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技術 断熱構造体

出願人 大阪瓦斯株式会社旭興産株式会社日清紡ケミカル株式会社
発明者 隅田幸一千葉秀之吉村和彦
出願日 2016年3月31日 (4年8ヶ月経過) 出願番号 2016-072431
公開日 2016年11月17日 (4年1ヶ月経過) 公開番号 2016-194368
状態 特許登録済
技術分野 熱絶縁
主要キーワード 端部閉鎖部材 外表面位置 非冷却状態 断熱試験 温度計測結果 内部温度センサ 発泡固化 センサ支持体
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (18)

課題

断熱対象物を良好に断熱することがでると共に、断熱対象物に対して繰り返し脱着することができる断熱構造体を提供する。

解決手段

低温流体により冷却される円筒状又は中空球状の断熱対象物1の周方向に複数の断熱部材2を並設して、断熱対象物1の外周を覆う断熱構造体100であって、断熱部材2が、断熱対象物1に面する円弧状の内表面3と、外部空間に面する内表面3よりも径の大きい円弧状の外表面4と、内表面3と外表面4とを接続しかつ周方向に並設された他の断熱部材2に面する側面5とを有し、断熱部材2は、可撓性を有しかつ冷却により収縮する材質で形成され、複数の断熱部材2を接続する複数の接続部材6を備え、接続部材6が有する取付部6aと、断熱部材2の側面5に形成される被取付部5aとが着脱自在に構成されている。

概要

背景

かかる断熱構造体は、LNG等の低温流体貯留する断熱対象物としての貯留槽又はそれらの低温流体が流れる断熱対象物としての配管の外周を覆う状態で、断熱対象物を断熱するものである。

かかる断熱構造体の従来例として、断熱対象物としての円筒状配管の外周を、一対の半円筒状断熱部材によって被覆し、一対の半円筒状断熱部材の接合部分にウレタンフォーム発泡剤充填して発泡固化させて半円筒状断熱部材同士を接合するものがある(例えば、特許文献1参照)。

概要

断熱対象物を良好に断熱することがでると共に、断熱対象物に対して繰り返し脱着することができる断熱構造体を提供する。低温流体により冷却される円筒状又は中空球状の断熱対象物1の周方向に複数の断熱部材2を並設して、断熱対象物1の外周を覆う断熱構造体100であって、断熱部材2が、断熱対象物1に面する円弧状の内表面3と、外部空間に面する内表面3よりも径の大きい円弧状の外表面4と、内表面3と外表面4とを接続しかつ周方向に並設された他の断熱部材2に面する側面5とを有し、断熱部材2は、可撓性を有しかつ冷却により収縮する材質で形成され、複数の断熱部材2を接続する複数の接続部材6を備え、接続部材6が有する取付部6aと、断熱部材2の側面5に形成される被取付部5aとが着脱自在に構成されている。

目的

本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、断熱対象物を良好に断熱することができると共に、断熱対象物に対して繰り返し脱着することができる断熱構造体を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

低温流体により冷却される円筒状又は中空球状断熱対象物周方向に複数の断熱部材を並設して、前記複数の断熱部材により前記断熱対象物の外周を覆う状態で前記断熱対象物を断熱する断熱構造体であって、前記複数の断熱部材が、前記断熱対象物に面する円弧状の内表面と、外部空間に面する前記内表面よりも径の大きい円弧状の外表面と、前記内表面と前記外表面とを接続しかつ前記周方向に並設された他の断熱部材に面する側面とを有し、前記複数の断熱部材は、可撓性を有しかつ冷却により収縮する材質で形成され、隣接する前記断熱部材同士を接続する接続部材を備え、前記接続部材が有する取付部と、前記断熱部材の前記側面に形成される被取付部とが着脱自在に構成されている断熱構造体。

請求項2

前記断熱対象物が内部に前記低温流体が通流する円筒管とされ、前記複数の断熱部材の夫々が、円筒状の部材を軸方向に沿って分割した長手形状の円弧状断熱部材で構成され、前記円弧状断熱部材の前記側面に前記被取付部が前記軸方向に沿って形成され、前記接続部材が長手部材で形成されている請求項1に記載の断熱構造体。

請求項3

前記接続部材が、可撓性を有しかつ冷却により収縮する材質で形成されている請求項1又は2に記載の断熱構造体。

請求項4

隣接する前記断熱部材における前記内表面側の側面同士が当接し、かつ、前記外表面側の側面同士が離間する状態で、隣接する前記断熱部材同士が前記接続部材により接続されている請求項1〜3の何れか1項に記載の断熱構造体。

請求項5

前記被取付部が前記断熱部材の径方向の断面視において前記側面に開口するL字状の凹部により構成され、前記取付部が前記接続部材の長手方向に直交する断面視においてL字状の凸部により構成されている請求項1〜4の何れか1項に記載の断熱構造体。

請求項6

前記複数の断熱部材がウレタン樹脂により形成されている請求項1〜5の何れか1項に記載の断熱構造体。

技術分野

0001

本発明は、低温流体により冷却される円筒状又は中空球状断熱対象物周方向に複数の断熱部材を並設して、前記複数の断熱部材により前記断熱対象物の外周を覆う状態で前記断熱対象物を断熱する断熱構造体に関する。

