具有真空隔热构件的隔热容器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及具有真空隔热构件的隔热容器，特别涉及能够保持液化天然气或氢气 等低于常温l〇〇°C以上的温度下为流体的物质的隔热容器。
【背景技术】
[0002] 天然气或氢气等可燃性气体在常温下为气体，因此在其储藏和输送时液化而保持 在隔热容器内。该隔热容器一般为包括内槽（第一槽）和外槽（第二槽）的隔热双重容器。
[0003] 作为可燃性气体，例示天然气时，保持液化的天然气（LNG)的隔热容器的代表例 可以列举陆上设置的LNG储藏罐或LNG输送罐车（船）的罐等。这些LNG罐需要在比常温 低100°C以上的温度（LNG的温度通常为-162°C )保持LNG，所以需要尽量提高隔热性能。
[0004] 但是，作为具有更高的隔热性能的隔热材料的一种，已知利用由无机类材料构成 的纤维状的芯材的真空隔热构件。一般的真空隔热构件可以列举在具有阻气性的袋状的外 包覆材料的内部以减压密闭状态封入所述芯材的结构。作为该真空隔热构件的应用领域， 例如可以列举家庭用冷藏库等家电产品、业务用冷藏设备、或者住宅用的隔热壁等。
[0005] 另外，最近，对真空隔热构件的隔热性能的进一步提高也进行研宄。例如本申请申 请人如专利文献1所示提出了如下结构的真空隔热构件：热熔接有作为外包覆材料（外覆 件）的多层层压膜的部位为具有多个薄壁部和厚壁部的密封部。由此，与仅设置薄壁部的 结构相比，能够抑制外部空气随时间经过进入外包覆材料的内部。因此，具有上述密封部的 真空隔热构件能够长期实现优异的隔热性能。
[0006] 如果将这种真空隔热构件应用于LNG罐等隔热容器，则能够期待有效抑制对隔热 容器内的热的进入。LNG罐，只要能够抑制热的进入，就能够有效减轻蒸发气体（BOG)的产 生，能够有效降低LNG的自然气化率（蒸发速率，B0R)。作为真空隔热构件应用于LNG罐的 例子，例如可以列举专利文献2公开的低温罐的隔热结构。
[0007] 如图24所示，在专利文献2中，罐外壁501的外侧配置有几千张的隔热板502。隔 热板502由内层板503和外层板504构成。内层板503由酚醛泡沫构成，外层板504利用 硬质聚氨酯泡沫504b包围真空隔热构件504a的周围而构成。换言之，真空隔热构件504a 利用硬质聚氨酯泡沫504b粘接固定而相邻配置，在酚醛泡沫（内层板503)之上形成一体 的隔热层（外层板504)。
[0008] 在隔热板502彼此的接缝506的外侧，以覆盖该接缝506的方式配置追加隔热板 505。追加隔热板505与隔热板502同样利用硬质聚氨酯泡沫505b包围真空隔热构件505a 的周围而构成。
[0009] 在上述结构中，真空隔热构件504a与硬质聚氨酯泡沫504b -体化而形成外层板 504,真空隔热构件505a也与硬质聚氨酯泡沫505b -体化而形成追加隔热板505。
[0010] 现有技术文献
[0011] 专利文献
[0012] 专利文献 I :W02010/029730A1 公报
[0013] 专利文献2 :日本特开2010-249174号公报
【发明内容】
[0014] 发明要解决的课题
[0015] 此处、作为真空隔热构件的外包覆材料，使用包括热熔接层和阻气层的层叠体，作 为代表性的阻气层可以列举铝蒸镀层。这样的层叠体只要应用于家电产品或住宅等领域， 就具有有效的耐久性。与此不同，例如在LNG罐等领域，有可能暴露在比家电产品或住宅等 领域严酷的环境中，在这样的严酷的环境中，真空隔热构件，特别是外包覆材料要求更高的 耐久性。
[0016] 例如，在LNG输送罐船（tanker)的情况下，基于"国际散装运输液化气体船舶构造 和设备规则"（IGC Code)，对于真空隔热构件要求即使在罐船的船体破损而海水进入内部 的情况下也能够耐受的性能。例如海水中所含的氯化钠等盐被已知为铝的腐蚀促进物质。 因此，当真空隔热构件暴露在海水中时，外包覆材料（包含阻气层的层叠体）有可能腐蚀。 另外，如果外包覆材料腐蚀而破袋或破损，那么不仅再也不能维持真空隔热构件的内部的 减压状态，还有可能因进入内部的海水与芯材接触而使芯材腐蚀。
