JPH0719400A - 熱放散の少ない凝縮性エーロゲル極低温システム - Google Patents

熱放散の少ない凝縮性エーロゲル極低温システム

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JPH0719400A
JPH0719400A JP6150624A JP15062494A JPH0719400A JP H0719400 A JPH0719400 A JP H0719400A JP 6150624 A JP6150624 A JP 6150624A JP 15062494 A JP15062494 A JP 15062494A JP H0719400 A JPH0719400 A JP H0719400A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 極低温の流体を収容する或は誘導するための
熱放散の少ないシステムを提供する。 【構成】 極低温流体１４；極低温流体１４の方に直接
或は間接に面しかつ暴露される外部側面及び極低温流体
から離れて面する内部側面を有する第一単層１２；第一
単層から間隔を開けて置かれる第二単層１６；及び第一
単層から第二単層に延在する凝縮性エーロゲルの少なく
とも１つのブロック或は層を含む熱放散の少ない極低温
システム。別の変形では、エーロゲルは２５０，０００
マイクロメーター水銀以下の圧力を有するガス状環境に
ある。別の変形では、単層の少なくとも１つは、大気に
よって課されるような外部荷重を少なくとも一部凝縮性
エーロゲルに伝えるように可撓性であり、かつ凝縮性エ
ーロゲルはそれに課される荷重を少なくとも一部一つの
単層から他の単層に伝えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、極低温の流体を収容す
る或は誘導するための熱放散の少ないシステムに関す
る。
【０００２】
【従来技術】極低温の流体、すなわち極低温流体を収容
或は誘導する場合、熱貫流速度、すなわち周囲温度に暴
露される表面から極低温の流体に暴露される表面への熱
放散の極めて小さいシステムを提供することは重要なこ
とである。温度差が大きいため、熱推進ポテンシャルは
極めて大きい。極低温を達成するのに、特にガスを液化
して極低温の流体を形成するのに多量の仕事が必要とさ
れることから、極低温の流体への熱放散は特に費用がか
かりかつ望ましくないことである。
【０００３】極低温範囲は刊行物において明らかにされ
てきており、本発明において用いる通りに、０Ｋから約
１７２Ｋにわたる。極低温より高い温度において満足す
べき程に機能する断熱システムは極低温において満足す
べき程に機能しない。断熱システムは、水の凝固温度よ
り低い温度では、低い内部蒸気圧を有し、これは大気水
分がシステムに入り、システムの断熱特性を損なう高い
ポテンシャルを生じる。極低温の流体を収容或は誘導す
るシステムでは、熱放散はガス状圧の低い空間、すなわ
ち空気或はガスをある程度排気した空間を設置してガス
伝導による熱貫流を低減させることによって減少させる
のが普通である。必要な構造は空間に存在する減圧或は
排気の度合によって変わる。排気の度合が高い程、排気
される空間と周囲大気との間の圧力差に耐えるために、
壁及び構造を一層強くかつ厚くすることが必要となる。
【０００４】放射による熱貫流を減少させるために、空
間の少なくとも一部に輻射遮蔽、固形分の粉末或はマト
リックス、ボイドを充填するのが普通である。高度の排
気が依然典型的には空間を通る許容し得る熱貫流速度を
達成するのに必要である。マトリックス或は粉末は、マ
トリックス或は粉末の固体部分を通る伝導により幾分空
