JPH05299710A

JPH05299710A - 多層断熱材による断熱構造

Info

Publication number: JPH05299710A
Application number: JP4102901A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Amano; 俊之天野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-04-22
Filing date: 1992-04-22
Publication date: 1993-11-12

Abstract

(57)【要約】【目的】多層断熱材による高断熱化を図り、さらに有
効な積層数の最大値を簡単な計算で決めることができる
多層断熱材による断熱構造を得る。【構成】多層断熱材２の最外層又は最内層のポリエス
テル系フィルムは、高電気伝導性金属をフィルム基材の
両面に蒸着したものとし、他の中間層は片面に蒸着した
ものとする。又、多層断熱材２を周方向に不連続とし、
さらに有効な最大積層数ＮをＮ＝［１５０／｛Ｍ（ＷN
＋ＷF ）｝］^0.5 で与える。ただし、Ｍはネット４の１
メッシュ当たりの平均長さ（ｍ）、ＷN およびＷF はそ
れぞれネット４及びポリエステル系フィルム３の比重量
（ｇ／ｍ² ）である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、多層断熱材による断
熱構造に関し、例えば超電導コイルなどを納める極低温
断熱容器に用いられるものに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は、例えば特公平３−６８５４９号
公報に掲載された多層断熱材による断熱構造を用いた極
低温断熱容器を示す断面図である。図において、１は極
低温に冷却する被冷却体を納めた内容器、２は反射膜３
とスペーサ４とを数十枚交互に積層して構成され、内容
器１を覆うように配設された多層断熱材、６は内容器１
と外容器７の間に介在する真空空間、７は内容器１を囲
う外容器、８は冷媒で、例えば液体窒素あるいは液体ヘ
リウム等、９は真空引き用のポート、１０は内容器１の
支持および冷媒８の給排気を兼ねたサービスポートを示
している。

【０００３】図６のように構成された極低温断熱容器に
ついて、主として断熱動作について説明する。図６のよ
うな構成において、内容器１への熱侵入、言い換えると
冷媒８が蒸発する原因となる熱負荷には、熱伝導、熱対
流、熱放射の３つの成分が考えられる。これらの成分の
うち、熱対流は真空空間６の存在によりほとんどなくな
り、また熱伝導についてもサービスポート１０からの分
だけであり、あまり大きくはない。

【０００４】従って、熱負荷の大部分は外容器７からの
熱放射成分となる。この熱放射成分の低減化を図るのが
多層断熱材２である。多層断熱材２における侵入熱は２
つの成分からなり、１つは隣接する反射膜３間の熱放射
であり、もう１つは反射膜３とスペーサ４間の、アルミ
ニウム−ポリエステル系間に生じる熱伝導である。反射
膜３には、熱放射量を小さくするためポリエステル系の
材料から成るフィルムにアルミニウム等の高電気伝導性
金属を両面に蒸着したものを使用する。また、反射膜３
とスペーサ４間の熱伝導量を小さくするため、スペーサ
４としてポリエステル系の材料から成るネットを使用し
て接触面積を小さくしている。このように構成した多層
断熱材２は外容器７から内容器１への熱放射による熱負
荷を著しく低減でき、極低温断熱容器の高断熱化に大き
く寄与している。

【０００５】上記多層断熱材２と同様の働きをするもの
として、エンボス加工された多層断熱材があり、それを
拡大して示したのが図７である。図７は図６と同じく特
公平３−６８５４９号公報に掲載されたエンボス加工さ
れた多層断熱材を示す断面図である。図において、２は
多層断熱材、３はアルミニウムを両面に蒸着した反射
膜、４は反射膜３と同じ材料をエンボス加工して構成し
たスペーサ、４ａは接触凸部、１１は空隙である。図７
のようにエンボス加工された多層断熱材２とは図６に示
したようなネットを用いず、接触凸部４ａを設けたスペ
−サ４と反射膜３を交互に積層したものである。この多
層断熱材２においては、熱放射は反射膜３同士の間にお
いて生じ、熱伝導は反射膜３と接触凸部４ａとの間の、
アルミニウム−アルミニウム間で生じている。

