具有真空隔熱構件的隔熱容器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及具有真空隔熱構件的隔熱容器，特別涉及能夠保持液化天然氣或氫氣 等低于常溫l〇〇°C以上的溫度下為流體的物質的隔熱容器。
【背景技術】
[0002] 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液化而保持 在隔熱容器內。該隔熱容器一般為包括內槽（第一槽）和外槽（第二槽）的隔熱雙重容器。
[0003] 作為可燃性氣體，例示天然氣時，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] 但是，作為具有更高的隔熱性能的隔熱材料的一種，已知利用由無機類材料構成 的纖維狀的芯材的真空隔熱構件。一般的真空隔熱構件可以列舉在具有阻氣性的袋狀的外 包覆材料的內部以減壓密閉狀態封入所述芯材的結構。作為該真空隔熱構件的應用領域， 例如可以列舉家庭用冷藏庫等家電產品、業務用冷藏設備、或者住宅用的隔熱壁等。
[0005] 另外，最近，對真空隔熱構件的隔熱性能的進一步提高也進行研宄。例如本申請申 請人如專利文獻1所示提出了如下結構的真空隔熱構件：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薄壁部和厚壁部的密封部。由此，與僅設置薄壁部的 結構相比，能夠抑制外部空氣隨時間經過進入外包覆材料的內部。因此，具有上述密封部的 真空隔熱構件能夠長期實現優異的隔熱性能。
[0006] 如果將這種真空隔熱構件應用于LNG罐等隔熱容器，則能夠期待有效抑制對隔熱 容器內的熱的進入。LNG罐，只要能夠抑制熱的進入，就能夠有效減輕蒸發氣體（BOG)的產 生，能夠有效降低LNG的自然氣化率（蒸發速率，B0R)。作為真空隔熱構件應用于LNG罐的 例子，例如可以列舉專利文獻2公開的低溫罐的隔熱結構。
[0007] 如圖24所示，在專利文獻2中，罐外壁501的外側配置有幾千張的隔熱板502。隔 熱板502由內層板503和外層板504構成。內層板503由酚醛泡沫構成，外層板504利用 硬質聚氨酯泡沫504b包圍真空隔熱構件504a的周圍而構成。換言之，真空隔熱構件504a 利用硬質聚氨酯泡沫504b粘接固定而相鄰配置，在酚醛泡沫（內層板503)之上形成一體 的隔熱層（外層板504)。
[0008] 在隔熱板502彼此的接縫506的外側，以覆蓋該接縫506的方式配置追加隔熱板 505。追加隔熱板505與隔熱板502同樣利用硬質聚氨酯泡沫505b包圍真空隔熱構件505a 的周圍而構成。
[0009] 在上述結構中，真空隔熱構件504a與硬質聚氨酯泡沫504b -體化而形成外層板 504,真空隔熱構件505a也與硬質聚氨酯泡沫505b -體化而形成追加隔熱板505。
[0010] 現有技術文獻
[0011] 專利文獻
[0012] 專利文獻 I :W02010/029730A1 公報
[0013] 專利文獻2 :日本特開2010-249174號公報
【發明內容】
[0014] 發明要解決的課題
[0015] 此處、作為真空隔熱構件的外包覆材料，使用包括熱熔接層和阻氣層的層疊體，作 為代表性的阻氣層可以列舉鋁蒸鍍層。這樣的層疊體只要應用于家電產品或住宅等領域， 就具有有效的耐久性。與此不同，例如在LNG罐等領域，有可能暴露在比家電產品或住宅等 領域嚴酷的環境中，在這樣的嚴酷的環境中，真空隔熱構件，特別是外包覆材料要求更高的 耐久性。