間を通る熱貫流速度に寄与するのが普通である。
【０００５】必要とされるものは、高度の排気を用いな
いでかつ強度の高い構造を用いないで、少ない熱放散を
達成する極低温の流体を収容或は誘導するためのシステ
ムである。本発明はこれらの要求を満足する。発明は凝
縮性エーロゲルを、好ましくは従来技術において他の材
料に関して用いられたのに比べて高いガス状環境圧力と
共に用いて小さい熱貫流速度を達成する。凝縮性エーロ
ゲルは、エーロゲルを囲む構造が好ましくは周囲大気に
より課される圧力荷重を完全に支持する必要がなく、圧
力荷重をエンクロージャーの一外面からエーロゲルを通
してエンクロージャーの他の外面に伝え、それにより周
囲大気の圧力荷重をバランスすることができるように、
荷重に耐えかつ伝えることができる固定形態にする。
【０００６】エーロゲルは、ゲル中の固体物質がそのま
ま残るような方法で乾燥させる水の存在しないゲルであ
る。生成する固体は、典型的には固体物質１〜５％から
なる超微細な連続気泡を有する非晶質の格子構造であ
る。エーロゲルは連続多孔性及び特性直径０．０１マイ
クロメーターを有する相互に連絡されたコロイド様粒子
或はポリマー鎖のミクロ構造を有する。
【０００７】凝縮形態で作られた無機エーロゲルは、金
属アルコキシド、例えばテトラメトキシシランをアルコ
ール中で加水分解及び縮合させてアルコゲルを形成して
作る、シリカ、アルミナ、ジルコニア、タングステン、
及びチタンエーロゲルを含む。アルコゲルをアルコール
についての超臨界条件で、或はアルコールに替えて用い
る溶媒についての超臨界条件で乾燥させ、それで凝縮性
マトリックス、すなわち凝縮性エーロゲルを形成する。
別法として、アルコールを溶媒に替え、溶媒を溶媒につ
いての超臨界条件で取り出してもよい。また、カーボン
をベースにした凝縮性エーロゲルも作られた。
【０００８】有機エーロゲルは、アルカリ条件下でレソ
ルシノールとホルムアルデヒドとをゾル−ゲル重合させ
て形成されるレソルシノール−ホルムアルデヒドエーロ
ゲルを含む。代表的なプロセスは１９８３年９月６日に
Ｇ．ｖｏｎ Ｄａｒｄｅｌに発行された米国特許第４，
４０２，９２７号に記載されており、同米国特許を本明
細書中に援用する。別の有機エーロゲルは、１９９２年
２月５日にＲ．Ｗ．Ｐｅｋａｌａに発行された米国特許
第５，０８６，０８５号に記載されている通りに、メラ
ミンとホルムアルデヒドとをゾル−ゲル重合させるに、
ＰＨ変化を導入し、次いで超臨界抽出して製造されるも
のである。同米国特許を本明細書中に援用する。代表的
な密度は約１００〜約８００キログラム／ｍ3 である。
挙げたエーロゲルはすべて凝縮形態で作ることができ、
圧縮荷重に耐えることができ、低い密度を有し、大気
圧、減圧、とりわけ低い真空において小さい熱の貫流を
示す。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、下記： （ａ）極低温流体； （ｂ）極低温流体に直接或は間接に面しかつ暴露される
外部側面及び極低温流体から離れて面する内部側面を有
する第一単層； （ｃ）該第一単層の内部側面から間隔を開けて置かれ
る、第一単層の方に面する内部側面及び第一単層から離
れて面する外部側面を有する第二単層；及び （ｄ）該第一単層の内部側面から該第二単層の内部側面
に延在する凝縮性エーロゲルの少なくとも１つの層 を含む熱放散の少ない極低温システムを提供する。
【００１０】発明は、別の変形では、更に、凝縮性エー
ロゲルの回りに約２０００〜約１００，０００マイクロ
メーター水銀の圧力を有するガス状環境を含む。発明の
更に別の変形では、単層の少なくとも１つが、大気によ
って課されるような外部荷重を少なくとも一部凝縮性エ
