JPH084981A - 断熱空間への粒状断熱材の充填方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 真空断熱貯槽等の断熱空間にパーライト等の
粒状断熱材を容易に充填できるとともに、断熱材充填後
の断熱空間の真空引きを短時間で行うことができる断熱
空間への粒状断熱材の充填方法及び装置を提供する。 【構成】 粒状断熱材をホッパー１１内に投入し、該ホ
ッパー１１内に空気配管１２から加熱乾燥空気を送入し
て前記粒状断熱材を乾燥させた後、真空断熱貯槽１４等
の断熱空間１５を真空ポンプ２６で真空引きしながら、
前記ホッパー１１底部に開口した断熱材搬送配管１６を
介して断熱空間１５に前記粒状断熱材を送入充填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、断熱空間への粒状断熱
材の充填方法及び装置に関し、詳しくは、低温液化ガス
を貯留する真空断熱貯槽等の断熱空間に粒状断熱材を充
填する断熱空間への粒状断熱材の充填方法及び装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図３に示すように、低温液化ガス
貯蔵用の真空断熱貯槽１の断熱空間２に粒状断熱材であ
るパーライトを充填する際には、該貯槽１のパーライト
充填口３と、パーライトを入れた袋４とをホース５で接
続し、断熱空間２を真空ポンプ６で真空に引きながら断
熱空間２の負圧を利用して袋４内のパーライトを吸い込
む方法が一般に行われていた。このとき、袋４内のパー
ライトがなくなったら、順次新たなパーライト入りの袋
と交換するようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の充填方法では、パーライト充填前に真空断熱貯槽１
の断熱空間２が大気と接触しているため、貯槽１の内外
槽間にサビ等による湿潤がある他、パーライトを入れる
袋４を構成する紙，ポリエチレン等から大気が透過する
ため、袋詰めのパーライトが経時的に湿潤し、さらに、
袋の交換時に断熱空間２に湿気のある大気を吸い込んで
しまうため、パーライト充填後、貯槽１の断熱空間２が
所定の真空度に到達するまでに多くの日数を要するとい
う不都合があった。

【０００４】そこで本発明は、真空断熱貯槽等の断熱空
間にパーライト等の粒状断熱材を容易に充填できるとと
もに、断熱材充填後の断熱空間の真空引きを短時間で行
うことができる断熱空間への粒状断熱材の充填方法及び
装置を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明の断熱空間への粒状断熱材の充填方法は、
粒状断熱材をホッパー内に投入し、該ホッパー内に加熱
乾燥空気を送入して前記粒状断熱材を乾燥させた後、真
空断熱貯槽等の断熱空間を真空に保ちつつ前記ホッパー
から断熱空間に前記粒状断熱材を送入充填することを特
徴としている。さらに、粒状断熱材を充填する前に、前
記ホッパーや断熱空間に予め乾燥空気を送入して乾燥さ
せることを特徴としている。

【０００６】また、本発明の粒状断熱材の充填装置は、
前記粒状断熱材を保持するホッパーと、該ホッパー内に
加熱乾燥空気を送入する空気配管と、該空気配管に連設
されて前記ホッパー内に乾燥空気を噴出する散気管と、
前記ホッパーの底部近傍と真空断熱貯槽等の断熱空間と
に連通して前記粒状断熱材をホッパー内から断熱空間内
に導入する断熱材搬送配管と、前記ホッパーの上部空間
と前記断熱材搬送配管のホッパー内の開口部、即ち吸込
口の近傍とに連通して前記ホッパー上部空間の加熱乾燥
空気を断熱材搬送配管に送入する送気配管と、前記ホッ
パーの上部空間と前記断熱空間とに連通して前記ホッパ
ー上部空間の加熱乾燥空気を前記断熱空間に送入する通
気配管とを備えたことを特徴としている。