[0016] 例如，在LNG輸送罐船（tanker)的情況下，基于"國際散裝運輸液化氣體船舶構造 和設備規則"（IGC Code)，對于真空隔熱構件要求即使在罐船的船體破損而海水進入內部 的情況下也能夠耐受的性能。例如海水中所含的氯化鈉等鹽被已知為鋁的腐蝕促進物質。 因此，當真空隔熱構件暴露在海水中時，外包覆材料（包含阻氣層的層疊體）有可能腐蝕。 另外，如果外包覆材料腐蝕而破袋或破損，那么不僅再也不能維持真空隔熱構件的內部的 減壓狀態，還有可能因進入內部的海水與芯材接觸而使芯材腐蝕。
[0017] 但是，在LNG罐等隔熱容器的領域，作為隔熱材料使用真空隔熱構件只能找到專 利文獻2公開的技術，幾乎不被人所知。于是，為了將真空隔熱構件應用到隔熱容器，需要 對真空隔熱構件的耐久性的進一步提尚進彳丁研宄等。
[0018] 本發明是為了解決這種技術問題而做出的，其目的在于，提供在將真空隔熱構件 應用于在低溫下保持LNG或氫氣等流體的隔熱容器的情況下能夠進一步提高該真空隔熱 構件的耐久性等的技術。
[0019] 用于解決課題的方法
[0020] 本發明的隔熱容器結構如下：包括：內部具有以比常溫低KKTC以上的溫度保持 流體的流體保持空間的容器主體；隔熱結構體；和設置在該隔熱結構體的外側的容器殼 體，該隔熱結構體是包括第一隔熱層和設置在該第一隔熱層的外側的第二隔熱層的多層結 構體，上述第二隔熱層包括利用真空隔熱構件構成的隔熱板，上述真空隔熱構件包括由無 機類材料構成的纖維狀的芯材和具有阻氣性的袋狀的外包覆材料，在該外包覆材料的內部 以減壓密閉狀態封入上述芯材而構成，上述隔熱板利用發泡樹脂層完全覆蓋上述真空隔熱 構件的上述外包覆材料。
[0021] 另外，本發明的隔熱容器還可以采用如下結構：包括：內部具有以比常溫低100°C 以上的溫度保持流體的流體保持空間的容器主體；隔熱結構體；和設置在該隔熱結構體的 外側的容器殼體，該隔熱結構體是包括第一隔熱層和設置在該第一隔熱層的外側的第二隔 熱層的多層結構體，上述第二隔熱層包括真空隔熱構件，上述真空隔熱構件包括由無機類 材料構成的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部已 減壓密閉狀態封入上述芯材而構成，并且具有抑制或防止該真空隔熱構件的急劇變形的防 爆結構。
[0022] 另外，本發明的隔熱容器還可以采用如下結構：用于以比常溫低KKTC以上的溫 度保持低溫物質，上述隔熱容器包括：容器主體；和配置在該容器主體的外側的隔熱結構 體，該隔熱結構體是包括從上述容器主體向外側依次設置的第一隔熱層和第二隔熱層的多 層結構體，該第二隔熱層包括在外包覆材料的內部收納芯材并減壓密閉的真空隔熱構件， 該真空隔熱構件被具有凸緣部的緊固部件固定于上述第一隔熱層，在上述真空隔熱構件設 置有在厚度方向貫通的貫通部，并且在該貫通部的周圍設置有將上述外包覆材料彼此熔接 而形成的熔接層，在由上述緊固部件固定上述真空隔熱構件的狀態下，上述緊固部件以插 入到上述貫通部的狀態利用上述凸緣部按壓上述熔接層。
[0023] 本發明的上述目的、特征和優點參照附圖通過以下優選的實施方式的具體說明變 得顯而易見。
[0024] 發明效果
[0025] 本發明中，根據以上的結構，能夠獲得如下的效果：能夠提供在將真空隔熱構件應 用于在低溫下保持LNG或氫氣等流體的隔熱容器的情況下能夠進一步提高該真空隔熱構 件的耐久性等的技術。
