隔熱容器和隔熱結(jié)構(gòu)體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及具有真空隔熱構(gòu)件的隔熱容器和隔熱結(jié)構(gòu)體，特別涉及能夠保持液化 天然氣或氫氣等低于常溫的溫度的低溫物質(zhì)的隔熱容器和隔熱結(jié)構(gòu)體。
【背景技術(shù)】
[0002] 例如，天然氣或氫氣等可燃性氣體在常溫下為氣體，因此在其儲藏和輸送時(shí)液化 而保持在隔熱容器內(nèi)。因此能夠說，液化的可燃性氣體是大幅低于常溫的低溫物質(zhì)（更具 體而言是低溫流體）。
[0003] 作為這樣的物質(zhì)，例示天然氣時(shí)，保持液化的天然氣（LNG)的隔熱容器的代表例 可以列舉陸上設(shè)置的LNG儲藏罐或LNG輸送罐車（船）的罐等。這些LNG罐需要在比常溫 低100°C以上的溫度（LNG的溫度通常為-162°C)保持LNG，所以需要盡量提高隔熱性能。
[0004] 作為這樣的LNG罐，例如已知由內(nèi)槽和外槽構(gòu)成的雙重槽。在這種雙重槽的LNG 罐中，在內(nèi)槽和外槽之間通過填充珠光體（perlite)等的粉末的發(fā)泡隔熱材料來確保隔熱 性能。然而，為了進(jìn)一步提高隔熱性能，僅填充珠光體等是不足的。于是，已知通過與珠光 體等一起使用真空隔熱來進(jìn)一步強(qiáng)化隔熱性能的結(jié)構(gòu)。
[0005] 例如，專利文獻(xiàn)1中，公開了如下結(jié)構(gòu)的隔熱裝置：如圖18所示，在雙重槽的內(nèi)槽 501和外槽502之間的空間填充有由熱傳導(dǎo)率低的材料構(gòu)成且對內(nèi)部抽真空了的真空球 503,進(jìn)一步在這些真空球503彼此的間隙填充珠光體等粉末隔熱材料504。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能 夠在內(nèi)槽501和外槽502之間在粉末隔熱材料504的隔熱結(jié)構(gòu)中制作出基于真空球503的 真空區(qū)域。
[0006] 但是，作為具有更高的隔熱性能的隔熱材料的一種，已知利用由無機(jī)類材料構(gòu)成 的纖維狀的芯材的真空隔熱構(gòu)件。例如本申請申請人如專利文獻(xiàn)2所示提出了如下結(jié)構(gòu)的 真空隔熱構(gòu)件：熱熔接有作為外包覆材料（外覆件）的多層層壓膜的部位為具有多個(gè)薄壁 部和厚壁部的密封部。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開平7-190297號公報(bào)
[0010] 專利文獻(xiàn) 2 :W02010/029730A1 公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 發(fā)明要解決的課題
[0012] 然而，存在如下的技術(shù)問題：在所述專利文獻(xiàn)1中公開的雙重槽的隔熱裝置中，雖 然通過設(shè)置真空區(qū)域提高了隔熱性能，但是無法說是充分發(fā)揮了真空區(qū)域所具有的本來的 隔熱性能。
[0013] 具體而言，在所述結(jié)構(gòu)的雙重槽中，填充有粉末隔熱材料的區(qū)域不是真空區(qū)域，所 以在內(nèi)槽501和外槽502之間處于通過填充的粉末隔熱材料504傳熱上連續(xù)的狀態(tài)。因此， 即便可以說粉末隔熱材料504具有隔熱性能，來自內(nèi)槽501的冷溫（低熱）仍有可能經(jīng)粉 末隔熱材料504傳遞。結(jié)果是無法說是充分提升了雙重槽的隔熱性能，還有改善的余地。
