隔热容器的制造方法_3

文档序号:9264569阅读:来源:国知局
的UL510FR标准以上即 可。
[0125] 密封部保护层27为以覆盖鳍状的密封部24的外周部即层叠片220的截面露出的 部位的方式构成的难燃性的层即可。该密封部保护层27在本实施方式中通过将氯乙烯制 的带粘贴在密封部24而构成,但不限于此,也能够使用由公知的难燃性材料形成的带状或 片状的或者具有难燃性的公知的密封材料(密封件)。密封部保护层27所要求的难燃性与 难燃层225同样,为UL510FR标准以上即可。另外,密封部保护层27除了难燃性之外优选 还具有电绝缘性。通过设置密封部保护层27能够提高真空隔热构件20A的难燃性和电屏 蔽性。
[0126] 在本实施方式中,难燃层225和密封部保护层27的形成不是必须的。不过,如果 将本实施方式的隔热容器104用于LNG输送罐船100的球形罐101,则真空隔热构件20A优 选具有良好的难燃性和电屏蔽性。因此,通过设置难燃层225或密封部保护层27中的任一 者或两者,能够提尚真空隔热构件20A的可靠性和耐久性。
[0127] [隔热结构体的隔热作用]
[0128] 接着,对上述结构的隔热结构体105的隔热作用进行具体说明。如上所述,本实施 方式的隔热容器104具有设置在容器壳体110的外侧隔热结构体,该隔热结构体105是包 括作为内侧隔热层的第一隔热层111和第二隔热层112、以及一体化层33 ;和比第二隔热层 112靠外侧设置的第三隔热层113的多层结构体。另外,在容器壳体110的内部保持LNG等 低温物质。
[0129] 此处,位于容器壳体110侧的第一隔热层111、第二隔热层112和一体化层33利用 第三隔热层113覆盖其外侧的大致整个面,该第三隔热层113由隔热性能优异的真空隔热 构件20A构成。即,构成第三隔热层113的真空隔热构件20A其热传导率λ比构成第一隔 热层111、第二隔热层112和一体化层33(内侧隔热层)的发泡苯乙烯低很多。因此,容器 壳体110的冷温即便经由第一隔热层111、第二隔热层112或一体化层33传热(热迀移) 至外部,也被第三隔热层113的真空隔热构件20Α有效阻挡,能够大幅降低冷温向外部空气 的泄漏。
[0130] 而且,从内侧隔热层看,该内侧隔热层的外侧面的大致整个面被真空隔热构件20Α 覆盖。因此,能够期待利用真空隔热构件20Α的优异的隔热性能实质上切断从外部空气向 内侧隔热层传热的效果。由此能够有效抑制内侧隔热层所在的区域(内侧隔热区域)的气 氛温度因外部空气上升的顾虑,由此能够相对地提高内侧隔热层的隔热性能。结果是,能够 利用真空隔热构件20Α本身的优异的隔热性能和利用内侧隔热层的相对提高的隔热性能 的协同效应,能够使隔热结构体105的隔热性能非常高。
[0131] 特别是,在内侧隔热层,不仅包括一体化层33那样的一层结构,还包括将第一隔 热层111和第二隔热层112重叠的二层结构。在该二层结构的部分,各层之间形成有空气 层,物质上的连续性被隔绝。例如,在本实施方式中,一体化层33作为一个发泡苯乙烯的 层,是在厚度方向上连续的单层,但在第一隔热层111和第二隔热层112的二层结构的部 分,第一隔热层111和第二隔热层112之间没有连续性被隔绝。由此,隔热结构体105的内 侧隔热层至少部分地被多层化,所以通过还包括第三隔热层113(真空隔热构件20Α)的三 层结构提高隔热性能。
[0132] 此处,二层结构的部分在本实施方式中相当于发泡体隔热板30Α彼此的对接部位 (第一隔热层111和第二隔热层112与一体化层33的接缝),但一般来说,与隔热板的主体 相比,内部的冷温更容易从隔热板彼此的对接部位泄漏。对此,在本实施方式中,通过将对 接部位设为二层结构,能够使第二隔热层112的接缝附近多层化,所以能够有效降低冷温 从接缝泄漏。
[0133] 而且,在本实施方式中,作为接缝的间隙(发泡体隔热板30Α的缘部31和32彼此 的间隙)中填充有填充隔热材料14。另外,在本实施方式中,发泡体隔热板30Α和真空隔热 构件20Α被一体化,但真空隔热构件20Α彼此之间也填充有填充隔热材料15。由此能够进 一步抑制来自容器壳体110内的冷温经由接缝泄漏到外部空气。结果是能够有效利用真空 隔热构件20Α的隔热性能,并且能够确保隔热结构体105整体的良好的隔热性能。
