第２の断熱箱
　９　　真空断熱材（第２の断熱層）
　１０　　閉塞板
　１１　　芯材
　１２　　外被材
　１３ａ　　第１保護層
　１３ｂ　　第２保護層
　１４　　ガスバリア層
　１５　　熱溶着層
　１６　　吸着剤
　１７　　封止ヒレ
　１８　　熱応力分散層
　２１　　断熱パネル
　２２　　充填断熱材
　２４　　逆止弁
　２５　　弁孔
　２６　　強度低下部位
　Ａ　　防爆構造体

Claims (13)

  1. 常温よりも１００℃以上低い物質を保持する断熱容器であって、
    容器内槽と、
    容器外槽と、
    前記容器内槽と前記容器外槽との間に設けられた断熱箱と、
    前記断熱箱の内部に設けられた断熱層とを備え、
    前記断熱層は、芯材と、前記芯材を真空封止する外被材とを有する、パネル状の真空断熱材、および、前記真空断熱材とは異なる材料から構成された断熱材を有し、
    前記真空断熱材は、熱応力分散層を有し、前記断熱箱に固定された
    断熱容器。
  2. 前記断熱材は、前記断熱箱の前記容器内槽側に配設され、
    前記真空断熱材は、前記断熱箱の前記断熱材外側の前記容器外槽側に配設された
    請求項１に記載の断熱容器。
  3. 前記真空断熱材は、前記断熱箱の内面との間に、前記熱応力分散層を介して一体に接着固定された
    請求項１または請求項２に記載の断熱容器。
  4. 前記熱応力分散層は、ガラスクロスで構成された
    請求項３に記載の断熱容器。
  5. 前記真空断熱材は、前記外被材の、少なくとも前記断熱箱の前記内面と接する側の面に、前記熱応力分散層が一体にラミネートされた
    請求項３または請求項４に記載の断熱容器。
  6. 前記真空断熱材は、前記外被材の上下両面に、前記熱応力分散層が一体にラミネートされて、前記外被材の最外層が形成された
    請求項３から請求項５までのいずれか１項に記載の断熱容器。
  7. 前記真空断熱材の前記芯材として、無機繊維が用いられた
    請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の断熱容器。
  8. 前記真空断熱材は、防爆構造を有する構成である
    請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の断熱容器。
  9. 前記断熱箱は、
    前記断熱材を有する第１の断熱箱と、
    前記容器内槽側に前記断熱材が配置され、前記断熱材の外側の前記容器外槽側に前記真空断熱材が配された第２の断熱箱とを有し、
    前記第１の断熱箱が前記容器内槽側に配されるとともに、前記第２の断熱箱は、前記真空断熱材が前記容器外槽側に位置するように配された
    請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の断熱容器。
  10. 前記容器外槽側に配された前記断熱箱は、
    一面が開口した箱枠体と、
    前記箱枠体内に設けられ、前記断熱箱内を仕切る仕切体とを有し、
    前記仕切体で仕切られた区画の底面に敷設された前記真空断熱材と、前記真空断熱材の前記開口側に配された前記断熱材と、前記箱枠体の前記開口側を閉塞する閉塞板とによって、ユニット化された
    請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の断熱容器。
  11. 前記断熱材は、粉末断熱材、または、断熱パネルで構成された
    請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の断熱容器。
  12. 前記真空断熱材は、前記外被材の封止ヒレを有し、
    前記封止ヒレは、前記断熱材側に折り込まれて構成された
    請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の断熱容器。
  13. 容器外槽と第１の断熱箱と第２の断熱箱とを備えた断熱構造体であって、
    前記第１の断熱箱は、第１の箱枠体と、前記第１の箱枠体内に設けられた第１の断熱材と、前記第１の箱枠体の開口側を閉塞する第１の閉塞板とによってユニット化され、
    前記第２の断熱箱は、第２の箱枠体と、前記第２の箱枠体内に設けられ、前記第２の断熱箱内を仕切る仕切体と、前記仕切体によって仕切られた区画の底面に敷設された真空断熱材と、前記真空断熱材の開口側に配された第２の断熱材と、前記第２の箱枠体の開口側を閉塞する第２の閉塞板とによってユニット化され、
    前記第２の断熱箱は、前記第１の断熱箱よりも前記容器外槽側に配置され、
    前記真空断熱材は、熱応力分散層を有し、前記第２の閉塞板に固定された
    断熱構造体。
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