JPH0761493A

JPH0761493A - 極低温タンク断熱用パネル

Info

Publication number: JPH0761493A
Application number: JP5226674A
Authority: JP
Inventors: Hideki Morimatsu; 秀樹森松; Hiroshi Sasahira; 比呂志笹平
Original assignee: Dow Kakoh KK
Current assignee: Dow Kakoh KK
Priority date: 1993-08-20
Filing date: 1993-08-20
Publication date: 1995-03-07

Abstract

(57)【要約】【構成】複数のスリットを有する板状ポリスチレン発泡
体からなる低温側断熱層、上記低温側断熱層よりも小さ
く、四辺目地部を残して上記低温側断熱層に積層される
常温側断熱層、並びに上記低温側断熱層と上記常温側断
熱層の積層界面に補強用メッシュが介在されていること
を特徴とする極低温タンク断熱用パネル。【効果】極低温耐熱用パネルに要求される、低熱伝導
率、冷熱サイクル経時変化、サーマルシヨック耐久性、
熱収縮係数、施工、加工および柔軟性などの諸特性の点
でいずれも優れた性能を兼備し、また、その断熱用パネ
ルを拘束状態でタンク上に施工し、冷却および常温を繰
り返しても割れることがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、極低温タンクの保冷用
断熱壁に使用する極低温タンク断熱用パネルおよびそれ
を用いた極低温タンクの断熱構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＰＧ、ＬＮＧ、液化窒素などの極低温
液貯蔵タンクに使用される極低温タンク断熱用パネルに
ついて、いくつか提案がなされている。２つの断熱層が
複合化された極低温タンク断熱用パネルについては、特
公昭６０−２６００３号および特公昭６０−５４１６８
号に記載されている。

【０００３】特公昭６０−２６００３号公報は曲面断熱
パネルの成形方法に関するものであるが、その公報中に
は、低温側（タンク側）が補強繊維を混在した発泡フェ
ノール樹脂であり、常温側（外気側）が発泡ポリウレタ
ンである複合化された曲面断熱用パネルが、極低温タン
ク断熱用パネルとして使えることが記載されている。ま
た、特公昭６０−５４１６８号公報は断熱壁構成用の断
熱パネル成形方法に関するものであるが、その公報中に
は、低温側が補強繊維を内蔵する状態でフェノールを発
泡させて成形した発泡フェノール樹脂であり、常温側が
発泡ポリウレタンである複合化された断熱用パネルが、
極低温タンク断熱用パネルとして使えることが記載され
ている。

【０００４】また、単層については、特公昭６３−３０
５５７号公報中に、独立気泡の硬質ウレタンフォーム
が、極低温タンク断熱用パネルとして用いられている。

【０００５】しかし、−４２〜−１９６℃での極低温断
熱用パネルに要求される特性は、低熱伝導率、冷熱サイ
クル経時変化、サーマルシヨック耐久性、熱収縮係数、
施工、加工および柔軟性、耐炎性などの点でいずれも優
れた性能を兼備しなければならず、これまで、極低温タ
ンク断熱用パネルとして充分満足のゆくものがなかっ
た。

【０００６】さらに、これらの特性に加えて、複合化さ
れた断熱用パネルの場合、その断熱用パネルを拘束状態
でタンク上に施工し冷却すると、特に低温側の層が割れ
るという問題がある。これは短時間で割れる場合と、冷
却および常温の繰り返しで割れる場合とがあるが、一旦
複合化された断熱用パネルが割れてしまうと、割れた部
位に冷気が対流し、コールドスポットが発生することに
なる。そして、それが拡大すると熱貫流が増大し性能上
の欠陥をまねくことになる。すなわち、拘束を受けた状
態で、常温から極低温にクールダウンすると、サーマル
ストレス（熱応力）が発生し、断熱用パネルの抵抗力が
弱いと、このサーマルストレスを吸収できず、割れるこ
とで応力を吸収してしまうのである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、この
ような問題点を解決することのできる極低温タンク断熱
用パネルを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、この課題
を達成するため検討を重ねた結果、複合化された断熱用
パネルの低温側の断熱層に特定の材料を採用し、しかも
複合化された断熱用パネルの構造を特定のものとするこ
とで、前記の問題点を解決できることを見出し、本発明
を完成するに至ったものである。

