JP2022181507A - 極低温流体の断熱構造体 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来技術よりも十分に高い断熱性を有し、液体酸素の発生を抑制して火災発生の危険性を抑制し得る断熱構造体を提供する。【解決手段】被保温体121の周囲に設置され、前記被保温体121を断熱する断熱構造体1において、前記断熱構造体1は、前記被保温体121側から外側方向Aに向かって、発泡エラストマー層12と、金属蒸着層を有する真空断熱材14と、発泡樹脂断熱層16とをこの順で有する断熱構造体1。【選択図】図1B
Description
本発明は、極低温流体の断熱構造体に関する。
極低温の流体、例えば液体水素(-253℃)や液体窒素(-196℃)等のためのタンクや配管は、その周囲に断熱材を設けることが一般的に行われている。
例えば下記特許文献1には、曲面形状に加工された真空断熱材の上面と下面の少なくとも一面に曲面形状の硬質発泡性プラスチックを接着した複合真空断熱材が開示されている。
また、下記特許文献2には、被保温体の周囲に設置され、前記被保温体を断熱する断熱材において、前記断熱材は、発泡ポリウレタン層と、金属蒸着層を有する真空断熱材とを有する断熱材が開示されている。
また、下記特許文献2には、被保温体の周囲に設置され、前記被保温体を断熱する断熱材において、前記断熱材は、発泡ポリウレタン層と、金属蒸着層を有する真空断熱材とを有する断熱材が開示されている。
しかしながら、前記特許文献1で開示された断熱カバーは、例えば液体水素(-253℃)のような極低温の流体のための被保温体を十分に断熱するまでには至っておらず、さらに優れた断熱性を有する断熱材が求められている。
また、前記特許文献2で開示された断熱材は、例えば図4に示す構造を有している。図4は、配管を断熱する2分割カバーのうちの一つの概略断面図である。図4における断熱材202は、被保温体121(配管)上に、被保温体121側から外側に向かって金属蒸着層を有する真空断熱材100、第1発泡ポリウレタン層21、第2発泡ポリウレタン層23がこの順で設けられている。この従来の断熱材は、本発明者らの検討によれば、図5に示すように、真空断熱材100の金属蒸着層内部で減圧密封されたコア材(真空断熱層)が被保温体121のアール形成された形状に追従することができず、被保温体121と真空断熱材100との間に空気層Pが形成され、空気層P中の酸素が沸点以下(-183℃以下)に冷却され液体酸素を生じさせることが判明した。液体酸素は可燃物質および火種が共存すると火災を起こす危険性がある。
一方、表面が極低温である被保温体121と真空断熱材100とが直接接触すると金属蒸着層が損傷し、内部の充填材が漏出し真空状態の維持が不可能となり、施工性にも問題がある。
また、前記特許文献2で開示された断熱材は、例えば図4に示す構造を有している。図4は、配管を断熱する2分割カバーのうちの一つの概略断面図である。図4における断熱材202は、被保温体121(配管)上に、被保温体121側から外側に向かって金属蒸着層を有する真空断熱材100、第1発泡ポリウレタン層21、第2発泡ポリウレタン層23がこの順で設けられている。この従来の断熱材は、本発明者らの検討によれば、図5に示すように、真空断熱材100の金属蒸着層内部で減圧密封されたコア材(真空断熱層)が被保温体121のアール形成された形状に追従することができず、被保温体121と真空断熱材100との間に空気層Pが形成され、空気層P中の酸素が沸点以下(-183℃以下)に冷却され液体酸素を生じさせることが判明した。液体酸素は可燃物質および火種が共存すると火災を起こす危険性がある。
一方、表面が極低温である被保温体121と真空断熱材100とが直接接触すると金属蒸着層が損傷し、内部の充填材が漏出し真空状態の維持が不可能となり、施工性にも問題がある。
したがって本発明の目的は、従来技術よりも断熱材の総厚が薄いにもかかわらず、十分に高い断熱性を有し、かつ液体酸素の発生を抑制して火災発生の危険性を抑制し得る断熱構造体を提供することにある。
