JP2020509298A - 極低温状態下で真空断熱を確立するためのプロセスおよび装置 - Google Patents

Abstract

極低温状態下で真空断熱を確立するためのプロセス、およびそのようなプロセスに適合する装置が説明されている。高純度ＣＯ２で満たされた断熱エンクロージャが、周囲温度において約１００絶対Ｐａまで真空排気されると、温度が約−１７０℃までまたは−１７０℃未満まで低下するときに、断熱エンクロージャ内で１絶対Ｐａ未満の高真空が自動的に得られ得る。このプロセスは、極低温状態下で作動されるコールドボックスハウジング空気分離ユニットに真空断熱を提供するために用いられ得る。【選択図】図３

Description

本発明は、極低温機器用に真空断熱を確立するためのプロセス、およびそのようなプロセスに適合した装置に関する。

深冷空気分離プロセスおよびＨＹＣＯプロセスなどの極低温プロセスは、約−９０℃を下回る温度で実施されることが多い。そのようなプロセスは、プロセス用機器および相互接続する配管の周りを、周囲の環境から断熱して、プロセスへの過度の熱の漏れや機器の周りでの水の凍結を防止する必要がある。

周囲の環境からの熱伝達を低減させるための一般的な断熱方法は、パーライト、鉱物ウールおよび真空の使用を含む。パーライトおよび鉱物ウールは、熱伝導率が低く、および極低温機器を収納する槽に充填され得る。槽から水分、油または他の可燃性または腐食性の成分を除去するために、窒素パージが必要とされることが多い。

真空断熱では、機器は槽内に置かれ、および機器と槽壁との間の環状空間が真空に引かれ、それにより、伝導および対流による熱伝達を低減させる。真空断熱は、熱伝達に対する抵抗性をより高めることができ、および小型の槽内で、−１５０℃未満で実施されるプロセスに好ましい。しかしながら、適切な真空を、周囲温度で生じさせることは困難であり、かつコストがかかる。真空断熱を作り出してそれを維持するために使用される追加的な断熱材、例えばパーライト、鉱物ウール、エアロゲルまたは高分子発泡体は、コストをさらに増大させる。

本発明の目的は、極低温機器を収納する断熱エンクロージャ内に、周囲温度において５絶対Ｐａよりも高い（ｈａｒｄｅｒ）真空レベルを作り出すのに時間がかかりかつコストのかかるプロセスを回避することにある；さらなる目的は、断熱エンクロージャ内での断熱材の使用を排除することにある。

一実施形態では、断熱エンクロージャを確立するためのプロセスが説明されている。そのようなプロセスは、以下のステップを含む。極低温機器を包み込むケースを有する断熱エンクロージャのために、所望の純度の充填ガスが提供されるステップ；少なくとも第１のパージサイクルを断熱エンクロージャに実施し、これは、断熱エンクロージャを第１の始動圧力から中間真空まで真空排気し（ｅｖａｃｕａｔｉｎｇ）、それに続いて、断熱エンクロージャを、充填ガスによって、第１の始動圧力に等しいまたはそれとは異なる第２の始動圧力に戻るように昇圧することによって特徴付けられるステップ；充填ガスでほとんど満たされた断熱エンクロージャ内に一次真空を作り出してそれを維持するステップ；極低温機器を作動して、断熱エンクロージャおよび充填ガスを、充填ガスを凝固する温度以下の温度まで冷却し、それゆえ、断熱エンクロージャ内に最終的な真空を作り出すステップ；ここで、一次真空から始まって、充填ガスは、極低温機器の作動によって引き起こされる冷却中に、液相を通過せずに気相から固相へと変わる。

上記のプロセスは、さらに、第１のパージサイクルに続いて、充填ガスによる第２および第３のパージサイクルを含み得、ここで、第２のパージサイクルでは、断熱エンクロージャは、第２の始動圧力から第２の中間真空になるまで真空排気され、および第３の始動圧力に戻るように加圧され、および第３のパージサイクルでは、断熱エンクロージャは、第３の始動圧力から第３の中間真空になるまで真空排気され、および第４の始動圧力に戻るように加圧される。