[0014] 另外，用于形成真空區(qū)域的真空球503需要由沒有通用性的特殊材料形成。例如， 內(nèi)槽501附近的真空球503因?yàn)槭艿胶艽蟮膩碜訪NG等低溫物質(zhì)的冷溫的影響，所以真空 球503本身的溫度也會大幅下降。因此，真空球503必須由能夠耐受比常溫低100°C以上的 溫度的金屬材料形成。由此，真空球503價(jià)格昂貴，也導(dǎo)致隔熱材料的成本提高的問題。
[0015] 于是，本申請申請人嘗試?yán)脤＠墨I(xiàn)2中公開的真空隔熱構(gòu)件來替代真空球 503。然而，單純地將真空隔熱構(gòu)件設(shè)置在粉末隔熱材料中，有時(shí)無法長時(shí)間保持真空隔熱 構(gòu)件的隔熱性能，發(fā)現(xiàn)了這種新的技術(shù)問題。
[0016] 具體而言，與真空球503的情況相同，來自LNG等低溫物質(zhì)的冷溫對真空隔熱構(gòu)件 的外包覆材料（外覆件）產(chǎn)生影響，因此外包覆材料在低溫下脆化，或者由于熱收縮有可能 會破損。特別是外包覆材料長期暴露在低溫環(huán)境時(shí)，在該外包覆材料中更容易產(chǎn)生脆化或 熱收縮導(dǎo)致的龜裂等。結(jié)果是，真空隔熱構(gòu)件內(nèi)部的真空區(qū)域（減壓區(qū)域）的壓力上升，隔 熱性能大幅下降。
[0017] 本發(fā)明是為了解決這種技術(shù)問題而做出的，其目的在于，提供能夠減輕隔熱性能 的下降并且長期保持隔熱性能的利用真空隔熱的隔熱容器和隔熱結(jié)構(gòu)體。
[0018] 用于解決課題的方法
[0019] 本發(fā)明的隔熱容器為了解決技術(shù)問題采用如下結(jié)構(gòu)：用于保持以低于常溫的溫度 保存的低溫物質(zhì)，上述隔熱容器包括：內(nèi)部具有保持低溫物質(zhì)的物質(zhì)保持空間的第一槽； 設(shè)置在該第一槽的外側(cè)的第一隔熱層；設(shè)置在該第一隔熱層的外側(cè)的第二槽；設(shè)置在該第 二槽的外側(cè)的第二隔熱層；和設(shè)置在該第二隔熱層的外側(cè)的容器殼體，上述第一隔熱層和 第二隔熱層通過在隔熱箱的內(nèi)部收納隔熱材料而構(gòu)成，還在構(gòu)成上述第二隔熱層的上述隔 熱箱的內(nèi)部外側(cè)配置有真空隔熱構(gòu)件。
[0020] 用于所述隔熱容器的真空隔熱構(gòu)件的具體的結(jié)構(gòu)沒有特別限制，所述真空隔熱構(gòu) 件可以使具有抑制或防止該真空隔熱構(gòu)件的急劇變形的防爆結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
[0021] 本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)參照附圖通過以下優(yōu)選的實(shí)施方式的具體說明變 得顯而易見。
[0022] 發(fā)明效果
[0023] 本發(fā)明中，根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，能夠獲得如下的效果：能夠提供能夠減輕隔熱性能的 下降并且長期保持隔熱性能的利用真空隔熱的隔熱容器和隔熱結(jié)構(gòu)體。
【附圖說明】
[0024] 圖1A是表示具有作為本發(fā)明的實(shí)施方式1的隔熱容器的船內(nèi)罐的膜方式的LNG 輸送罐船（tanker)的概略結(jié)構(gòu)的示意圖，圖1B是表示與圖1A的I-I矢視截面對應(yīng)的船內(nèi) 罐的概略結(jié)構(gòu)的示意性圖。
[0025] 圖2是表示圖1所示的船內(nèi)罐的內(nèi)表面的二層結(jié)構(gòu)的示意性立體圖和其部分放大 截面圖。
[0026] 圖3是表示構(gòu)成圖2所示的二層結(jié)構(gòu)的隔熱結(jié)構(gòu)體的一例的示意性立體圖。