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、被保温体に対して発泡エラストマー層、金属蒸着層を有する真空断熱材および発泡樹脂断熱層をこの順で積層することにより、上記課題を解決できることを見い出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、以下の通りである。
すなわち本発明は、以下の通りである。
1.被保温体の周囲に設置され、前記被保温体を断熱する断熱構造体において、
前記断熱構造体は、前記被保温体側から外側方向に向かって、発泡エラストマー層と、金属蒸着層を有する真空断熱材と、発泡樹脂断熱層とをこの順で有する
ことを特徴とする断熱構造体。
2.前記発泡エラストマー層が独立気泡構造を有することを特徴とする前記1に記載の断熱構造体。
3.前記発泡エラストマー層と前記真空断熱材との間に金属箔層をさらに設けたことを特徴とする前記1または2に記載の断熱構造体。
4.前記真空断熱材の外側に設ける前記発泡樹脂断熱層が、独立気泡構造を有する発泡フェノール樹脂層または吹付ウレタンフォーム層であることを特徴とする前記1~3のいずれかに記載の断熱構造体。
5.前記発泡フェノール樹脂層または吹付ウレタンフォーム層上に、最外層として金属箔層をさらに設けたことを特徴とする前記4に記載の断熱構造体。
6.前記真空断熱材における金属蒸着層が、アルミニウム蒸着層であることを特徴とする前記1~5のいずれかに記載の断熱構造体。
7.前記被保温体が、液体水素用配管、液体水素用タンク、液体窒素用配管および液体窒素用タンクから選択された1種以上であることを特徴とする前記1~6のいずれかに記載の断熱構造体。
8.前記被保温体が、液体水素用配管および液体水素用タンクから選択された1種以上であることを特徴とする前記7に記載の断熱構造体。
前記断熱構造体は、前記被保温体側から外側方向に向かって、発泡エラストマー層と、金属蒸着層を有する真空断熱材と、発泡樹脂断熱層とをこの順で有する
ことを特徴とする断熱構造体。
2.前記発泡エラストマー層が独立気泡構造を有することを特徴とする前記1に記載の断熱構造体。
3.前記発泡エラストマー層と前記真空断熱材との間に金属箔層をさらに設けたことを特徴とする前記1または2に記載の断熱構造体。
4.前記真空断熱材の外側に設ける前記発泡樹脂断熱層が、独立気泡構造を有する発泡フェノール樹脂層または吹付ウレタンフォーム層であることを特徴とする前記1~3のいずれかに記載の断熱構造体。
5.前記発泡フェノール樹脂層または吹付ウレタンフォーム層上に、最外層として金属箔層をさらに設けたことを特徴とする前記4に記載の断熱構造体。
6.前記真空断熱材における金属蒸着層が、アルミニウム蒸着層であることを特徴とする前記1~5のいずれかに記載の断熱構造体。
7.前記被保温体が、液体水素用配管、液体水素用タンク、液体窒素用配管および液体窒素用タンクから選択された1種以上であることを特徴とする前記1~6のいずれかに記載の断熱構造体。
8.前記被保温体が、液体水素用配管および液体水素用タンクから選択された1種以上であることを特徴とする前記7に記載の断熱構造体。
本発明の断熱構造体は、被保温体側から外側方向に向かって、発泡エラストマー層と、金属蒸着層を有する真空断熱材と、発泡樹脂断熱層とをこの順で有することを特徴としている。
発泡エラストマー層は、柔軟性を有し、アール形状の被保温体に密着するとともに、それ自体が空気を透過しにくい性質を有するため、被保温体と発泡エラストマー層の界面には空気層が形成されず、液体酸素が発生しない。また、両断熱材にはさみこまれた真空断熱材は、下記で説明するように袋体104の表面に金属蒸着層108が設けられているため空気不透過性であり、被保温体と酸素との接触が防止される。さらに、好適な形態において発泡樹脂断熱層の外側に金属箔層をさらに設けた場合には、被保温体への空気の透過をさらに抑制している。以上から、本発明の断熱構造体は、液体酸素の発生を抑制して火災発生の危険性を抑制することができる。また、被保温体と真空断熱材とが直接接触していないため、真空断熱材の損傷が防止される。一方、本発明で使用される真空断熱材は、極低熱伝導率(高断熱性)を有するため、従来技術よりも断熱材の総厚が薄い断熱構造体を提供することができる。