本開示では、それらそれぞれのパージサイクルの第１、第２、第３および第４の始動圧力は、同じであっても、または異なっていてもよい。同様に、それらそれぞれのパージサイクルの第１、第２および第３の中間真空は、同じであっても、または異なっていてもよい。

パージサイクルのうちのいずれかの始動圧力は、大気圧であっても、または大気圧を上回ってもよい。第１の始動圧力が大気圧を上回るとき、断熱エンクロージャは、充填ガスで加圧されて、第１の始動圧力に到達し得る。

充填ガスは、純度が９９．９９％以上の容積百分率の二酸化炭素とし得る。

別の実施形態では、極低温機器用の断熱エンクロージャが開示されている。断熱エンクロージャは、所望の純度の充填ガスでほとんど満たされている極低温機器を包み込むケースを含む。断熱エンクロージャは、一次真空まで真空排気されてそれに維持され、および極低温機器の作動によって充填ガスが凝固された後、最終的な真空が断熱エンクロージャ内で達成され、ここで、一次真空から始まって、充填ガスは、極低温機器の作動によって引き起こされる断熱エンクロージャの冷却中に、液相を通過せずに気相から固相へと変わる。

本開示では、ポンピングによって、断熱エンクロージャ内に高（ｈａｒｄ）真空、例えば周囲温度で１絶対パスカル（１Ｐａ）を作り出す必要はない；その代わりに、極低温機器の作動前に、約１００Ｐａの低（ｓｏｆｔ）真空のみが確立される必要がある。これにより、コストのかかるポンプ、例えばターボ分子ポンプの使用を排除し、ならびに、排気時間を数週間から２時間へ短縮する。

所望の特性および純度の充填ガスによって断熱エンクロージャを満たすことによって、１絶対Ｐａ未満の高真空が自動的に達成され得、さらに、コスト、時間および労力を削減する。

異なる温度における二酸化炭素の蒸気圧を示す。 二酸化炭素の相図を示す。 本発明の断熱エンクロージャの概略図を示す。

極低温プロセスは、低温、通常−９０℃未満、場合によっては−１５０℃未満で実施されるプロセスを指す。極低温プロセスの最中の周辺環境への過度のエネルギー損失を防止するために、極低温機器および相互接続する管の周りを断熱する必要がある；および作動温度が低いほど、より強く断熱することが必要となる。真空断熱の場合には、５絶対パスカル未満の真空が、約−１７０℃で作動する極低温機器に必要とされ、および極低温機器が約−１９０℃で作動する場合には、１絶対パスカル未満の真空が必要とされる。

極低温機器は、酸素、窒素、アルゴン、または空気の他の純粋成分を生じるために、深冷空気分離において使用される精留装置を含む。コールドボックスまたはシリンダー状容器が、極低温機器を収納する断熱エンクロージャに対応する。そのような断熱エンクロージャのケースは、カーボンスチール製であり、強力な構造用支持材を提供し、かつその内部に生じた真空に耐え得る。従来、５０ｍ^３の真空気密空間に１Ｐａの真空レベルを生じるためには、１つのターボ分子ポンプを用いて、約３週間の排気時間が必要である。

本発明は、大量にポンピングすることなく、極低温状態下で適切な真空を生じるために、数種のガスの物理的特性を用いる方法を開示している。ガス成分が、閉鎖システム内で液相または固相へと液化・固体化（ｃｏｎｄｅｎｓｅｓ）すると、そのような成分が与えると考えられる圧力は、閉鎖システム内で、液体または固体の蒸気圧と等しく、これは、温度の低下と共に非線形に低減する。図１は、二酸化炭素の蒸気圧（ｍｍＨｇ）対温度（℃）のグラフを示し、−１７０℃の温度では、純二酸化炭素の蒸気圧は０．０１３絶対パスカルである。

