隔热容器的制造方法_4

文档序号:9264569阅读:来源:国知局
构 成内侧面的内侧外包覆材料的低温耐性比构成外侧面的外侧外包覆材料高。在本实施方式 3中,参照图10对这种结构的真空隔热构件20B进行说明。
[0166] 例如,图10所示的真空隔热构件20B基本上与上述实施方式1中说明的真空隔热 构件20A同样(参照图3),图中上侧的外侧层叠片220A与上述实施方式1中说明的层叠片 220同样,是尼龙膜制的表面保护层221、铝箔制的阻气层222、低密度聚乙烯膜制的热熔接 层223的三层结构。
[0167] 与此不同,图中下侧的内侧层叠片220B中,表面保护层221和热熔接层223与外 侧层叠片220A相同,但采用了由铝蒸镀层构成的低温耐性阻气层226来替代铝箔制的阻气 层222。或者,虽未图示,内侧层叠片220B也可以是将铝箔制的阻气层222多层化的结构。
[0168] 真空隔热构件20A的内侧面虽设置有发泡体隔热板30A或发泡体隔热板30B等内 侧隔热层,但受到容器壳体110的非常低的冷温的影响。于是,构成内侧面的内侧层叠片 220B(内侧外包覆材料)构成为其低温耐性比构成外侧面的外侧层叠片220A(外侧外包覆 材料)高。例如,铝蒸镀层或多层化的铝箔与单层的铝箔相比,低温耐性更加优异。由此,内 侧外包覆材料的低温耐性提高,所以能够良好地抑制真空隔热构件20B的内侧面的脆化。
[0169] 另外,单层的铝箔与铝蒸镀层相比廉价,与多层化的铝箔相比,单层的铝箔能够由 更少的材料形成。所以外侧外包覆材料可以由比内侧外包覆材料廉价的材料构成或者由少 量的材料构成。因此,能够有效抑制真空隔热构件20B的制造成本的增大。
[0170] 另外,铝蒸镀层或多层化的铝箔与单层的铝箔相比,隔热性能也高。因此,真空隔 热构件20B中,能够提高内侧面的隔热性能,所以能够提高隔热结构体105整体的隔热性 能。
[0171] (实施方式4)
[0172] 在上述实施方式1或2中,第三隔热层113由单层的真空隔热构件20A构成,但本 发明不限于此,例如如图11所示,也可以由两层以上的真空隔热构件20A构成。在本实施 方式4中,参照图11对这种结构的隔热结构体105进行说明。
[0173] 图11所示的结构中,第一隔热层111和第二隔热层112与上述实施方式2同样由 发泡体隔热板30B构成,第三隔热层113也与上述实施方式1或2同样由真空隔热构件20A 构成(参照图6),但与上述实施方式2不同,真空隔热构件20A的层构成为两层。
[0174] 在这种结构中,第二层的真空隔热构件20A与第一层的真空隔热构件20A错开排 列,所以第一层的真空隔热构件20A彼此的对接部位和第二层的真空隔热构件20A彼此的 对接部位在位置上不重叠。由此,能够抑制冷温从真空隔热构件20A彼此的对接部位泄漏, 并且能够抑制外部空气经由对接部位的传热。由此,能够减少容器壳体110内外的热迀移, 并且能够有效保持存在内侧隔热层(第一隔热层111和第二隔热层112)的区域的气氛温 度,所以能够进一步提高隔热结构体105整体的隔热性能。
[0175] 另外,在本实施方式中,第三隔热层113使用上述实施方式1中说明的真空隔热构 件20A,但也可以代之使用上述实施方式3中说明的真空隔热构件20B。另外,第三隔热层 113也可以是层叠有三层以上的真空隔热构件20A(或真空隔热构件20B)的多层结构。
[0176] (实施方式5)
[0177] 在上述实施方式1、2或4中,隔热结构体105由第一隔热层111、第二隔热层112 和第三隔热层113构成,但本发明不限于此,也可以如图12所示,隔热结构体105包括第四 隔热层114。在本实施方式5中,参照图12对这种结构的隔热结构体105进行说明。
[0178] 图12所示的结构中,第一隔热层111和第二隔热层112与上述实施方式2同样由 发泡体隔热板30B构成,第三隔热层113也与上述实施方式1或2同样由真空隔热构件20A 构成(参照图6),但在该第三隔热层113的外侧,还利用发泡体隔热板30D设置有第四隔热 层114。第四隔热层114的接缝即发泡体隔热板30D彼此的对接部位不与内侧的第三隔热 层113的接缝的位置重叠而错开。
[0179] 另外,发泡体隔热板30D的具体结构没有特别限制,可以由上述实施方式1或2中 例示的发泡体隔热板30A或30B同样的材料构成即可。另外,在上述实施方式2中图7所 例示的那样,第一隔热层111、第二隔热层112和第四隔热层114也可以由各不同的材料的 隔热板构成。