背景技術

0002

かかる断熱構造体は、LNG等の低温流体を貯留する断熱対象物としての貯留槽又はそれらの低温流体が流れる断熱対象物としての配管の外周を覆う状態で、断熱対象物を断熱するものである。

0003

かかる断熱構造体の従来例として、断熱対象物としての円筒状配管の外周を、一対の半円筒状断熱部材によって被覆し、一対の半円筒状断熱部材の接合部分にウレタンフォーム発泡剤充填して発泡固化させて半円筒状断熱部材同士を接合するものがある(例えば、特許文献1参照)。

先行技術

0004

特開2002−295729号公報

発明が解決しようとする課題

0005

特許文献1に開示される断熱構造体では、半円筒状断熱部材を配管に取付ける際には、一対の半円筒状断熱部材の接合部分にウレタンフォーム発泡剤を充填して半円筒状断熱部材同士を接合することが必要となる。一方、半円筒状断熱部材を配管から取外す際には、接合された一対の半円筒状断熱部材を切断すること等により配管から取外すことが必要となる。よって、半円筒状断熱部材の取付け及び取外し作業に手間がかかることに加え、配管から取外した半円筒状断熱部材を再使用することが困難となるものであった。

0006

一方、半円筒状断熱部材の取付け及び取外し作業の容易化、並びに、取外した後の半円筒状断熱部材の再使用を可能にするため、一対の半円筒状断熱部材の接続部分をウレタンフォーム発泡剤で接合しないことが考えられるが、この場合、一対の半円筒状断熱部材の間に隙間が形成されることとなるので、この隙間部分において配管を良好に断熱することができないという問題がある。

0007

本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、断熱対象物を良好に断熱することができると共に、断熱対象物に対して繰り返し脱着することができる断熱構造体を提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

この目的を達成するための本発明に係る断熱構造体は、
低温流体により冷却される円筒状又は中空球状の断熱対象物の周方向に複数の断熱部材を並設して、前記複数の断熱部材により前記断熱対象物の外周を覆う状態で前記断熱対象物を断熱する断熱構造体であって、
前記複数の断熱部材が、前記断熱対象物に面する円弧状の内表面と、外部空間に面する前記内表面よりも径の大きい円弧状の外表面と、前記内表面と前記外表面とを接続しかつ前記周方向に並設された他の断熱部材に面する側面とを有し、
前記複数の断熱部材は、可撓性を有しかつ冷却により収縮する材質で形成され、
隣接する前記断熱部材同士を接続する接続部材を備え、
前記接続部材が有する取付部と、前記断熱部材の前記側面に形成される被取付部とが着脱自在に構成されている点にある。

0009

上記特徴構成によれば、接続部材に設けられた取付部と、断熱部材の側面に設けられ取付部が取り付けられる被取付部とが着脱自在に構成されているので、複数の接続部材と複数の断熱部材とが着脱自在となり、断熱対象物に対して複数の断熱部材を繰り返し脱着して使用することができる。

0010

また、上記特徴構成によれば、隣接する断熱部材同士を接続する接続部材が、隣接する断熱部材の側面に形成される被取付部に、接続部材に設けられた取付部によって取り付けられるので、断熱対象物が低温流体により冷却された冷却状態において、断熱部材が収縮した場合にも、隣接する断熱部材の側面同士の接続状態を接続部材によって維持することができる。

0011

さらに、上記特徴構成によれば、接続部材が隣接する断熱部材の側面同士の間に設けられることとなる。よって、例えば、隣接する断熱部材の側面同士が離間する場合でも、接続部材が隣接する断熱部材の側面同士の間に位置することとなるので、接続部材により断熱対象物を断熱することができる。

0012

本発明に係る断熱構造体の更なる特徴構成は、
前記断熱対象物が内部に前記低温流体が通流する円筒管とされ、
前記複数の断熱部材の夫々が、円筒状の部材を軸方向に沿って分割した長手形状の円弧状断熱部材で構成され、
前記円弧状断熱部材の前記側面に前記被取付部が前記軸方向に沿って形成され、
前記接続部材が長手部材で形成されている点にある。

0013

上記特徴構成によれば、円弧状断熱部材が軸方向に長く形成されているので、軸方向に沿う長い範囲において円筒管を断熱することができる。さらに、円弧状断熱部材の側面に被取付部が円筒管の軸方向に沿って形成され、かつ、接続部材が長手部材で形成されているので、円弧状断熱部材の側面同士を円筒管の軸方向に沿って接続部材により接続することができる。よって、円筒管の軸方向に沿って、円弧状断熱部材の側面同士の間に隙間が形成されることを防止することができ、円筒管を良好に断熱することができる。

0014

本発明に係る断熱構造体の更なる特徴構成は、
前記接続部材が、可撓性を有しかつ冷却により収縮する材質で形成されている点にある。

0015

上記特徴構成によれば、断熱対象物が低温流体により冷却された冷却状態において、複数の断熱部材が収縮したときに、複数の断熱部材同士を接続する接続部材が冷却されて収縮するので、複数の断熱部材の収縮に合わせて接続部材が収縮することとなる。よって、断熱対象物が低温流体により冷却された冷却状態において、接続部材が、複数の断熱部材の収縮を阻害することなく複数の断熱部材を接続することができる。

0016

本発明に係る断熱構造体の更なる特徴構成は、
隣接する前記断熱部材における前記内表面側の側面同士が当接し、かつ、前記外表面側の側面同士が離間する状態で、隣接する前記断熱部材同士が前記接続部材により接続されている点にある。