[0027] 圖4是表示用于圖2所示的二層結(jié)構(gòu)的真空隔熱構(gòu)件的代表結(jié)構(gòu)的示意性截面 圖。
[0028] 圖5是表示用于本發(fā)明的實(shí)施方式2的隔熱容器的真空隔熱構(gòu)件的結(jié)構(gòu)例的示意 性局部截面圖。
[0029] 圖6是表示用于本發(fā)明的實(shí)施方式3的隔熱容器的隔熱結(jié)構(gòu)體的一例的示意性截 面圖。
[0030] 圖7A是表示用于本發(fā)明的實(shí)施方式4的隔熱容器的真空隔熱構(gòu)件的結(jié)構(gòu)例的示 意性截面圖，圖7B是圖7A所示的真空隔熱構(gòu)件的密封部的放大截面圖。
[0031] 圖8是圖7A所示的真空隔熱構(gòu)件的示意性平面圖。
[0032] 圖9是表示圖7A和圖8所示的真空隔熱構(gòu)件所具有的作為膨脹緩和部的止回閥 的一例的示意性截面圖。
[0033] 圖10是表示圖7A和圖8所示的真空隔熱構(gòu)件所具有的作為膨脹緩和部的止回閥 的另一例的示意性截面圖。
[0034] 圖11是表示圖7A和圖8所示的真空隔熱構(gòu)件所具有的作為膨脹緩和部的強(qiáng)度下 降部位的一例的示意圖。
[0035] 圖12A和圖12B是分別表示用于本發(fā)明的實(shí)施方式5的隔熱容器的真空隔熱構(gòu)件 板的一例的示意性截面圖。
[0036] 圖13A和圖13B是分別表示圖12B所示的真空隔熱構(gòu)件板的其他例的示意性截面 圖。
[0037] 圖14是表示作為本發(fā)明的實(shí)施方式6的隔熱容器的地上式LNG罐的代表結(jié)構(gòu)的 示意性截面圖。
[0038] 圖15是表示作為本發(fā)明的實(shí)施方式7的隔熱容器的地下式LNG罐的代表結(jié)構(gòu)的 示意性截面圖。
[0039] 圖16是表示作為本發(fā)明的實(shí)施方式8的隔熱容器的氫罐的代表結(jié)構(gòu)的示意性截 面圖。
[0040] 圖17是作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的表示本發(fā)明的隔熱容器的熱模擬的結(jié)果的曲 線圖。
[0041] 圖18是表示現(xiàn)有的隔熱容器的結(jié)構(gòu)的一例的示意性截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 本發(fā)明的隔熱容器結(jié)構(gòu)如下：用于保持以低于常溫的溫度保存的低溫物質(zhì)，上述 隔熱容器包括：內(nèi)部具有保持低溫物質(zhì)的物質(zhì)保持空間的第一槽；設(shè)置在該第一槽的外側(cè) 的第一隔熱層；設(shè)置在該第一隔熱層的外側(cè)的第二槽；設(shè)置在該第二槽的外側(cè)的第二隔熱 層；和設(shè)置在該第二隔熱層的外側(cè)的容器殼體，上述第一隔熱層和第二隔熱層通過在隔熱 箱的內(nèi)部收納隔熱材料而構(gòu)成，還在構(gòu)成上述第二隔熱層的上述隔熱箱的內(nèi)部外側(cè)配置有 真空隔熱構(gòu)件。
[0043] 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，真空隔熱構(gòu)件本身具有優(yōu)異的隔熱性能，所以只需設(shè)置真空隔熱 構(gòu)件就能夠大幅提高隔熱性能。另外，在隔熱容器的內(nèi)部和外部空氣的溫差大的情況下，有 可能發(fā)生隔熱箱或隔熱材料的熱迀移，導(dǎo)致真空隔熱構(gòu)件產(chǎn)生的高的隔熱性能實(shí)質(zhì)上被抵 消。但是，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，真空隔熱構(gòu)件配置在第二隔熱層的外側(cè)，所以真空隔熱構(gòu)件本身 的隔熱性能不會被抵消而能夠充分發(fā)揮。
