JPS63130998A - 複層断熱材 - 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］ 本発明は各種断熱容器や断熱配管等に使用される複層断
熱材に関し、殊に比較的薄肉で優れた断熱効果を発揮す
ることのできる複層断熱材に関するものである。

［従来の技術］ たとえばヘリウム液化冷凍装置の如き極低温度取扱い機
器や極低温流体輸送配管等における断熱は、熱侵入防止
効率を高めあるいは寒冷到達温度を更に低くしていくう
えで極めて重要な技術であり、また高温取扱い機器や高
温流体輸送配管においても同様なことが言える。

上記機器類等においては断熱効率の向上が重要な課題の
１つとして位置付けられ、接触による熱伝達（以下単に
熱伝導という）と輻射による熱伝達（以下単に輻射熱伝
導という）をいかに少なくするかということが重要なポ
イントとなっている。この様なところから、高度の断熱
性能が要求される場合には断熱材の層内に又は層間に真
空部分を形成して熱伝導を抑制すると共に、熱輻射率の
小さな熱反射膜（たとえばアルミニウム箔の様な金属箔
、あるいはアルミニウム等の金属蒸着を施した合成樹脂
シート）等を適当な間隔をあけて複数枚重ね、輻射熱伝
導の抑制を図る方法が採用されている。またこれらの熱
反射膜を重ね合わせるに当たっては、該反射膜同士の接
触による熱伝導を少なくするため、各反射膜相互の間に
熱伝導率の小さな材質で形成したネット、紙、布等をス
ペーサとして介装する方法、あるいは熱反射膜にエンボ
ス加工（凹凸形成）やディンプル加工（くぼみ形成）等
を施して反射膜同士の接触面積を少なくする方法、等も
汎用されている。

たとえば第２図（Ａ）〜（Ｅ）は従来から知られた複層
断熱材を例示する一部断面説明図であり、図中１は容器
（又は管）壁、２ａ、２ｂ、２ｃは熱反射膜（２ａは普
通の平滑膜、２ｂはエンボス加工膜、２ｃはディンプル
加工膜を夫々示す）、３はスペーサを夫々示している。

第２図（Ａ）は、平滑な熱反射膜２ａを、スペーサ３を
介して複数枚重ね合わせた複層断熱材、第２図ＣＢ）　
、　　（Ｃ）は、エンボス加工を施した熱反射［２ｂ又
はディンプル加工を施した熱反射膜２ｃを、スペーサ３
を介して複数枚重ね合わせた複層断熱材、第２図（ｏ）
　、　　（Ｅ）はエンボス加工を施した熱反射膜２ｂ又
はディンプル加工を施した熱反射膜２　ｃを複数枚重ね
合わせた複層断熱材を夫々示しており、各々一応の断熱
効果が得られている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが上記の如き従来の複層断熱構造では熱反射膜相
互が接触点を有する為熱伝導の抑制効果が少なく、また
輻射熱伝導抑制効果を高めようとすれば熱反射膜をかな
り多く重ねていく必要がある。その結果機器や配管を厚
肉の複層断熱材で被覆することになり、設備全体が非常
に嵩高くなり当該設備の占有面積がいたずらに拡大する
という難点が生じる。

本発明はこうした事情に着目してなされたものであって
、その目的は、前述の様な複層断熱材における熱反射膜
の重ね合わせ密度を工夫することによって断熱効率を高
め、比較的薄肉であっても十分な断熱性能を保証するこ
とのできる様な複層断熱材を提供しようとするものであ
る。

［問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成することのできた本発明の構成は、熱
反射膜を適当な間隔をあけて複数枚重ねてなる複層断熱
材において、該断熱材における熱反射膜相互の間隔を、
［低温側］〉［高温側コとなる様に構成して、特に高温
側における輻射熱伝導抑制効果を高めたものであるとこ
ろに要旨を有するものである。

［作用及び実施例］ 第２図（Ａ）〜（Ｅ）にも示した様に従来の複層断熱材
の場合、該断熱材を構成する熱反射膜やスペーサとして
１種類ずつ選択されたものを何層重ねていくかというこ
とが設計の１ポイントとなっており、熱反射膜等の重ね
間隔は高温側、低温側の如何を問わず一定に設定されて
いる。

一方熱侵入は前述の如く熱伝導及び輻射熱伝導によって
生じるものであるが、その内容について更に深く解析し
てみると、熱伝導は熱勾配、接触面積及び熱反射膜自身
の熱伝導度によフて左右され、これらが一定である限り
温度の高・低によって実質的な差異を生じることはない
。これに対し熱輻射による熱侵入は、電磁波等として放
射されるエネルギーの大きい高温側はど著しく、低温側
での輻射熱量は高温側に比べて少ない。

こうした熱侵入の実態を考えた場合、複層断熱材を構成
する熱反射膜やスペーサとして熱伝導の低いものを使用
し且つ相互の接触面積を極力少なくして熱伝導をできる
限り抑制すべきであることは当然であるが、輻射熱伝導
の低減という観点から見ると、高温側、低温側の如何を
問わず熱反射膜の間隔を一定にするという従来の複層断
熱材構成は必ずしも理にかなったものとは言えない。即
ち輻射熱伝導の大きい高温側では、熱反射膜相互の間隔
を狭くして低温側よりも重ね密度を高めた方が総数を多
くできるという理由から輻射熱伝導をより効果的に抑制
し得るものと考えられる。

本発明はこの様な着想を実現すべく研究を進めた結果完
成されたものであって、熱反射膜相互の間隔を［低温側
］〉［高温側コとなる様に構成し、特に高温側における
輻射熱伝導の抑制効果を高めたところに構成上の特徴を
有するものである。