【０００９】すなわち、本発明は以下の通りである。１．複数のスリットを有する板状ポリスチレン発泡体
からなる低温側断熱層、上記低温側断熱層よりも小さ
く、四辺目地部を残して上記低温側断熱層に積層される
常温側断熱層、並びに上記低温側断熱層と上記常温側断
熱層の積層界面に補強メッシュが介在されていることを
特徴とする極低温タンク断熱用パネル。２．板状ポリスチレン発泡体からなる低温側断熱層の
複数のスリットを覆って補強用メッシュが積層されてい
ることを特徴とする前項１記載の極低温タンク断熱用パ
ネル。３．常温側断熱層の外側に防湿層が設けられているこ
とを特徴とする前項１または前項２記載の極低温タンク
断熱用パネル。４．凹曲面の構造を有する前項１〜３記載の極低温タ
ンク断熱用パネル。５．前項１記載の極低温タンク断熱用パネルが、球形
タンクの外側表面に複数枚装着され、かつ上記断熱用パ
ネルの隣接部に目地材を設けたことを特徴とする極低温
タンクの断熱構造。

【００１０】本発明の極低温タンク断熱用パネルにおい
ては、その複合化された断熱用パネルの低温側（タンク
側）断熱層（以下低温層という）に板状ポリスチレン発
泡体を用いることが重要である。この板状ポリスチレン
発泡体の発泡倍率、厚みは、貯蔵または輸送される極低
温物質、適用するタンクの種類、すなわちＬＮＧ輸送タ
ンカー、地下式貯蔵タンクおよびパイプカバーの種類、
その大きさ、保冷の状態等によって、それぞれ異なるの
で、その都度組合せを決定すればよい。

【００１１】しかし、その低温層は、基本的には独立気
泡構造のものである。この構造を持つ板状ポリスチレン
発泡体は、ビーズ発泡成形体または押出発泡成形体を断
続的または連続的に（一軸方向に）押圧して得られるも
のである。例えば、特公昭６０−５６０９５号公報に記
載された方法によっても得られる。このように押圧して
得られた板状ポリスチレン発泡体は、押圧方向に柔軟性
を有する。これを所定の形状に切断して１枚の低温層に
成形する。

【００１２】また、この低温層は、その片面に複数のス
リットを有していることが必要である。この複数のスリ
ットの形状は、間隔が低温層の厚み以下で、幅が０．５
〜１０ｍｍ、深さは低温層の厚みの１／２以上であるの
が好ましい。スリットの方向は、本発明の極低温タンク
断熱用パネルを例えば球型タンクに適用した場合、球型
タンクの赤道方向（横方向）と同一方向にスリットが刻
まれ配置されていることが望ましい。柔軟性もこの横方
向に付与されている。

【００１３】このようなスリットを設けるのは、前記材
質に特有の点であって、２方向とも極低温下で割れる
（サーマルクラック）のを防止するためである。すなわ
ち、前記材質の低温層自体は、その方向（柔軟方向）に
ついては、素材の抵抗力が熱応力（δ＝Ｅ・ｄΔＴ）よ
りも大きく、また、素材の伸度（％）も熱歪量（ε＝ｄ
ΔＴ）よりも大きいので、極低温下拘束形態で使用して
も、熱応力に耐える抵抗力を有しているが、他の方向
（剛方向）は、上記の条件を満たすことができないの
で、この方向に割れる確率が高い。したがって、この点
を改善するため、その手段としてその方向にスリットを
入れることで、拘束形態から準拘束形態をつくりだし、
熱応力を緩和させ素材の抵抗力よりも小さくすることで
２方向とも極低温下で割れるのを防止することができ
る。