[0044] 而且，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠利用真空隔熱構(gòu)件來覆蓋作為第一隔熱層和第二隔熱 層的主體的隔熱材料的外側(cè)的大致整個(gè)表面。由此，存在隔熱材料的區(qū)域被真空隔熱構(gòu)件 20A隔熱。所以能夠相對地提高隔熱材料本身的隔熱性能。結(jié)果是通過真空隔熱構(gòu)件的高 隔熱性能和隔熱材料的隔熱性能的協(xié)同效應(yīng)，能夠進(jìn)一步提高隔熱容器的隔熱性能。
[0045] 另外，從真空隔熱構(gòu)件來看，位于外側(cè)的真空隔熱構(gòu)件和在內(nèi)部保持低溫物質(zhì)的 第一槽之間，從第一隔熱層至第二隔熱層的區(qū)域形成有隔熱材料厚的層。所以能夠大幅降 低來自物質(zhì)保持空間的冷溫傳遞到真空隔熱構(gòu)件。由此，真空隔熱構(gòu)件的外包覆材料難以 受到冷溫的影響，所以能有效抑制由于低溫導(dǎo)致外包覆材料的機(jī)械強(qiáng)度下降而導(dǎo)致脆化或 由于熱收縮導(dǎo)致破損。結(jié)果是不僅能夠減輕隔熱性能的下降還能夠長期保持隔熱性能。
[0046] 在上述結(jié)構(gòu)的隔熱容器中，可以是如下結(jié)構(gòu)：上述第二隔熱層中，上述真空隔熱構(gòu) 件以處于覆蓋上述第一隔熱層的周圍的位置的方式設(shè)置在上述隔熱箱內(nèi)部。
[0047] 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在第二隔熱層中，真空隔熱構(gòu)件以處于覆蓋第一隔熱層的周圍的 位置的方式設(shè)置在隔熱箱內(nèi)部。所以來自物質(zhì)保持空間的冷溫即使經(jīng)由第一槽、第一隔熱 層和第二槽到達(dá)第二隔熱層，也被真空隔熱構(gòu)件遮擋。由此，能夠大幅降低熱迀移至隔熱容 器的外部（外部空氣）。
[0048] 另外，在上述結(jié)構(gòu)的隔熱容器中，可以是如下結(jié)構(gòu)：上述隔熱箱是一體化隔熱箱， 其包括：具有開口的箱狀框體、設(shè)置在該箱狀框體的內(nèi)部而將該內(nèi)部分隔為多個(gè)區(qū)域的分 隔體、和封閉上述開口的封閉板，上述真空隔熱構(gòu)件設(shè)置在上述區(qū)域內(nèi)上述箱狀框體的底 面，并且上述隔熱材料在上述區(qū)域內(nèi)與上述真空隔熱構(gòu)件重疊設(shè)置。
[0049] 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，只需在第一槽和第二槽之間配置一體化隔熱箱就能夠設(shè)置隔熱材 料和真空隔熱構(gòu)件。由此更容易將隔熱材料和真空隔熱構(gòu)件輸送到第一槽和第二槽之間， 能夠提高隔熱容器的生產(chǎn)性。另外，隔熱層的結(jié)構(gòu)被簡化，所以能夠削減制造所需的能量， 實(shí)現(xiàn)節(jié)能化。
[0050] 另外，在上述結(jié)構(gòu)的隔熱容器中，可以是如下結(jié)構(gòu)：上述隔熱材料為粉末隔熱材 料或發(fā)泡隔熱材料，上述真空隔熱構(gòu)件包括纖維狀的芯材和具有阻氣性的袋狀的外包覆材 料，在上述外包覆材料的內(nèi)部以減壓密閉狀態(tài)封入了上述芯材。