コールドボックスなどの断熱エンクロージャが、純粋な充填ガス、例えばＣＯ_２で満たされると、極低温機器と接触しているガスは冷たくなり、および極低温プロセスの間に生じる冷凍（ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ）に起因して固相へと固体化する。ひとたびガスが凝固する（ｓｏｌｉｄｉｆｉｅｄ）と、その蒸気圧は、さらに、温度の低下と共に低減するため、コールドボックス内には高真空が自動的に確立され得る。

実施上の配慮点としては、好ましい充填ガスは、非毒性、非可燃性、非腐食性であり、比較的安価であり、および入手可能であることである。さらに、充填ガスは、極低温プロセスの間に、気相から固相へ直接変化する。選択したガスのこの特性は、その相図を使用して入手され得る。相図は、熱力学的に異なる相が発生しかつ平衡状態で共存する状態（圧力、温度、体積など）を示すグラフ表示である。図２は、二酸化炭素の相図を示す。二酸化炭素の三重点は、５．１１ａｔｍおよび−５６．６℃にあるため、大気圧以下の圧力では、二酸化炭素は、温度低下時に、液相を通過することなく、気相から固相へ変化する。それゆえ、二酸化炭素は、本発明の充填ガスとして良好な候補である。大気圧以下の圧力で気相から固相へ直接固体化する他のガスは、水、Ｈ_２Ｓ、ＳＯ_２、ＮＨ_３を含むが、それらは、ＣＯ_２が有するような他の利点を有しない。

しかしながら、実際には、工業規模の純ガスは入手可能ではない。９９．９９５容積百分率のＣＯ_２でも、微量のＨ_２Ｏ、Ｎ_２および他の不純物からなり、これらは、低温で達成可能な真空レベルに悪影響を及ぼす。本発明は、材料の入手可能性、コスト、エネルギーおよび費やされる時間を考慮して、特に約−１７０℃または−１７０℃未満で実施されるものなどの極低温プロセスに適切な真空断熱を得るための現実的な解決法を提供する。

二酸化炭素が充填ガスとして選択されるとき、コールドボックス内に必要とされる最終的な真空に依存して、様々な純度の二酸化炭素が使用され得る。−１７０℃で１絶対パスカル未満の最終的な真空には、９９．９９％容積百分率を上回る純度の二酸化炭素ガスを使用することが推奨される。

コールドボックス内の空気は、高純度二酸化炭素で置換される必要があり、これは、二酸化炭素パージによって成し遂げられる。パージサイクルは、以下のステップからなる：ポンプおよび二酸化炭素源を断熱エンクロージャ、例えば、コールドボックスに接続するステップ；始動圧力において、二酸化炭素源を遮断し、かつポンプをオンにするステップ；コールドボックス内のガス成分を、その圧力が予め決められた中間真空まで低下するまで、除去するステップ；ポンプをオフにし、かつコールドボックスを、圧力が次のパージサイクルまたはポンピングステップのための予め決められた始動圧力に達するまで、二酸化炭素で充填するステップ。元々コールドボックス内にあった空気を充填ガスと効果的に置換するためには、２回以上のパージサイクル、好ましくは３回のパージサイクルが実施され得る。

第１のパージサイクルの始動圧力は、大気圧またはそれを上回る圧力とし得る。大気圧を上回る始動圧力を得るためには、断熱エンクロージャは、空気、または充填ガスである二酸化炭素によって加圧され得る。それに続くパージサイクルのそれぞれの始動圧力は、第１の始動圧力と同じにも、または異なるようにもできる。同様に、各パージサイクルの中間真空は同じとし得る。

各パージサイクルの始動圧力Ｘが１００ＫＰａであり、および各パージサイクルの中間真空Ｙが１０００Ｐａであると仮定すると、１回のパージサイクル後の、残存空気の容積百分率は、以下の通りとなる：
（Ｙ／Ｘ）×１００％＝（１／１００）×１００％＝１％

