JPH01251677A - デューアびんとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液化ガスのためのデューアぴんと、その？！遣
方法に閏するもので、より詳細には硝酸とフッ１ヒ水素
酸との腐食剤により化？処理した結果、清浄で、滑らか
で、梨地であり、よごれがなく、かつ変色としみがない
エツチングされた外観を有する放射率の低い表面をもつ
液体包ご用デューアびんに関するものである。

１発明の背臣〕 ２！累またはヘリウムを液状低温状態にＩＩ持するため
の容器またはデューアびんは通常金肌缶として形成され
、その中に低温液体が装入される。このＩＩｊは通常殻
体により収り囲まれる０缶と殻体の間の空間は、殻体の
外側から缶の内側への熱伝導を減少させるため排気され
る。それに加え、殻体の外側かｒ＋　；ｌ’Ｈの内表面
ｌ＼の輻射エネルギーの伝達を最小にすることが通常望
まれる。

Ｕｔ東技術においては、缶と殻体の双方をアルミニウム
百５″ｒ率の非常に高い（たとえば９９％）アルミニウ
ムｈ金で形成することにより殻体と缶の外１１ｑとの間
に比軸的少量の輻射が伝えられるようになっていた。殻
体の内側と缶の外側とは通常光沢ある高度のつやにまで
機械研磨されていたが、この禄作はこれら部品の機械加
工中に与えられた工具きずを実質的に除去するものであ
る０缶と殻体とは機械ｒｉｒＰＡされたあと、やすり屑
、はこり、その他の異物をｆｔＪと殻体の表面から除去
するため蒸気脱脂されるので、これら表面は液体窒素の
温度（７７°１り）において約０．０２４という比較的
低い輻射エネルギー放射率となっていた０輻射ニオ・ル
ギー放射串とは通常の方法で、すなわち成る表面により
発せられる放射と、同じ温度において完全黒体により発
せられる放射との比として定義できる。

殻体と缶の放射率を減少させるため従来技術の技法はあ
る１１的にとって満足すべきものではあるが、他の目的
にとっては放射率が十分減少されてはいなかった。！１
７に、窒素を長期間（たとえば３ケ月間）液状に保とう
とするときは、従来技術の；ｌｉど殻体の放射率は、ア
ルミニウムを研磨しただけでは、高ずぎるものであった
。

〔発明の概要〕

本発明によれば、液体窓前用のデューアびんにピニング
加工）缶および殻体の放射率が実質的に減少される。こ
の放射率の減少は、殻体内表面と缶外表面とが、？ｉＪ
ｌ磨したあとｒｌＩ！を酸とフッ１ヒ水素酸どで１ヒ″
を処理されることの結果、清浄で（ｃｌｅａｎ）、滑ら
かで（＋＋＋＊ｏｏＬｌ＋　）　、梨地で（ｍａｔｔｅ
）あり、よごれがなく（！１ｍｕ１．　ｒｒｃｃ）−か
つ変（Ｑ　（ｄｉ＊ｃｏｌｃ＋ｒａＬｉｏｎ）とし７／
、　（！′３Ｌａｉｎｒ＋）ないエツチングした外観を
右するから、１１）られるのである、ここで［清浄Ｊ（
ｃｌｅａｎ）とは、アルミニウム表面上にンク１勿、（
＝ｔ　’ｉ’ｉ物または不純物がない状磨、をいう、［
滑らか１（４１ｍｏｏＬｂ　）とは、アルミニラノー表
面が不規則ではなく　、　Ｔｌｌ　＜なくかつ突起物が
ない状態（金属仕上げされたこと）をいう、［梨地Ｊ　
　（ｍａｔＬｅ）とは。

）しを反射するが光沢が鈍く、結像する程には鏡状では
ない程度に白色または灰白色に一様に仕上げられた滑ら
かなに面をいう、「よごれがなく」（！Ｉｍｕｔ　ｒｒ
ｅｃ　）とは、アルミニウム表面に酸洗い陵反応生成物
が残っていないことをいい、すなわち、そのに面が灰色
または黒色でないことをいう。