[0051] 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，作為真空隔熱構(gòu)件，能夠采用廣泛用于各種冷凍設(shè)備等的隔熱材 料。另外，作為隔熱材料，能夠使用能價(jià)格低廉地提供的粉末隔熱材料。所以制造隔熱容器 和隔熱結(jié)構(gòu)體時(shí)，能夠抑制成本的增大。另外，沒有必要單獨(dú)制造特殊的隔熱材料，所以能 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)性的提高并且能夠削減制造所需的能量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能化。
[0052] 另外，在上述結(jié)構(gòu)的隔熱容器中，可以是如下結(jié)構(gòu)：上述發(fā)泡隔熱材料作為成形為 板狀的隔熱板收納在上述隔熱箱的內(nèi)部。
[0053] 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，只需將隔熱板排列鋪滿，就能夠形成第一隔熱層和第二隔熱層。由 此能夠避免隔熱容器的制造過程的復(fù)雜化。另外，由于不存在隔熱箱，所以也能避免經(jīng)由隔 熱箱的冷溫的傳熱（熱迀移）。因此能夠?qū)崿F(xiàn)更高的隔熱性能。
[0054] 另外，在上述結(jié)構(gòu)的隔熱容器中，可以是如下結(jié)構(gòu)：上述外包覆材料中構(gòu)成上述隔 熱材料側(cè)的內(nèi)側(cè)面的內(nèi)側(cè)外包覆材料的低溫耐性比構(gòu)成外側(cè)面的外側(cè)外包覆材料的低溫 耐性尚。
[0055] 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在真空隔熱構(gòu)件中，提高面向保持低溫物質(zhì)的物質(zhì)保持空間側(cè)的 內(nèi)側(cè)面的低溫耐性。能夠良好地抑制真空隔熱構(gòu)件的內(nèi)側(cè)面因低溫而脆化。由此能夠提高 隔熱容器的可靠性。
[0056] 另外，在上述結(jié)構(gòu)的隔熱容器中，可以是如下結(jié)構(gòu)：上述真空隔熱構(gòu)件在其周圍具 有將上述外包覆材料彼此貼合而密封的鰭狀的密封部，并且在將該密封部折入到上述隔熱 材料側(cè)的狀態(tài)下設(shè)置在上述隔熱箱的內(nèi)部外側(cè)。
[0057] 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，鰭狀的密封部被夾在真空隔熱構(gòu)件和隔熱材料之間，所以能夠利 用這些有效抑制經(jīng)由密封部產(chǎn)生的冷溫的泄漏。由此能夠使隔熱容器的隔熱性能更加優(yōu) 異。
[0058] 另外，在上述結(jié)構(gòu)的隔熱容器中，可以是如下結(jié)構(gòu)：上述第一隔熱層由在上述隔熱 箱的內(nèi)部僅填充有上述粉末隔熱材料或上述發(fā)泡隔熱材料的物質(zhì)構(gòu)成。
[0059] 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，外側(cè)的第二隔熱層的熱傳導(dǎo)率比內(nèi)側(cè)的第一隔熱層低，所以第二 隔熱層的隔熱性能更優(yōu)異。因此，存在第一隔熱層的區(qū)域的氣氛溫度被第二隔熱層有效保 持，所以第一隔熱層的低溫狀態(tài)被良好保持，能夠有效抑制來自物質(zhì)保持空間的冷溫泄漏 到外側(cè)。
[0060] 另外，在上述結(jié)構(gòu)的隔熱容器中，可以是如下結(jié)構(gòu)：上述真空隔熱構(gòu)件包括纖維狀 的芯材和具有阻氣性的袋狀的外包覆材料，在上述外包覆材料的內(nèi)部以減壓密閉狀態(tài)封入 上述芯材而構(gòu)成，并且具有抑制或防止該真空隔熱構(gòu)件的急劇變形的防爆結(jié)構(gòu)。