発泡エラストマー層は、柔軟性を有し、アール形状の被保温体に密着するとともに、それ自体が空気を透過しにくい性質を有するため、被保温体と発泡エラストマー層の界面には空気層が形成されず、液体酸素が発生しない。また、両断熱材にはさみこまれた真空断熱材は、下記で説明するように袋体104の表面に金属蒸着層108が設けられているため空気不透過性であり、被保温体と酸素との接触が防止される。さらに、好適な形態において発泡樹脂断熱層の外側に金属箔層をさらに設けた場合には、被保温体への空気の透過をさらに抑制している。以上から、本発明の断熱構造体は、液体酸素の発生を抑制して火災発生の危険性を抑制することができる。また、被保温体と真空断熱材とが直接接触していないため、真空断熱材の損傷が防止される。一方、本発明で使用される真空断熱材は、極低熱伝導率(高断熱性)を有するため、従来技術よりも断熱材の総厚が薄い断熱構造体を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながらさらに詳しく説明する。
図1Aは、本発明の断熱構造体を説明するための概略断面図であり、一実施形態として配管を断熱する2分割カバーのうちの一つの概略断面図である。
図1Bは、図1Aと同様に断熱構造体を説明するための概略断面図であるが、構造の理解のために各層を矩形として表している。
図1Aおよび図1Bにおいて、本発明の断熱構造体1は、被保温体121(配管)上に、被保温体121側から外側に向かって(図1Bにおける矢印A方向)、発泡エラストマー層12と、金属蒸着層を有する真空断熱材14と、発泡樹脂断熱層16とをこの順で有している。図1Aに示すように、被保温体121内部では、極低温内部流体122(例えば液体窒素、液体水素)が流れている。
図1Bは、図1Aと同様に断熱構造体を説明するための概略断面図であるが、構造の理解のために各層を矩形として表している。
図1Aおよび図1Bにおいて、本発明の断熱構造体1は、被保温体121(配管)上に、被保温体121側から外側に向かって(図1Bにおける矢印A方向)、発泡エラストマー層12と、金属蒸着層を有する真空断熱材14と、発泡樹脂断熱層16とをこの順で有している。図1Aに示すように、被保温体121内部では、極低温内部流体122(例えば液体窒素、液体水素)が流れている。
発泡エラストマー層12は、柔軟性を有し被保温体121の形状に追従するものであり、これにより、図5で示したような空気層Pが形成されず、液体酸素の発生を防止できる。発泡エラストマー層12としては、UL94 V-0相当の難燃性を有するのが好ましい。また発泡エラストマー層12の素材としてはとくに制限されないが、発泡EPDM等が挙げられ、空気の不透過性および柔軟性の観点から独立気泡構造を有することが好ましい。なお、発泡エラストマー層12は市販されているものを利用することができ、例えばAEROFLEX社の商品名Aeroflex(発泡EPDM)等が挙げられる。
発泡エラストマー層12の厚みは、例えば3mm~50mmであり、10mm~39mmが好ましい。
発泡エラストマー層12の密度は、例えば30kg/m3~100kg/m3であり、好ましくは40kg/m3~80kg/m3である。なお密度はJIS K 7222 「発泡プラスチック及びゴム-見掛け密度の求め方」により測定される。
発泡エラストマー層12の熱伝導率は、例えば0.030W/(m・K)~0.040W/(m・K)であり、好ましくは0.034W/(m・K)~0.038W/(m・K)である。なお熱伝導率はJIS A 1412により23℃で測定される。
発泡エラストマー層12の密度は、例えば30kg/m3~100kg/m3であり、好ましくは40kg/m3~80kg/m3である。なお密度はJIS K 7222 「発泡プラスチック及びゴム-見掛け密度の求め方」により測定される。
発泡エラストマー層12の熱伝導率は、例えば0.030W/(m・K)~0.040W/(m・K)であり、好ましくは0.034W/(m・K)~0.038W/(m・K)である。なお熱伝導率はJIS A 1412により23℃で測定される。