[0017] 但是，在LNG罐等隔热容器的领域，作为隔热材料使用真空隔热构件只能找到专 利文献2公开的技术，几乎不被人所知。于是，为了将真空隔热构件应用到隔热容器，需要 对真空隔热构件的耐久性的进一步提尚进彳丁研宄等。
[0018] 本发明是为了解决这种技术问题而做出的，其目的在于，提供在将真空隔热构件 应用于在低温下保持LNG或氢气等流体的隔热容器的情况下能够进一步提高该真空隔热 构件的耐久性等的技术。
[0019] 用于解决课题的方法
[0020] 本发明的隔热容器结构如下：包括：内部具有以比常温低KKTC以上的温度保持 流体的流体保持空间的容器主体；隔热结构体；和设置在该隔热结构体的外侧的容器壳 体，该隔热结构体是包括第一隔热层和设置在该第一隔热层的外侧的第二隔热层的多层结 构体，上述第二隔热层包括利用真空隔热构件构成的隔热板，上述真空隔热构件包括由无 机类材料构成的纤维状的芯材和具有阻气性的袋状的外包覆材料，在该外包覆材料的内部 以减压密闭状态封入上述芯材而构成，上述隔热板利用发泡树脂层完全覆盖上述真空隔热 构件的上述外包覆材料。
[0021] 另外，本发明的隔热容器还可以采用如下结构：包括：内部具有以比常温低100°C 以上的温度保持流体的流体保持空间的容器主体；隔热结构体；和设置在该隔热结构体的 外侧的容器壳体，该隔热结构体是包括第一隔热层和设置在该第一隔热层的外侧的第二隔 热层的多层结构体，上述第二隔热层包括真空隔热构件，上述真空隔热构件包括由无机类 材料构成的纤维状的芯材和具有阻气性的袋状的外包覆材料，在上述外包覆材料的内部已 减压密闭状态封入上述芯材而构成，并且具有抑制或防止该真空隔热构件的急剧变形的防 爆结构。
[0022] 另外，本发明的隔热容器还可以采用如下结构：用于以比常温低KKTC以上的温 度保持低温物质，上述隔热容器包括：容器主体；和配置在该容器主体的外侧的隔热结构 体，该隔热结构体是包括从上述容器主体向外侧依次设置的第一隔热层和第二隔热层的多 层结构体，该第二隔热层包括在外包覆材料的内部收纳芯材并减压密闭的真空隔热构件， 该真空隔热构件被具有凸缘部的紧固部件固定于上述第一隔热层，在上述真空隔热构件设 置有在厚度方向贯通的贯通部，并且在该贯通部的周围设置有将上述外包覆材料彼此熔接 而形成的熔接层，在由上述紧固部件固定上述真空隔热构件的状态下，上述紧固部件以插 入到上述贯通部的状态利用上述凸缘部按压上述熔接层。
[0023] 本发明的上述目的、特征和优点参照附图通过以下优选的实施方式的具体说明变 得显而易见。
[0024] 发明效果
[0025] 本发明中，根据以上的结构，能够获得如下的效果：能够提供在将真空隔热构件应 用于在低温下保持LNG或氢气等流体的隔热容器的情况下能够进一步提高该真空隔热构 件的耐久性等的技术。
【附图说明】
[0026] 图IA是表示具有作为本发明的实施方式1的隔热容器的船内罐的膜方式的LNG 输送罐船的概略结构的示意图，图IB是表示与图IA的I-I矢视截面对应的船内罐的概略 结构的示意性图。
[0027] 图2是表示图1所示的船内罐的内表面的二层结构的示意性立体图和其部分放大 截面图。
[0028] 图3是表示用于图1和图2所示的船内罐的真空隔热构件的内表面的代表结构的 示意性截面图。
[0029] 图4是图3所示的真空隔热构件的示意性平面图。
[0030] 图5A和图5B是分别表示具有图3和图4所示的真空隔热构件的隔热板的一例的 示意性截面图。
[0031] 图6A和图6B是分别表不图5B所不的隔热板的其他例的不意性截面图。
[0032] 图7是表示用于本发明的实施方式2的隔热容器的真空隔热构件所具有的作为膨 胀缓和部的止回阀的一例的示意性截面图。
[0033] 图8是表示图7所示的真空隔热构件所具有的作为膨胀缓和部的止回阀的另一例 的示意性截面图。
[0034] 图9是表示图7所示的作为膨胀缓和部的强度下降部位的一例的示意图。
[0035] 图IOA是表示具有作为本发明的实施方式3的隔热容器的具有球形罐的球形罐方 式的LNG输送罐船的概略结构的示意图，图IOB是表示与图IA的II-II矢视截面对应的球 形罐的概略结构的示意图。
[0036] 图11是表示本发明的实施方式4的隔热容器所具有的隔热结构体的结构的一例 的示意性截面图。
[0037] 图12是表示构成图11所示的隔热结构体的真空隔热构件的截面结构的一例的示 意性截面图。