１変色Ｊ　、’（・ｄｉ＊ｃｏｌｏｒａｔｉｏｕ　）と
はアルミニウム）（面の正常な色彩が全体的に損なわれ
ることをいい、「しみＪ　　（ｙ＋ｔａｉｎ）とはアル
ミニウム表面の色彩が部分的に変化することをいう、「
エツチングした外ｆｔ１ｌ　Ｊとは、アルミニウム表面
を腐食させた外観をいう、これら表面は、所望の外観が
達成されるまで（通常は１ミルを食刻したとき生ずる）
１５秒から４５秒の間腐食剤により化学処理される０表
面がｊ〜当待時間以下か処理されないと、清浄化、梨地
仕上げ、またはよごれ取りは十分にはなされず、変色し
たり、しみになったりすることがある、もし表面が過剰
に長時間処理されると、巨視的な凹みができ、滑らかで
なくなる。いずれの場合も、表面の放射率は適切処理時
間の場なの放射率に比して増大する０本発明に従って作
られた表面を有するデューアびんについて行った試験は
、従来技術に比して放射率が約３５％減少したことを示
す。

アルミニウムシートは機械的、電気化Ｔ的または化学的
のいずれかにより研磨されうる０機械的手段をｉｎいる
ときは、手続は従来技術と同じである。電気１ヒ学的、
すなわち電解研磨はフッ化ポウ讃酸（２，５シロ重足）
の８５°■？浴内で、１０〜２０アンペア／平方フィー
トの電流密度および１５へ・３０ボルトの電圧において
５〜 １０分間実行される（米国特許第２．Ｌ０８．６０３シ
づ）、化゛′を的研磨を用いるときは、米団１特許第２
．７２９，５５１号に記載のようにリン酸と硝酸の水溶
浴で、または米国性ご「第２．６５０，１５７号に記載
のＪ：うにリン酸、酢酸および硝酸の浴で研磨される。

アルミニウム表面が従来も＋７１１械研１会のあと硝酸
ど°、７ツ１ヒ水索酸のＪ呂食剤で処理されていたこと
は：２められるが、＆ｆｆ来技術の技法は一般に真空装
置ｉ７ｉ：の製造に関したちのであって、そこでは放射
率は問題ではなかった。本発明は従来技術の技法を輻射
ニオ・ルギー放射串の減少という予期されなか−）た結
果の実現のため利用して、低温デューアびんをン＾体窒
素温度に維持するのを助けようとするものである。

本発ｎ）ｆめ他の態様によれば、液体窒素用の缶とデュ
ーアびんの外殻との間の真空空間には、殻体の内表面お
よび缶の外表面と同じ低い放射率特性をイ１１えた両面
を有するへら絞りアルミニウム今金製の第２殻体が含ま
れる。このため第２殻体の外表面は第１殻体の内表面か
ら発する小比率の輻射を吸収し、第２殻木の内表面は缶
の方向へ少量の輻射エネルギーを発する。

〔発明の目的〕

従って本発明の目的は新規改良に係る液体包含用デュー
アぴんとその製造方法を提供することである。

本発明の他の目的は輻射エネルギー放ｑｔ率を減少さＵ
ｏた液（＋四合用デューアぴんとその製造方法を提供す
ることである。

本発明の他の目的は、例えば、液体窒素をきわめて長期
間、たとえば９０口間貯蔵することのできる新規改良に
係る液体包含用デューアぴんと、かようなデューアびん
の？Ｊ遣方法を提供することである。

ｊジｉｆの「１酌およびその池の目的、特徴ならびに１
１１点は、以下図面を参照しつつ本発明の好適実施態様
について説明するところから明らかとなるであろう。

〔実施例の説明〕

図面を９照すると、デューアびんｌＯが核磁気共ＩＩＯ
（Ｎ　Ｍ　ｒＬ　）分光計に利用されるものとして図示
されている。この分光計は、超伝導ソレノイドコイル１
１を含む、このコイル１１は、ガラスびん１３内に位置
する試ｖ１１２を通ってコイルｔｌ＆軸線力向に比較的
１つ１い強度の磁界ＩＩ。を与える。；λ７１１２は１
−「パルス源１５によりコイル１４に−りえられるｒ　
ｒエネルギーにより核磁気共鳴状態に励起される。コイ
ル１４はその軸線が磁界１１゜に直角になるように巻か
れる。試料１２に近接配置されたピックアップコイル１
６は、試料１２から輻射されるエネルギーに応答するも
ので、適当な１ｉＴ　”づをｒｆ受信器１７に与える。