図2は、本発明で使用される金属蒸着層を有する真空断熱材14を説明するための模式断面図である。
真空断熱材14は、コア材102をガスバリアー性フィルムからなる袋体104に収納し、袋体104の端部をヒートシール106で接合したものであることができる。袋体104の内部は減圧され、密封形成されている。袋体104の表面には、金属蒸着層108が設けられている。
真空断熱材14は、コア材102をガスバリアー性フィルムからなる袋体104に収納し、袋体104の端部をヒートシール106で接合したものであることができる。袋体104の内部は減圧され、密封形成されている。袋体104の表面には、金属蒸着層108が設けられている。
金属蒸着層108は、金属、例えば、アルミニウム、銅、銀またはこれらの混合物等で形成される蒸着膜であり、中でも断熱性の観点からアルミニウムが好ましい。金属蒸着層108は、金属原子の不連続面を形成しているため、熱伝導を抑制し、ヒートブリッジ現象を防止し、断熱性に優れるものと推測される。
金属蒸着層108の厚さは、金属の種類や断熱材の用途により適宜決定すればよいが、通常、1nm~1000nmの範囲内である。また、金属蒸着層108は、公知の方法、例えば真空蒸着法により形成することが可能である。
コア材102としては、連続気泡硬質ウレタンフォーム、連続気泡ポリスチレンフォームなどの有機物、また、グラスウールなどの無機繊維、シリカなどの無機粉体を使用することができる。真空断熱材100のサイズは被保温体の形状等を勘案して適宜決定すればよいが、例えば平面面積は90cm2~10,000cm2、厚さは10mm~35mm程度である。
また本発明で使用される金属蒸着層を有する真空断熱材14は、前記で例示した材料以外にも、必要に応じて公知の保護層やその他のガスバリアー性フィルムをさらに積層することが可能である。
発泡樹脂断熱層16としては、UL94 V-1相当の難燃性を有するのが好ましい。また発泡樹脂断熱層16の素材としてはとくに制限されないが、例えば、発泡フェノール樹脂または吹付ウレタンフォーム等が挙げられる。発泡フェノール樹脂は、フェノールとホルマリンをアルカリ性触媒により重合したレゾール樹脂と、発泡剤、硬化触媒、その他添加剤を混合した発泡性混合物を発泡硬化させたものである。
発泡樹脂断熱層16は、空気の不透過性および柔軟性の観点から独立気泡構造を有することが好ましい。なお、発泡樹脂断熱層16は市販されているものを利用することができ、例えば発泡樹脂断熱層16が発泡フェノール樹脂である場合には、旭化成建材株式会社製の商品名ネオマフォーム等が挙げられる。
発泡樹脂断熱層16は、空気の不透過性および柔軟性の観点から独立気泡構造を有することが好ましい。なお、発泡樹脂断熱層16は市販されているものを利用することができ、例えば発泡樹脂断熱層16が発泡フェノール樹脂である場合には、旭化成建材株式会社製の商品名ネオマフォーム等が挙げられる。
発泡樹脂断熱層16の厚みは、例えば10mm~450mmであり、10mm~400mmが好ましい。
発泡樹脂断熱層16の密度は、例えば25kg/m3~60kg/m3であり、好ましくは27kg/m3~40kg/m3である。
発泡樹脂断熱層16の熱伝導率は、例えば0.010W/(m・K)~0.035W/(m・K)であり、好ましくは0.018W/(m・K)~0.024W/(m・K)である。
発泡樹脂断熱層16の透湿係数は、例えば10~60ng/m2・s・Paであり、好ましくは25~50ng/m2・s・Paである。なお透湿係数は、JIS K9521に基づき、厚さ25mmで測定される。
なお、貯蔵等を目的とするタンクにおいては発泡樹脂断熱層16として独立気泡構造を有する吹付ウレタンフォームを用い、かつその外層にポリウレア、FRP、金属箔層等を設け空気の透過をさらに抑制した構造とすることも可能である。
発泡樹脂断熱層16の密度は、例えば25kg/m3~60kg/m3であり、好ましくは27kg/m3~40kg/m3である。