[0038] 图13是表示构成图11所示的隔热结构体的真空隔热构件的结构的一例的示意性 平面图。
[0039] 图14是表示本发明的实施方式5的隔热容器所具有的隔热结构体的结构的一例 的示意性截面图。
[0040] 图15表示本发明的实施方式5的隔热容器所具有的隔热结构体的结构的其他例 的示意性截面图。
[0041] 图16表示本发明的实施方式5的隔热容器所具有的隔热结构体的结构的另一其 他例的示意性截面图。
[0042] 图17表示本发明的实施方式6的隔热容器所具有的隔热结构体的结构的一例的 示意性截面图。
[0043] 图18表示本发明的实施方式6的隔热容器所具有的隔热结构体的结构的其他例 的示意性截面图。
[0044] 图19是表示作为本发明的实施方式7的隔热容器的地上式LNG罐的代表结构的 示意性截面图。
[0045] 图20是表示作为本发明的实施方式7的隔热容器的地下式LNG罐的代表结构的 示意性截面图。
[0046] 图21是表示作为本发明的实施方式7的隔热容器的地上式LNG罐的其他结构的 示意性截面图。
[0047] 图22是表示作为本发明的实施方式8的隔热容器的氢罐的代表结构的示意性截 面图。
[0048] 图23是作为本发明的一个实施例的表示本发明的隔热容器的热模拟的结果的曲 线图。
[0049] 图24是表示现有的隔热容器的隔热结构的示意性截面图。
【具体实施方式】
[0050] 本发明的隔热容器结构如下：包括：内部具有以比常温低KKTC以上的温度保持 流体的流体保持空间的容器主体；隔热结构体；和设置在该隔热结构体的外侧的容器壳 体，该隔热结构体是包括第一隔热层和设置在该第一隔热层的外侧的第二隔热层的多层结 构体，上述第二隔热层包括利用真空隔热构件构成的隔热板，上述真空隔热构件包括由无 机类材料构成的纤维状的芯材和具有阻气性的袋状的外包覆材料，在该外包覆材料的内部 以减压密闭状态封入上述芯材而构成，上述隔热板利用发泡树脂层完全覆盖上述真空隔热 构件的上述外包覆材料。
[0051] 根据上述结构，隔热容器具有两层的"隔热槽结构"以外，最外层的第二隔热层还 具有利用发泡树脂层包覆真空隔热构件的隔热板。由此，能够实现优异的隔热性能，并且能 够良好地保护真空隔热构件，所以即使例如海水等与真空隔热构件接触或暴露在制造隔热 容器时等严酷的环境中，也能够有效抑制外包覆材料或芯材等的腐蚀（盐害），能够发挥优 秀的防爆性，能够维持真空隔热构件的耐久性和可靠性。
[0052] 另外，发泡树脂层保护真空隔热构件，所以隔热板不仅给真空隔热构件赋予对海 水等异物或制造时等的严酷的环境的耐久性，还能够赋予针对物理冲击等的耐久性（耐冲 击性）。因此，真空隔热构件的防爆性进一步得到提高。而且，因存在隔热板（真空隔热构 件），与现有技术相比能够提高隔热性能，所以"隔热槽结构"的厚度能够比现有技术更薄。 由此，能够减少隔热容器的制造成本。
[0053] 在上述结构的隔热容器中，可以是如下结构：上述发泡树脂层是将包含有机类发 泡剂的原料加热而使其发泡，并且以不残留上述有机类发泡剂的方式形成的。
[0054] 另外，在上述结构的隔热容器中，可以是如下结构：上述外包覆材料具有用于对袋 内部进行减压的开口部，该开口部的内表面为热熔接层，在通过上述开口部的热熔接形成 的密封部，在上述热熔接层彼此的熔接部位的至少一部分，包含多个厚度薄的薄壁部。
[0055] 另外，在上述结构的隔热容器中，可以是如下结构：上述密封部除了多个上述薄壁 部外，还包括多个厚壁部，该厚壁部为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间的方式交替配置。
[0056] 另外，在上述结构的隔热容器中，可以是如下结构：构成上述隔热板的上述真空隔 热构件和上述发泡树脂层利用粘接剂粘接而被一体化。
[0057] 本发明的隔热容器还可以是如下结构：包括：内部具有以比常温低KKTC以上的 温度保持流体的流体保持空间的容器主体；隔热结构体；和设置在该隔热结构体的外侧的 容器壳体，该隔热结构体是包括第一隔热层和设置在该第一隔热层的外侧的第二隔热层的 多层结构体，上述第二隔热层包括真空隔热构件，上述真空隔热构件包括由无机类材料构 成的纤维状的芯材和具有阻气性的袋状的外包覆材料，在上述外包覆材料的内部已减压密 闭状态封入上述芯材而构成，并且具有抑制或防止该真空隔热构件的急剧变形的防爆结 构。