ーロゲルに伝えるように可撓性であり、かつ凝縮性エー
ロゲルはそれに課される荷重を少なくとも一部一つの単
層から他の単層に伝えることができる。
【００１１】発明を図１に示す通りの極低温流体用貯蔵
容器に適用するとして説明することにする。発明は、同
様に、極低温流体用のその他の容器、閉込め或は導管に
適用することができる。貯蔵容器１０は極低温流体１４
の方に面する外部側面、及び極低温流体１４から離れて
面する内部側面を有する第一単層１２を有する。通常、
第一単層１２は極低温流体に直接暴露させる、すなわち
流体に接触しかつ流体を収容する働きをする。典型的に
は、第一単層は金属シートで構成され、極低温流体不透
過性であり、流体に課される荷重に耐えることができ
る。別法として、第一単層を極低温流体に間接に暴露さ
せてもよい、すなわち第一単層の外部側面は別の表面
（図示せず）に接触し、別の表面はそれ自体極低温流体
に直接接触しかつ流体を収容する働きをする。容器が極
低温の流体を収容する場合、第一単層は極低温流体の温
度に近づく。
【００１２】第一単層１２の内部側面から間隔を開け
て、第一単層１２の内部側面に面する内部側面及び第一
単層１２から離れて面する外部側面を有する第二単層１
６を置く。典型的には、第二単層１６の外部側面を直接
周囲大気に暴露させる。必要に応じて、第二単層の外部
側面上に保護コーティング１７を設置して物理的損傷を
防ぎ、かつ必要に応じてまた熱放散速度を減じてもよ
い。適した材料は、例えばポリスチレン或はポリウレタ
ンフォームのような有機フォームを含む。凝縮性エーロ
ゲルの少なくとも１つのブロック或は層が第一単層１２
の内部側面から第二単層１６の内部側面に延在する、す
なわちそれらの間の空間を占める。複数の層、ブロッ
ク、れんが、かみ合い片、或はランダム片を採用してよ
い。第一単層及び第二単層は凝縮性エーロゲルを封入す
ることの複数の目的にかなうように作って密閉室を供す
ることができ、密閉室から空気或はその他のガスを排気
しかつ凝縮性エーロゲルを取り扱う間保護してもよい。
発明はエーロゲル全体に適用可能であるが、シリカエー
ロゲルが、それのベースである二酸化ケイ素が強い分子
結合を形成するのに寄与する四面体構造を有しかつ難燃
性であることから、好適である。
【００１３】凝縮性シリカエーロゲルは、本発明が提供
するシステムにおいて用いるために、密度約２０〜約１
６０キログラム／ｍ3 を有し、約６０〜約１００キログ
ラム／ｍ3 を有するのが好ましい。平均細孔寸法は約
０．０１〜約０．４マイクロメーターの範囲であり、約
０．０２〜約０．１マイクロメーターの範囲が好まし
い。細孔寸法が大きい程、密度は小さくなるのが典型的
である。本発明において用いる通りの細孔寸法とは凝縮
性物質におけるボイドの壁の間の平均距離を意味する。
【００１４】凝縮性エーロゲルは、極低温設備用の単一
の熱放散の少ないシステムにおいて細孔寸法及び密度の
異なる層で用いてよい。システムが極低温使用中である
時、システム内のシステムの温度の低い方の表面に近い
ガス状環境を含むガス分子の平均自由行路は、システム
の温度の高い方の表面に近いガス分子の平均自由行路に
比べて長くい。故に、システム内の温度の低い方の表面
に近い大きい細孔寸法を用いることにより得ることがで
きる凝縮性エーロゲルによる見掛けの熱伝導率は、シス
テム内の温度の高い方の表面に近い小さい細孔寸法を用
いた凝縮性エーロゲルにおいて得ることができる見掛け
の熱伝導率に比べて、同様か或は更に小さくなり得る。
所定の用途において用いるエーロゲル物質の重量を減少
させるには、図２に示す通りに、温度が低い第一単層１
２に隣接する層２０或は複数の層において一層小さい密