【０００６】従来の極低温断熱容器では上記のような断
熱対策が施されている。しかし、現在では、さらなる断
熱性能の向上が強く要求されている。従って、より一層
の高断熱化を図る必要があり、現状のままでは対処でき
ない。また、多層断熱材２は一般に高価であり、コスト
パフォーマンスの点から有効な積層数を選定する必要が
ある。しかし現状はそれぞれのケースにおいて経験に基
づき積層数を決定している。つまり多種の多層断熱材２
にわたって有効な最大積層数を決める手法はなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の多
層断熱材による断熱構造では、より一層の高断熱化を図
る必要があり、現状のままでは対処できないという問題
点があった。また、多種の多層断熱材２にわたって有効
な最大積層数を決める手法がないという問題点があっ
た。

【０００８】この発明は、かかる問題点を解決するため
になされたもので、これまで以上の高断熱化を図り、さ
らに有効な積層数の最大値を簡単な計算で決めることが
できる多層断熱材による断熱構造を得ることを目的とし
ている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る多
層断熱材による断熱構造は、極低温に冷却する被冷却体
を納めた内容器、この内容器を囲う外容器、内容器と外
容器との間に介在する真空空間、及び真空空間に内容器
を覆うように配設される多層断熱材を備えるものにおい
て、多層断熱材は、ポリエステル系の材料から成るフィ
ルム基材に高電気伝導性金属を蒸着したポリエステル系
フィルムとポリエステル系の材料から成るネットとを交
互に積層して構成し、かつ最外層あるいは最内層のポリ
エステル系フィルムは高電気伝導性金属をフィルム基材
の両面に蒸着したもので構成し、その他の中間層のポリ
エステル系フィルムは高電気伝導性金属をフィルム基材
の片面に蒸着したもので構成し、さらに内容器および外
容器と対向する側のポリエステル系フィルムの面は高電
気伝導性金属の蒸着面となるよう構成したものである。

【００１０】また、請求項２の発明に係る多層断熱材に
よる断熱構造は、極低温に冷却する被冷却体を納めた内
容器、この内容器を囲う外容器、内容器と外容器との間
に介在する真空空間、及び真空空間に内容器を覆うよう
に配設される多層断熱材を備えるものにおいて、ポリエ
ステル系樹脂に高電気伝導性金属を蒸着したものをエン
ボス加工して凸部を有するフィルムとし、このフィルム
を積層して多層断熱材を構成し、隣接するフィルムと凸
部の接触面の少なくともどちらか一方のポリエステル系
樹脂を露出するように構成したものである。

【００１１】また、請求項３の発明に係る多層断熱材に
よる断熱構造は、極低温に冷却する被冷却体を納めた内
容器、この内容器を囲う外容器、内容器と外容器との間
に介在する真空空間、及び真空空間に内容器を覆うよう
に配設される多層断熱材を備えるものにおいて、多層断
熱材は、高電気伝導性金属を蒸着したポリエステル系の
材料から成るフィルムとポリエステル系の材料から成る
ネットとを交互に積層し、その周方向に不連続とし、か
つ積層数Ｎを、ネットの１メッシュあたりの平均長さを
Ｍ（ｍ）、ネットの比重量をＷN （ｇ／ｍ² ）、フィル
ムの比重量をＷF （ｇ／ｍ² ）とした時、Ｎ＝［１５０
／｛Ｍ（ＷN ＋ＷF ）｝］^0.5 以下にしたものである。

【００１２】また、請求項４の発明に係る多層断熱材に
よる断熱構造は、請求項２の発明に加えて、フィルムの
積層数をＮ、Ｍを（凸部の占積比）^0.5 ×０．０２５４
（ｍ）、フィルムの比重量をＷF （ｇ／ｍ² ）とした
時、Ｎ＝（１５０／２ＭＷF ）^0.5 以下にしたものであ
る。

