WO2014027412A1 - 金属製の密閉二重容器 - Google Patents

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thin
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metal
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沙織 堀内
早川　慎司
洋男 清水
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株式会社ミラプロ
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Definitions

  • the present invention relates to a metal double sealed container in which an inner container is disposed to be separated in an outer container.
  • a metal double sealed container has been used as a cooling device containing a low temperature heat source such as a refrigerant in an inner container, or used as a heat storage device containing a high temperature heat source in an inner container.
  • a low temperature heat source such as a refrigerant in an inner container
  • a heat storage device containing a high temperature heat source in an inner container.
  • the composition which arranged the heat insulating material between an inner container and an outer container as a general composition is used abundantly.
  • a configuration in which a heat insulating effect is obtained by maintaining a vacuum between the outer container and the inner container in the sealed double container is also adopted.
  • the inner container and the outer container are not made of a metal material. Instead, the inner container and the outer container are made of glass fiber reinforced plastic. And the cylindrical trunk
  • the liquid nitrogen supply passage and the nitrogen discharge passage are each configured in a double structure having an inner pipe and an outer pipe, and urethane foam is inserted between the inner pipe and the outer pipe.
  • the inner container is fixed to the outer container through the fixing member, one end surface of the fixing member is fixed to the inner surface of the lid of the outer container, and the other end surface is fixed to the outer surface of the lid of the inner container It is done. Fixing of both end faces of the fixing member is fixed using an adhesive containing epoxy resin as a main component.
  • the space between the outer container and the inner container is substantially maintained in vacuum.
  • an activated carbon layer for adsorption is provided, and on the outer peripheral side of the activated carbon layer for adsorption, a super insulation layer for reflecting radiant heat is provided.
  • a polyester resin film is used in which an aluminum deposition layer is formed on one side and a layer made of a fibrous material such as paper is formed on the other side. Then, the polyester resin film has a structure in which it is wound in multiple layers over many layers on the outer peripheral side of the adsorption activated carbon layer.
  • a double structure consisting of an inner container and an outer container made of metal is configured, and the space between the inner and outer containers is held in vacuum. Then, at the opening portion of the inner container, there is formed a narrowed portion which is raised to the inner side of the inner container. The inner end of the mouth pipe is inserted and joined to the narrowed portion, and the outer end of the mouth pipe is joined to the opening of the outer container. And an opening of an inner container is constituted by a mouth pipe.
  • a plug is inserted into the mouth pipe, and the mouth pipe is closed by the plug.
  • the plug body is formed with a liquid inlet and a liquid outlet that communicate with the internal space of the inner container.
  • the inner container and the outer container are not made of metal but are made of glass fiber reinforced plastic instead.
  • the liquid nitrogen supply passage and the nitrogen discharge passage are configured in a double structure having an inner pipe and an outer pipe, and urethane foam is inserted between the inner pipe and the outer pipe. Further, on the outer peripheral surface of the inner container, the activated carbon layer for adsorption and the super insulation layer are wound in multiple layers. And an inner container is the structure supported by the outer container via the fixing member.
  • the cooling device Since it is comprised in this way, it will be necessary to make thick the board thickness of the glass fiber reinforced plastic which comprises an inner container and an outer container. As a result, the cooling device as a whole is heavy and has a large outer shape.
  • the cooling device is configured to be larger than the amount of refrigerant that can be stored in the inner container.
  • the amount of refrigerant that can be stored in the inner container is a small amount. And it will become difficult to maintain the temperature in an inner container over a long time.
  • the plate thickness of the inner container and the outer container is thick, and the lid and the outer part of the inner container are made.
  • the lid of the container also has a large thickness.
  • the weight of the superconductor as a cooling device is heavy.
  • the inner container is formed using a thick metal material, as the heat conduction transferred from the inner container to the liquid nitrogen supply passage and the nitrogen discharge passage, the thicker the plate thickness of the inner container is, That is, the larger the contact area with the liquid nitrogen supply passage and the nitrogen discharge passage, the faster the heat transfer. As a result, the rate at which the heat in the inner container escapes to the outer container increases, and it becomes difficult to maintain the temperature in the inner container for a long time.
  • a plug is formed in the mouth pipe constituting the opening of the inner container as a configuration for communicating the internal space of the inner container with the outside of the outer container. It is inserted. And, in the plug body, a liquid inlet and a liquid outlet are formed. Furthermore, as a configuration for preventing removal of the plug body, a configuration in which a pressing plate is applied to the plug body is employed. The presser plate is connected to a bracket fixed to the outer peripheral surface of the outer container.
  • the structure provided with the holding plate which aims at a removal prevention of a mouth part pipe, a plug body, and a plug body is needed, and a complicated structure as a whole. It has become. Further, the area of the outer peripheral surface of the mouth portion pipe is larger than the area of the inner peripheral surface of the liquid inlet and the liquid outlet. Moreover, the heat transfer between the inner and outer containers and the outside of the outer container is conducted while being transmitted through the mouth pipe, the liquid inlet and the liquid outlet.