度及び一層大きい細孔寸法を用い、かつ温度が高い第二
単層１６に隣接する層２２或は複数の層において一層大
きい密度及び一層小さい細孔寸法を用いるのが有利であ
る。こうして、システムを通る熱放散を少なく保ちなが
ら、システム重量及び費用を低減させることができる。
【００１５】図３に示す通りに、システムにおける凝縮
性エーロゲルを通る輻射による熱貫流を減少させるため
に、エーロゲルの層の間並びに第一及び第二単層に面す
るエーロゲル層表面に、アルミニウムホイルのような反
射ホイルの輻射遮蔽２４を用いてもよい。必要に応じ
て、反射フィルムを凝縮性エーロゲル層の表面に化学的
沈着或は蒸着によって適用してもよい。必要に応じて、
輻射による熱貫流を減少させるために、アルミニウム或
は銅のフレークのような隠蔽反射フレーク（図示せず）
を、エーロゲル物質を形成する間にエーロゲル物質全体
にわたって加入してもよい。
【００１６】凝縮性エーロゲルは、加えられる外部荷
重、特に圧縮荷重に耐えかつこれを伝えることができる
のが有利である。凝縮性エーロゲルの強度を向上させる
ために、金属、カーボン或はポリエステルのファイバー
のような強化用ファイバーを、エーロゲルにそれを形成
する間に加入してもよい。発明が提供するシステムで
は、単層の一方或は両方は、加えられる外部荷重を少な
くとも一部凝縮性エーロゲルに伝えることによって荷重
を支持することができる可撓性物質で構成されるのがよ
く、立ち代わって凝縮性エーロゲルは荷重を少なくとも
一部他の単層に伝えることができる。他の単層が極低温
流体を支持及び収容しない場合、荷重は更に他の単層に
接触しかつこれを支持し並びに極低温流体を収容し得る
表面に伝えられる。可撓性単層は、薄肉金属、保護ホー
ム覆いを有する軽量材料、或はプラスチック、好ましく
はファイバー強化材を有するものにすることができる。
単層は、水蒸気及びその他の大気ガス不透過性であるの
が望ましい。
【００１７】凝縮性エーロゲルが圧縮荷重に耐えるため
の能力を向上させるために、図４に示す通りに、支持材
２６或は支柱のような間隔を開けて置く、局部荷重支持
手段を第一単層からエーロゲルを通して第二単層に延在
するように設置することができる。別法として、エーロ
ゲルを、断面六角形のセルのようなセル（図示せず）で
あって、それらの壁が第一単層から第二単層に延在する
ものの中に収容することができる。別法として、凝縮性
エーロゲルを、その耐力能力の故に、それ自体を単層の
間に局部荷重支持手段２６として用いてもよく、単層は
さもなくば未充填の空間或はパーライト粉末のような断
熱性粉末を有する空間を収容してもよい。
【００１８】表１に、密度９６キログラム／ｍ3 を有す
る凝縮性シリカエーロゲルを、表に示す温度に保つ表面
の間に、２つの隣接する層（各々は厚さ１．２７ｃｍ）
にした見掛け熱伝導率を種々の減圧において測定した値
を示す。凝縮性シリカエーロゲル物質は、１９９１年９
月３日にＡ．Ｊ．Ｈｕｎｔ等に発行されたカナダ国特許
第１，２８８，３１３号（同カナダ特許を本明細書中に
援用する）に記載されているプロセスに従って製造し
た。そのプロセスはケイ素アルコキシドをアルコールに
おいて加水分解しかつ重縮合させてアルコゲルにするこ
とを含む。アルコールに替えて液体二酸化炭素を用い、
二酸化炭素を超臨界条件下で取り出すことによってアル
コゲルを乾燥させる。生成した物質は、ガス状伝導を室
温におけるガス特性、ガス圧、及び物質の細孔寸法の関
数として関係させた相関から、有効平均細孔寸法約０．
０４マイクロメーターを有するのが求められた。物質の
密度は約９６キログラム／ｍ3 で測定した。物質の耐力
能力は、層に標準大気圧に等しい圧縮荷重を施すことに
よって評価した。物質は有意に圧縮されず、凝縮性のま