【００１３】

【作用】上記のように構成された多層断熱材による断熱
構造では、多層断熱材を数十層施工する場合に周方向に
不連続とするので、周方向の熱伝導をなくすることがで
きる。さらに、フィルムとネットとの積層タイプの多層
断熱材の場合には片面蒸着フィルムを用いることで、フ
ィルム間あるいはフィルムとネット間との接触熱抵抗を
大きくできる。このため、侵入熱を小さくできるので、
多層断熱材を通じた侵入熱のうちの熱伝導成分を小さく
でき、これまで以上の高断熱化が可能となる。また、エ
ンボス加工の多層断熱材の場合には、接触凸部の当たり
面を金属蒸着面としないことにより、金属面同士が接触
面となることが極力避けられ、熱伝導成分を小さくする
ことができる。

【００１４】

【実施例】実施例１．以下、この発明の一実施例による
多層断熱材による断熱構造を図について説明する。図１
はこの実施例による多層断熱材による断熱構造を用いた
極低温断熱容器の構成を示す断面図である。図におい
て、１は極低温に冷却する被冷却体を納めた、例えば円
筒状の内容器、２は真空空間６に内容器１を覆うように
配設される多層断熱材で、ポリエステル系フィルム３と
ネット４とを交互に積層して構成している。ポリエステ
ル系フィルム３は、例えばポリエステル系樹脂などのポ
リエステル系の材料から成るフィルム基材の片面または
両面に、アルミニウムなどの高電気伝導性金属を蒸着し
たものである。ネット４はポリエステル系の材料から成
り、例えばポリエステル系樹脂を網状に編んで形成され
ている。５は多層断熱材２の継ぎ目、６は内容器１と外
容器７との間に介在する真空空間、７は内容器１を囲う
外容器である。ここで、図１のように多層断熱材２を継
ぎ目５を有するように突き合わせ状に巻き付けることを
ラミネート巻きと呼ぶことにする。

【００１５】このように構成された多層断熱材２におい
て、多層断熱材２から内容器１への侵入熱について説明
する。多層断熱材２における熱侵入の要因は２つあり、
それは熱放射と熱伝導である。熱放射は隣接するポリエ
ステル系フィルム３間で生じる熱流入である。一方、熱
伝導はポリエステル系フィルム３間やポリエステル系フ
ィルム３とネット４間の接触箇所を通じて生じる積層方
向の熱流入であり、これをここでは横断熱伝導と呼ぶこ
とにする。さらに多層断熱材２をラミネート巻きではな
く、連続的に巻き付けた場合にはポリエステル系フィル
ム３に沿った周方向の熱伝導も生じる。ここではこれを
縦断熱伝導と呼び、この巻き方をロール巻きと呼ぶこと
にする。

【００１６】図２は多層断熱材２における熱流入経路を
示す説明図であり、図２（ａ）はラミネ−ト巻きの場合
の熱流入経路であり、図２（ｂ）はロ−ル巻きの場合の
熱流入経路である。図において、矢印Ａは熱放射の方
向、矢印Ｂは横断熱伝導の方向、矢印Ｃは縦断熱伝導の
方向を示している。図から明らかなように、ロール巻き
を回避しラミネート巻きとすれば、縦断熱伝導Ｃの影響
をなくすることができ、熱伝導成分について低減化を図
ることができる。

【００１７】また、縦断熱伝導Ｃの影響をなくするには
多層断熱材２をラミネート巻きとすることに限らず、初
めロール巻きで施工し、その後に１か所または数カ所に
カッター等で切れ目を入れてラミネート状態としても良
い。もちろん数十層施工した多層断熱材２は概ね突き合
わせ構造になっていれば良く、厳密に突き合わせ構造で
ある必要はない。即ち、多層断熱材２の周方向に不連続
な構成になっていれば、縦断熱伝導Ｃを低減することが
できる。

【００１８】一方、横断熱伝導Ｂに対してであるが、横
断熱伝導成分を支配しているのはポリエステル系フィル
ム３間の接触熱抵抗あるいはポリエステル系フィルム３
とネット４間の接触熱抵抗である。従って、この横断熱
伝導成分を小さくするには、接触面積を減らすことや、
接触熱抵抗を大きくすることが上げられる。

