JPH0356719Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の利用分野〕 本考案は、真空断熱された極低温容器に係り、
特に貯蔵する液化ガスの蒸発量を低減するに好適
な真空断熱極低温容器に関するものである。

〔考案の背景〕

従来、極低温容器の真空断熱は第１，２図に示
すように、例えば液体ヘリウム等の液化ガスを貯
蔵する内槽１と常温雰囲気にある外槽２間の空間
を真空排気し、内槽１の外表面にふく射熱防止用
の片面または両面にアルミニウム等の金属を蒸着
したプラスチツクフイルム３と、プラスチツク繊
維等で編んだネツト状のスペーサ４からなる積層
断熱材５を複数層巻き付けている。この積層断熱
材５を巻き付ける場合、積層厚さ単位のプラスチ
ツクフイルム３の枚数すなわち積層密度は、ほぼ
一定となるように巻き付けている。しかし、この
積層密度と積層断熱材５の断熱性能は、一般に積
層密度が小さくなれば断熱性能は良く、積層密度
が大きくなれば断熱性能は悪くなる。また、積層
枚数の増加とともに断熱性能は良くなる。したが
つて、積層密度が小さく、積層枚数を増せば増す
程断熱性能は良くなるが、積層厚さも増加する。
一方、巻き付けられる空間は内槽１と外槽２の直
径から決まり、巻き付けられる枚数は限定され
る。第３図は、内槽１外径と外槽２内径との差が
100mmで、巻き付け厚さが30mmとした場合の積層
断熱材５の断熱性能（内槽１外面１m²当りの外槽
２よりの侵入熱量）と積層密度との関係を示した
ものである。この図から明らかなように、最適積
層密度が存在する。しかし、この断熱性能は積層
方向に積層密度が一定の場合であり、この断熱系
で最適化が図られていないという欠点がある。

〔考案の目的〕

本考案の目的は、所定幅の真空断熱空間内にお
いて、断熱性能を向上できる真空断熱極低温容器
を提供することにある。

〔考案の概要〕

積層断熱材の積層密度の大小は、断熱性能に大
きく影響を与える。そして、この影響の度合いは
積層断熱材の温度によつても異なる。極低温容器
に巻き付けられた積層断熱材の積層方向は、極低
温の内槽側と常温の外槽側とでは大きく異なる。
本考案は、積層断熱材を外槽と内槽との間の温度
分布に合せ、積層断熱材の積層密度を内槽側で小
さく外槽側で大きくし、所定幅の真空空間内にお
いて断熱性能を向上させた真空断熱極低温容器で
ある。

〔考案の実施例〕

以下、本考案の一実施例を第４図により説明す
る。

内槽１の外表面に巻き付ける積層断熱材５の積
層密度は、内槽１側で小さく外槽２側で大きくな
るように施工している。

積層断熱材５の伝熱機構は、巻き付けた空間が
真空であり空間内の残留ガスの影響は無視できる
のでガスによる対流伝熱はなく、積層断熱材５自
身の伝導伝熱とふく射伝熱の二つとなる。

ここで、伝導伝熱とふく射伝熱の大きく異なる
点は、その伝熱量が積層された隣接のプラスチツ
クフイルム３の絶対温度の１乗の温度差又は４乗
の温度差に比例するところにある。すなわち、外
槽２側の積層断熱材５はその温度が常温に近く、
その絶対温度は大きい。したがつて、４乗の温度
差が大きくふく射伝熱支配の領域となる。一方、
う、内槽１側の積層断熱材５は、その絶対温度が
液体ガス温度に近く、プラスチツクフイルム３お
よびスペーサ４の熱伝導率に絶対温度の１乗の温
度差を掛けた伝導伝熱支配の領域となる。

ここで、積層密度が小さい積層断熱材５は、ふ
く射熱防止用のアルミニウム等の金属を片面また
は両面に蒸着したふく射反射膜であるシート状の
プラスチツクフイルム３およびスペーサ４の少な
くとも一方を凹凸加工（凹凸の高さは適宜調整す
る）をした、例えば、しわを付けた積層断熱材で
あり、このプラスチツクフイルム３とスペーサ４
との接触面積は小さく、かつ、熱の伝導距離が長
くなつて、プラスチツクフイルム３間の熱伝導率
が小さく内槽１側の断熱材に敵する。