まであり、いくらかのひび割れを示し、荷重する前と同
じ伝導率を示した。
【００１９】
【表１】
【００２０】図５は、示した通りの幾種類かの物質の約
２９５Ｋに保つ一面から約７７Ｋの別の面への見掛け熱
伝導率を比較する。カーブＡは上記の凝縮性シリカエー
ロゲル物質について２つの隣接する層（各々は厚さ１．
２７ｃｍ）で測定した通りのものである。カーブＡは標
準大気圧７６０，０００マイクロメーター水銀の空気環
境における凝縮性シリカエーロゲルの見掛け熱伝導率
が、また標準大気圧の競争物質に比べて相当に小さいこ
とを示す。シリカエーロゲルの熱伝導率は、エーロゲル
を囲む空気環境の圧力を下げるにつれて、急に低下し、
それで約２５０，０００マイクロメーター水銀におい
て、熱伝導率は、ずっと低い圧力におけるパーライト或
はファイバーグラスの熱伝導率と競合しかつ極低温流体
用の熱放散の少ない構造において用いるのに好適な値に
まで低下した。シリカエーロゲルについての熱伝導率カ
ーブは約１００，０００マイクロメーター水銀において
横ばい状態になり始める。圧力を約１００，０００マイ
クロメーター水銀から約１００マイクロメーター水銀に
下げるにつれて、カーブＡはほとんど一定の値に横ばい
状態になる。カーブＡは、この圧力範囲全体にわたり、
驚くべきことに、パーライト（カーブＣ）或はファイバ
ーグラス（カーブＤ）のいずれかが約１００マイクロメ
ーター水銀である場合のパーライト或はファイバーグラ
スのいずれかの熱伝導率より小さい熱伝導率を示す。こ
れより、約１００，０００マイクロメーター水銀におけ
る凝縮性シリカエーロゲルは一層小さい熱伝導率を有
し、１００マイクロメーター水銀におけるパーライト或
はファイバーグラスを用いたシステムに比べて、極低温
システムにおいて熱放散を一層少なくして使用すること
ができる。凝縮性シリカエーロゲルはパーライト或はフ
ァイバーグラスよりも好ましい、というのはその高い断
熱特性が、パーライト或はファイバーグラスについて必
要とされるより高い圧力、すなわち一層少ない真空で達
成されるからである。
【００２１】図５に示す通りに、凝縮性シリカエーロゲ
ルは、標準大気圧の圧力から約３０マイクロメーター水
銀の圧力までの圧力において、パーライト或はファイバ
ーグラスに比べて小さい熱伝導率を有する。しかし、パ
ーライト及びファイバーグラスの熱伝導率は、３０マイ
クロメーター水銀より低い圧力では、輻射減少手段を持
たない凝縮性シリカエーロゲルの熱伝導率より小さくな
る。それでも、カーブＢによって示す通りの２つの厚さ
半インチ（１．３ｃｍ）の層にし、層の表面上に反射遮
蔽を有する凝縮性シリカエーロゲルはファイバーグラス
及びパーライトに比べて小さい熱伝導率を示す。これよ
り、減圧の環境において凝縮性シリカエーロゲルの層の
表面上に反射遮蔽を使用する、本発明が提供する極低温
システムは、ファイバーグラス或はパーライトを使用す
る慣用のシステムに比べて熱放散の減少をもたらすこと
ができる。
【００２２】周囲大気から発明のシステムを通り極低温
流体に入る熱放散の減少は、凝縮性シリカエーロゲルに
ついて圧力が約１００，０００マイクロメーター水銀よ
り低い空気或はその他のガス状環境をもたらすことによ
って達成し得る。圧力の範囲約３００〜約１００，００
０マイクロメーター水銀、約１０００〜約１００，００
０マイクロメーター水銀及び約１０，０００〜約１０
０，０００マイクロメーター水銀が特に魅力的である、
というのはこれらの一層高い圧力は達成しかつ保つのが
一層容易であるからである。これらの一層高い圧力範囲
は、典型的にはパーライト或はファイバーグラスを一層
低い圧力下で使用する慣用のシステムに勝り有利であ