【００１９】接触面積を減らすためには、ネット４を有
するものではネット４の目を粗くすることが考えられ
る。

【００２０】また、接触熱抵抗を大きくするためには、
接触熱抵抗に影響を及ぼす因子について知る必要があ
る。一般に接触熱抵抗は接触圧力（押し付け力）、接触
面材の熱伝導率、接触面の粗さに影響される。従って、
接触面の粗さを一定とすれば、接触面にかかる圧縮力を
小さくし、接触面材の熱伝導率を小さくすれば良いこと
になる。そこで、できるだけポリエステル系フィルム３
やネット４を軽くし、またアルミニウムの蒸着面が接触
面となること避ければ良い。

【００２１】そのため、この実施例１のようにポリエス
テル系フィルム３とネット４とを交互に積層するタイプ
では、最外層または最内層のポリエステル系フィルム３
はアルミニウムなどの高電気伝導性金属をフィルム基材
の両面に蒸着したもので構成し、その他の中間層のポリ
エステル系フィルム３は高電気伝導性金属をフィルム基
材の片面に蒸着したもので構成する。こうすれば、高電
気伝導性金属をフィルム基材の両面に蒸着したもので構
成した場合と比較して、多層断熱材２全体の金属−ポリ
エステル系樹脂間の接触のうちの半分をポリエステル系
樹脂同士の接触とすることができ、接触熱抵抗を大きく
することができる。ただし、熱放射量を抑えるため、内
容器１及び外容器７と対向する面はアルニミウムを蒸着
面とすることが望ましい。そのため、多層断熱材のうち
最内層または最外層はフィルム基材の両面に高電気伝導
性金属を蒸着したフィルムとする必要がある。

【００２２】図３は実施例１における多層断熱材２によ
る断熱構造を拡大して示す断面図である。図において、
１〜６までは図１と同じであり、３ａはアルミニウム蒸
着層、３ｂはポリエステル系樹脂のフィルム基材であ
る。また、３１〜３５はポリエステル系フィルムであ
り、外容器７と対向するポリエステル系フィルム３１は
アルミニウム３ａをフィルム基材３ｂの両面に蒸着して
いる。このように積層すれば、内容器１と対向するポリ
エステル系フィルム３５では内容器１側にアルミニウム
蒸着層３ａが対向しており、両面に蒸着する必要はな
い。４１〜４６はネットである。

【００２３】この様に構成した時のポリエステル系フィ
ルム３間の熱放射は、アルミニウム蒸着層３ａ間の熱放
射ではなく、アルミニウム蒸着層３ａとネット４のポリ
エステル系樹脂間の熱放射となり、熱放射量は２倍程度
と大きくなる。しかし、多層断熱材２においては層数が
ある程度多ければ熱侵入量の大部分を熱伝導成分が占め
ることから、熱放射量を多少犠牲にしても熱伝導量を小
さくする方が効果は大きくなる。

【００２４】上記のように考えれば、多層断熱材２は積
層数が多ければ多いほど侵入熱が小さくなると考えられ
る。確かに、例えば垂直円筒面に施工する場合には概ね
そのようになる。しかし例えば水平円筒面に施工した場
合には、多層断熱材２自身の重量が圧縮力として働くた
め、積層数を増やしすぎるとかえって侵入熱が増える結
果になる。即ち最適積層数が存在すると考えられる。こ
れらの状況を示したのが図４である。図において、横軸
は積層数、縦軸は熱侵入量である。積層数が増加するに
つれて熱侵入量は減少するが、積層数を増やしすぎると
かえって侵入熱が増える結果になっている。Ｎは積層数
の最適値を示している。また垂直円筒面であっても、コ
ストパフォーマンスの点から自ずと積層数には妥当な値
が存在する。そこで有効積層数の最大値を求める式とし
て式１を導入する。なお、式１は３種類の多層断熱材に
ついて実測により得た最適層数Ｎの簡易算出式である。