  • the object of the present invention can be achieved by the metallic double container described in claims 1-9. That is, the invention of the present application is a metal-made double sealed container in which the inner container is disposed to be separated in the outer container, the inner container, the inner lid closing the opening of the inner container, and the outer container And an outer lid for closing the opening of the outer container are all made of a thin metal plate, and the inner container is at least one thin pipe connected between the inner lid and the outer lid.
  • Both ends of the thin-walled pipe are respectively joined to the inner lid and the outer lid in a state where they are respectively inserted into the burring connection holes formed in the inner lid and the outer lid, and the internal space of the inner container is
  • the main feature is that the thin-walled pipe communicates with the outside of the outer container.
  • the main feature is that the inner container is formed in a cylindrical shape, and the outer container is formed in a bellows-like cylindrical shape. Furthermore, in the present invention, the metal material constituting the thin-walled pipe is made of a metal material having a thermal conductivity lower than the thermal conductivity of the metal material constituting the inner lid and the outer lid. It is the main feature.
  • the present invention is mainly characterized in that the thin-walled pipe is configured as a plurality of pipes, and the thin-walled pipes are disposed in a state of being separated from each other.
  • the main feature is that the inner container is disposed in a suspended state by the thin-walled pipe.
  • the main feature is that the space between the outer container and the inner container is held in a vacuum state.
  • the inner container, the inner lid for closing the opening of the inner container, the outer container, and the outer lid for closing the opening of the outer container are all made of sheet metal. ing. Further, the inner container is supported by the outer container, and the pipe connecting the inner space of the inner container to the outside of the outer container is formed of a thin-walled pipe. By this configuration, the weight of the metal closed double container can be significantly reduced.
  • the inner lid and the outer lid are respectively provided with burring connection holes. After inserting both ends of the thin-walled pipe into the burring connection holes, the thin-walled pipe is joined to the inner lid and the outer lid.
  • conventionally known joining methods such as welding, brazing, adhesion and the like can be adopted.
  • the contact area when joining the connection hole and the thin-walled pipe can be made wide.
  • the contact area can be widely configured, the attachment strength of the thin-walled pipe can be enhanced even with the inner lid and the outer lid composed of a thin plate metal material.
  • an outer container can be made to support an inner container in a stable state via a thin-walled pipe.
  • the thickness of the inner lid that comes into contact with the thin walled pipe or the thin walled pipe is thin, it is possible to slow the heat conduction transmitted from the inner lid to the thin walled pipe.
  • the heat transfer from the thin-walled pipe to the outer lid is also delayed.
  • the heat conduction from the inner container to the outer container through the thin walled pipe is slow and slow, so the temperature drop in the inner container is slow.
  • the temperature in the inner container can be maintained so as not to decrease for a long time.
  • the metal-made closed double container with a high heat insulation effect can be obtained.
  • the inner container can be formed in a cylindrical shape, and the outer container can be formed in a bellows-like cylindrical shape. If necessary, for example, when the inner container is configured as a large-capacity inner container, the inner container can also be configured as a bellows-like cylindrical container. Therefore, in the present invention, as the cylindrical shape in the inner container, the bellows-like cylindrical shape is also included.
  • the strength as the container can be increased. That is, in the cylindrical container, an equal internal pressure is applied to the circumferential surface of the cylindrical surface, so the strength as the inner container and the outer container can be increased.
  • the container in a bellows-like cylindrical shape, the strength in the radial direction of the cylindrical container can be improved. Therefore, even if a large container is made of a thin plate, the container can have sufficient strength as the container.
  • a thin-walled pipe is formed using a metal material in which the thermal conductivity of the metal material constituting the thin-walled pipe is lower than the thermal conductivity of the metal material constituting the inner lid and the outer lid Can be With a metal material having a low thermal conductivity, the heat transfer is delayed, so the heat of the inner container can be suppressed from being discharged to the outer container side, and the temperature in the inner container is maintained for a long time. Temperature can be maintained.
  • aluminum, an aluminum alloy, or stainless steel can be used as a metal material for forming the inner container, the outer container, the inner lid, and the outer lid, and as the thin pipe, for example,
  • a metal material such as zinc alloy, tin alloy, or heat-resistant magnesium alloy
  • the thin-walled pipe can be made of the same metal material as that of the inner container, the outer container, the inner lid, and the outer lid.
  • a plurality of thin pipes can be used as the thin pipes, and the plurality of thin pipes can be arranged in a separated state.
  • a plurality of thin-walled pipes can be used for dedicated applications, for example, a pipe for supplying the refrigerant into the inner container and a pipe for discharging the refrigerant.
  • the inner container may be suspended from the upper side by a thin-walled pipe or the inner container may be supported from below by the thin-walled pipe. You can also. Then, the inner container can be supported in a floating state in the outer container using a thin-walled pipe. With such a configuration, the inner container and the outer container are connected only through the thin-walled pipe, so the heat insulation between the inner container and the outer container can be greatly improved. .
  • the space between the outer container and the inner container can be held in a vacuum state. And since an inner container and an outer container are the structures connected only via the thin-walled pipe, the effect by vacuum heat insulation can be heightened more.