[0180] 通过在第三隔热层113的外侧设置第四隔热层114,能够抑制冷温从真空隔热构 件20A彼此的对接部位泄漏,并且也能够抑制外部空气经由真空隔热构件20A彼此的对接 部位的传热。由此,能够减少容器壳体110内外的热迀移,并且能够有效保持存在内侧隔热 层(第一隔热层111和第二隔热层112)的区域的气氛温度,所以能够进一步提高隔热结构 体105整体的隔热性能。
[0181] 另外,在本实施方式中是在第三隔热层113的外侧具有第四隔热层114的结构,但 也可以具有第五隔热层等,进一步的外侧隔热层。另外,第三隔热层113使用上述实施方式 1中说明的真空隔热构件20A,但也可以代之使用上述实施方式3中说明的真空隔热构件 20B。另外,也可以交替层叠发泡体隔热板30B(或发泡体隔热板30A)的隔热材料和利用真 空隔热构件20A的隔热层。
[0182] 另外,第一隔热层111或第二隔热层112或者这两者均可以多层结构化。换言之, 设置在第三隔热层113和容器壳体110之间的内侧隔热层既可以是两层(第一隔热层111 和第二隔热层112),也可以是三层以上的。另外,外侧隔热层也不限于仅由真空隔热构件 20A构成的第三隔热层113,也可以多层结构化。
[0183] (实施方式6)
[0184] 在本实施方式6中,参照图13A~图17,具体说明能够应用于上述实施方式1~ 5,且具有抑制或防止急剧变形的防爆结构的真空隔热构件20C。
[0185] [具有防爆结构的真空隔热构件]
[0186] 本实施方式的真空隔热构件20C是与上述实施方式1中说明的真空隔热构件20A 或在上述实施方式3中说明的真空隔热构件20B同样的结构,如图13A所示,包括芯材21、 外包覆材料(外覆件)22和吸附剂23。芯材21是由无机类材料构成的纤维状的部件,以减 压密闭状态(大致真空状态)封入外包覆材料22的内部。外包覆材料22是具有阻气性的 袋状的部件,在本实施方式中,通过使两片的层叠片220相对而使其周围被密封部24密封, 从而成为袋状。
[0187] 芯材21由无机类材料构成的纤维(无机类纤维)构成即可。具体而言,例如能够 列举玻璃纤维、陶瓷纤维、渣棉纤维、岩棉纤维等。另外,芯材21优选成形为板状,所以除了 这些无机类纤维以外,还可以含公知的粘合剂材料、粉体等。这些材料有助于芯材21的强 度、均匀性、刚性等的物性的提高。
[0188] 另外,作为芯材21,也可以使用无机类纤维以外的公知的纤维,但在本实施方式 中,作为一玻璃纤维等为代表的无机类纤维,使用平均纤维直径在4 μ m~10 μ m的范围内 的玻璃纤维(纤维直径比较粗的玻璃纤维),进一步将这种玻璃纤维烧制而用作芯材21。
[0189] 像这样,如果芯材21是无机类纤维,则能够减少在真空隔热构件20C的内部从芯 材21的成分放出残留气体所致的真空度的降低。而且,如果芯材21是无机类纤维,则芯材 21的吸水性(吸湿性)下降,所以能够维持真空隔热构件20C的内部的水分量较低。
[0190] 另外,由于烧制无机类纤维,即便是外包覆材料22因某种影响导致破袋或破损, 芯材21也不会膨胀得很大,能够保持作为真空隔热构件20C的形状。具体而言,例如不烧 制无机类纤维地密封作为芯材21时,破袋时的膨胀,虽然根据各种条件而不同,但能够达 到破袋前的2~3倍。与此不同,通过烧制无机类纤维,能够将破袋时的膨胀抑制在1. 5倍 以内。因此,通过对作为芯材21的无机类纤维实施烧制处理,能够有效抑制破袋或破损时 的膨胀,提高真空隔热构件20C的尺寸保持性。
[0191] 另外,无机类纤维的烧制条件没有特别限制,能够适当地使用公知的各种条件。另 外,无机类纤维的烧制在本发明中是特别优选的处理,但不是必须的处理。
[0192] 层叠片220在本实施方式中是依次层叠有表面保护层221、阻气层222和热熔接层 223的三层的结构。表面保护层221是用于保护真空隔热构件20C的外表面的树脂层,例如 利用尼龙膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚丙烯膜等公知的树脂膜,但没有特别限定。表面 保护层221既可以仅由一种膜构成,也可以层叠多个膜而构成。