【００２５】Ｎ＝［１５０／｛Ｍ（ＷN ＋ＷF ）｝］^0.5 ・・・（１）

【００２６】式１において、Ｎは有効積層数の最大値、
Ｍはネット４の１メッシュあたりの平均長さ（ｍ）、Ｗ
N はネット４の比重量（ｇ／ｍ² ）、ＷF はポリエステ
ル系フィルム３の比重量（ｇ／ｍ² ）である。

【００２７】実装にあたっては、式１で求めた値を最大
値とし、コストあるいは工作性などを考慮してこれ以下
の積層数とすれば良い。つまり、この層数Ｎまでは、層
数を増やせばそれだけ断熱性能が上がることを保証して
いる。例えば、フィルムＫＦ−６Ｂ（応研機材社製の商
品名）とネットＫＮ−２０（応研機材社製の商品名）と
の組み合わせでは、Ｍ＝１．９ｘ１０^-3（ｍ）、ＷN＝
８．２（ｇ／ｍ² ）、ＷF ＝１６．８（ｇ／ｍ² ）であ
り、有効積層数の最大値Ｎを計算すると、Ｎ＝［１５０／｛１．９ｘ１０^-3（８．２＋１６．８）｝］^0.5 ＝５６となり、５６層以下の積層数で多層断熱材２を構成すれ
ば良い。このようにこの実施例によれば、侵入熱を小さ
くできると共に、コストパフォ−マンスの点で無駄をな
くし、適切な積層数の設定が可能となる多層断熱材によ
る断熱構造が得られる。

【００２８】なお、多層断熱材２の実装に際しては、例
えば５層、１０層あるいは全層を１束として準備し、そ
れを実機に装着すると作業性が良く、しかもラミネート
巻きし易いという利点がある。

【００２９】また、上記実施例では両面にアルミニウム
を蒸着したポリエステル系フィルム３を最外層に配置
し、その他の中間層は片面に蒸着したものとし、蒸着し
た面を最内層側に向けて配置しているが、蒸着した面は
内容器１側にあっても外容器７側にあってもどちらでも
良い。内容器１及び外容器７と対向する面が蒸着面であ
れば良い。

【００３０】実施例２．この発明の他の実施例として、
エンボス加工された多層断熱材を用いたものについて説
明する。実施例１と同様、積層方法はロール巻きを回避
しラミネート巻きとすれば、縦断熱伝導の影響をなくす
ることができ、熱伝導成分について低減化を図ることが
できる。

【００３１】また、横断熱伝導成分を小さくする対策と
して考えられるもののうち、接触面積を減らすために
は、エンボス加工の接触凸部の大きさを小さくしたり接
触点数を少なくすることが考えられる。さらに、接触熱
抵抗を大きくするには、実施例１と同様、接触面の粗さ
を一定とすれば、接触面にかかる圧縮力を小さくし、接
触面材の熱伝導率を小さくすれば良いことになる。そこ
で、できるだけ反射膜３を軽くし、またアルミニウムの
蒸着面が接触面となること避ければ良い。

【００３２】そのため、エンボス加工した多層断熱材２
においては、隣接する反射膜３と接触凸部４ａ間の接触
面の少なくともどちらか一方のポリエステル系樹脂を露
出するように構成すればよい。即ち、接触凸部４ａの当
たり面を蒸着面としなければ、アルミニウム同士の接触
を避けることができ、アルミニウムとポリエステル系樹
脂、またはポリエステル系樹脂同士の接触となり、接触
熱抵抗を大きくできることになる。

【００３３】図５は実施例２に係る多層断熱材２の一部
を拡大して示す断面図である。図において、反射膜３は
アルミニウムの蒸着層３ａとポリエステル系樹脂からな
るフィルム基材３ｂで構成されている。また、スペ−サ
４は反射膜３と同じ材料によって構成されており、この
実施例では例えば、接触凸部４ａはアルミニウムが蒸着
されていず、ポリエステル系樹脂を露出している。さら
に、中間層の反射膜３は片面のみにアルミニウムを蒸着
したもので構成している。このように構成すれば、接触
凸部４ａの接触面においてポリエステル系樹脂とポリエ
ステル系樹脂との接触となり、接触熱抵抗を大きくでき
ることになる。