[0134] 另外,能够有效降低冷温从接缝泄漏,所以第三隔热层113能够避免将真空隔热 构件20Α部分地每多张地重叠。因此,第三隔热层113实质上能够由真空隔热构件20Α单 层构成。由此能够抑制比较有效果的真空隔热构件20Α的使用张数的增加,所以能够实现 制造隔热容器104时的省资源化。
[0135] 另外,从真空隔热构件20Α看时,减少了冷温从内侧隔热层的接缝(第一隔热层 111和第二隔热层112的二层结构)的泄漏量。因此,能够抑制外包覆材料22的低温导致 的脆化,并且还能够抑制真空隔热构件20Α的翘曲变形等。由此,能够长期保持真空隔热构 件20A的隔热性能。
[0136] 这样,只要能够使隔热结构体105的隔热性能良好,能够特别使内侧隔热层变薄。 因此,在隔热容器104的整体的大小不变时,容器壳体110的内部容积能够增加(参照后述 的实施例)。
[0137] 另外,在图IA所示的LNG输送罐船100中,一般使用LNG的蒸发气体(BOG)作为燃 料,而作为这种LNG输送罐船100的球形罐101如果使用本实施方式的隔热容器104,则因 优异的隔热性能能够抑制蒸发气体的产生,并且能够抑制作为蒸发气体的燃料的使用量, 所以能够提高经济性。另外,另外,在蒸发气体再液化的情况下,也能够抑制蒸发气体的产 生本身,所以能够减少伴随再液化的能量损失。
[0138] 另外,在本实施方式中,第一隔热层111和第二隔热层112、以及一体化层33构成 为一体的发泡体隔热板30A,该发泡体隔热板30A配置成覆盖球状的容器壳体110的外侧面 整体。换言之,真空隔热构件20A配置在内侧隔热层的外侧面,所以LNG等低温物质至真空 隔热构件20A的距离在全域大致相等。因此,来自容器壳体110内部的冷温的传递,即冷温 的泄漏量在整个内侧隔热层大致相等。
[0139] 而且,对于发泡体隔热板30A的主体(一体化层33)相比冷温更容易泄漏的对接 部位(接缝)是第一隔热层111和第二隔热层112的二层结构,所以能够减小主体和接缝 的隔热性能的差。结果是,能够使真空隔热构件20A的内侧面,即内侧隔热层与真空隔热构 件20A接触的面的温度分布进一步相等。因此,能够减小真空隔热构件20A的内侧面的温 度分布的偏差,所以也能够抑制温度分布的不均导致的外包覆材料22的热收缩的偏差。结 果是,能够进一步抑制外包覆材料22的机械强度下降导致的脆化或破损等,能够进一步长 期保持真空隔热构件20A的隔热性能。
[0140] 而且,在本实施方式中,真空隔热构件20A的鳍状的密封部24被折入到内侧,所以 能够有效抑制经由鳍状的密封部24发生的冷温的泄漏。另外,真空隔热构件20A的芯材21 使用玻璃纤维等无机纤维,或者设置覆盖真空隔热构件20A的主体的难燃层225,或者在密 封部24的外周部设置难燃性的密封部保护层27,由此能够提高真空隔热构件20A的难燃 性。由此即使外部发生火灾,也能够利用真空隔热构件20A的难燃性有效抑制向隔热容器 104内的延烧。
[0141] 另外,在本实施方式中,真空隔热构件20A没有完全与热收缩行为或热收缩率不 同的发泡体隔热板30A固定,而是层叠配置的。由此,能够良好抑制真空隔热构件20A的变 形或者真空隔热构件20A的外包覆材料22的破损等。特别是,即便由于隔热容器104的使 用环境的变化而在发泡体隔热板30A中发生热收缩,也能够实质上防止伴随该热收缩真空 隔热构件20A拉引伸缩的可能性。因此,能够避免拉引伸缩的反复导致机械强度下降而使 外包覆材料22中发生龟裂等破损的可能性,能够长期维持良好的隔热性能。
[0142] 另外,在本发明中,外包覆材料22(和构成外包覆材料22的层叠片220)的机械强 度的下降通过外包覆材料22的拉伸强度测定来评价。具体而言,依照JIS K 7124和ISO 527-3,在拉伸速度IOOmm/分钟的条件下,暴露在常温或低温环境下,测定测定对象样品 (外包覆材料22或层叠片220等)的拉伸强度,基于低温环境下的拉伸强度相比常温环境 下的拉伸强度下降多少程度来进行评价。另外,低温环境在-l〇〇°C的情况下通过混合乙醇、 液氮和干冰进行调整而实现,在_196°C的情况下通过液氮实现即可。
[0143] 另外,由真空隔热构件20A构成的第三隔热层113覆盖发泡体隔热层板30A的大 致整个面,所以也能够抑制发泡体隔热板30A的表面温度(第二隔热层112或一体化层33 的外侧的温度)因环境变化而发生偏差。由此,能够抑制发泡体隔热板30A本身的热收缩, 所以能够减小真空隔热构件20A和发泡体隔热板30A的热收缩行为的差异。