[0061] 另外，在上述結(jié)構(gòu)的隔熱容器中，可以是如下結(jié)構(gòu)：上述真空隔熱構(gòu)件構(gòu)成為上述 外包覆材料完全被發(fā)泡樹脂層覆蓋的隔熱板，并且上述防爆結(jié)構(gòu)通過以發(fā)泡后不殘留有機(jī) 類發(fā)泡劑的方式形成上述發(fā)泡樹脂層來實(shí)現(xiàn)。
[0062] 另外，在上述結(jié)構(gòu)的隔熱容器中，可以是如下結(jié)構(gòu)：上述真空隔熱構(gòu)件還包括與上 述芯材一起被封入上述外包覆材料的內(nèi)部并吸附內(nèi)部的殘留氣體的吸附劑，上述防爆結(jié)構(gòu) 通過上述吸附劑采用化學(xué)吸附上述殘留氣體的化學(xué)吸附型的吸附劑、或采用不因殘留氣體 的吸附而發(fā)熱的非發(fā)熱性的吸附劑、或者采用化學(xué)吸附型且非發(fā)熱性的吸附劑來實(shí)現(xiàn)。
[0063] 另外，在上述結(jié)構(gòu)的隔熱容器中，可以是如下結(jié)構(gòu)：上述防爆結(jié)構(gòu)通過在上述外包 覆材料設(shè)置膨脹緩和部而實(shí)現(xiàn)，上述膨脹緩和部當(dāng)殘留氣體在該外包覆材料的內(nèi)部膨脹時(shí) 向外部釋放該殘留氣體來緩和膨脹。
[0064] 另外，在上述結(jié)構(gòu)的隔熱容器中，可以是如下結(jié)構(gòu)：上述膨脹緩和部是設(shè)置在上述 外包覆材料的止回閥或者預(yù)先設(shè)置在上述外包覆材料的局部地強(qiáng)度低的部位。
[0065] 另外，在上述結(jié)構(gòu)的隔熱容器中，可以是如下結(jié)構(gòu)：上述外包覆材料具有用于對袋 內(nèi)部進(jìn)行減壓的開口部，該開口部的內(nèi)表面為熱熔接層，通過在使該熱熔接層彼此接觸的 狀態(tài)下進(jìn)行熱熔接而能夠密封袋內(nèi)部，通過上述開口部的熱熔接形成的密封部，包含多個(gè) 薄壁部，該薄壁部為上述熱熔接層彼此的熔接部位的厚度小的薄壁部。
[0066] 另外，在上述結(jié)構(gòu)的隔熱容器中，可以是如下結(jié)構(gòu)：上述外包覆材料由兩片層疊片 構(gòu)成，該層疊片的一方的面為上述熱熔接層，通過在使上述層疊片的上述熱熔接層彼此相 對配置兩片的狀態(tài)下，將該層疊片的周緣部的一部分作為上述開口部，以包圍除該開口部 之外的上述周緣部的其余部分的方式進(jìn)行熱熔接，形成為袋狀，上述周緣部的被熱熔接的 部位為包括多個(gè)上述薄壁部的上述密封部。
[0067] 另外，在上述結(jié)構(gòu)的隔熱容器中，可以是如下結(jié)構(gòu)：上述密封部除了多個(gè)上述薄壁 部外，還包括多個(gè)厚壁部，該厚壁部為上述熔接部位的厚度大的厚壁部，上述厚壁部和上述 薄壁部以上述薄壁部位于上述厚壁部之間的方式交替配置。
[0068] 另外，本發(fā)明的隔熱結(jié)構(gòu)體具有如下結(jié)構(gòu)：用于隔熱容器，上述隔熱容器保持以低 于常溫的溫度保存的低溫物質(zhì)，并且包括：內(nèi)部具有保持低溫物質(zhì)的物質(zhì)保持空間的第一 槽；和設(shè)置在該第一槽的外側(cè)的第二槽，上述隔熱結(jié)構(gòu)體包括：設(shè)置在上述第一槽與上述 第二槽之間的第一隔熱層和設(shè)置在該第二槽的外側(cè)的第二隔熱層，上述第一隔熱層由一體 化隔熱箱構(gòu)成，上述一體化隔熱箱包括：具有開口的箱狀框體、設(shè)置在該箱狀框體的內(nèi)部并 將該內(nèi)部分隔為多個(gè)區(qū)域的分隔體、和封閉上述開口的封閉板，在上述區(qū)域的內(nèi)部收納隔 熱材料，上述第二隔熱層由在內(nèi)部收納有上述隔熱材料和真空隔熱構(gòu)件的隔熱箱