【０００７】

【作 用】上記構成の方法によれば、ホッパー内に粒状
断熱材を投入した後、加熱乾燥空気を送入して粒状断熱
材を乾燥させるので、粒状断熱材の湿気を取り除くこと
ができる。また、低温液化ガス貯槽の断熱空間を真空に
保ちつつ、ホッパー内の粒状断熱材を圧力差により断熱
空間に搬送して充填するので、断熱空間に湿気を含んだ
外気が混入することがなく、粒状断熱材充填後の断熱空
間の真空引きの時間を短縮できる。特に、前記ホッパー
や断熱空間を予め乾燥させておくことにより、ホッパー
内の粒状断熱材を乾燥させる時間や断熱空間の真空引き
の時間を、更に短縮できる。

【０００８】また、上記構成の装置は、空気配管に連設
した散気管によりホッパー内の粒状断熱材を略均一に加
熱乾燥することができる。さらに、ホッパーの底部近傍
に粒状断熱材を真空断熱貯槽の断熱空間に導く断熱材搬
送配管を設けているので、断熱空間を真空に引きながら
粒状断熱材を充填する際に、搬送配管の吸い込み口に導
かれた粒状断熱材を効率よく吸い込むことができる。

【０００９】しかも、粒状断熱材を断熱空間に充填する
際に、送気配管によりホッパー上部空間の加熱乾燥空気
が断熱材搬送配管の開口部（吸込口）近傍に吸い込まれ
るので、断熱材搬送配管中を流れる粒状断熱材の密度を
低くでき、粒状断熱材の流れを円滑にするとともに、管
内での粒状断熱材の詰まりも防止できる。

【００１０】さらに、ホッパー上部の加熱乾燥空気を断
熱空間に送入する配管を設けたので、断熱空間に粒状断
熱材を充填する際に、該配管から断熱空間に加熱乾燥空
気を適宜に送入して断熱空間を真空破壊することによ
り、該断熱空間に圧力変化による衝撃を与えて粒状断熱
材の充填密度を高めることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を、図面に示す本発明装置の一
実施例に基づいてさらに詳細に説明する。図１に示す粒
状断熱材の充填装置は、所定量の粒状断熱材、例えばパ
ーライトを保持するホッパー１１と、該ホッパー１１内
に加熱乾燥空気を送入する空気配管１２と、該空気配管
１２に連設されて前記ホッパー１１内に乾燥空気を噴出
する散気管１３と、一端が前記ホッパー１１の底部近傍
に開口し、他端が真空断熱貯槽１４の断熱空間１５に連
通する断熱材搬送配管１６と、前記ホッパー１１の上部
空間と前記断熱材搬送配管１６のホッパー１１内の吸込
口１６ａの近傍とを連通する送気配管１７と、前記ホッ
パー１１の上部空間と前記断熱空間１５とに連通する通
気配管１８とを備えたものである。

【００１２】ホッパー１１の上面には、パーライト投入
口１９及び排気管２０が設けられるとともに、ホッパー
１１内に導入された加熱乾燥空気を貯留するバルーン２
１が設けられている。さらに、ホッパー１１には、内部
の空気の露点を測定する露点計２２や、温度を測定する
温度計２３ａ，２３ｂが設けられている。

【００１３】前記空気配管１２には、空気中の水分を除
去する乾燥器（図示せず）及び空気を所定温度に加熱す
る熱風発生器２４が設けられている。この空気配管１２
に接続された散気管１３は、ホッパー１１内に満遍なく
加熱乾燥空気を噴出させることができ、かつ、加熱乾燥
空気の偏流を起こさないように形成されるもので、本実
施例に示す散気管１３は、ホッパー１１の内周壁近傍に
沿う水平方向の外管部１３ａと、ホッパー１１の中心軸
に配置された垂直方向の内管部１３ｂとを有しており、
外管部１３ａ及び内管部１３ｂには、多数の散気孔１３
ｃが設けられている。なお、散気管１３の外周には、パ
ーライトが管内に入らないように、目の細かい網やグラ
スウール等を巻いておくことが好ましい。

【００１４】前記断熱材搬送配管１６，送気配管１７及
び通気配管１８には、それぞれ弁１６ｂ，１７ａ，１８
ａが設けられており、断熱材搬送配管１６と通気配管１
８とは、合流して真空断熱貯槽１４のパーライト充填口
２５に接続されている。また、真空断熱貯槽１４の断熱
空間１５には、真空ポンプ２６と真空計２７とが設けら
れている。