[0058] 根据上述结构，在最外层的第二隔热层设置有具有优异的隔热性并且具有防爆结 构的真空隔热构件。所以能够良好地抑制热从外部进入，并且能够良好地在第一槽内以比 常温低l〇〇°C以上的温度保持流体。而且，真空隔热构件具有膨胀缓和部，所以位于最外层 的真空隔热构件即使暴露在严酷的环境中导致内部的残留气体膨胀，也能够有效避免真空 隔热构件的急剧的变形。因此，能够发挥优异的防爆性，所以能够进一步提高真空隔热构件 的稳定性。
[0059] 在上述结构的隔热容器中，可以是如下结构：上述真空隔热构件构成为上述外包 覆材料完全被发泡树脂层覆盖的隔热板，并且上述防爆结构通过以发泡后不残留有机类发 泡剂的方式形成上述发泡树脂层来实现。
[0060] 另外，在上述结构的隔热容器中，可以是如下结构：上述真空隔热构件还包括与上 述芯材一起被封入上述外包覆材料的内部并吸附内部的残留气体的吸附剂，上述防爆结构 通过上述吸附剂采用化学吸附上述残留气体的化学吸附型的吸附剂、或采用不因残留气体 的吸附而发热的非发热性的吸附剂、或者采用化学吸附型且非发热性的吸附剂来实现。
[0061] 另外，在上述结构的隔热容器中，可以是如下结构：上述防爆结构通过在上述外包 覆材料设置膨胀缓和部而实现，上述膨胀缓和部当残留气体在该外包覆材料的内部膨胀时 向外部释放该残留气体来缓和膨胀。
[0062] 另外，在上述结构的隔热容器中，可以是如下结构：上述膨胀缓和部是设置在上述 外包覆材料的止回阀或者预先设置在上述外包覆材料的局部地强度低的部位。
[0063] 另外，在上述结构的隔热容器中，可以是如下结构：上述外包覆材料具有用于对袋 内部进行减压的开口部，该开口部的内表面为热熔接层，在通过上述开口部的热熔接形成 的密封部，在上述热熔接层彼此的熔接部位的至少一部分，包含多个厚度薄的薄壁部。
[0064] 另外，在上述结构的隔热容器中，可以是如下结构：上述密封部除了多个上述薄壁 部外，还包括多个厚壁部，该厚壁部为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间的方式交替配置。
[0065] 另外，在上述结构的隔热容器中，可以是如下结构：上述密封部除了多个上述薄壁 部外，还包括多个厚壁部，该厚壁部为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间的方式交替配置。。
[0066] 本发明的隔热容器，也可以是如下结构：用于以比常温低KKTC以上的温度保持 低温物质，上述隔热容器包括：容器主体；和配置在该容器主体的外侧的隔热结构体，该隔 热结构体是包括从上述容器主体向外侧依次设置的第一隔热层和第二隔热层的多层结构 体，该第二隔热层包括在外包覆材料的内部收纳芯材并减压密闭的真空隔热构件，该真空 隔热构件被具有凸缘部的紧固部件固定于上述第一隔热层，在上述真空隔热构件设置有在 厚度方向贯通的贯通部，并且在该贯通部的周围设置有将上述外包覆材料彼此熔接而形成 的熔接层，在由上述紧固部件固定上述真空隔热构件的状态下，上述紧固部件以插入到上 述贯通部的状态利用上述凸缘部按压上述熔接层。
[0067] 根据上述结构，利用紧固部件经由贯通部将真空隔热构件与第一隔热层固定。因 此，无需例如将真空隔热构件与树脂制隔热材料（硬质聚氨酯泡沫等）一体化而形成板。这 种板有可能因真空隔热构件和树脂制隔热材料的热收缩率的不同而产生翘曲等变形，该变 形有可能导致板彼此间产生间隙而降低隔热性能。然而，在上述结构中，真空隔热构件利用 紧固部件机械固定，所以能避免板的变形和变形导致的间隙的产生等不良。结果是能够实 现优异的隔热性能。
[0068]另外，在上述板中，有可能因热收缩率的不同，真空隔热构件的外包覆材料被树脂 制隔热材料拉引伸缩导致经时劣化。然而，在上述结构中，真空隔热构件利用紧固部件机械 固定，所以还能避免真空隔热构件的拉引伸缩。因此，还能够避免外包覆材料的经时劣化， 所以真空隔热构件能够长期良好地保持隔热性能。结果是，隔热结构体能够长期维持良好 的隔热性能。
[0069] 另外，在上述结构的隔热容器中，可以是如下结构：上述紧固部件的长度为不足