発泡樹脂断熱層16の熱伝導率は、例えば0.010W/(m・K)~0.035W/(m・K)であり、好ましくは0.018W/(m・K)~0.024W/(m・K)である。
発泡樹脂断熱層16の透湿係数は、例えば10~60ng/m2・s・Paであり、好ましくは25~50ng/m2・s・Paである。なお透湿係数は、JIS K9521に基づき、厚さ25mmで測定される。
なお、貯蔵等を目的とするタンクにおいては発泡樹脂断熱層16として独立気泡構造を有する吹付ウレタンフォームを用い、かつその外層にポリウレア、FRP、金属箔層等を設け空気の透過をさらに抑制した構造とすることも可能である。
本発明の断熱構造体は、発泡エラストマー層12と真空断熱材14との間に金属箔層をさらに設ける形態、および/または、発泡樹脂断熱層16上に、最外層として金属箔層をさらに設ける形態、が好ましい。
図3は前記形態を説明するための本発明の断熱構造体の断面図であり、この断熱構造体11は、被保温体121(配管)上に、被保温体121側から外側に向かって(図3における矢印A方向)、発泡エラストマー層12と、第1金属箔層13と、金属蒸着層を有する真空断熱材14と、発泡樹脂断熱層16と、第2金属箔層18とをこの順で有している。
第1金属箔層13および/または第2金属箔層18を設けることにより、被保温体121への空気(酸素)の接触をさらに抑制させることができる。また、金属蒸着層を有している真空断熱材14により空気の透過が抑制され、各部材間で被保温体による液体酸素の発生を抑制できる。
第1金属箔層13および第2金属箔層18の素材としてはとくに制限されないが、アルミニウム箔、銅箔等が挙げられる。
本発明のさらに好適な形態において、第1金属箔層13および第2金属箔層18は同時に設けられる。
図3は前記形態を説明するための本発明の断熱構造体の断面図であり、この断熱構造体11は、被保温体121(配管)上に、被保温体121側から外側に向かって(図3における矢印A方向)、発泡エラストマー層12と、第1金属箔層13と、金属蒸着層を有する真空断熱材14と、発泡樹脂断熱層16と、第2金属箔層18とをこの順で有している。
第1金属箔層13および/または第2金属箔層18を設けることにより、被保温体121への空気(酸素)の接触をさらに抑制させることができる。また、金属蒸着層を有している真空断熱材14により空気の透過が抑制され、各部材間で被保温体による液体酸素の発生を抑制できる。
第1金属箔層13および第2金属箔層18の素材としてはとくに制限されないが、アルミニウム箔、銅箔等が挙げられる。
本発明のさらに好適な形態において、第1金属箔層13および第2金属箔層18は同時に設けられる。
本発明の断熱構造体は、発泡エラストマー層12、真空断熱材14および発泡樹脂断熱層16をこの順に積層することにより形成することができる。ここで各層間はウレタン系、フェノール系のような接着材を充填し、空気の透過をさらに防止する構造とすることが好ましい。なお本発明において、発泡エラストマー層12と真空断熱材14との間に第1金属箔層13をさらに設ける形態、および/または、発泡樹脂断熱層16上に、最外層として第2金属箔層18をさらに設ける形態、が好ましいことは上述の通りである。また、本発明の断熱構造体が例えば多分割カバーである場合、その目地部には上記接着材を充填する、および/または、アルミニウムテープのような金属製テープを貼着し、空気の透過をさらに防止するのが好ましい。
本発明の断熱構造体は、従来技術よりも十分に高い断熱性を有し、液体酸素の発生を抑制して火災発生の危険性を抑制し得ることから、液体水素用配管、液体水素用タンク、液体窒素用配管、液体窒素用タンクの断熱材として有用であり、液体水素用配管および液体水素用タンクの断熱材としてとくに有用である。
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されるものではない。
(実施例1)
図1Aおよび図1Bに示すような断熱構造体を作製した。