【００１５】次に、上記構成の充填装置を用いて真空断
熱貯槽１４の断熱空間１５内にパーライトを充填する手
順を説明する。まず、各弁を閉じ状態とした後、パーラ
イト投入口１９から所定量のパーライトをホッパー１１
内に投入する。パーライトの投入量は、所定の充填量よ
りもやや多めとし、散気管１３が隠れるぐらいの量とす
る。

【００１６】次に、パーライト投入口１９を閉じて排気
管２０の排気弁２０ａを開いた後、乾燥空気源（図示せ
ず）からの乾燥空気を空気配管１２から導入し、熱風発
生装置２４で所定温度に昇温して散気管１３に送入す
る。散気管１３からホッパー１１内に噴出した加熱乾燥
空気は、パーライトを加熱乾燥させた後、前記排気管２
０から外部に排出される。また、露点計２２の弁２２ａ
を開いてホッパー上部空間内の空気を露点計２２に送出
し、露点が所定値以下になった時点でパーライトの加熱
乾燥を終了とするが、終了前に、排気弁２０ａを閉じて
バルーン２１内に乾燥空気を蓄え、バルーン２１内に所
定量の乾燥空気が蓄えられた時点で空気配管１２からの
乾燥空気の導入を止め、露点計２２の弁２２ａも閉じ
る。

【００１７】一方、上記パーライトの加熱乾燥と並行し
て、真空断熱貯槽１４の断熱空間１５を真空ポンプ２６
で真空に引きながら、前述の乾燥空気源から別の配管
（図示せず）により導いた乾燥空気を所定時間流し、該
断熱空間１５を乾燥させる。この断熱空間１５の乾燥
は、上記パーライトの加熱乾燥に比べて短時間で済むの
で、パーライトの加熱乾燥の終了前に断熱空間１５の乾
燥操作も終了するようにすればよい。

【００１８】次に、断熱空間１５の真空引きを継続しな
がら、前記断熱材搬送配管１６の弁１６ｂを開き、ホッ
パー１１内のパーライトを圧力差により断熱空間１５内
に送入する。このとき、送気配管１７の弁１７ａを所定
量開き、送気配管１７によりホッパー上部空間内の乾燥
空気を断熱材搬送配管１６の吸込口１６ａ近傍に導入す
る。これにより、吸込口１６ａから吸い込まれるパーラ
イトに乾燥空気が混入し、単位体積当たりのパーライト
の密度が低くなり、パーライトの流れを円滑にして断熱
材搬送配管１６内にパーライトが詰まるのを防止するこ
とができる。

【００１９】また、ホッパー１１内のパーライトは、自
重によりホッパー１１の底部、すなわち、断熱材搬送配
管１６の吸込口１６ａの近傍に落下するので、ホッパー
１１内のパーライトの略全量を連続的に断熱空間１５内
に送入して充填することができる。

【００２０】さらに、上記充填操作中、ホッパー１１内
の空気もパーライトと共に断熱材搬送配管１６から断熱
空間１５に吸引されるので、ホッパー１１内の圧力が低
下するが、前記バルーン２１内に貯留されている乾燥空
気がホッパー１１内に流入してホッパー１１内の圧力低
下を防止する。

【００２１】断熱空間１５内へのパーライトの充填があ
る程度進行したら、通気配管１８の弁（真空破壊弁）１
８ａを開閉してホッパー１１内の乾燥空気を断熱空間１
５に導入し、断熱空間１５に圧力変化による衝撃を与え
てパーライトを沈下させることにより、断熱空間１５内
のパーライトの充填密度を高めることができる。この通
気配管１８の弁１８ａの開閉操作を適宜繰り返すことに
より、断熱空間１５の全体に高密度でパーライトを充填
することができる。

【００２２】上記のようにして断熱空間１５に所定量の
パーライトを充填した後、真空ポンプ２６の運転を継続
したまま真空断熱貯槽１４のパーライト充填口２５を閉
じ、断熱空間１５内を所定の真空度にする。

【００２３】このようにして真空断熱貯槽１４の断熱空
間１５にパーライト（粒状断熱材）を充填することによ
り、湿気を帯びた外気を遮断した状態でパーライトの充
填操作を行うことができるので、パーライト充填後に断
熱空間１５を所定の真空度に達するまで真空排気を行う
日数を従来よりも格段に短くすることができる。