る。発明は、熱放散速度が同等であるか或は競合するた
めに一層低い圧力（すなわち一層高い真空）において作
動しなければならない慣用のシステムに勝る建造費及び
維持費の相当の節約を可能にする。
【００２３】シリカエーロゲルのガス状環境圧の関数と
しての見掛けの熱伝導率挙動はすべてのエーロゲルにつ
いて同様であると予想される、すなわちすべてのエーロ
ゲルは慣用物質に比べて一層高い減圧において小さい熱
伝導率を示すことになる。よって、通常のエーロゲル
が、シリカエーロゲルに関して詳細に記載した通りに発
明において適用可能である。
【００２４】凝縮性エーロゲルが通常の大気圧からの適
度の減圧で小さい熱伝導率を達成することができること
は、このような実施可能な圧力レベルを真空ポンプの外
の手段によって発生させることを可能にする。実施可能
な圧力レベルは、システム構造をシステムが取り扱うこ
とを意図する極低温流体で冷却することによりガスをエ
ーロゲル環境において凝縮させることによって達成して
もよい。例えば、凝縮性エーロゲルの回りの閉環境にお
いて空気の代わりに二酸化炭素を用いてもよい。システ
ムを液体酸素或は窒素のような極低温の流体によって冷
却する、すなわち第一単層及び隣接する凝縮性エーロゲ
ルの一部を冷却する際に、二酸化炭素の凝縮が起こり、
それによりエーロゲルのガス状環境の圧力を下げかつエ
ーロゲルを通る熱貫流速度を低減させることになる。同
様に、極低温液体が水素或はヘリウムであるならば、閉
システム内の空気が凝縮し、エーロゲルのガス状環境の
圧力を下げかつエーロゲルを通る熱貫流速度を低減させ
ることになる。
【００２５】凝縮性エーロゲルの回りの閉環境において
減圧を達成する代わりの方法は、冷却して極低温にする
際に、閉環境からガスを吸収する量の物質を環境内に供
することである。この減圧を達成する方法は、前に詳細
に説明した通りに、本発明の極低温システムが少ない熱
放散で作動する一層高い圧力範囲を達成するのに特に適
している。図１に示す通りに、貯蔵容器内の極低温流体
によって占められるべき容積の中に侵入するリザーバー
２８内のモレキュラーシーブ物質は、容器に極低温流体
を充填する際に、冷却されて極低温になる。モレキュラ
ーシーブ物質は、次いでガスを吸収し、それにより凝縮
性エーロゲルを囲む閉環境内の圧力を下げることにな
る。
【００２６】大気圧か或は減圧のいずれかのガス状環境
における凝縮性エーロゲルの熱伝導率を減少させる更に
別の方法は、エーロゲルを囲む環境からの空気を空気よ
り熱伝導率の小さいガス、例えばアルゴン、キセノン、
クリプトン、トリクロロフルオロメタン、ジクロロジフ
ルオロメタン、臭素、二流化炭素、六弗化硫黄或はこれ
らの混合物に替えることである。熱伝導圧において空気
に比べて少なくとも２５％小さい熱伝導率を有するガス
或はガスの混合物が有効である。
【００２７】発明を特定の実施態様に関して説明した
が、特許請求の範囲内のすべての変更及び均等物を含む
ことを意図することは認められるものと思う。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した極低温流体容器の側断面図で
ある。
【図２】発明の一変形に従う図１の容器の２−２線にお
ける断面図である。
【図３】発明の別の変形に従う図１の容器の２−２線に
おける断面図である。
【図４】発明の別の変形に従う図１の容器の２−２線に
おける断面図である。
【図５】温度それぞれ２９５Ｋ及び７７Ｋの２つの表面
の間の種々の圧力の空気の環境における幾種類かの物質
の見掛け熱伝導率のグラフである。カーブＡは、密度９
６キログラム／ｍ3 を有する、２つの隣接する層（各々
は厚さ１．２７ｃｍ）で測定した通りの凝縮性シリカエ