【００１４】常温側（外気側）断熱層（以下常温層とい
う）は、低温層のようなシビアな条件にさらされること
がないので、断熱効果のある断熱材が一般に使用でき
る。断熱材としては、ポリウレタン、ポリスチレン、ポ
リエチレン発泡体などが使用できる。ポリウレタン発泡
体は、低温層表面に型枠を形成して、そこにポリウレタ
ンを注入し、発泡して常温層を成型することもできる。
また、ポリスチレン発泡体は、硬質の押出発泡ポリスチ
レン、例えば「スタイロフォーム」（商品名、ダウ化工
（株））あるいは低温層と同一材質のもの、例えば「ス
タイロフレックス」（商品名、ダウ化工（株））を使用
することができる。また、この常温層は２層以上の多層
とすることもできるし、また補強の目的で、常温層をガ
ラス繊維メッシュ、金属板、プラスチック板などで補強
することもできる。

【００１５】常温層の形状としては、図１、図２に示す
ように、その大きさは低温層よりも小さくなければなら
ない。これは、低温層を常温層に積層した際、低温層の
四辺に目地部を残した状態とするためである。この目地
部の形状の一例を図２、図４に示しているが、これによ
ると目地部の幅（Ａ）は２０〜１００ｍｍであるのが好
ましい。したがって、常温層の大きさは、低温層よりも
小さく、低温層の四辺よりそれぞれ４０〜２００ｍｍ程
度小さなものであるのが好ましい。

【００１６】また、低温層と高温層との界面に、補強メ
ッシュを積層する。この界面に積層された補強メッシュ
は、低温層に設けたスリット部から割れが発生した場
合、割れが低温層から常温層へと伝播することを防止す
るためである。この場合補強メッシュとして、ガラスな
どの無機繊維、金属繊維、アラミドなどの有機繊維を原
料とする不織布、織物、編物その他のシート状物を用い
ることができる。この補強メッシュは、接着剤で接合さ
れるかまたは熱融着により接合される。この補強メッシ
ュは、隣接するパネルとの接合状態において互いに重な
りあって補強しあうため、低温層の端面より２０〜１０
０ｍｍ突出して設けることが望ましい。

【００１７】本発明の極低温タンク断熱用パネルは、そ
の一部を構成する低温層のスリット側表面にスリットを
覆うような形で補強用メッシュを積層することができ
る。この補強用メッシュは、低温層の割れを防止するた
めに用いられる。この補強用メッシュは、低温状態にお
いても収縮量がきわめて小さく、低温層の収縮を抑制
し、かつ局部的なクラック発生の増長を防止する効果を
持つ。この目的のために、補強用メッシュとして前述の
補強メッシュと同様の材料を使用することができ、また
同様に、接着剤で接合されるかまたは熱融着により接合
される。

【００１８】本発明の極低温タンク断熱用パネルの外気
側に、防湿層を設けることができる。この防湿層は、外
側からの水蒸気が該パネル内に侵入し、露結による水分
から本発明のパネルを防護するためである。防湿層とし
て、厚さ５０〜１２００μの鉄薄板、アルミ板、ステン
レス板などの金属板、ＦＲＰなどの繊維強化プラスチッ
ク、などが用いられる。

【００１９】本発明の極低温タンク断熱用パネルの一実
施例を、その製法に基づいて、図１および図２を参照し
て説明する。工程順に示すと、以下のとりである。

【００２０】（１）厚さ１００ｍｍの板状ポリスチレン
発泡体、「スタイロフレックス」（商品名、ダウ化工
（株））および厚さ１００ｍｍのポリウレタン発泡体を
用意した。（２）板状ポリスチレン発泡体の一面をスリット加工し
た。スリットの間隔は８０ｍｍ、幅５ｍｍ、深さは７０
ｍｍであった。（３）板状ポリスチレン発泡体およびポリウレタン発泡
体を所定の寸法にカットし、低温層（１２）および常温
層（１１）とした。（４）低温層（１２）および常温層（１１）にウレタン
系の接着剤を塗布した。この際、ガラスクロス（１
４）、（１５）を入れた。（５）前記接着剤の硬化前に防湿層（１３）および常温
層（１１）に接着剤を塗布した。（６）前記によって得た複合体をタンバックルに入れ、
接着剤を硬化させつつ、曲面を有する治具で圧締しなが
ら曲面成形し、接着剤で複合化し、凹曲面の構造を有す
る本発明の極低温タンク断熱用パネルを得た。