0017

上記特徴構成によれば、断熱対象物が低温流体により冷却されていない非冷却状態において、隣接する断熱部材の内表面側の側面同士が当接し、かつ、複数の断熱部材の外表面側の側面同士が離間する状態で、断熱部材同士が接続部材により接続されている。よって、断熱対象物が低温流体により冷却されて、複数の断熱部材の外表面側の側面同士が押圧し合う状態となるときに、複数の断熱部材の外表面側の側面同士が押圧し合う力が過剰に大きくなることを防止することができる。

0018

これにより、複数の断熱部材の外表面側の側面同士が押圧し合うことにより、側面に摩耗等が発生することを抑制して、複数の断熱部材の耐久性を向上させることができる。

0019

本発明に係る断熱構造体の更なる特徴構成は、
前記被取付部が前記断熱部材の径方向の断面視において前記側面に開口するL字状の凹部により構成され、前記取付部が前記接続部材の長手方向に直交する断面視においてL字状の凸部により構成されている点にある。

0020

上記特徴構成によれば、複数の断熱部材に形成された被取付部が断面L字状の凹部であり、複数の接続部材に形成された取付部が断面L字状の凸部であるので、取付部を被取付部に取付けることにより、複数の断熱部材を接続部材によって強固に接続することができる。

0021

また、例えば、断熱対象物が冷却されていない常温の状態において、断熱対象物の周方向において対向する複数の断熱部材の側面同士が当接する状態となるように接続部材によって断熱部材同士を接続しておくことで、断熱対象物が冷却された冷却状態において、より確実に複数の断熱部材の外表面側の側面同士が押圧し合う状態となるので、断熱対象物を良好に断熱することができる。

0022

つまり、断熱対象物が低温流体により冷却された冷却状態では、接続部材により接続された複数の断熱部材の内表面側が低温流体により冷却された断熱対象物の温度に近い温度にまで冷却され、内表面側から断熱部材の外表面側に向かって外部温度に近づく状態となる。よって、複数の断熱部材の内表面側が外表面側よりも径方向及び周方向において大きく収縮する。

0023

そして、内表面側が冷却され径方向において大きく縮径すると、内表面側が収縮して径内側に移動する。この内表面側の径内側への移動に伴って、外表面側が内表面側に引っ張られる状態で径内側へ移動する。

0024

このように外表面側が内表面側に引っ張られる状態で径内側に移動する場合、外表面側は内表面側ほど冷却されていないので、外表面側の周方向の長さは移動後の径内側における周方向に対応する長さまで収縮していない。よって、外表面側の側面が周方向において圧縮された状態となり、複数の断熱部材の外表面側の側面同士が押圧し合う状態となる。
これにより、並設される複数の断熱部材の外表面側の側面同士が密着する状態となるので、断熱対象物を良好に断熱することができる。

0025

本発明に係る断熱構造体の更なる特徴構成は、
前記複数の断熱部材がウレタン樹脂により形成されている点にある。

0026

上記特徴構成によれば、可撓性及び断熱性に優れたウレタン樹脂により断熱対象物の外表面に密着して断熱対象物を良好に断熱することができる。

図面の簡単な説明

0027

第1実施形態に係る断熱構造体の斜視図
第1実施形態に係る非冷却状態の断熱構造体の断面図
第1実施形態に係る冷却状態の断熱構造体の断面図
第1実施形態に係る冷却状態の断熱構造体の断面図
第1実施形態に係る断熱構造体の断熱試験装置の概略図
第1実施形態に係る断熱構造体の断熱試験結果を示す図
第1実施形態に係る断熱構造体の断熱試験結果を示す図
第2実施形態に係る非冷却状態の断熱構造体の断面図
別実施形態に係る非冷却状態の断熱構造体の断面図
第3実施形態に係る断熱構造体の一部断面図
第4実施形態に係る断熱構造体の一部断面図
第5実施形態に係る断熱構造体の一部断面図
第6実施形態に係る断熱構造体の一部断面図
第7実施形態に係る断熱構造体の一部断面図
第7実施形態に係る断熱構造体の内部構造
第7実施形態に係る断熱構造体の分解図
第8実施形態に係る断熱構造体の分解図

実施例

0028

〔第1実施形態〕
以下、図面に基づいて、本発明の第1実施形態に係る断熱構造体について説明する。図1に示すように、第1実施形態に係る断熱構造体100は、内部に低温流体Wが通流する断熱対象物としての円筒管1の周方向に並設された複数の断熱部材としての複数の円弧状断熱部材2と、複数の円弧状断熱部材2を接続する複数の接続部材6とを備え、複数の円弧状断熱部材2により円筒管1の外周を覆う状態で円筒管1を断熱するものである。低温流体Wの例として、LNGやLPG等が挙げられる。

0029

本実施形態では、複数の円弧状断熱部材2の夫々は、円筒状の部材を軸方向に沿って二分割した半円筒状の円弧状断熱部材2とされる。なお、円筒状の部材の縦断面が後述する側面5となる。

0030

この円弧状断熱部材2は、径方向において一定の厚みを有し、円筒管1に面する円弧状の内表面3と、外部空間に面する内表面3よりも径の大きい円弧状の外表面4と、内表面3と外表面4とを接続し、かつ、円筒管1の周方向に並設された他の円弧状断熱部材2に面する側面5とを有する。この側面5は円筒管1の軸方向に沿って平面状に形成されている。