ｎ回のパージサイクル後の、残存空気の容積百分率は、以下の通りとなる：
（Ｙ／Ｘ）^ｎ×１００％

ｎが３に等しいとき、残存空気の容積百分率は、以下の通りとなる：
（Ｙ／Ｘ）^３×１００％＝（１／１００）^３×１００％＝０．０００１％
この低レベルでは、最終的な真空に対する残存空気の影響は、無視できる程度である。

３回のパージサイクル後、コールドボックスは、ほとんど、選択した純度の二酸化炭素で満たされており、および第４の始動圧力にある。最終的なポンピングステップは、コールドボックス内の圧力が予め決められた一次真空に到達し、その後コールドボックスを封止するまで、二酸化炭素の除去が実施される。一次真空は、中間真空よりも高くても、低くても、またはそれと等しくてもよい。パージおよびポンピングステップは全て、ショップ（ｓｈｏｐ）で実施されることができるため、封止されたコールドボックスは、異なる場所への輸送準備が整っている。ひとたび現場となると、最終的な真空は、極低温プロセスが始動しかつコールドボックス内の温度が低下するときに、確立される。

一次真空の値は、以下の要因を考慮して決定される。一態様では、極低温において最終的な真空を維持するために、極低温プロセスからの冷凍エネルギーを消費する；それゆえ、低一次真空では、必要とされる冷凍エネルギーはより少なく、および極低温機器の効率が改善される。別の態様では、非常に低い一次真空を生じるために、ターボ分子ポンプなどの高価なポンプの使用を要求し、および相当な排気時間を必要とする。時間、コストおよび省エネルギーのバランスを取るために、機械的なポンプを使用して容易に達成できる最善の真空レベルに近づく一次真空レベル、例えば、約１００Ｐａを選択することが推奨される。

パーライト、鉱物ウールおよび、エアロゲルを含むゲルなどの断熱材は、充填ガスによってパージする前に、断熱エンクロージャ内へと充填されて、極低温プロセスへの熱の漏れをさらに低下させ得る。本発明によって作り出された真空断熱は著しく効率的であるため、−１５０℃以下で１絶対Ｐａ未満の真空を維持するためには、上述の断熱材を用いる必要はない。

一般的に言えば、１００絶対Ｐａ未満の圧力では、伝導および対流による熱伝達は、効率的に排除される。断熱エンクロージャのケースなどの高温部品から、極低温機器などの低温部品への輻射熱伝達は、依然として、熱輻射シールドの使用によって制御される必要がある。

熱輻射シールドは、一般に、輻射シールドシートまたは輻射シールドコーティングの形態を取る。輻射シールドシートは、一般的に、銅およびアルミニウムを含む、良好な熱導体製の薄い層である。それらは、低温部品を取り囲むが直接触れない、単層または離間した複数の層として配置され得る。例えば、輻射シールドシートは、極低温機器を、間隙または孔のない状態で完全に取り囲むか、またはそれらは、極低温機器を包み込むケースの内面全体に接触してそれを覆い得る。

輻射シールドコーティングは、通常、高輻射率の材料からなる。物体の放射率は、その物体から放出された輻射エネルギーが、黒体が同じ温度で放出するであろう放射エネルギーによって除算された割合と定義される。それゆえ、高温部品上の高放射率のコーティングは、高温部品からの輻射をより多く吸収させ、および低温部品へと反射される輻射を少なくする。本開示では、輻射シールドコーティングは、ケースの内面に配置され得る。好適なコーティングの選択は、低ガス放出特性も有する放出物質、例えば、輻射を吸収するように適合された塗料、アミスロサイト（ａｍｙｔｈｒｏｃｉｔｅ）、ポリテトラフルオロエチレン、オキシドまたはガラスを含み得る。