たとえば第１図（Ａ）〜（Ｇ）は本発明の実施例を示す
一部断面説明図であり、便宜上各図の左側が低温側、右
側が高温側として説明を進める。尚本発明において低温
側とは極低温容器・配管等における容器（又は管）壁側
、あるいは高温処理容器・配管等における常温の外気側
を意味し、一方高温側とは極低温容器等における常温の
外気側あるいは高温処理容器・配管等における容器（又
は管）壁側を意味するものであって、要するに相対的な
温度の高・低によって決まってくる。

第１図（Ａ）は、低温側に比較的厚肉（又は大径）のス
ペーサ３ａを介して平滑な熱反射１ｉ２ａを重ねると共
に、高温側には比較的薄肉（又は細径）のスペーサ３ｂ
を介して平滑な熱反射１１ｉ２ａを多数重ね、熱反射膜
２ａ相互の間隔が［低温側コン［高温側］となる様に構
成した複層断熱材を示している。第１図（Ｂ）は低温側
の熱反射膜２ａ間に介装されるスペーサ３Ｃをエンボス
加工に付して嵩高いものとし、熱反射膜２ａ相互の間隔
が［低温側コ〉［高温側コとなる様に構成している。第
１図（Ｃ）は同一肉厚（又は同一径）のスペーサ３を用
いた例であり、低温側にはエンボス加工により嵩高く形
成した熱反射膜２ｂを配置すると共に、高温側には平滑
な熱反射膜２ａを間隔を狭めて配置し、熱反射膜２ａ、
２ｂの間隔を［低温側コ〉［高温側コとなる様に構成し
ている。以下同様に、第１図（Ｄ）では低温側に深めの
ディンプル加工を施した熱反射膜２Ｃを配置すると共に
高温側には浅めのディンプル加工を施した熱反射膜２ｄ
を配置し、第１図（Ｅ）では低温側にディンプル加工を
施した熱反射膜２Ｃを配置すると共に高温側には平滑な
熱反射膜２ａを狭い間隔で配置し、第１図（Ｆ）では低
温側に介装するスペーサ３ｄとしディンプル加工した者
高いものを配置すると共に高温側は薄肉のスペーサ３を
介装して熱反射膜２ａの重ね間隔を狭くし、第１図（Ｇ
）では低温側に大波状のエンボス加工を施した熱反射膜
２ｄを重ねると共に高温側に重ねる熱反射膜２ｅに小波
状のエンボス加工を施しておき、夫々熱反射膜の間隔が
［低温側］〉［高温側コとなる様に調整している。この
様に本発明を実施するに当たっては図示した以外にも様
々の組合せが可能であるが、要するに熱反射膜の重ね間
隔を［低温側］〉［高温側コとし、高温側の重ね間隔を
相対的に狭く構成しておけば全体の厚みを太きくするこ
となく熱反射膜の使用枚数を高温側において多くするこ
とができるので、高温側からの輻射熱伝導が効果的に抑
制され、比較的薄肉の複層断熱材であっても十分な断熱
効果を発揮し得る。様になる。尚第１図（Ａ）〜（Ｇ）
では高温側と低温側で前述の間隔を２段階に変える例を
示したが、低温側から高温側になるにつれて該間隔を徐
々に狭めて輻射熱伝導抑制効果を徐々に高める様にすれ
ば、本発明の効果は一層すぐれたものとなる。また熱反
射膜の重ね枚数も勿論図示したものに限定される訳では
なく、要求される断熱効果の程度や許容される断熱材の
肉厚等を考慮し、接触による熱侵入量を加味しつつ任意
に決定すればよい。熱反射膜相互の間に形成される隙間
には空気等が存在していてもよいが、高度の断熱効果を
得ようとした場合対流による熱侵入が軽視し難くなるの
で、真空状態とするのがよい。また断熱材自体に相当の
強度が要求される場合は、前記隙間内に熱伝導度の小さ
い発泡性物質等を充填して補強することも可能である。

但しこの場合は大なり小なり接触による伝熱ロスが生じ
てくるので高レベルの断熱性能が求められる場合は真空
状態とするのが最善と言える。本発明において複層断熱
材を構成する熱反射膜の材質は格別特殊なものではなく
、熱輻射率の小さいものであればすべて使用することが
できるが、最も一般的なのはアルミニウム等の金属薄板
やラミネート板、金属蒸着合成樹脂シート等である。ま
たスペーサも熱伝導度の小さい素材からなるものであれ
ば種類や形状等の如何を問うものではなく、すだれ状物
、網材、発泡シート、紙、布＜ｔａ物や不織布）等をそ
のまま、あるいは必要により凹凸加工等に付して使用す
ることができる。

［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されており、特に高温側におけ
る熱反射膜相互の瓜ね間隔を狭くすることによって輻射
熱伝導抑制効果を高めることができ、？１層断熱材全体
の肉厚を従来材に比べて薄くした場合でも十分な断熱性
能を確保し得ることになった。その結果、極低温処理設
備や高温処理設備及び高・低温流体の輸送配管等の断熱
被覆を薄肉化することができ、全体として設イｉ＆のコ
ンパクト化に貢献することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（八）〜（Ｇ）は本発明の実施例を示す一部断面
説明図、第２図（八）〜（Ｅ）は従来の複層断熱材を示
す一部断面説明図である。 ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ　・・・熱反射膜３．３ａ、３
ｂ・・・スペーサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱反射膜を適当な間隔をあけて複数枚重ねてなる複層断
   熱材において、該断熱材における熱反射膜相互の間隔を
   、［低温側］＞［高温側］となる様に構成して、特に高
   温側における輻射熱伝導抑制効果を高めたものであるこ
   とを特徴とする複層断熱材。