[0144] 例如,在阳光照到隔热容器104的环境下,隔热结构体105的向阳的部分和背阴的 部分容易产生热分布的不均。热分布的不均对发泡体隔热板30A整体的热收缩行为产生很 大的影响,有可能使发泡体隔热板30A产生局部的热收缩率的差异。
[0145] 对此,在本实施方式中,发泡体隔热板30A被真空隔热构件20A与外部空气隔热, 所以能够有效抑制发泡体隔热板30A的温度变化导致的变形等。结果是,能够良好地抑制 第三隔热层113和第二隔热层112之间产生间隙,而且还能够抑制构成第三隔热层113的 真空隔热构件20A的变形或破损等。由此能够提尚隔热结构体105的可靠性。
[0146] [变形例]
[0147] 在本实施方式的隔热容器104中,作为隔热结构体105的代表例,列举了图2所示 的结构,但本发明不限于此。例如,图2所示的结构中,紧固部件13通过贯通发泡体隔热板 30A的一体化层33而将该发泡体隔热板30A固定在容器壳体110,但利用紧固部件13的固 定方法不限于此。例如,也可以如图4所示,通过将紧固部件13贯通第一隔热层111和第 二隔热层112重叠的部分,而与真空隔热构件20A-起共同固定第一隔热层111和第二隔 热层112。利用紧固部件13的发泡体隔热板30A (和真空隔热构件20A)的紧固部位没有特 别限定,根据各种条件在适当的部位紧固即可。
[0148] 另外,真空隔热构件20A也可以不是利用紧固部件13机械紧固,而是如图5所示, 利用公知的粘接剂16粘接固定在发泡体隔热板30A。这种结构中,例如在真空隔热构件20A 的内侧面的多个部位涂敷粘接剂16,而粘接到发泡体隔热板30A的外侧面进行贴合。作为 粘接剂16,能够列举公知的热熔性类粘接剂,但没有特别限制。另外,作为多个粘接部位,例 如能够列举四角和中央部附近,但没有特别限定。
[0149] 另外,在本实施方式中,如图2、图4和图5所示,第三隔热层113的接缝(真空隔 热构件20A彼此的对接部位)的位置、和第二隔热层112的接缝(发泡体隔热板30A彼此 的对接部位)的位置实质上一致。然而,本发明不限于此,也可以如后述的实施方式2所例 示的那样,以有意将第三隔热层113的接缝的位置和第二隔热层112的接缝的位置错开的 方式排列真空隔热构件20A。
[0150] (实施方式2)
[0151] 在上述实施方式1中,结构是:隔热结构体105包括第一隔热层111和第二隔热层 112并且还包括这些第一隔热层111和第二隔热层112 -体化的部位(一体化层33),但在 本实施方式2中的结构是,第一隔热层111和第二隔热层112是完全独立的层,不包括一体 化层33。在本实施方式2中,参照图6~图9对这种结构的隔热结构体105进行说明。
[0152] 具体而言,如图6所示,通过在容器壳体110的外侧排列多个发泡体隔热板30B构 成第一隔热层111,通过在该第一隔热层111的外侧排列多个发泡体隔热板30B构成第二 隔热层112,通过在该第二隔热层112的外侧排列多个真空隔热构件20A,构成第三隔热层 113。另外,与上述实施方式1同样,第一隔热层111的接缝以及第二隔热层112的接缝即 发泡体隔热板30B彼此的对接部位之间填充有填充隔热材料14,在第三隔热层113的接缝 即真空隔热构件20A彼此的对接部位之间填充有填充隔热材料15。
[0153] 真空隔热构件20A的鳍状的密封部24与上述实施方式1同样,被配置成折入到作 为更低温侧的内侧。因此,密封部24位于真空隔热构件20A的主体与构成第二隔热层112 的发泡体隔热板30B之间。另外,与上述实施方式1同样,第一隔热层111、第二隔热层112 和第三隔热层113利用由螺栓13a和螺母13b构成的紧固部件13固定在容器壳体110。另 外,发泡体隔热板30B的基本结构与上述实施方式1中说明的发泡体隔热板30A相同,因此 省略其说明。
[0154] 像这样,在本实施方式中,第一隔热层111和第二隔热层112构成为完全独立分离 的隔热层。因此,这些隔热层之间形成空气层而使物质上的连续性被隔绝。由此,来自容器 壳体110的冷温被双重的内侧隔热层(第一隔热层111和第二隔热层112)遮挡,所以能够 有效抑制冷温的泄漏。结果是能够有效利用真空隔热构件20A的隔热性能,并且能够确保 隔热结构体105整体的良好的隔热性能。