以下の実施例は、本発明をさらに説明するが、これらは、その範囲をなんら限定するものとみなされるべきではない。

図３に示す断熱エンクロージャに対し、−１７０℃の通常作動温度で適切な真空を達成するための最善の実際条件を決定するために、１組の実験パラメータが検討される。この単純化した概略図では、極低温機器４は輻射シールドシート３によって囲まれており、それら双方とも、断熱エンクロージャ１内に収納されている。入口５を使用して、断熱エンクロージャ１をＣＯ_２で満たし、および真空ポンプが、ポート６を通じて断熱エンクロージャ１に接続されて、真空断熱２を作り出し得る。全ての計算は、仮説的なプロセスに基づいており、および十分に確立された数学および熱力学方程式を使用して実施される。

初めに、選択した充填ガス−ＣＯ_２の純度の効果を研究する。一連の仮説実験は、以下の通り設計される。最初にコールドボックスを、それぞれの純度のＣＯ_２で、大気圧から、第１の始動圧力と定義される１１００００絶対Ｐａまで加圧した後、コールドボックス内のＣＯ_２および残存不純物のＶ％が計算され、およびそれらは、「始動時」と分類された表１の列にリストされている。次いで、コールドボックスは、圧力が１０００絶対Ｐａ、いわゆる第１の中間真空に低下するまで、真空排気される。その後、コールドボックスは、再度、コールドボックス内の圧力が１１００００絶対Ｐａの第２の始動圧力に達するまで、それぞれの純度のＣＯ_２で満たされる。現在のところ、第１のパージサイクルが完了しており、およびコールドボックス内のＣＯ_２および残存不純物のＶ％が計算され、およびそれらは、「１^ｓｔＰＣ後」と分類された表１の列にリストされている。第２および第３のパージサイクルが同様の方法で実施され、その最中、各始動圧力は１１００００絶対Ｐａに設定され、および各中間真空は１０００絶対Ｐａに設定されている。各パージサイクル後、コールドボックスが既にそれぞれの純度のＣＯ_２で１１００００絶対Ｐａまで満たされたら、コールドボックス内のＣＯ_２および残存不純物のＶ％が計算され、およびそれらは、再度、それぞれ「２^ｎｄＰＣ後」および「３^ｒｄＰＣ後」と分類された表１の列にリストされている。その後、コールドボックスは真空排気されて、予め決められた一次真空の１００絶対Ｐａに達する。その後、コールドボックスは封止されて真空気密エンクロージャを形成する。コールドボックス内の最終的な真空が計算され、かつコールドボックス内の温度が−１７０℃まで低下されたと仮定して、「最終的な真空（Ｐａ）」と分類された表１の列にリストされている。

表１は、約−１７０℃において１絶対Ｐａを下回る最終的な圧力では、ＣＯ_２の純度は、９９．９９Ｖ％よりも高い必要があり、および純度が高いほど、コールドボックス内に得られる最終的な圧力が低くなることを示している。

第２に、最終的な真空に対する中間真空の影響が検討される。上記で詳細に説明したような同様のプロセスに続いて、４つの仮説実験が実施される。４つの実験全てに関し、３回のパージサイクルが実施され、および用いられる充填ガスは、純度９９．９９５Ｖ％のＣＯ_２であり、始動圧力は常に１１００００Ｐａであり、および一次真空は１００絶対Ｐａである。各実験では、中間真空は、３回のパージサイクル全てで同じに保たれる。中間真空が１００００Ｐａであるとき、達成可能な最終的な真空は６．６６３Ｐａである。中間真空が１０００Ｐａであるとき、達成可能な最終的な真空は０．４６１Ｐａである。中間真空が１００Ｐａであるとき、達成可能な最終的な真空は０．４５５Ｐａであり、先の実験からの著しい改善はない。中間真空が１０Ｐａであるとき、得られた最終的な真空はまた、０．４５５絶対Ｐａである。上述の計算データは表２に示されている。

表２は、適切な最終的な真空を達成するために、各パージサイクル中、非常に高い中間真空を選択する必要はないことを示している。実際、約１０００Ｐａの中間真空で十分である。