【附圖說明】
[0026] 圖IA是表示具有作為本發明的實施方式1的隔熱容器的船內罐的膜方式的LNG 輸送罐船的概略結構的示意圖，圖IB是表示與圖IA的I-I矢視截面對應的船內罐的概略 結構的示意性圖。
[0027] 圖2是表示圖1所示的船內罐的內表面的二層結構的示意性立體圖和其部分放大 截面圖。
[0028] 圖3是表示用于圖1和圖2所示的船內罐的真空隔熱構件的內表面的代表結構的 示意性截面圖。
[0029] 圖4是圖3所示的真空隔熱構件的示意性平面圖。
[0030] 圖5A和圖5B是分別表示具有圖3和圖4所示的真空隔熱構件的隔熱板的一例的 示意性截面圖。
[0031] 圖6A和圖6B是分別表不圖5B所不的隔熱板的其他例的不意性截面圖。
[0032] 圖7是表示用于本發明的實施方式2的隔熱容器的真空隔熱構件所具有的作為膨 脹緩和部的止回閥的一例的示意性截面圖。
[0033] 圖8是表示圖7所示的真空隔熱構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9是表示圖7所示的作為膨脹緩和部的強度下降部位的一例的示意圖。
[0035] 圖IOA是表示具有作為本發明的實施方式3的隔熱容器的具有球形罐的球形罐方 式的LNG輸送罐船的概略結構的示意圖，圖IOB是表示與圖IA的II-II矢視截面對應的球 形罐的概略結構的示意圖。
[0036] 圖11是表示本發明的實施方式4的隔熱容器所具有的隔熱結構體的結構的一例 的示意性截面圖。
[0037] 圖12是表示構成圖11所示的隔熱結構體的真空隔熱構件的截面結構的一例的示 意性截面圖。
[0038] 圖13是表示構成圖11所示的隔熱結構體的真空隔熱構件的結構的一例的示意性 平面圖。
[0039] 圖14是表示本發明的實施方式5的隔熱容器所具有的隔熱結構體的結構的一例 的示意性截面圖。
[0040] 圖15表示本發明的實施方式5的隔熱容器所具有的隔熱結構體的結構的其他例 的示意性截面圖。
[0041] 圖16表示本發明的實施方式5的隔熱容器所具有的隔熱結構體的結構的另一其 他例的示意性截面圖。
[0042] 圖17表示本發明的實施方式6的隔熱容器所具有的隔熱結構體的結構的一例的 示意性截面圖。
[0043] 圖18表示本發明的實施方式6的隔熱容器所具有的隔熱結構體的結構的其他例 的示意性截面圖。
[0044] 圖19是表示作為本發明的實施方式7的隔熱容器的地上式LNG罐的代表結構的 示意性截面圖。
[0045] 圖20是表示作為本發明的實施方式7的隔熱容器的地下式LNG罐的代表結構的 示意性截面圖。
[0046] 圖21是表示作為本發明的實施方式7的隔熱容器的地上式LNG罐的其他結構的 示意性截面圖。
[0047] 圖22是表示作為本發明的實施方式8的隔熱容器的氫罐的代表結構的示意性截 面圖。
[0048] 圖23是作為本發明的一個實施例的表示本發明的隔熱容器的熱模擬的結果的曲 線圖。
[0049] 圖24是表示現有的隔熱容器的隔熱結構的示意性截面圖。
【具體實施方式】