ーロゲルについてである。カーブＢは、２つの層の２つ
の外側表面の各々の側の上に反射アルミニウムホイルか
つ２つの層の間に反射ホイルを有する２つの同様の隣接
する層で測定した通りの凝縮性シリカエーロゲルについ
てである。カーブＣは嵩密度８８キログラム／ｍ3 にお
けるパーライト粉末についてである。カーブＤはＯｗｅ
ｎｓ−Ｃｏｒｎｉｎｇ製のＰＦ−２１０と表示される嵩
密度１６キログラム／ｍ3 を有するファイバーグラスに
ついてである。カーブＥは、各々が輻射率０．０７４を
有する、２．５４ｃｍ離れた２つの表面の間に対流作用
を含む計算した空気についてである。
【符号の説明】
１０ 貯蔵容器 １２ 第一単層 １４ 極低温流体 １６ 第二単層 １７ 保護コーティング ２０ 層 ２２ 層 ２４ 輻射遮蔽 ２６ 支持材 ２８ リザーバー
フロントページの続き (72)発明者 リチャード・ベネディクト・マツァレラ アメリカ合衆国ニューヨーク州グランド・ アイランド、サンド・ビーチ・ロード3256 (72)発明者 クリスティアン・フリードリヒ・ゴッツマ ン アメリカ合衆国ニューヨーク州クラレン ス、トンプソン・ロード5308

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 下記： （ａ）極低温流体； （ｂ）極低温流体に直接或は間接に面しかつ暴露される
    外部側面及び極低温流体に面する外部側面から離れた内
    部側面を有する第一単層； （ｃ）第一単層の方に向いた内部側面及び第一単層から
    離れて面する外部側面を有し、第一単層の内部側面から
    間隔を開けて置かれる第二単層；及び （ｄ）該第一単層の内部側面から該第二単層の内部側面
    に延在する凝縮性エーロゲルの少なくとも１つのブロッ
    ク或は層 を含む熱放散の少ない極低温システム。
  2. 【請求項２】 更に、前記エーロゲルの回りに２５０，
    ０００マイクロメーター水銀以下の圧力を有するガス状
    環境を含む請求項１のシステム。
  3. 【請求項３】 更に、前記エーロゲルの回りに３００〜
    ２５０，０００マイクロメーター水銀の圧力を有するガ
    ス状環境を含む請求項１のシステム。
  4. 【請求項４】 更に、前記エーロゲルの回りに１０００
    〜２５０，０００マイクロメーター水銀の圧力を有する
    ガス状環境を含む請求項１のシステム。
  5. 【請求項５】 更に、前記エーロゲルの回りに１０，０
    ００〜２５０，０００マイクロメーター水銀の圧力を有
    するガス状環境を含む請求項１のシステム。
  6. 【請求項６】 前記第一単層と前記第二単層との間の温
    度の低い領域についての前記エーロゲルが第一単層と第
    二単層との間の温度の高い領域についてのシリカエーロ
    ゲルに比べて大きな細孔寸法を有する請求項１のシステ
    ム。
  7. 【請求項７】 前記第一単層と前記第二単層との間の温
    度の低い領域についての前記エーロゲルが第一単層と第
    二単層との間の温度の高い領域についてのエーロゲルに
    比べて低い密度を有する請求項１のシステム。
  8. 【請求項８】 更に、前記エーロゲルの回りに閉環境及
    び該閉環境の少なくとも一部を冷却して極低温にする際
    に該閉環境からガスを吸収する吸収剤を含み、それで該
    環境におけるガス状圧を低下させ、それにより該エーロ
    ゲルを通る熱貫流速度を減少させる請求項１のシステ
    ム。
  9. 【請求項９】 前記エーロゲルを、熱伝導圧力において
    空気に比べて少なくとも２５％小さい熱伝導率を有する
    ガス或はガスの混合物を含むガス状環境中に収容し、そ