[0155] 另外,在本实施方式中,第一隔热层111的接缝的位置、第二隔热层112的接缝的 位置和第三隔热层113的接缝的位置均不同。具体而言,当设想从容器壳体110的内侧向外 侧做投影图时,外侧的第三隔热层113的接缝(真空隔热构件20A彼此的对接部位)不与 内侧的第二隔热层112的接缝(发泡体隔热板30B彼此的对接部位)的位置重叠而错开, 第二隔热层112的接缝不与内侧的第一隔热层111的接缝(发泡体隔热板30B彼此的对接 部位)的位置重叠而错开。或者,也可以表述为:真空隔热构件20A彼此的对接部位位于从 构成第二隔热层112的发泡体隔热板30B彼此的对接部位的延长线上错开的位置,构成第 二隔热层112的发泡隔热板30B彼此的对接部位位于从构成第一隔热层111的发泡体隔热 板30B彼此的对接部位的延长线上错开的位置。
[0156] 此处,图6所示的结构中,第一隔热层111和第二隔热层112均由同种的发泡体隔 热板30B构成,但也可以如图7所示,构成第一隔热层111的隔热板和构成第二隔热层112 的隔热板是不同种的。例如,图7所示的结构中,构成第一隔热层111的隔热板与图6同样 是发泡苯乙烯(特别是EPS)制的发泡体隔热板30B,但构成第二隔热层112的隔热板是聚 氨酯泡沫制的发泡体隔热板30C。
[0157] 聚氨酯泡沫制的发泡体隔热板30C的热传导率比发泡苯乙烯制的发泡体隔热板 30B的热传导率低,所以第二隔热层112的隔热性能比第一隔热层111得到提高。由此,隔 热性能比内侧更优异的隔热层位于外侧,所以内侧的第一隔热层111被外侧的第二隔热层 112良好地隔热。
[0158] 因此,存在第一隔热层111的区域的气氛温度被第二隔热层112有效保持,所以第 一隔热层111的低温状态被良好保持,能够有效抑制来自容器壳体110的冷温泄漏到外侧。 而且,此时,第一隔热层111的接缝被构成第二隔热层112的发泡体隔热板30C覆盖,所以 也能够有效抑制冷温从接缝泄漏。
[0159] 另外,第一隔热层111被第二隔热层112良好地隔热,提高了内侧隔热层的隔热性 能。由此,也能够抑制真空隔热构件20A的内侧面被暴露在更低温的顾虑。因此,也能够有 效抑制真空隔热构件20A的翘曲变形或者作为内侧面的外包覆材料22的脆化(或者破损) 等。结果是能够提高隔热结构体105的可靠性。
[0160] 另外,第二隔热层112的隔热性能不用比第一隔热层111的隔热性能显著优异,也 可以是同等程度的。因此,第二隔热层112具有与第一隔热层111同等或其以上的隔热性 能即可。因此,用于第二隔热层112的隔热板没有必要一定与用于第一隔热层111的隔热 板是不同种的。另外,用于第二隔热层112的隔热板与用于第一隔热层111的隔热板可以 是同种的材料制的,但例如也能够通过使发泡密度不同,来提高隔热性能。
[0161] 另外,在本实施方式中,也可以如图8所示,真空隔热构件20A不是利用紧固部件 13机械紧固的,而是利用公知的粘接剂16粘合固定到发泡体隔热板30A的。另外,粘接剂 16的种类以及粘接部位等与上述实施方式1的变形例同样(参照图5)。
[0162] 另外,在本实施方式中,也可以如图9所示,在第一隔热层111和第二隔热层112 之间,以及在第二隔热层112和第三隔热层113之间设置金属网17。该金属网17在隔热层 之间作为用于支承紧固部件13的部件发挥作用,在图9所示的结构中,通过将贯通金属网 17的螺栓13a紧固到固接于容器壳体110的螺母13b,来固定发泡体隔热板30B和真空隔 热构件20A。另外,在各隔热层之间设置金属网17的情况下,螺栓13a也可以不贯通真空隔 热构件20A,而位于相邻的真空隔热构件20A之间(对接部位之间)。
[0163] 另外,在本实施方式中,发泡体隔热板30B的缘部的端面(对接部位的侧面)是平 坦面,但本发明不限于此,也可以如上述实施方式1中说明的发泡体隔热板30A那样,为具 有台阶差的缘部。这种情况下,发泡体隔热板30B彼此的对接部位是局部四层以上的多层 结构,能够进一步有效抑制冷温从接缝泄漏。
[0164] (实施方式3)
[0165] 上述实施方式1或2中使用的真空隔热构件20A在外侧面和内侧面使用相同结构 的外包覆材料22,但本发明不限于此,例如如图10所示,也可以构成为,外包覆材料22中
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