0031

また、円弧状断熱部材2は軸方向に長く形成されている。この円弧状断熱部材2の軸方向に沿って形成された一対の平面状の側面5の夫々には、接続部材6が有する取付部6aと着脱自在に構成された被取付部5aが軸方向に沿って形成されている。

0032

側面5に形成された被取付部5aは円弧状断熱部材2の径方向の断面視(横断面)において側面5に開口するL字状の凹部としてのL字状の凹溝により構成されている。このL字状の凹溝は、側面5から側面5に対して垂直な方向に延びた後、屈曲して側面5に対して平行な方向において外表面4側に延びて形成されている。

0033

また、夫々の円弧状断熱部材2同士を接続する接続部材6は長手部材で形成されている。接続部材6の長手方向の長さは、円弧状断熱部材2の軸方向の長さと略同一の長さに形成されている。接続部材6には、長手方向に沿って円弧状断熱部材2に設けられた被取付部5aに取り付ける取付部6aが設けられている。また、接続部材6の長手方向に直交する断面視(横断面)がコ字状に形成されている。

0034

取付部6aは、接続部材6の長手方向に直交する断面視(横断面)においてL字状となる凸部により構成されている。そして、この取付部6aは、接続部材6の長手方向に直交する断面視(横断面)において接続部材6の両端部に設けられている。

0035

円弧状断熱部材2及び接続部材6は、可撓性を有しかつ冷却により収縮するウレタン樹脂で形成されている。ウレタン樹脂は断熱性に優れているので円筒管1を良好に断熱することができる。

0036

円弧状断熱部材2の円筒管1への取付けは、夫々の円弧状断熱部材2により円筒管1の外周の全周を覆う状態、かつ、一方の円弧状断熱部材2の夫々の側面5を他方の円弧状断熱部材2の夫々の側面5に当接させた状態とする。なお、円筒管1の外径は円弧状断熱部材2の内表面3の内径とほぼ同径とされている。

0037

そして、接続部材6を夫々の円弧状断熱部材2の端部面7から軸方向に移動させる状態で、接続部材6が有する取付部6aの夫々を、夫々の円弧状断熱部材2の被取付部5aに挿入する。これにより、円筒管1に円弧状断熱部材2を取付けることができる。なお、コ字状に形成された接続部材6は、コ字状の開口側を外表面4側に向けて夫々の円弧状断熱部材2に挿入される。

0038

一方、円弧状断熱部材2の円筒管1からの取外しは、夫々の円弧状断熱部材2の被取付部5aに挿入された接続部材6を、軸方向に移動させて引抜くことにより、接続部材6の夫々の取付部6aを、円弧状断熱部材2の夫々の被取付部5aから取外すことができる。
これにより、一対の円弧状断熱部材2を円筒管1から取外すことができる。

0039

次に、図2から図4に基づいて、冷却時における断熱構造体100の状態の変化について説明する。図2に、円筒管1が低温流体Wにより冷却されていない非冷却状態における断熱構造体100の断面図を示し、図3及び図4に、円筒管1が低温流体Wにより冷却された冷却状態における断熱構造体100の断面図を示す。

0040

図2に示すように、円筒管1が低温流体Wにより冷却されていない非冷却状態においては、円筒管1の周方向において対向する夫々の円弧状断熱部材2の側面5同士が当接する状態となるように接続部材6によって夫々の円弧状断熱部材2を接続する。なお、この非冷却状態においては、夫々の円弧状断熱部材2の側面5同士の間や、円弧状断熱部材2の被取付部5aと接続部材6の取付部6aとの間には、接続部材6による夫々の円弧状断熱部材2の円筒管1への取り付け及び取り外しを容易にするために若干の隙間が形成されている場合がある。

0041

そして、図3に示すように、円筒管1内に低温流体Wが流れて、円筒管1が低温流体Wにより冷却された冷却状態となると、円弧状断熱部材2の円筒管1に面する内表面3側が低温流体Wにより冷却された円筒管1の温度に近い温度にまで冷却され、内表面3側から外表面4側に向かって外部温度に近づく温度分布状態となる。よって、内表面3側は、外表面4側よりも径方向及び周方向において大きく収縮し、内表面3側の側面5が図3において破線矢印Tで示す方向に移動して、対向する側面5同士が離間する状態となる。

0042

また、内表面3側の径方向における縮径により、図3において破線矢印Sで示すように内表面3側が径内側に移動する。この内表面3側の径内側への移動に伴って、外表面4側が内表面3側に引っ張られる状態で径内側へ移動する。このとき、外表面4は、図3鎖線で示す非冷却状態の時の円弧状断熱部材2の外表面位置Zから、実線で示す外表面4の位置にまで径内側へ移動する。なお、この外表面4側の径内側へ移動には外表面4側の縮径に起因する移動も少しであるが含まれている。

0043

このように外表面4側が径内側に移動する場合、移動後の位置における周方向の長さが、移動前の位置における周方向の長さよりも短くなるが、外表面4側は内表面3側ほど冷却されていないので、外表面4側が周方向において圧縮される状態となり、図3において実線矢印Pで示すように、夫々の円弧状断熱部材2の外表面4側の側面5同士が押圧し合う力が発生する状態となる。