【００３４】上記実施例では、エンボス加工した接触凸
部４ａと接触する反射膜３の当たり部の両方をポリエス
テル系樹脂を露出するように構成しているが、これに限
るものではなく、どちらか一方の部分をポリエステル系
樹脂を露出するように構成しすれば、アルミニウムとポ
リエステル系樹脂との接触となり、接触熱抵抗を大きく
できることになる。

【００３５】また、エンボス加工した多層断熱材２にお
いて、有効積層数の最大値を求める式として式２を導入
する。なお、式２も式１と同様、最適層数Ｎの簡易算出
式である。

【００３６】Ｎ＝（１５０／２ＭＷF ）^0.5 ・・・（２）

【００３７】ここで、Ｍは（凸部の占積比）^0.5 ×０．
０２５４（ｍ）、ＷF は反射膜３またはスペ−サ４の比
重量（ｇ／ｍ² ）である。実装にあたっては、式２で求
めた値を最大値とし、コストあるいは工作性などを考慮
してこれ以下の積層数とすれば良い。つまり、この層数
Ｎまでは、層数を増やせばそれだけ断熱性能が上がるこ
とを保証している。

【００３８】例えば、フィルムＫＦ−６Ｂ（応研機材社
製の商品名）を反射膜３とスペ−サ４に用いた場合、占
積率を０．０１とすれば、Ｍ＝２．５４ｘ１０
^-3（ｍ）、ＷF ＝１６．８（ｇ／ｍ² ）であり、有効積
層数の最大値Ｎを計算すると、Ｎ＝［（１５０／（２．５４ｘ１０^-3ｘ２ｘ１６．８）］^0.5 ＝４２となり、４２層以下の積層数で多層断熱材２を構成すれ
ば良い。このようにこの実施例によれば、侵入熱を小さ
くできると共に、コストパフォ−マンスの点で無駄をな
くし、適切な積層数の設定が可能となる多層断熱材によ
る断熱構造が得られる。

【００３９】なお、ポリエステル系フィルム３における
高電気伝導性金属は、上記実施例ではアルミニウムとし
たが、これに限るものではなく、金、白金、銀などを用
いても良い。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、極低温に冷却する被冷却体を納めた内容器、この内
容器を囲う外容器、内容器と外容器との間に介在する真
空空間、及び真空空間に内容器を覆うように配設される
多層断熱材を備えるものにおいて、多層断熱材は、ポリ
エステル系の材料から成るフィルム基材に高電気伝導性
金属を蒸着したポリエステル系フィルムとポリエステル
系の材料から成るネットとを交互に積層して構成し、か
つ最外層あるいは最内層のポリエステル系フィルムは高
電気伝導性金属をフィルム基材の両面に蒸着したもので
構成し、その他の中間層のポリエステル系フィルムは高
電気伝導性金属をフィルム基材の片面に蒸着したもので
構成し、さらに内容器および外容器と対向する側のポリ
エステル系フィルムの面は高電気伝導性金属の蒸着面と
なるよう構成したことにより、フィルム間あるいはフィ
ルムとネット間の接触熱抵抗を大きくでき、侵入熱を小
さくできる多層断熱材による断熱構造が得られる効果が
ある。

【００４１】また、請求項２の発明によれば、極低温に
冷却する被冷却体を納めた内容器、この内容器を囲う外
容器、内容器と外容器との間に介在する真空空間、及び
真空空間に内容器を覆うように配設される多層断熱材を
備えるものにおいて、ポリエステル系樹脂に高電気伝導
性金属を蒸着したものをエンボス加工して凸部を有する
フィルムとし、このフィルムを積層して多層断熱材を構
成し、隣接するフィルムと凸部の接触面の少なくともど
ちらか一方のポリエステル系樹脂を露出するように構成
したことにより、フィルム間の接触熱抵抗を大きくで
き、侵入熱を小さくできる多層断熱材による断熱構造が
得られる効果がある。