液体水素用配管121上に、配管121側から外側に向かって(図1Bにおける矢印A方向)、発泡エラストマー層12と、金属蒸着層を有する真空断熱材14と、発泡樹脂断熱層16とをこの順で積層した。ここで各層間には上記接着材を充填し、空気の透過をさらに防止するとともに、2分割カバーの目地部には上記接着材の充填およびアルミニウムテープの貼着を行った。
発泡エラストマー層12として、AEROFLEX社の商品名Aeroflexを用いた。発泡エラストマー層12の厚みは13mmであり、密度は60kg/m3であり、熱伝導率は0.0356W/(m・K)であり、UL94 V-0相当の難燃性を有する。
金属蒸着層を有する真空断熱材14として、連続気泡硬質ウレタンフォームからなるコア材102をガスバリアー性フィルムからなる袋体104に収納し、袋体104の端部をヒートシール106で接合し、袋体104の表面にアルミニウム蒸着層108を設けたものを用いた。真空断熱材14のサイズは配管121の断熱に適合するサイズとした。
発泡樹脂断熱層16として、旭化成建材株式会社製の商品名ネオマフォームを用いた。発泡樹脂断熱層16の厚みは60mmであり、密度は27kg/m3であり、熱伝導率は0.020W/(m・K)であり、UL94 V-1相当の難燃性を有する。
次に、配管121に液体水素を流し、発泡エラストマー層12と真空断熱材14との間の温度を測定したところ、-170℃であり、液体酸素の沸点を超え、液体酸素の発生の可能性が解消された。
続いて、作成した断熱構造体を分解し、配管121と発泡エラストマー層12との間を観察したところ、空気層Pは確認されなかった。なお、真空断熱材14と発泡樹脂断熱層16との間に空気層Pが確認されるが、真空断熱材14と発泡樹脂断熱層16との界面温度は実測値-80℃となり液体酸素の沸点である-183℃より高い温度を示しているため、この界面では液体酸素は発生せず、問題とはならない。
図1Aおよび図1Bに示すような断熱構造体を作製した。
液体水素用配管121上に、配管121側から外側に向かって(図1Bにおける矢印A方向)、発泡エラストマー層12と、金属蒸着層を有する真空断熱材14と、発泡樹脂断熱層16とをこの順で積層した。ここで各層間には上記接着材を充填し、空気の透過をさらに防止するとともに、2分割カバーの目地部には上記接着材の充填およびアルミニウムテープの貼着を行った。
発泡エラストマー層12として、AEROFLEX社の商品名Aeroflexを用いた。発泡エラストマー層12の厚みは13mmであり、密度は60kg/m3であり、熱伝導率は0.0356W/(m・K)であり、UL94 V-0相当の難燃性を有する。
金属蒸着層を有する真空断熱材14として、連続気泡硬質ウレタンフォームからなるコア材102をガスバリアー性フィルムからなる袋体104に収納し、袋体104の端部をヒートシール106で接合し、袋体104の表面にアルミニウム蒸着層108を設けたものを用いた。真空断熱材14のサイズは配管121の断熱に適合するサイズとした。
発泡樹脂断熱層16として、旭化成建材株式会社製の商品名ネオマフォームを用いた。発泡樹脂断熱層16の厚みは60mmであり、密度は27kg/m3であり、熱伝導率は0.020W/(m・K)であり、UL94 V-1相当の難燃性を有する。
次に、配管121に液体水素を流し、発泡エラストマー層12と真空断熱材14との間の温度を測定したところ、-170℃であり、液体酸素の沸点を超え、液体酸素の発生の可能性が解消された。
続いて、作成した断熱構造体を分解し、配管121と発泡エラストマー層12との間を観察したところ、空気層Pは確認されなかった。なお、真空断熱材14と発泡樹脂断熱層16との間に空気層Pが確認されるが、真空断熱材14と発泡樹脂断熱層16との界面温度は実測値-80℃となり液体酸素の沸点である-183℃より高い温度を示しているため、この界面では液体酸素は発生せず、問題とはならない。
(比較例1)
図4に示される、特許文献2(特開2021-50773号公報)に開示された断熱材202を作製した。
すなわち、液体水素用配管121上に、配管121側から外側に向かって、金属蒸着層を有する真空断熱材100と、第1発泡ポリウレタン層21と、第2発泡ポリウレタン層23とをこの順で積層した。ここで各層間には上記接着材を充填し、空気の透過をさらに防止するとともに、2分割カバーの目地部には上記接着材の充填およびアルミニウムテープの貼着を行った。