第３に、最終的な真空に対する一次真空の影響を検討する。上記で詳細に説明したような同様のプロセスに続いて、３回の実験が設計される。３回の実験全てに関し、３回のパージサイクルが実施され、および用いられる充填ガスは、純度９９．９９５Ｖ％のＣＯ_２であり、始動圧力は常に１１００００Ｐａであり、および中間真空は１０００絶対Ｐａである。各実験では、一次真空は、断熱エンクロージャが封止される直前に周囲温度で生じた真空レベルを指す。一次真空が１０００Ｐａであるとき、達成可能な最終的な真空は４．６０８Ｐａである。一次真空が１００Ｐａであるとき、達成可能な最終的な真空は０．４６１Ｐａである。一次真空が１０Ｐａであるとき、得ることができる最終的な真空は０．０４６絶対Ｐａである。上述の実験データは、表３に示されている。

表３は、約−１７０℃において、コールドボックス内の最終的な圧力が、周囲温度におけるコールドボックス内の一次真空の低減と共に低下することを示している。それにもかかわらず、１００Ｐａの一次真空で十分である。

３つの変数、充填ガスの純度、中間真空および一次真空の、極低温において達成可能な最終的な真空に対する影響を考慮して、純度９９．９９Ｖ％以上、中間真空約１０００絶対Ｐａおよび一次真空約１００絶対Ｐａの充填ガス、例えばＣＯ_２を選択することが推奨される。これらの条件下では、本開示で詳細に説明されたプロセスに続いて、１絶対Ｐａ未満の理論的な真空が、極低温（約−１７０℃）において自動的に確立され得る。

いくつかの実施形態を参照して本発明を詳細に説明したが、当業者は、説明の実施形態の変形例および修正例を使用し得ることを認識するであろう。従って、これらの変形例および修正例も、添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物によって定義されるような本発明の趣旨および範囲内にある。

Claims (34)