[0050] 本發明的隔熱容器結構如下：包括：內部具有以比常溫低KKTC以上的溫度保持 流體的流體保持空間的容器主體；隔熱結構體；和設置在該隔熱結構體的外側的容器殼 體，該隔熱結構體是包括第一隔熱層和設置在該第一隔熱層的外側的第二隔熱層的多層結 構體，上述第二隔熱層包括利用真空隔熱構件構成的隔熱板，上述真空隔熱構件包括由無 機類材料構成的纖維狀的芯材和具有阻氣性的袋狀的外包覆材料，在該外包覆材料的內部 以減壓密閉狀態封入上述芯材而構成，上述隔熱板利用發泡樹脂層完全覆蓋上述真空隔熱 構件的上述外包覆材料。
[0051] 根據上述結構，隔熱容器具有兩層的"隔熱槽結構"以外，最外層的第二隔熱層還 具有利用發泡樹脂層包覆真空隔熱構件的隔熱板。由此，能夠實現優異的隔熱性能，并且能 夠良好地保護真空隔熱構件，所以即使例如海水等與真空隔熱構件接觸或暴露在制造隔熱 容器時等嚴酷的環境中，也能夠有效抑制外包覆材料或芯材等的腐蝕（鹽害），能夠發揮優 秀的防爆性，能夠維持真空隔熱構件的耐久性和可靠性。
[0052] 另外，發泡樹脂層保護真空隔熱構件，所以隔熱板不僅給真空隔熱構件賦予對海 水等異物或制造時等的嚴酷的環境的耐久性，還能夠賦予針對物理沖擊等的耐久性（耐沖 擊性）。因此，真空隔熱構件的防爆性進一步得到提高。而且，因存在隔熱板（真空隔熱構 件），與現有技術相比能夠提高隔熱性能，所以"隔熱槽結構"的厚度能夠比現有技術更薄。 由此，能夠減少隔熱容器的制造成本。
[0053] 在上述結構的隔熱容器中，可以是如下結構：上述發泡樹脂層是將包含有機類發 泡劑的原料加熱而使其發泡，并且以不殘留上述有機類發泡劑的方式形成的。
[0054] 另外，在上述結構的隔熱容器中，可以是如下結構：上述外包覆材料具有用于對袋 內部進行減壓的開口部，該開口部的內表面為熱熔接層，在通過上述開口部的熱熔接形成 的密封部，在上述熱熔接層彼此的熔接部位的至少一部分，包含多個厚度薄的薄壁部。
[0055] 另外，在上述結構的隔熱容器中，可以是如下結構：上述密封部除了多個上述薄壁 部外，還包括多個厚壁部，該厚壁部為上述熔接部位的厚度厚的厚壁部，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。
[0056] 另外，在上述結構的隔熱容器中，可以是如下結構：構成上述隔熱板的上述真空隔 熱構件和上述發泡樹脂層利用粘接劑粘接而被一體化。
[0057] 本發明的隔熱容器還可以是如下結構：包括：內部具有以比常溫低KKTC以上的 溫度保持流體的流體保持空間的容器主體；隔熱結構體；和設置在該隔熱結構體的外側的 容器殼體，該隔熱結構體是包括第一隔熱層和設置在該第一隔熱層的外側的第二隔熱層的 多層結構體，上述第二隔熱層包括真空隔熱構件，上述真空隔熱構件包括由無機類材料構 成的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部已減壓密 閉狀態封入上述芯材而構成，并且具有抑制或防止該真空隔熱構件的急劇變形的防爆結 構。
[0058] 根據上述結構，在最外層的第二隔熱層設置有具有優異的隔熱性并且具有防爆結 構的真空隔熱構件。所以能夠良好地抑制熱從外部進入，并且能夠良好地在第一槽內以比 常溫低l〇〇°C以上的溫度保持流體。而且，真空隔熱構件具有膨脹緩和部，所以位于最外層 的真空隔熱構件即使暴露在嚴酷的環境中導致內部的殘留氣體膨脹，也能夠有效避免真空 隔熱構件的急劇的變形。因此，能夠發揮優異的防爆性，所以能夠進一步提高真空隔熱構件 的穩定性。
[0059] 在上述結構的隔熱容器中，可以是如下結構：上述真空隔熱構件構成為上述外包 覆材料完全被發泡樹脂層覆蓋的隔熱板，并且上述防爆結構通過以發泡后不殘留有機類發 泡劑的方式形成上述發泡樹脂層來實現。