0044

そして、図4に示すように、円筒管1内に低温流体Wが流れる状態で時間が経過すると、内表面3側の縮径の増加に伴って、外表面4側の径内側への移動量が大きくなり、図4において実線矢印Pで示すように、夫々の円弧状断熱部材2の外表面4側の側面同士が押圧し合う力が増加する。これにより、夫々の円弧状断熱部材2の外表面4側の側面5同士が密着する状態となるので、円弧状断熱部材2を良好に断熱することができる。

0045

また、円筒管1が低温流体Wにより冷却された冷却状態において、円弧状断熱部材2が収縮したときに、夫々の円弧状断熱部材2同士を接続する接続部材6も冷却されて収縮するので、接続部材6は、円弧状断熱部材2の収縮を阻害することなく夫々の円弧状断熱部材2を接続することができる。

0046

また、例えば、円筒管1が低温流体Wにより冷却された冷却状態において、円弧状断熱部材2の外表面4が収縮して、隣接する円弧状断熱部材2の側面5同士が離間する場合でも、隣接する円弧状断熱部材2の側面5同士の接続状態を接続部材6によって維持することができる。また、同様に、円弧状断熱部材2の外表面4が収縮して、隣接する円弧状断熱部材2の側面5同士が離間する場合でも、接続部材6が隣接する円弧状断熱部材2の側面5同士の間に位置することとなるので、接続部材6により円筒管1を断熱することができる。

0047

図5図7に基づいて、第1実施形態に係る断熱構造体100を用いて実施した断熱試験について説明する。図5に断熱試験装置を示す。この断熱試験装置は、長さLが1mの200A(JIS規格呼び径)のステンレス製の円筒管1(断熱対象物に相当)を備えている。

0048

円筒管1の両端部は端部閉鎖部材11で閉鎖されている。円筒管1の一方側端部を閉鎖する一方側端部閉鎖部材11aには液体窒素流入口12が設けられ、円筒管1の他方側端部を閉鎖する他方側端部閉鎖部材11bには液体窒素流出口13が設けられている。

0049

円筒管1の外周を覆う断熱構造体100は、一対の円弧状断熱部材2で構成されている。円弧状断熱部材2の径方向の厚さが120mmとされる。なお、図示はされていないが、この円弧状断熱部材2は、径方向の厚さが60mmの円弧状の断熱部材が、径方向において2層重ねた状態で接続されて形成されている。

0050

液体窒素流入口12は一方側端部閉鎖部材11aの中心部に設けられ、この液体窒素流入口12には円筒管1内において円筒管1の軸方向に延びる窒素噴出管14が接続されている。また、窒素噴出管14には、円筒管1内において、液体窒素を円筒管1の径方向に噴出する噴出口14aが設けられている。

0051

円筒管1の内部には内部温度センサT1が設けられている。内部温度センサT1は、円筒管1の内部を一方側端部閉鎖部材11aから軸方向に延びる棒状のセンサ支持体15に取付けられ、円筒管1の軸方向の中間部付近の温度を検出するように構成されている。また、円筒管1の表面において、円筒管1の管軸方向の中間部上側には中間上側温度センサT2が設けられ、円筒管1の管軸方向の中間部下側には中間下側温度センサT3が設けられている。さらに、円筒管1の表面の一方側端部閉鎖部材11a側の端部上側には、端部温度センサT4が設けられている。

0052

これにより、内部温度センサT1により円筒管1の内部の温度である管内温度t1が計測され、中間上側温度センサT2により、円筒管1の中間部上側の表面温度である中間上側温度t2が計測され、中間下側温度センサT3により、円筒管1中間部下側の表面温度である中間下側温度t3が計測され、端部温度センサT4により、円筒管1の端部上側の表面温度である端部温度t4が計測される。

0053

図6及び図7に断熱試験結果を示す。
図6は、円筒管1に液体窒素の供給を開始し、内部温度センサT1、中間下側温度センサT3及び端部温度センサT4により温度計測を行った結果であり、円筒管1への液体窒素の供給開始時から各温度センサにおいて計測された温度履歴を示したものである。なお、液体窒素の円筒管1への供給量は、1.1L/minとした。これにより、円筒管1の内部表面温度が−160℃程度となる。つまり、円筒管1の内部表面温度を、LNGの沸点程度となるようにして断熱試験を行った。

0054

図6に示すように、中間下側温度t3が、液体窒素の供給を開始した後において、管内温度t1と同様の温度変化を示している。また、端部温度t4は、管内温度t1と比べて温度が遅れて低下し、また、温度低下後には、管内温度t1より若干高い温度を示している。

0055

端部温度t4が管内温度t1と比べて温度低下が遅れる理由は、主に、端部温度t4は円筒管1において液体窒素の流れの上流側に位置しているので、端部温度センサT4が設けられた円筒管1の配管部分が円筒管1に供給された液体窒素による冷却が遅れることに起因するものと考えられる。

0056

また、端部温度t4が、温度低下後において管内温度t1より若干高い温度となるのは、円筒管1の端部を閉塞する端部閉鎖部材11には断熱材が設けられておらず、円筒管1の端部が円筒管1の中間部のように断熱された状態となっていないことによるものであると考えられる。