    れで該エーロゲルを通る熱の伝達の速度を空気を含むガ
    ス状環境中に収容するもの比べて減少させる請求項１の
    システム。
  10. 【請求項１０】 前記エーロゲルを、前記極低温流体中
    に存在する温度において凝縮するガス或はガスの混合物
    を含むガス状環境中に収容する請求項１のシステム。
  11. 【請求項１１】 前記エーロゲルが外部荷重を前記一つ
    の単層から他の単層に伝えることができる請求項１のシ
    ステム。
  12. 【請求項１２】 前記単層の少なくとも１つが外部荷重
    を前記エーロゲルに伝えるように可撓性であり、該エー
    ロゲルはそれに課される荷重を少なくとも一部該一つの
    単層から他の単層に伝えることができる請求項１のシス
    テム。
  13. 【請求項１３】 更に、前記第一単層と第二単層との間
    に局部荷重支持手段を含む請求項１のシステム。
  14. 【請求項１４】 更に、前記第一単層と第二単層との間
    に少なくとも１つの輻射遮蔽を含む請求項１のシステ
    ム。
  15. 【請求項１５】 前記エーロゲルがパネル、ブロック、
    ランダム片、整列させた片、ペレット、圧縮粉末、先の
    組合せ、或は先のいずれかと粉末との組合せからなる群
    より選ぶ形態である請求項１のシステム。
  16. 【請求項１６】 前記エーロゲルがエーロゲルの回り
    に、空気及び水分が入るのを防ぎ、かつ取り扱う間の保
    護としてエンクロージャーを備える請求項１のシステ
    ム。
  17. 【請求項１７】 更に、第二単層の外部側面上に保護コ
    ーティング或は絶縁コーティングを含む請求項１のシス
    テム。
  18. 【請求項１８】 前記エーロゲルをシリカエーロゲル、
    アルミナエーロゲル、ジルコニアエーロゲル、カーボン
    エーロゲル、ホウ素エーロゲル、タングステンエーロゲ
    ル、チタンエーロゲル、レソルシノールとホルムアルデ
    ヒドとをゾル−ゲル重合させて作るエーロゲル、及びメ
    ラミンとホルムアルデヒドとをゾル−ゲル重合させて作
    るエーロゲルからなる群より選ぶ請求項１のシステム。
  19. 【請求項１９】 前記シリカエーロゲルが有効細孔寸法
    ０．０１〜０．４マイクロメーターの範囲を有する請求
    項１７のシステム。
  20. 【請求項２０】 前記シリカエーロゲルが有効細孔寸法
    ０．０２〜０．１マイクロメーターの範囲を有する請求
    項１７のシステム。
  21. 【請求項２１】 前記シリカエーロゲルが密度２０〜１
    ６０キログラム／ｍ3 を有する請求項１７のシステム。
  22. 【請求項２２】 凝縮性エーロゲルの少なくとも１つの
    ブロック或は層を熱放散の少ないシステムにおいて使用
    する方法であって、下記： （ａ）極低温流体に直接或は間接に面しかつ暴露される
    外部側面及び極低温流体に面する外部側面から離れた内
    部側面を有する第一単層を供し； （ｂ）第一単層の方に面する内部側面及び第一単層から
    離れて面する外部側面を有し、第一単層の内部側面から
    間隔を開けて置かれる第二単層を供し；及び （ｃ）該第一単層の内部側面から該第二単層の内部側面
    に延在する凝縮性エーロゲルの少なくとも１つのブロッ
    ク或は層を供し；並びに （ｄ）エーロゲルの回りに２５０，０００マイクロメー
    ター水銀以下の圧力を有するガス状環境をを供する ことを含む方法。
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