コイル１６は、その軸線がコイル１４のｆＩｈ線に、お
よび磁界■。

の方向にともに直角をなすように配置される。受信器１
′７は−ｘｊ′−ｙ記録器１８へ送られる出力を導くた
め適当なフーリエ分析器を包含してもよく、この記録器
は発ｆｓ器（パルス源）１５の異なる周波数に対する）
＆ｒｌＬ３のスペクトルレスポンスを図表化する。電力
は最初ＤＣ電源１９によりコイル１１に供給され、コイ
ルが持続的な超伝導モードで動作しだすと電源はコイル
から切離される。

コイル１１は、化２４内に含まれる液体ヘリウムｌｔｉ
’槽２３に収り巻かれた円筒２１内に配置されているの
で、液体ヘリウムの温度（４，２°Ｋ）でＬ１伝導状態
に維持されている。１ｎ２４は缶２５により形成される
液体窒素貯槽の下にある０缶２４と２５はデ：Ｔ、−ア
びんの外側を形成する殻体２６の内側にある０缶２４の
外面と殻体２６の内面との間は、：Ｉｒ　２５が位置し
ている所を除いて、真空部である。真空部内には熱シー
ルド２７．２８．２９がある。シールド２７は缶２４の
外表面とシールド２８の内表面との間、ならびに缶２５
の床３１と：ｎ２４の外表面との間に位置している。シ
ールド２９はシールド２８の外壁と殻体２６の内壁との
間、ならびに缶２５の側壁３２および屋根３３と殻体２
６の内壁との間に位置している。

ｆｆｒ　２　／Ｉおよび２５、ならびに殻体２６および
シールド２７．２８．２９の各々は、アルミニウムの１
１分比が非常に高いアルミニウム合金のシートからへら
絞り加工（スピニング加工）によって形成された実質的
等温表面である。好適には、アルミニウムな歌は、ΔＡ
　ｎｕｍｂｅｒ　（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ＾８ＳＯｅ−ｉ
ａＬｉｏｎ　ｎｕｍｂｅｒ）　１１００−０で特定され
るもので（ＪＩＳの合金詐りとしても民され、特定され
るものであり、以下これを高純度アルミニウム合金とい
う）、これは、し・イノルズ、アルコアなどの多くのメ
ーカーから容易に入手しうる合金である。この合金のア
ルミニウム含有量は最低９９％、鉄とケイ素は最高１％
、銅はＰＬｉつｉｏ、２％、マンガンは最高０．０５％
、亜鈴の最高は０．１％以下である。

殻体２６の内式１ｍとｆｆ１２５の外表面との間で幅９
・ｒエネルギーの移動を最小にするため、殻体の内表面
、Ｃｔ′Ｉの外表面、およびシールド２９の両表面は、
清浄で、凹みがなく、滑らかで、梨地であり、よごｉｔ
′″ン゛・・・・ｔ）がなく、かつ変色としみのない工
・・チングした外観をもつように特殊な処理をされてい
るかｔ２、低い熱放射率をもつ、ここでｒ梨Ｊ（！！　
、＋とけ、光を反射はするが像をつくる程には鏡状でな
い程度に、白色または灰白色に一様に仕上げられた滑ら
かな表面を意味する。これら表面のすべては、所望結果
を実現するよう同じ方法で処理される。

缶２５、殻体２６およびシールド２９をへら絞り加工し
たあと、これらは機械的、電解的または１ヒＴ的のいず
れかにより研磨される。１１１械的研磨は従来技術と同
じで、当該表面が光沢のある高度の−）やをも−）よう
通常のパフ磨き繰作がなされ、その結果へ八絞り加工に
よるすべての工具きずは実質的に陥入される。電解的研
磨の場合は、８５°１？のフッ化ホウ＠酸（２，５％重
風）の浴内に、１０へ・２０アンペア／平方フイートの
電流密度および１５へ・３０ボルトの電圧において５〜
１０分間浸漬してｆＪｌ　磨される。化学的研磨の場合
は、リン酸とｆｉｎ酸の水溶液、またはリン酸、酢酸お
よび硝酸のｍｌにｉ−７潰して、研磨される。