【００２４】なお、充填装置の構成は上記実施例に限定
されるものではなく、例えば、散気管１３は、ホッパー
１１内の粒状断熱材に十分に加熱乾燥空気を供給できれ
ば任意の形状で形成することができ、水平方向，垂直方
向だけでなく、斜め方向に設けたり、形状も輪状，放射
状等任意であり、複数に分岐させたりしてもよく、その
本数も任意であり、ホッパー１１の大きさ，粒状断熱材
の保持量等の条件に応じて適宜最適な形状を選定すれば
よい。さらに、散気孔１３ｃの数や大きさ、噴出方向等
も任意であり、加熱乾燥空気が圧力低下を起こさない程
度に設定すればよい。

【００２５】また、断熱材搬送配管１６の吸込口１６ａ
近傍への乾燥空気の導入は、送気配管１７によるホッパ
ー上部空間内の乾燥空気以外に、他の乾燥空気源からの
乾燥空気を用いて行ってもよい。さらに、断熱空間１５
への粒状断熱材充填中のホッパー１１内の圧力低下の防
止は、上述のバルーン２１を設けずに乾燥空気源からの
乾燥空気をホッパー１１内に導入することによっても行
うことができる。

【００２６】一方、上記粒状断熱材の充填操作を行う
前、すなわち、ホッパー１１内に粒状断熱材を投入する
前に、空気配管１２から加熱乾燥空気を導入して該ホッ
パー１１内を乾燥させておくことにより、粒状断熱材の
乾燥に要する時間を短縮することが可能であり、前述の
ように、断熱空間１５の乾燥操作を行うことにより、粒
状断熱材充填後の真空引きの日数を更に短縮できる。な
お、断熱空間１５の乾燥操作用のガスとして、ホッパー
１１内の加熱乾燥空気を用いることも可能である。

【００２７】また、粒状断熱材を充填すべき真空断熱貯
槽が複数個ある場合は、容量が大きなホッパーを用い、
断熱材搬送配管等を適当に分岐させることにより、複数
の真空断熱貯槽の断熱空間にパーライトを連続的にある
いは同時に充填することができる。

【００２８】実験例 図１に示す構成の充填装置を使用して内容積２８００リ
ットルの真空断熱貯槽の断熱空間にパーライトを充填し
た。ホッパー１１の容量は断熱空間に充填される量に見
合う以上のパーライトを保持できるようにし、散気管１
３には直径１２ｍｍの散気孔１３ｃを一定間隔をおいて
９０度ずつずらして上下及び横方向に全体で９６個開け
た。また、散気管１３の回りにはグラスウールを巻いて
ワイヤーで固定し、散気孔１３ｃからパーライトが管内
に入らないようにした。

【００２９】まず、露点−２５℃の乾燥空気を熱風発生
装置２４のヒーターで２００℃まで加温し、空気配管１
２から散気管１３を介してホッパー１１内に送入し、ホ
ッパー本体を２４時間加熱して内部を乾燥させた。次
に、パーライト投入口１９からホッパー１１内に所定量
のパーライトを投入し、上記加温した乾燥空気を４８時
間送入してパーライトを加熱乾燥させた。

【００３０】一方、真空断熱貯槽１４の断熱空間１５
は、真空ポンプ２６を運転しながら乾燥空気を２０分間
流し、該断熱空間１５を乾燥させておいた。

【００３１】その後、断熱空間１５を真空に引きながら
断熱材搬送配管１６の弁１６ｂを開くとともに、送気配
管１７の弁１７ａを微開にした。

【００３２】そして、パーライトが断熱空間１５に一定
量充填されたら、通気配管１８の弁１８ａを開閉し、断
熱空間１５に圧力変化の衝撃を与え、この操作を５回繰
り返してパーライトを沈下させた。

【００３３】所定量のパーライトの充填終了後、パーラ
イト充填口２５を閉じ、断熱空間１５を出荷合格基準の
１×１０^-1Ｔｏｒｒの真空度まで真空ポンプ２６で真空
引きした。この真空引きに要した日数は８日間であっ
た。