真空断熱材100としては、上記実施例1と同じものを使用した。
次に、配管121に液体水素を流し、空気層Pの温度を測定したところ、-190℃であり、液体酸素の沸点未満であり、液体酸素の生成が示唆された。
続いて、作成した断熱材を分解し、配管121と真空断熱材14との間を観察したところ、図5に示すような空気層Pが確認された。
図4に示される、特許文献2(特開2021-50773号公報)に開示された断熱材202を作製した。
すなわち、液体水素用配管121上に、配管121側から外側に向かって、金属蒸着層を有する真空断熱材100と、第1発泡ポリウレタン層21と、第2発泡ポリウレタン層23とをこの順で積層した。ここで各層間には上記接着材を充填し、空気の透過をさらに防止するとともに、2分割カバーの目地部には上記接着材の充填およびアルミニウムテープの貼着を行った。
真空断熱材100としては、上記実施例1と同じものを使用した。
次に、配管121に液体水素を流し、空気層Pの温度を測定したところ、-190℃であり、液体酸素の沸点未満であり、液体酸素の生成が示唆された。
続いて、作成した断熱材を分解し、配管121と真空断熱材14との間を観察したところ、図5に示すような空気層Pが確認された。
1,11,202 断熱構造体
12 発泡エラストマー層
13 第1金属箔層
14,100 真空断熱材
16 発泡樹脂断熱層
18 第2金属箔層
21 第1発泡ポリウレタン層
23 第2発泡ポリウレタン層
102 コア材
104 袋体
106 ヒートシール
108 金属蒸着層
121 被保温体
122 極低温内部流体(例えば液体窒素、液体水素)
P 空気層
12 発泡エラストマー層
13 第1金属箔層
14,100 真空断熱材
16 発泡樹脂断熱層
18 第2金属箔層
21 第1発泡ポリウレタン層
23 第2発泡ポリウレタン層
102 コア材
104 袋体
106 ヒートシール
108 金属蒸着層
121 被保温体
122 極低温内部流体(例えば液体窒素、液体水素)
P 空気層
Claims (8)
- 被保温体の周囲に設置され、前記被保温体を断熱する断熱構造体において、
前記断熱構造体は、前記被保温体側から外側方向に向かって、発泡エラストマー層と、金属蒸着層を有する真空断熱材と、発泡樹脂断熱層とをこの順で有する
ことを特徴とする断熱構造体。 - 前記発泡エラストマー層が独立気泡構造を有することを特徴とする請求項1に記載の断熱構造体。
- 前記発泡エラストマー層と前記真空断熱材との間に金属箔層をさらに設けたことを特徴とする請求項1または2に記載の断熱構造体。
- 前記真空断熱材の外側に設ける前記発泡樹脂断熱層が、独立気泡構造を有する発泡フェノール樹脂層または吹付ウレタンフォーム層であることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の断熱構造体。
- 前記発泡フェノール樹脂層または吹付ウレタンフォーム層上に、最外層として金属箔層をさらに設けたことを特徴とする請求項4に記載の断熱構造体。
- 前記真空断熱材における金属蒸着層が、アルミニウム蒸着層であることを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の断熱構造体。
- 前記被保温体が、液体水素用配管、液体水素用タンク、液体窒素用配管および液体窒素用タンクから選択された1種以上であることを特徴とする請求項1~6のいずれかに記載の断熱構造体。
- 前記被保温体が、液体水素用配管および液体水素用タンクから選択された1種以上であることを特徴とする請求項7に記載の断熱構造体。
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JP2021088497A JP2022181507A (ja) | 2021-05-26 | 2021-05-26 | 極低温流体の断熱構造体 |
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