0057

よって、図6に示す試験結果では、円筒管1の中間下側温度t3が液体窒素の供給を開始した後において、管内温度t1と同様の温度変化を示すので、本発明に係る断熱構造体100により、断熱対象物としての円筒管1が良好に断熱されることがわかる。

0058

図7は、内部温度センサT1、中間上側温度センサT2、中間下側温度センサT3及び端部温度センサT4により温度計測を行った結果であり、円筒管1に液体窒素が供給された状態で温度計測を開示した温度計測結果を示すものである。なお、液体窒素の円筒管1への供給量は、1.1L/minとした。

0059

図7に示すように、円筒管1の中間上側温度t2及び中間下側温度t3が、円筒管1に液体窒素が供給された状態で、管内温度t1と同様の温度変化を示している。

0060

また、端部温度t4が、温度低下後において管内温度t1より若干高い温度となるのは、上述の如く、円筒管1の端部を閉塞する端部閉鎖部材11には断熱材が設けられておらず、円筒管1の端部が断熱された状態となっていないことに起因するものである。

0061

よって、図7に示す試験結果では、円筒管1の中間上側温度t2及び中間下側温度t3が、液体窒素の供給を開始した時間T1の前後で、管内温度t1と同様の温度変化を示すので、本発明に係る断熱構造体100により、断熱対象物としての円筒管1が良好に断熱されることがわかる。

0062

〔第2実施形態〕
本発明の第2実施形態に係る断熱構造体は、円筒管1が低温流体Wにより冷却されていない非冷却状態において、夫々の円弧状断熱部材2の内表面3側の側面5同士が当接し、かつ、一対の円弧状断熱部材2の外表面4側の側面5同士が離間する状態で、夫々の円弧状断熱部材2が接続部材6により接続されている点で第1実施形態に係る断熱構造体100と異なるものである。以下に、第2実施形態に係る冷却時における断熱構造体100の状態の変化について説明する。

0063

具体的には、図8に示すように、夫々の円弧状断熱部材2が円筒管1の周方向に並設された状態で、夫々の円弧状断熱部材2が、内表面3側において側面5同士が当接し、内表面3側から外表面4側に向かうに従って、内表面3側の側面5同士よりも外表面4側の側面5同士が離間する離間距離が大きくなるように形成されている。

0064

このように夫々の円弧状断熱部材2が形成されることで、円筒管1が低温流体Wにより冷却された冷却状態となって、円弧状断熱部材2の外表面4側から内表面3側に向かうに連れて円弧状断熱部材2の収縮が大きくなる場合に、円弧状断熱部材2の外表面4側において側面5同士が押圧し合う力が過剰に大きくなることを防止することができる。

0065

すなわち、円弧状断熱部材2の内表面3側の径方向の収縮により、外表面4側が内表面3側に移動するので、夫々の円弧状断熱部材2の外表面4側の側面5同士が押圧し合う状態となるが、外表面4近傍が室温に近い温度となる場合には、外表面4近傍における側面5同士が押圧し合う力が大きくなる。このような場合においては、側面5同士の摩擦により側面5に摩耗等が発生して夫々の円弧状断熱部材2の耐久性が低下する可能性がある。

0066

そこで、この第2実施形態に係る断熱構造体100のように、円筒管1の非冷却状態において、夫々の円弧状断熱部材2が円筒管1の周方向に並設された状態において、夫々の円弧状断熱部材2の内表面3側から外表面4側に向かうに従って側面5同士が離間する離間距離が大きくなるように形成することで、円筒管1の冷却状態において、外表面4側の側面5同士が押圧し合う力が、外表面4の近傍において過剰に大きくなることを防止することができる。これにより、夫々の円弧状断熱部材2の外表面4側の側面5同士が押圧し合うことにより、側面5同士の摩擦による側面5の摩耗等が発生することを抑制して、夫々の円弧状断熱部材2の耐久性を向上させることができる。

0067

〔第3実施形態〕
上記実施形態においては、円筒管1の径方向において、円筒管1の外周を単数の円弧状断熱部材2によって覆う状態で断熱した。本実施形態では、円筒管1の径方向において、円筒管1の外周を複数の円弧状断熱部材2によって覆う状態で断熱している。なお以下の実施形態では、上述の実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。

0068

図10に示すように、本実施形態に係る断熱構造体100では、バルブ20の下部の樽状の円筒管1が、断熱材8で覆われ、その周囲が二層の円弧状断熱部材2によって覆われている。バルブ20から前後に延びる円筒管1も同様に、断熱材8で、覆われその周囲が二層の円弧状断熱部材2によって覆われている。

0069

そして複数の円弧状断熱部材2および接続部材6は、第1実施形態と同様に構成されている。すなわち本実施形態に係る断熱構造体100は、
低温流体により冷却される円筒管1の周方向に複数の円弧状断熱部材2を並設して、複数の円弧状断熱部材2により円筒管1の外周を覆う状態で断熱対象物を断熱する断熱構造体であって、
複数の円弧状断熱部材2が、円筒管1に面する円弧状の内表面3と、外部空間に面する内表面3よりも径の大きい円弧状の外表面4と、内表面3と外表面4とを接続しかつ周方向に並設された他の円弧状断熱部材2に面する側面5とを有し、
複数の円弧状断熱部材2は、可撓性を有しかつ冷却により収縮する材質で形成され、
隣接する円弧状断熱部材2同士を接続する接続部材6を備え、
接続部材6が有する取付部と、円弧状断熱部材2の側面に形成される被取付部5aとが着脱自在に構成されている。