【００２１】このようにして得た複合化された本発明の
極低温タンク断熱用パネルを、タンク全面に装着した状
態を図３に示す。図３は、極低温タンクの外装の一部を
切欠いて、極低温タンクの断熱構造をわかりやすく示し
たものである。極低温タンク断熱用パネルをタンクの外
側表面に装着するには、例えば、スタッドボルトの先端
部分をタンク表面に溶接し、そのスタッドボルトを用い
て上記パネルをタンク表面に圧締する（図示せず）こと
により実施する、などの手段が採用できる。

【００２２】図４は、複合化された極低温タンク断熱用
パネルが、隣り合った他の断熱用パネルと目地材（１
８）、（１９）を介して結合される直前の状態を示して
いる。図４において、目地材（１８）および（１９）
は、それぞれ硬質ウレタンフォームおよびガラス繊維状
断熱材である。目地材（１８）は、防湿層がその耳を出
して貼り合わされており、これを接着剤を用いて目地部
に挿入し、固定する。また、図４において、Ａの長さは
２０〜１００ｍｍであり、Ｂの長さは０〜２０ｍｍであ
る。

【００２３】目地材は、常温層と同様の材料、またはガ
ラス繊維状断熱材、軟質ウレタンフオーム、シリコンゴ
ムシーラントなど、適度の断熱性と柔軟性を具備した材
料を用いる。

【００２４】

【発明の効果】極低温断熱用パネルに要求される、低熱
伝導率、冷熱サイクル経時変化、サーマルシヨック耐久
性、熱収縮係数、施工、加工および柔軟性などの諸特性
の点でいずれも優れた性能を兼備し、さらに、その断熱
用パネルを拘束状態でタンク上に施工し、冷却および常
温を繰り返しても割れることがない。また、低温側断熱
層にスリットを入れることで、拘束形態から準拘束形態
をつくりだし、熱応力を素材の抵抗力以下に軽減してや
ることで２方向とも極低温下で割れるのを防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の極低温タンク断熱用パネルの見取図で
ある。

【図２】本発明の極低温タンク断熱用パネルの側面図で
ある。

【図３】極低温タンクの外側表面に装着された本発明の
極低温タンク断熱用パネル群による断熱構造を示す、極
低温タンクの見取図である。

【図４】本発明の極低温タンク断熱用パネルがタンクの
表面に装着され、パネル同志が目地材を介して結合され
る直前の状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１１常温側断熱層１２低温側断熱層１３防湿層１４補強メッシュ１５補強用メッシュ１６スリット１７極低温タンク１８目地材１９目地材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のスリットを有する板状ポリスチレ
ン発泡体からなる低温側断熱層、上記低温側断熱層より
も小さく、四辺目地部を残して上記低温側断熱層に積層
される常温側断熱層、並びに上記低温側断熱層と上記常
温側断熱層との積層界面に補強メッシュが介在されてい
ることを特徴とする極低温タンク断熱用パネル。
【請求項２】板状ポリスチレン発泡体からなる低温側
断熱層の複数のスリットを覆って補強用メッシュが積層
されていることを特徴とする請求項１記載の極低温タン
ク断熱用パネル。
【請求項３】常温側断熱層の外側に防湿層が設けられ
ていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の
極低温タンク断熱用パネル。
【請求項４】低温側に凹曲面の構造を有する請求項１
〜３記載の極低温タンク断熱用パネル。
【請求項５】請求項１記載の極低温タンク断熱用パネ
ルが、球形タンクの外側表面に複数枚装着され、かつ上
記断熱用パネルの隣接部に目地材を設けたことを特徴と
する極低温タンクの断熱構造。