[0193] 阻气层222是用于防止外部空气进入到真空隔热构件20C的内部的层,可以优选 地利用具有阻气性的公知的膜。作为具有阻气性的膜,例如能够列举铝箔、铜箔、不锈钢箔 等金属箔、对作为基材的树脂膜蒸镀了金属或金属氧化物的蒸镀膜、对该蒸镀膜的表面进 而实施公知的涂敷处理的膜等,但没有特别限制。作为用于蒸镀膜的基材,可以列举聚对苯 二甲酸乙二醇酯膜或乙烯-乙烯醇共聚物膜等,作为金属或金属氧化物,能够列举铝、铜、 氧化错、氧化娃等,但没有特别限制。
[0194] 热熔接层223是用于使层叠片220彼此相对贴合的层,并且也作为保护阻气层222 的表面的层发挥作用。即,阻气层222的一方的面(外表面)被表面保护层221保护,但另 一方的面(内表面、背面)被热熔接层223保护。在真空隔热构件20C的内部封入有芯材 21和吸附剂23,所以这些内部的物体对阻气层222的影响能够被热熔接层223防止或抑 制。作为热熔接层223能够列举例如低密度聚乙烯等热可塑性树脂构成的膜,但没有特别 限制。
[0195] 另外,层叠片220也可以包括表面保护层221、阻气层222和热熔接层223以外的 层。另外,阻气层222和热熔接层223与表面保护层221同样,既可以仅由一种膜构成,也 可以层叠多个膜而构成。即,层叠片220只要满足如下条件,其具体结构就没有特别限制: 一对面(正反面)中一方的面为热熔接层223 ;以及多层结构中具有阻气层222 (或者多层 结构中任一层具有阻气性)。
[0196] 在本实施方式中,层叠片220在使热熔接层223彼此相对地配置两片的状态下使 周缘部的大部分热熔接,从而形成为袋状的外包覆材料22即可。具体而言,例如,如图14 所示,将层叠片220的周缘部的一部分(图14对面左侧的上方)作为开口部25留下,将除 了开口部25之外的周缘部的其余部分以包围中央部分(芯材21被收纳的部分)的方式进 行热熔接即可。
[0197] 吸附剂23在外包覆材料22的内部减压密封芯材21后,吸附除去从芯材21的微 细的空隙等放出的残留气体(也包含水蒸气)、从密封部24等极小量进入的外部空气(也 包含水蒸气)。吸附剂23的具体种类没有特别限制,但优选能够使用包括沸石、氧化钙、硅 胶等公知的材料。
[0198] 此处,吸附剂23优选不是具有物理吸附作用的吸附剂,而是具有化学吸附作用的 吸附剂(化学吸附型),吸附剂23优选为不会因残留气体的吸附而发热的吸附剂(非发热 性材料),优选为不燃性材料。
[0199] 在本实施方式中,作为吸附剂23能够使用在公知的包装材内包含粉末状的ZSM-5 型沸石的吸附剂。只要ZSM-5型沸石为粉末状,表面积就增大,所以能够提高气体吸附能 力。
[0200] 另外,从提高常温下的氮吸附特性的观点出发,在ZSM-5型沸石中尤其优选使用 ZSM-5型沸石的铜位中至少50%以上的铜位为铜一价位,铜一价位中至少50%以上为配位 三氧的铜一价位的ZSM-5型沸石。像这样,ZSM-5型沸石是提高了配位三氧的铜一价位率 的沸石时,能够大幅提高减压下的空气的吸附量。
[0201] 另外,ZSM-5型沸石时具有化学吸附作用的气体吸附剂。因此,例如即使发生温度 上升之类的各种环境要因,可能对吸附剂23产生某种影响,也能够实质上防止一度吸附的 气体重新放出。因此,在处理可燃性燃料等的情况下,即使因某种影响吸附剂23吸附了可 燃性气体,也不会因之后的温度上升等影响下重新放出气体。结果是能够进一步提高真空 隔热构件20C的防爆性。
[0202] 另外,ZSM-5型沸石是不燃性的气体吸附剂,所以本实施方式的吸附剂23实质上 仅由不燃性材料构成。因此,包括芯材21在内,在真空隔热构件20C的内部不使用可燃性 材料,能够进一步提高防爆性。作为无机类的气体吸附剂,例如可以列举锂(Li)等,但锂是 可燃性材料。而且,在本实施方式中,作为真空隔热构件20C的用途例示了 LNG用的球形罐 101 (参照实施方式1和图1A、图1B)。因此,一旦将这种可燃性材料用作吸附剂23,即便假 定不至于引起大爆炸,但不言而喻,也不适合于处理LNG等可燃性燃料等的容器。
[0203] 如上所述,如果吸附剂23是化学吸附型,则与物理吸附型相比,吸附的残留气体 不会容易脱离,所以能够良好地保持真空隔热构件20C的内部的真空度。而且,残留气体不 会逃离所以能够有效防止在外包覆材料22的内部因残留气体膨胀导致真空隔热构件20C 变形的顾虑。因此,能够提高真空隔热构件20C的防爆性和稳定性。