0070

本実施形態では、図10に示される通り、径方向内側に位置する円弧状断熱部材2の側面5の周方向の位置と、径方向外側に位置する円弧状断熱部材2の側面5の周方向の位置とが、異なる位置となっている。これにより、円弧状断熱部材2の側面5同士の間に隙間がある場合でも、円筒管1を良好に断熱することができる。

0071

なお本実施形態では、バルブ20の上部(ハンドルなど)を円弧状断熱部材2の外側に露出させるために、円弧状断熱部材2に切り欠きが形成されている。

0072

以上述べた本実施形態に係る断熱構造体100であっても、第1実施形態と同様、断熱対象物を良好に断熱することができると共に、断熱対象物に対して繰り返し脱着することができるという効果を奏するものである。すなわち、

0073

〔第4実施形態〕
図11に示すように、本実施形態に係る断熱構造体100では、バルブ20の下部の樽状の円筒管1および一対のフランジ21が、断熱材8で覆われ、その周囲が二層の円弧状断熱部材2によって覆われている。バルブ20から前後に延びる円筒管1も同様に、断熱材8で覆われ、その周囲が二層の円弧状断熱部材2によって覆われている。そして複数の円弧状断熱部材2および接続部材6は、第1実施形態と同様に構成されている。

0074

以上述べた本実施形態に係る断熱構造体100であっても、第1実施形態と同様、断熱対象物を良好に断熱することができると共に、断熱対象物に対して繰り返し脱着することができるという効果を奏するものである。

0075

〔第5実施形態〕
図12に示すように、本実施形態に係る断熱構造体100では、フランジ30の中央部の樽状の円筒管1が、断熱材8で覆われ、その周囲が一層の円弧状断熱部材2によって覆われている。フランジ30から前後に延びる円筒管1も同様に、断熱材8で覆われ、その周囲が一層の円弧状断熱部材2によって覆われている。そして複数の円弧状断熱部材2および接続部材6は、第1実施形態と同様に構成されている。

0076

以上述べた本実施形態に係る断熱構造体100であっても、第1実施形態と同様、断熱対象物を良好に断熱することができると共に、断熱対象物に対して繰り返し脱着することができるという効果を奏するものである。

0077

〔第6実施形態〕
図13に示すように、本実施形態に係る断熱構造体100では、円筒管1が、三層の円弧状断熱部材2によって覆われている。複数の円弧状断熱部材2および接続部材6は、第1実施形態と同様に構成されている。

0078

本実施形態では、図13に示される通り、径方向内側に位置する円弧状断熱部材2の側面5の周方向の位置と、径方向外側に位置する円弧状断熱部材2の側面5の周方向の位置とが、異なる位置となっている。これにより、円弧状断熱部材2の側面5同士の間に隙間がある場合でも、円筒管1を良好に断熱することができる。

0079

加えて本実施形態では、図13に示される通り、径方向内側に位置する円弧状断熱部材2の端部面7の周方向の位置と、径方向外側に位置する円弧状断熱部材2の端部面7の周方向の位置とが、異なる位置となっている。これにより、円弧状断熱部材2の端部面7同士の間に隙間がある場合でも、円筒管1を良好に断熱することができる。

0080

以上述べた本実施形態に係る断熱構造体100であっても、第1実施形態と同様、断熱対象物を良好に断熱することができると共に、断熱対象物に対して繰り返し脱着することができるという効果を奏するものである。

0081

〔第7実施形態〕
図14図16に第7実施形態に係る断熱構造体100を示す。本実施形態に係る断熱構造体100では、円筒管1はL字状に90度曲がった形状となっている。その円筒管1が、90度の曲げの部位を含めて、三層の円弧状断熱部材2によって覆われている。複数の円弧状断熱部材2および接続部材6は、第1実施形態と同様に構成されている。

0082

図14は、円筒管1の90度の曲げの部位における、円筒管1に接した第1層の断熱部材を示している。円筒管1の90度の曲げの部位は、一対のL字状断熱部材2a(断熱部材の一例)によって覆われている。一対のL字状断熱部材2aは、円弧状断熱部材2と同様の被取付部5aを有する。そして一対のL字状断熱部材2aは、接続部材6により第1実施形態と同様に接続される。

0083

図15は、円筒管1の90度の曲げの部位における、断熱部材の詳細を示している。円筒管1の90度の曲げの部位は、直管状の円筒管1と、エルボ管40(円筒管の一例)とが接続されて構成されている。本実施形態では、エルボ管40の曲げの外側には、一対の断熱材8が配置されて、エルボ管40とL字状断熱部材2aとの隙間が埋められている。

0084

以上述べた本実施形態に係る断熱構造体100であっても、第1実施形態と同様、断熱対象物を良好に断熱することができると共に、断熱対象物に対して繰り返し脱着することができるという効果を奏するものである。

0085

〔第8実施形態〕
図17に第8実施形態に係る断熱構造体100を示す。本実施形態に係る断熱構造体100では、T字状に接続された管が一層の円弧状断熱部材2によって覆われている。すなわち本実施形態では断熱対象物は、3つの円筒管1がT字管50によりT字状に接続された管である。複数の円弧状断熱部材2は、T字状の断熱対象物の形状に合わせてT字状に形成されており、その余は第1実施形態と同様に構成されている。接続部材6は、第1実施形態と同様に構成されている。