電解研１ｉまたはｆヒ学研磨は、遥かに安価で従って機
械研磨より望ましいものであり、前述のように実施しう
る０表面を研磨したのち、部品はほこり、やずり屑、そ
の他の異物を除去するため、蒸気を発する液体トリクロ
ロエチレン浴内で蒸気脱脂される。ついで、部品はオー
カイト（Ｏａｋｉｔｃ）２７などのような洗剤で清浄に
され、これは熱水すすぎにより部品から除去される。

次に、当該表面は、規定濃度は従来の真空装置のｆｆ１
ｌＪ造に関する場合と同じであるが、体積の割合が約２
０％（体積）の硝酸、４％（木精）のフッ化水素酸、お
よび残余の説イオン水から成る食刻溶液で、室温のもと
化学処理される。腐食剤は１５〜／１５秒間表面を浸食
し、その結果約１ミルが除去されるので、化学研磨中に
表面に付着したかもしれないリンｆｉ！２ｊ−またはク
ロム酸塩は除去され、表面は所望の滑らかで、梨地であ
り、よごれがなく、エツチングした外覗となり、これは
変色もしみもない、最υノ、食刻浴は前記の比率をもつ
。

しばら□く使用したあと、比率はいくらか変化する。

成金ｆは比重と化学分析の定期的試験に応じて調節され
る。もし試験で酸百分串の著しい変化、たとえば百分率
で約４分の１の減少を示したなら、追加ｍｌの酸を加え
るか、または浴を入れであるタンクをきれいにし、新し
い混合物を使用する。　　゛部品はついで冷たい流し水
ですすがれ、ついで脱イオン水で２度すすがれる。２度
目の脱イオン水ずずぎに続いて、部品は適当なトンネル
内で帖燥され、冷却され、ついで保護の目的のためポリ
エチレン袋へ入れられる。

デューアびんは種々の部品を図示のように一体に適宜結
６することにより組立てられる。ついで、殻体２６の孔
３５を通じてデューアびん１０全体を真空吸引すると、
種々の缶とシールドの間のすべての領域は約１０−’）
−ルに排気される。ついで・孔３６から缶２５に液体窒
素を満たすと、缶２３は最終的に液体窒素の温度に下げ
られる。ついでｆｆ１２３に孔（図示せず）を通じて液
体ヘリウムを満たして、超伝導ソレノイド１１の温度を
液体ヘリｉケムの温度、４．２°Ｋに下げる。

本発明に従って」１整された殻体２６、缶２５およびシ
ールド２９の表面はｖＣ来技術のものより輻射エネルギ
ー放射率が著しく低いという効果を奏することが認めら
れた。ｆｔ１２５．殻体２６およびシールド２９を製作
するのに使用されたのと同じｈ金から製作された従来技
術のへら絞りアルミニウム表面は、機械的、電気化学的
または化学的研磨をし、しかし硝酸およびフッ化水素酸
混α物で食刻をしないと一般に７７゜Ｋで約０．０２４
の輻射上す、ルギー放射率をもつ、これに対し、硝酸お
よびフッ化イく木酸１−イ食剤で化学処理した本発明の
ｌ上面は、７７°１（で約０．０＋、６の輻射エネルギ
ー放射率をもつ、その輻射エネルギー放射率は次のよう
に測定されたものである。標準デューアぴんと５モニタ
ーされるべき新たな材料で、（票やデューアぴんと同じ
形状に作ったデューアびんとを用意し、それらに冷媒を
供給して、単位時間当たりの冷媒の蒸発率をモニターす
る。それらを比較して行った１以上から、本発明の硝酸
およびフッ１ヒ水暑「酸浴で処理した非常に純度の高い
１１００−０へら絞りシート・アルミニウム合金部分品
の放射率特性は約３５％改良されることがわかった。