[0204] 另外,如果吸附剂23是非发热性材料或不燃性材料或者满足这两者的材料,则即 便外包覆材料22损伤等导致异物进入内部,也能够避免吸附剂23发热或燃烧的顾虑。因 此,能够提高真空隔热构件20C的防爆性和稳定性。
[0205] 另外,如上所述,作为吸附剂23,优选为将残留气体化学吸附的化学吸附型、不因 残留气体的吸附导致发热的非发热性或者化学吸附型且非发热性的结构,但该结构与后述 的真空隔热构件20C的防爆结构的结构例2对应。
[0206] 真空隔热构件20C的具体的制造方法没有特别限制,能够适当的使用公知的制作 方法。在本实施方式中,如上所述,通过将两片的层叠片220重合以形成开口部25的方式 将周缘部热熔接,从而得到袋状的外包覆材料22。因此,如图14所示,从开口部25向外包 覆材料22的内部插入芯材21和吸附剂23,例如在减压腔室等减压设备内减压即可。由此, 从开口部25,袋状的外包覆材料22的内部(袋内部)被充分减压而成为大致真空状态。
[0207] 然后,与其他的周缘部同样,开口部25也通过热熔接密闭密封,就能得到真空隔 热构件20C。另外,热熔接、减压等各条件没有特别限制,能够适当采用公知的各种条件。另 外,外包覆材料22不限于使用两片的层叠片220的结构。例如也能够将一片层叠片220 - 半折弯,将两方的侧缘部热熔接,就能够得到具有开口部25的袋状的外包覆材料22。或者 也可以将层叠片220成形为筒形,密封一方的开口部。
[0208] 无论是何种,在本实施方式中,外包覆材料22,就开口部25而言,具有其内表面为 热熔接层223的开口部25即可。由此,通过在将热熔接层223彼此接触的状态下进行热熔 接,能够密封开口部25。因此,只要在减压后密封开口部25就能密封袋内部。
[0209] 将外包覆材料22的周缘部热熔接而得到的密封部24,如图13A所示,只要为相对 的热熔接层223彼此相互熔接而形成熔接部位的结构即可。此处,在本实施方式中,密封部 24如图13B所示,优选至少包含多个薄壁部241,更加优选包含厚壁部242。薄壁部241是 与只是重合而已的热熔接层223的厚度相比热熔接层223彼此的熔接部位的厚度较小的部 位,而厚壁部242是热熔接层223彼此的熔接部位的厚度较大的部位。密封部24至少包括 薄壁部241,从而外部空气等更难以从密封部24进入真空隔热构件20C的内部。
[0210] 在外包覆材料22的周缘部,露出有热熔接层223的极小端面,因此外部空气有可 能通过密封部24进入。外包覆材料22的阻气层222并不能够完全隔断外部空气的进入, 但与热熔接层223相比,气体(含水蒸气)的透过性极低。因此,进入真空隔热构件20C的 内部的外部空气的大部分能够视为通过了密封部24。
[0211] 只要密封部24包括薄壁部241,就能够增大从热熔接层223的端面进入的外部空 气的透过阻力。因此,能够有效抑制外部空气的进入,并且能够降低进入外包覆材料22的 内部的外部空气膨胀导致真空隔热构件20C变形的可能性。另外,如图13B所示,只要以薄 壁部241位于厚壁部242之间的方式交替配置厚壁部242和薄壁部241,就能够提高密封部 24的强度,并且有效抑制薄壁部241成为热桥(heat bridge)所致的阻气层222彼此之间 的热传导。
[0212] 另外,包含多个薄壁部241和厚壁部242的密封部24的形成方法等没有特别限 制。代表性的形成方法可以列举专利文献1公开的方法。另外,薄壁部241和厚壁部242 的个数也没有特别限制,虽然根据作为密封部24的周缘部的宽度而不同,但薄壁部241为 4~6个即可。
[0213] [防爆结构的具体结构]
[0214] 本实施方式的真空隔热构件20C具有当在外包覆材料22的内部残留气体膨胀时 抑制或防止该真空隔热构件20C的急剧变形的防爆结构。具体的防爆结构没有特别限制, 但代表性地,例如可以列举如下:结构例1 :包覆真空隔热构件20C的发泡树脂层11形成为 在发泡后不残留有机类发泡剂的结构;结构例2 :与芯材21 -起被封入到外包覆材料22的 内部的吸附剂23为化学吸附残留气体的化学吸附型或不会因残留气体的吸附导致发热的 非发热性或者化学吸附型且非发热性的结构;或者结构例3 :外包覆材料22具有使残留气 体释放到外部缓和膨胀的膨胀缓和部的结构
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