0086

以上述べた本実施形態に係る断熱構造体100であっても、第1実施形態と同様、断熱対象物を良好に断熱することができると共に、断熱対象物に対して繰り返し脱着することができるという効果を奏するものである。なおT字管50は、円筒状の管が直交する形態で接続されたものであるから、円筒状の断熱対象物の一例であるといえる。

0087

〔別実施形態〕
以下、別実施形態を列記する。
(1)上記実施形態においては、円弧状断熱部材2の形状が、円筒状の部材を軸方向に沿って二分割した形状としたが、これに限らず、複数の円弧状断熱部材2を、円筒状の部材を軸方向に沿って三分割以上の分割数で分割した形状としてもよい。

0088

(2)上記実施形態においては、断熱対象物を円筒管1としたが、断熱対象物はこれに限定されるものではない。例えば、断熱対象物を内部にLNG等の低温流体Wを貯留する中空球状の貯留タンクで構成してもよい。

0089

(3)上記実施形態においては、円弧状断熱部材2と複数の接続部材6とを同じ材質で形成したが、これに限らず、円弧状断熱部材2と複数の接続部材6とを異なる材質で形成してもよい。

0090

(4)上記実施形態においては、円弧状断熱部材2の材質をポリウレタンとしたが、円弧状断熱部材2の材質はこれに限るものではない。例えば、円弧状断熱部材2の材質をポリエチレンとしてもよい。

0091

(5)上記実施形態においては、接続部材6が、可撓性を有しかつ冷却により収縮する材質で形成されたが、これに限らず、接続部材6を、可撓性を有さない材料等で形成してもよく、また、冷却により収縮しない材質で構成してもよい。

0092

(6)上記実施形態においては、円弧状断熱部材2の側面5に形成された被取付部5aとしてのL字状の凹溝は、側面5から側面5に垂直な方向に延びた後、屈曲して側面5に平行な方向において外表面4側に延びる凹溝としたが、これに限らず、被取付部5aとしてのL字状の凹溝を、側面5から側面5に垂直な方向に延びた後、屈曲して側面5に平行な方向において内表面3側に延びる凹溝としてもよい。

0093

(7)上記実施形態においては、接続部材6の長手方向に直交する断面視においてL字状の凸部により構成された取付部6aを、円弧状断熱部材2の径方向の断面視においてL字状の凹溝により構成された被取付部5aに取付ける形態で、接続部材6により複数の円弧状断熱部材2が接続されたが、接続部材6による複数の円弧状断熱部材2の接続形態はこれに限定されるものではない。例えば、図9に示す断熱構造体100のように、複数の円弧状断熱部材2に設けられる被取付部5aを、円弧状断熱部材2の径方向の断面視において、長軸方向が径方向に直交する半楕円状の凹溝により構成し、接続部材6の長手方向に直交する断面が楕円状となるように接続部材6を形成し、複数の円弧状断熱部材2に設けられた被取付部5aの内周と接続部材6の外周との摩擦により、接続部材6により複数の円弧状断熱部材2を接続する接続形態としてもよい。この場合、接続部材6の長手方向に直交する断面の外周部が取付部6aとなる。また、例えば、接続部材6の外周表面、及び、円弧状断熱部材2の凹溝の表面を多数の突起を備えた凹凸形成として摩擦力が大きくないように構成してもよい。

0094

(8)上記実施形態においては、円弧状断熱部材2を、円弧状の断熱部材を径方向において2層重ねて構成したが、これに限らず、円弧状断熱部材2を、1層の円弧状の断熱部材で構成してもよく、径方向において3層以上の円弧状の断熱部材を重ねて構成してもよい。また、円弧状の断熱部材の径方向の厚さを60mmとしたが、これに限らず、円弧状の断熱部材の径方向の厚さを60mm以外の厚さに形成してもよい。さらに、例えば、円筒管1の管径が大きくなるに伴って円弧状の断熱部材を厚くしてもよい。

0095

(9)上記実施形態においては、円筒管1の径方向において、円筒管1の外周を単数の円弧状断熱部材2によって覆う状態で断熱したが、これに限らず、円筒管1の径方向において、円筒管1の外周を複数の円弧状断熱部材2によって覆う状態で断熱してもよい。例えば、円筒管1の径方向において、円筒管1の外周を2つの円弧状断熱部材2によって覆う状態で断熱する場合には、径方向内側に位置する円弧状断熱部材2の側面5の周方向の位置と、径方向外側に位置する円弧状断熱部材2の側面5の周方向の位置とが異なる位置となるように、2つの円弧状断熱部材2を設けてもよい。これにより、円弧状断熱部材2の側面5同士の間に隙間がある場合でも、円筒管1を良好に断熱することができる。

0096

尚、上記実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

0097

以上説明したように、断熱対象物を良好に断熱することができると共に、断熱対象物に対して繰り返し脱着することができる断熱構造体を提供することができる。

0098

1円筒管(断熱対象物)
2円弧状断熱部材(断熱部材)
2a L字状断熱部材(断熱部材)
3 内表面
4外表面
5 側面
5a 被取付部
6接続部材
6a 取付部
40エルボ管(円筒管、断熱対象物)
50T字管(断熱対象物)
100 断熱構造体

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