【００４２】また、請求項３の発明によれば、極低温に
冷却する被冷却体を納めた内容器、この内容器を囲う外
容器、内容器と外容器との間に介在する真空空間、及び
真空空間に内容器を覆うように配設される多層断熱材を
備えるものにおいて、多層断熱材は、高電気伝導性金属
を蒸着したポリエステル系の材料から成るフィルムとポ
リエステル系の材料から成るネットとを交互に積層し、
その周方向に不連続とし、かつ積層数Ｎを、ネットの１
メッシュあたりの平均長さをＭ（ｍ）、ネットの比重量
をＷN （ｇ／ｍ² ）、フィルムの比重量をＷF （ｇ／ｍ
² ）とした時、Ｎ＝［１５０／｛Ｍ（ＷN ＋ＷF ）｝］
^0.5 以下にしたことにより、侵入熱を小さくできると共
に適切な積層数の設定が可能となる多層断熱材による断
熱構造が得られる効果がある。

【００４３】また、請求項４の発明によれば、フィルム
の積層数をＮ、Ｍを（凸部の占積比）^0.5 ×０．０２５
４（ｍ）、フィルムの比重量をＷF （ｇ／ｍ² ）とした
時、Ｎ＝（１５０／２ＭＷF ）^0.5 以下にしたことによ
り、フィルム間の接触熱抵抗を大きくでき、侵入熱を小
さくできると共に適切な積層数の設定が可能となる多層
断熱材による断熱構造が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１に係る多層断熱材による断
熱構造を用いた極低温断熱容器の構成を示す断面図であ
る。