したが−）て、本発明によるデューアびんは、放射Ｊ（
・１が小さく熱の移動が小さいので、よく低温を保持す
る。そのため、液体窒素の蒸発を遅くすることができ、
液体窒素を長時間、すなわち９０日間保存することがで
き、低温技術において貢献するところ大である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に従い製申されたデューアびんの断面図であ
る。 １０・・・デューアびん ２３・・・液体ヘリウム貯槽 ２４・・・へら絞り加工した缶 ２５・・・缶（液体窒素貯槽） ２６・・・殻体 ２７．２８．２９・・・熱シールド 特許出即人　パリアン・アソシエイツ・インコーホレイ
テッド 代　　埋　　人　　弁理士　　竹　　　内　　　氾　　
　大同　　　弁理士　富　　１）　修　　白菜１頁の続
き ０発　明　者　　マービン・ヘンリー・　　アメリアン
ダーソン　　　　　　ン・ビ 力合衆国カリフォルニア州マウンテン・ビュー、バユー
レン・サークル１８４７ −Ｊ’ＪＱ− 平成元年２月２日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液体包合用の高純度アルミニウム合金製のへら絞り
   缶と、 この缶を取り巻く高純度アルミニウム合金 製のへら絞り殼体と、 第１の表面が前記缶に面してそれを取り囲 んでおり第２の表面が前記殼体に面してそれに取り巻か
   れている高純度アルミニウム合金製の輻射シールドと、 から成り、 この殼体は前記シールドの第１の表面に面 する内表面を有し、前記シールドの第２の表面と前記缶
   の外表面との間には真空が維持され、 缶の表面、シールドの第１および第２に表 面、ならびに殼体の内表面は、清浄で、滑らかで、梨地
   であり、よごれがなく、かつ変色としみがないエッチン
   グした外観を有して ７７゜Ｋで０．０１６を越えない輻射エネルギー放射率
   をもち、そのため内表面から外表面に向かって輻射され
   るエネルギーが実質的に減少され、かつ外表面により吸
   収される熱が減少され、その缶を通って液体へ伝導され
   る熱が減少された、 ことを特徴とする、液体を低温に維持するデューアびん
   。 ２、高純度アルミニウム合金のへら絞りシート製の缶と
   、 高純度アルミニウム合金のへら絞りシート 製の殻体と、 高純度アルミニウム合金のへら絞りシート 製のシールドと、 から、低温に維持された液体用のデューアびんを製造す
   る方法であり、シールドが殼体の内側に嵌合するように
   寸法づけられ、缶の外表面は実質的にすべての工具きず
   がないように光沢ある高度なつやにまで研磨されており
   、殻体の内表面は実質的にすべての工具きずが除去され
   るように光沢ある高度なつやにまで研磨されており、シ
   ールドの両表面は実質的にすべての工具きずが除去され
   るように光沢のある高度なつやにまで研磨されていると
   ころの方法であって、 前記缶の外表面を滑らかで、梨地であり、 よごれがなく、かつ変色としみのないエッチングされた
   外観を有して７７゜Ｋで０．０１６を越えない輻射エネ
   ルギー放射率をもつまで硝酸とフッ化水素酸との液状腐
   食剤で処理する工程と、 殻体の内表面を滑らかで、梨地であり、よ ごれがなく、かつ変色としみのないエッチングされた外
   観を有して７７゜Ｋで０．０１６を越えない輻射エネル
   ギー放射率をもつまで硝酸とフッ化水素酸との液状腐食
   剤で処理する工程と、 前記内表面を処理する工程を停止する工程 と、 シールドの両表面を滑らかで、梨地であり、よごれがな
   く、かつ変色としみのないエッチングされた外観を有し
   て７７゜Ｋで０．０１６を越えない輻射エネルギー放射
   率をもつまで硝酸とフッ化水素酸との液状腐食剤で処理
   する工程と、 前記のシールドの両表面を処理する工程を 停止する工程と、 シールドが缶を取り囲み、殻体がシールド を取り囲むようにデューアびんを組立てる工程と、 シールドと缶との空間を排気する工程と、 から成る方法。