【００３４】比較として、上記真空断熱貯槽１４を大気
中に２日間放置し、従来法でパーライトを充填した。そ
の結果、真空度が出荷合格基準の１×１０^-1Ｔｏｒｒに
達するまでには２５日間の真空引きを必要とした。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の断熱空間
への粒状断熱材の充填方法によれば、加熱乾燥空気によ
り粒状断熱材を乾燥させた後、粒状断熱材を真空度の差
により真空断熱貯槽の断熱空間に搬送充填するので、水
分（湿気）を含む外気を混入させることなく乾燥したパ
ーライトを断熱空間に充填でき、該断熱空間を所定の真
空度に到達させるための真空引きに要する日数を大幅に
短縮することができる。

【００３６】さらに、ホッパーや断熱空間を予め乾燥さ
せておくことにより、ホッパー内の粒状断熱材を乾燥さ
せる時間や断熱空間の真空引きの時間を、更に短縮でき
る。また、粒状断熱材の充填装置は、ホッパー内に設け
た散気管によりホッパー内の粒状断熱材を略均一に加熱
乾燥することができる。さらに、送気配管により断熱材
搬送配管中に乾燥空気を送入することにより、粒状断熱
材が配管中に詰まることを防止して粒状断熱材を円滑に
充填することができる。しかも、ホッパー内の乾燥空気
を断熱空間内に送入する通気配管を設けているので、該
配管から断続的に乾燥空気を断熱空間内に送入して断熱
空間内に圧力変動による衝撃を与えることができ、粒状
断熱材を高密度で充填することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明装置の一実施例を示す説明図である。

【図２】 散気管の平面図である。

【図３】 従来の粒状断熱材の充填操作の一例を示す説
明図である。

【符号の説明】

１１…ホッパー、１２…空気配管、１３…散気管、１４
…真空断熱貯槽、１５…断熱空間、１６…断熱材搬送配
管、１７…送気配管、１８…通気配管、１９…パーライ
ト投入口、２０…排気管、２１…バルーン、２２…露点
計、２４…熱風発生器、２５…パーライト充填口、２６
…真空ポンプ

フロントページの続き (72)発明者 早川 誠 神奈川県川崎市川崎区小島町６−２ 日本 酸素株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空断熱貯槽等の断熱空間内に粒状断熱
   材を充填するにあたり、前記粒状断熱材をホッパー内に
   投入し、該ホッパー内に加熱乾燥空気を送入して前記粒
   状断熱材を乾燥させた後、前記断熱空間を真空に保ちつ
   つ前記ホッパーから断熱空間に前記粒状断熱材を送入充
   填することを特徴とする断熱空間への粒状断熱材の充填
   方法。
2. 【請求項２】 前記ホッパーは、前記粒状断熱材の投入
   前に、該ホッパー内に予め乾燥空気を送入して乾燥させ
   ることを特徴とする請求項１記載の断熱空間への粒状断
   熱材の充填方法。
3. 【請求項３】 前記断熱空間は、前記粒状断熱材の充填
   前に、該断熱空間内に予め乾燥空気を送入して乾燥させ
   ることを特徴とする請求項１記載の断熱空間への粒状断
   熱材の充填方法。
4. 【請求項４】 真空断熱貯槽の断熱空間内に粒状断熱材
   を充填する装置であって、前記粒状断熱材を保持するホ
   ッパーと、該ホッパー内に加熱乾燥空気を送入する空気
   配管と、該空気配管に連設されて前記ホッパー内に乾燥
   空気を噴出する散気管と、前記ホッパーの底部近傍と前
   記断熱空間とに連通して前記粒状断熱材をホッパー内か
   ら断熱空間内に導入する断熱材搬送配管と、前記ホッパ
   ーの上部空間と前記断熱材搬送配管のホッパー内の開口
   部近傍とに連通して前記ホッパー上部空間の加熱乾燥空
   気を断熱材搬送配管に送入する送気配管と、前記ホッパ
   ーの上部空間と前記断熱空間とに連通して前記ホッパー
   上部空間の加熱乾燥空気を前記断熱空間に送入する通気
   配管とを備えたことを特徴とする断熱空間への粒状断熱
   材の充填装置。