1. 断熱エンクロージャを確立するためのプロセスであって：
   ａ） 極低温機器を包み込むケースを有する断熱エンクロージャを提供すること；
   ｂ） 所望の純度の充填ガスを提供すること；
   ｃ） 前記断熱エンクロージャに第１のパージサイクルを実施することであって、前記断熱エンクロージャを第１の始動圧力から第１の中間真空まで真空排気し、それに続いて、前記断熱エンクロージャを、前記充填ガスによって、第２の始動圧力まで昇圧することによって特徴付けられること；
   ｄ） 前記充填ガスでほとんど満たされた前記断熱エンクロージャ内で一次真空を作り出しかつそれを維持すること；
   ｅ） 前記極低温機器を作動して、前記断熱エンクロージャおよび前記充填ガスを、前記充填ガスを凝固する温度以下の温度に冷却し、それゆえ、前記断熱エンクロージャ内に最終的な真空を作り出すこと
   を含み、および
   前記一次真空から始まって、前記充填ガスは、前記極低温機器の前記作動によって引き起こされる冷却中に、気相から固相へ直接変わる、プロセス。
2. 前記断熱エンクロージャは、コールドボックスまたはシリンダー状エンクロージャである、請求項１に記載のプロセス。
3. 前記充填ガスは二酸化炭素である、請求項１に記載のプロセス。
4. 二酸化炭素の前記純度は、９９．９９％以上の容積百分率である、請求項３に記載のプロセス。
5. 前記極低温機器は、深冷分離において使用される精留装置、または極低温製品用の貯蔵装置を含む、請求項１に記載のプロセス。
6. 前記第１のパージサイクルには、前記充填ガスによる第２のパージサイクルおよび第３のパージサイクルが続き、各パージサイクルは、それらそれぞれの第２および第３の始動圧力ならびに第２および第３の中間真空によって特徴付けられることを特徴とする、請求項１に記載のプロセス。
7. 前記断熱エンクロージャは、前記第３のパージサイクル後、前記充填ガスによって第４の始動圧力まで加圧され、および前記断熱エンクロージャをそこから真空排気することによって前記一次真空が作り出される、請求項６に記載のプロセス。
8. 前記パージサイクルのうちの１つの前記始動圧力が約大気圧である、請求項６に記載のプロセス。
9. 前記パージサイクルのうちの１つの前記始動圧力が大気圧超である、請求項６に記載のプロセス。
10. 前記第１のパージサイクルの前に、前記断熱エンクロージャは、前記充填ガスによって前記第１の始動圧力まで加圧される、請求項１に記載のプロセス。
11. 各パージサイクルの前記始動圧力および前記中間真空は同じである、請求項６に記載のプロセス。
12. 各パージサイクルの前記中間真空は約１０００絶対パスカルである、請求項１１に記載のプロセス。
13. 前記一次真空は約１００絶対パスカルである、請求項１１に記載のプロセス。
14. 前記極低温機器は、−１５０℃未満の温度で作動する、請求項１に記載のプロセス。
15. 前記断熱エンクロージャ内の前記最終的な真空は１絶対パスカル未満である、請求項１に記載のプロセス。
16. 前記断熱エンクロージャは、パーライトまたはエアロゲルを含め、どの断熱材も含まない、請求項１に記載のプロセス。
17. 熱輻射シールドは前記断熱エンクロージャ内に配置される、請求項１に記載のプロセス。
18. 前記熱輻射シールドは、輻射シールドシートおよび輻射シールドコーティングを含む、請求項１７に記載のプロセス。
19. 前記輻射シールドシートは銅またはアルミニウムで作製される、請求項１８に記載のプロセス。
20. 前記輻射シールドシートは、前記極低温機器を包み込む前記ケースの内面を覆っている、請求項１９に記載のプロセス。
21. 前記輻射シールドコーティングは、前記ケースの前記内面に配置されている、請求項１７に記載のプロセス。
22. 極低温機器用の断熱エンクロージャであって：
    ａ） 前記極低温機器を包み込むケースであって、および前記断熱エンクロージャは所望の純度の充填ガスでほとんど満たされている、ケース
    を含み；
    ｂ） 前記断熱エンクロージャは、一次真空まで真空排気され、かつそこに維持され；
    ｃ） 最終的な真空は、前記極低温機器の作動によって引き起こされる冷却中に前記充填ガスが凝固された後に、前記断熱エンクロージャ内で達成され；および
    前記一次真空から始まって、前記充填ガスは、前記極低温機器の前記作動によって引き起こされる前記断熱エンクロージャの前記冷却中に、気相から固相へ直接変わる、断熱エンクロージャ。
23. パーライトまたはエアロゲルを含め、どの断熱材も含まないことによって特徴付けられる、請求項２２に記載の断熱エンクロージャ。
24. 前記充填ガスは二酸化炭素を含む、請求項２２に記載の断熱エンクロージャ。
25. 二酸化炭素の前記純度は、９９．９９％以上の容積百分率である、請求項２４に記載の断熱エンクロージャ。
26. 前記極低温機器は、深冷分離において使用される精留装置、または極低温製品用の貯蔵装置を含む、請求項２２に記載の断熱エンクロージャ。
27. 前記極低温機器は、−１５０℃未満の温度で作動する、請求項２６に記載の断熱エンクロージャ。
28. 前記一次真空は約１００絶対パスカルである、請求項２２に記載の断熱エンクロージャ。
29. 前記ケースは、前記断熱エンクロージャを真空排気しおよび加圧するための接続ポートを有する、請求項２２に記載の断熱エンクロージャ。
30. 熱輻射シールドが前記断熱エンクロージャ内に配置される、請求項２２に記載の断熱エンクロージャ。
31. 前記熱輻射シールドは、輻射シールドシートおよび輻射シールドコーティングを含む、請求項３０に記載の断熱エンクロージャ。
32. 前記輻射シールドシートは、銅またはアルミニウムで作製される、請求項３１に記載の断熱エンクロージャ。
33. 前記輻射シールドコーティングは、前記極低温機器を包み込む前記ケースの前記内面を覆っている、請求項３１に記載の断熱エンクロージャ。
34. 前記輻射シールドコーティングは前記ケースの前記内面に配置されている、請求項３０に記載の断熱エンクロージャ。

Images