[0060] 另外，在上述結構的隔熱容器中，可以是如下結構：上述真空隔熱構件還包括與上 述芯材一起被封入上述外包覆材料的內部并吸附內部的殘留氣體的吸附劑，上述防爆結構 通過上述吸附劑采用化學吸附上述殘留氣體的化學吸附型的吸附劑、或采用不因殘留氣體 的吸附而發熱的非發熱性的吸附劑、或者采用化學吸附型且非發熱性的吸附劑來實現。
[0061] 另外，在上述結構的隔熱容器中，可以是如下結構：上述防爆結構通過在上述外包 覆材料設置膨脹緩和部而實現，上述膨脹緩和部當殘留氣體在該外包覆材料的內部膨脹時 向外部釋放該殘留氣體來緩和膨脹。
[0062] 另外，在上述結構的隔熱容器中，可以是如下結構：上述膨脹緩和部是設置在上述 外包覆材料的止回閥或者預先設置在上述外包覆材料的局部地強度低的部位。
[0063] 另外，在上述結構的隔熱容器中，可以是如下結構：上述外包覆材料具有用于對袋 內部進行減壓的開口部，該開口部的內表面為熱熔接層，在通過上述開口部的熱熔接形成 的密封部，在上述熱熔接層彼此的熔接部位的至少一部分，包含多個厚度薄的薄壁部。
[0064] 另外，在上述結構的隔熱容器中，可以是如下結構：上述密封部除了多個上述薄壁 部外，還包括多個厚壁部，該厚壁部為上述熔接部位的厚度厚的厚壁部，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。
[0065] 另外，在上述結構的隔熱容器中，可以是如下結構：上述密封部除了多個上述薄壁 部外，還包括多個厚壁部，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。。
[0066] 本發明的隔熱容器，也可以是如下結構：用于以比常溫低KKTC以上的溫度保持 低溫物質，上述隔熱容器包括：容器主體；和配置在該容器主體的外側的隔熱結構體，該隔 熱結構體是包括從上述容器主體向外側依次設置的第一隔熱層和第二隔熱層的多層結構 體，該第二隔熱層包括在外包覆材料的內部收納芯材并減壓密閉的真空隔熱構件，該真空 隔熱構件被具有凸緣部的緊固部件固定于上述第一隔熱層，在上述真空隔熱構件設置有在 厚度方向貫通的貫通部，并且在該貫通部的周圍設置有將上述外包覆材料彼此熔接而形成 的熔接層，在由上述緊固部件固定上述真空隔熱構件的狀態下，上述緊固部件以插入到上 述貫通部的狀態利用上述凸緣部按壓上述熔接層。
[0067] 根據上述結構，利用緊固部件經由貫通部將真空隔熱構件與第一隔熱層固定。因 此，無需例如將真空隔熱構件與樹脂制隔熱材料（硬質聚氨酯泡沫等）一體化而形成板。這 種板有可能因真空隔熱構件和樹脂制隔熱材料的熱收縮率的不同而產生翹曲等變形，該變 形有可能導致板彼此間產生間隙而降低隔熱性能。然而，在上述結構中，真空隔熱構件利用 緊固部件機械固定，所以能避免板的變形和變形導致的間隙的產生等不良。結果是能夠實 現優異的隔熱性能。
[0068]另外，在上述板中，有可能因熱收縮率的不同，真空隔熱構件的外包覆材料被樹脂 制隔熱材料拉引伸縮導致經時劣化。然而，在上述結構中，真空隔熱構件利用緊固部件機械 固定，所以還能避免真空隔熱構件的拉引伸縮。因此，還能夠避免外包覆材料的經時劣化， 所以真空隔熱構件能夠長期良好地保持隔熱性能。結果是，隔熱結構體能夠長期維持良好 的隔熱性能。
[0069] 另外，在上述結構的隔熱容器中，可以是如下結構：上述緊固部件的長度為不足