一方、積層密度が大きい積層断熱材５は、プラ
スチツクフイルム３およびスペーサ４に凹凸加工
をしていない積層断熱材であり、若干プラスチツ
クフイルム３間の熱伝導率が増えても積層枚数を
増して、隣接するプラスチツクフイルム３のそれ
ぞれの絶対温度の４乗の差を小さくする方、すな
わち、ふく射熱による熱侵入を小さくする方がト
ータル的に断熱性能が良くなるところの断熱材、
すなわち、外槽２側の断熱材に敵する。

以上の理由により、第３図に示した積層断熱材
の断熱性能は、同様の真空断熱空間内に設けた第
２図の構成による最適断熱性能より30％程度向上
する。

以上、本実施例によれば、積層断熱材の隣合う
ふく射反射膜同士またはスペーサ同士の積層間隔
を変化させ、積層断熱材の積層密度を内槽側で小
さく外槽側で大きく、すなわち、絶対温度が高く
伝導伝熱よりもふく射伝熱の方が支配的となる外
槽側をふく射反射膜の積層枚数を多くして、ふく
射伝熱を有効におさえ、また、絶対温度が低くふ
く射伝熱よりも伝導伝熱の方が支配的となる内槽
側をふく射反射膜とスペーサとの間隔を大きくし
て、接触面積を小さくかつ伝導距離を長くして伝
導伝熱を有効におさえることにより、所定幅の真
空断熱空間内にて真空断熱極低温容器の断熱性能
を向上させることができる。

第５図は本考案の他の実施例を示したもので、
第４図と異なる点は、外槽２側の積層密度の大き
い積層断熱材を積層方向に分割し、分割した外側
の積層断熱材を外槽２の内表面に巻装して設け、
おのおのの積層断熱材を非接触に配置させた点で
ある。

本実施例では、熱伝導率が大きい積層密度大き
い積層断熱材を非接触に分離することで、この間
の伝導電熱を遮断し、さらに断熱性能を向上させ
ている。すなわち、本実施例では積層密度の大き
い積層断熱材をそのまま外槽２の内表面に巻装
し、積層密度の小さい積層断熱材と非接触に配置
しても同様である。

〔考案の効果〕

本考案によれば、所定幅の真空断熱空間を有す
る真空断熱極低温容器の積層断熱材の積層密度を
内槽側で小さく外槽側で大きくすることにより、
断熱性能を向上できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の極低温容器を示す断面図、第２
図は第１図Ａ部の詳細断面図、第３図は極低温容
器の断熱性能曲線の線図、第４図は本考案の一実
施例の極低温容器の断熱材施工部の詳細断面図、
第５図は本考案の他の実施例を示す詳細断面図で
ある。 １……内槽、２……外槽、３……プラスチツク
フイルム、４……スペーサ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 内槽と該内槽を包含する外槽とで構成し、前
   記内槽と前記外槽との空間を真空断熱し、かつ
   前記内槽と前記外槽との間にふく射反射膜とス
   ペーサとを交互に積層して成る積層断熱材を設
   けた真空断熱極低温容器において、 前記積層断熱材の隣合う前記ふく射反射膜同
   士またはスペーサ同士の積層間隔を変化させ、
   前記積層断熱材の積層密度を内槽側で小さく外
   槽側で大きくしたことを特徴とする真空断熱極
   低温容器。 ２ 前記積層密度の小さい側の積層断熱材は該積
   層断熱材のふく射反射膜またはスペーサを凹凸
   加工し、前記積層断熱材の積層間隔を大きくし
   て前記積層密度を小さくした実用新案登録請求
   の範囲第１項記載の真空断熱極低温容器。 ３ 前記積層断熱材を積層方向に非接触に分離し
   て配置した実用新案登録請求の範囲第１項記載
   の真空断熱極低温容器。