【図２】多層断熱材における侵入熱の経路を示す説明図
である。

【図３】実施例１に係る多層断熱材を示す断面図であ
る。

【図４】多層断熱材の熱侵入特性を示すグラフである。

【図５】この発明の実施例２に係る多層断熱材による断
熱構造を用いた極低温断熱容器の構成を示す断面図であ
る。

【図６】従来の極低温断熱容器の構成を示す断面図であ
る。

【図７】従来のエンボス加工した多層断熱材を示す断面
図である。

【符号の説明】

１内容器２多層断熱材３ポリエステル系フィルム３ａアルミニウム蒸着層３ｂフィルム基材４ネット４ａ接触凸部５多層断熱材の継ぎ目６真空空間７外容器

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【手続補正書】

【提出日】平成４年６月２９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】この様に構成した時のポリエステル系フィ
ルム３間の熱放射は、アルミニウム蒸着層３ａ間の熱放
射ではなく、アルミニウム蒸着層３ａとポリエステル系
樹脂面間の熱放射となり、熱放射量は２倍程度と大きく
なる。しかし、多層断熱材２においては層数がある程度
多ければ熱侵入量の大部分を熱伝導成分が占めることか
ら、熱放射量を多少犠牲にしても熱伝導量を小さくする
方が効果は大きくなる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】上記のように考えれば、多層断熱材２は積
層数が多ければ多いほど侵入熱が小さくなると考えられ
る。確かに、例えば垂直円筒面に施工する場合には概ね
そのようになる。しかし例えば水平円筒面に施工した場
合には、多層断熱材２自身の重量が圧縮力として働くた
め、積層数を増やしすぎるとかえって侵入熱が増える結
果になる。即ち最適積層数が存在する。これらの状況を
示したのが図４である。図において、横軸は積層数、縦
軸は熱侵入量である。積層数が増加するにつれて熱侵入
量は減少するが、積層数を増やしすぎるとかえって侵入
熱が増える結果になっている。Ｎは積層数の最適値を示
している。また垂直円筒面であっても、コストパフォー
マンスの点から自ずと積層数には妥当な値が存在する。
そこで有効積層数の最大値を求める式として式１を導入
する。なお、式１は３種類の多層断熱材について実測に
より得た最適層数Ｎの簡易算出式である。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】実装にあたっては、式１で求めた値を最大
値とし、コストあるいは工作性などを考慮してこれ以下
の積層数とすれば良い。つまり、この層数Ｎまでは、層
数を増やせばそれだけ断熱性能が上がることを保証して
いる。例えば、フィルムＫＦ−６Ｂ（応研機材社製の型
名）とネットＫＮ−２０（応研機材社製の型名）との組
み合わせでは、Ｍ＝１．９ｘ１０^-3（ｍ）、ＷN ＝８．
２（ｇ／ｍ² ）、ＷF ＝１６．８（ｇ／ｍ² ）であり、
有効積層数の最大値Ｎを計算すると、Ｎ＝［１５０／｛１．９ｘ１０^-3（８．２＋１６．８）｝］^0.5 ＝５６となり、５６層以下の積層数で多層断熱材２を構成すれ
ば良い。このようにこの実施例によれば、侵入熱を小さ
くできると共に、コストパフォ−マンスの点で無駄をな
くし、適切な積層数の設定が可能となる多層断熱材によ
る断熱構造が得られる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】極低温に冷却する被冷却体を納めた内容
器、この内容器を囲う外容器、上記内容器と上記外容器
との間に介在する真空空間、及び上記真空空間に上記内
容器を覆うように配設される多層断熱材を備えるものに
おいて、上記多層断熱材は、ポリエステル系の材料から
成るフィルム基材に高電気伝導性金属を蒸着したポリエ
ステル系フィルムとポリエステル系の材料から成るネッ
トとを交互に積層して構成し、かつ最外層または最内層
のポリエステル系フィルムは上記高電気伝導性金属を上
記フィルム基材の両面に蒸着したもので構成し、その他
の中間層のポリエステル系フィルムは上記高電気伝導性
金属を上記フィルム基材の片面に蒸着したもので構成
し、さらに上記内容器および外容器と対向する側のポリ
エステル系フィルムの面は上記高電気伝導性金属の蒸着
面となるよう構成したことを特徴とする多層断熱材によ
る断熱構造。
【請求項２】極低温に冷却する被冷却体を納めた内容
器、この内容器を囲う外容器、上記内容器と上記外容器
との間に介在する真空空間、及び上記真空空間に上記内
容器を覆うように配設される多層断熱材を備えるものに
おいて、ポリエステル系樹脂に高電気伝導性金属を蒸着
したものをエンボス加工して凸部を有するフィルムと
し、このフィルムを積層して上記多層断熱材を構成し、
隣接する上記フィルムと上記凸部の接触面の少なくとも
どちらか一方のポリエステル系樹脂を露出するように構
成したことを特徴とする多層断熱材による断熱構造。
【請求項３】極低温に冷却する被冷却体を納めた内容
器、この内容器を囲う外容器、上記内容器と上記外容器
との間に介在する真空空間、及び上記真空空間に上記内
容器を覆うように配設される多層断熱材を備えるものに
おいて、上記多層断熱材は、高電気伝導性金属を蒸着し
たポリエステル系の材料から成るフィルムとポリエステ
ル系の材料から成るネットとを交互に積層し、その周方
向に不連続とし、かつ積層数Ｎを、上記ネットの１メッ
シュあたりの平均長さをＭ（ｍ）、上記ネットの比重量
をＷN （ｇ／ｍ² ）、上記フィルムの比重量をＷF （ｇ
／ｍ² ）とした時、Ｎ＝［１５０／｛Ｍ（ＷN ＋ＷF
）｝］^0.5 以下にしたことを特徴とする多層断熱材に
よる断熱構造。
【請求項４】フィルムの積層数をＮ、Ｍを（凸部の占
積比）^0.5 ×０．０２５４（ｍ）、上記フィルムの比重
量をＷF （ｇ／ｍ² ）とした時、Ｎ＝（１５０／２ＭＷ
F ）^0.5 以下にしたことを特徴とする請求項第２項記載
の多層断熱材による断熱構造。