  • FIG. 1 is a perspective view of a sealed double container.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the sealed double container.
  • FIG. 3 is a plan view of the sealed double container.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view showing a configuration in which the inner container is supported from below.
  • the metal closed double container 1 is configured to include the outer container 2 and the inner container 4 supported by the pair of thin pipes 6 and 7 in the outer container 2. ing.
  • the outer container 2 and the inner container 4 are made of a thin metal plate, and the outer container 2, the inner container 4 and the thin pipes 6 and 7 are made of aluminum, aluminum alloy or stainless steel.
  • metal materials such as a zinc alloy, a tin alloy, and a heat resistant magnesium alloy, having a thermal conductivity lower than that of aluminum, aluminum alloy or stainless steel can be used.
  • the outer container 2 is configured to include a bellows-like cylindrical surface portion 2a, an outer lid 3, and a bottom portion 2b.
  • the cylindrical surface portion 2a is formed in a bellows shape along the longitudinal direction by drawing or the like.
  • a thin plate-like flange 3c formed on the outer peripheral edge of the outer lid 3 is attached to the upper end of the cylindrical surface 2a, and the opening at the upper end of the cylindrical surface 2a is closed by the outer lid 3. It has become.
  • the contact area between the outer lid 3 and the cylindrical surface portion 2a can be configured wide by the flange portion 3c. And, even if the outer lid 3 and the cylindrical surface portion 2a are made of thin plates, the contact area of the joint portion can be made large, so the bonding strength between the outer lid 3 and the cylindrical surface portion 2a can be enhanced. .
  • a bottom portion 2b formed by drawing is attached on the lower end side of the cylindrical surface portion 2a.
  • the connection portion between the lower end edge of the cylindrical surface portion 2a and the edge rising the outer peripheral edge of the bottom portion 2b is joined by joining means such as joining by welding, joining by brazing, or joining by adhesion. ing.
  • connection holes 3a and 3b are formed in the outer lid 3 by burring, and one ends 6a and 7a of a pair of thin pipes 6 and 7 are inserted into and joined to the connection holes 3a and 3b, respectively. be able to.
  • the connection holes 3 a and 3 b can be configured to have a rising portion rising from the outer lid 3.
  • the contact area in the junction part of outer lid 3 and thin pipes 6 and 7 which were constituted by a thin plate can be constituted widely, and the joint strength of outer lid 3 and thin pipes 6 and 7 can be raised.
  • the surface strength of the outer lid 3 can be improved by the flange portion 3c formed on the outer peripheral edge of the outer lid 3 and the pair of connection holes 3a and 3b in the form of a burring.
  • the thin pipes are not limited to two as in the illustrated example, but are configured as a single thin pipe Also, it can be configured as three or more thin pipes. Depending on the application as the sealed double container 1, the number of thin-walled pipes can be set arbitrarily.
  • a mounting flange 8 for attaching the sealed double container 1 to an external device or the like is joined.
  • a plurality of mounting holes 8 a for mounting to an external device (not shown) or the like are formed in the mounting flange 8 along the circumferential direction.
  • joining of the one end portions 6a and 7a of the thin pipes 6 and 7 to the connection holes 3a and 3b, joining of the cylindrical surface portion 2a to the outer lid 3, joining of the cylindrical surface portion 2a to the bottom portion 2b Bonding between the cylindrical surface portion 2a and the bottom portion 2b and bonding between the mounting flange 8 and the cylindrical surface portion 2a can be performed by welding, brazing, or bonding. Further, various types of conventionally known bonding can be adopted appropriately for bonding.
  • An exhaust port 11 is formed in the bottom 2 b, and the exhaust port 11 is provided with, for example, a connection portion 11 a for connecting a vacuum suction device.
  • a connection portion 11 a for connecting a vacuum suction device.
  • the inner container 4 housed in the outer container 2 is configured to include a cylindrical surface 4 a, a bottom 4 b and an inner lid 5.
  • the cylindrical surface 4a and the bottom 4b are integrally formed by drawing or the like. Further, in order to maintain the strength of the inner container 4, the bottom portion 4 b is formed in a curved shape projecting outward in a curved shape.
  • a thin plate-like flange 5c formed on the outer peripheral edge of the inner lid 5 is attached to the upper end of the cylindrical surface 4a, and the opening at the upper end of the cylindrical surface 4a is closed by the inner lid 5. It has become.
  • the contact area between the inner lid 5 and the cylindrical surface portion 4a can be configured wide by the flange portion 5c. And, even if the inner lid 5 and the cylindrical surface portion 4a are formed of thin plates, the contact area of the joint portion can be made wide, and the bonding strength between the inner lid 5 and the cylindrical surface portion 4a can be enhanced.
  • connection holes 5a and 5b are formed in the inner lid 5 by burring, and the other ends 6b and 7b of the pair of thin pipes 6 and 7 are inserted in the connection holes 5a and 5b, respectively.
  • the connection holes 5 a and 5 b can be configured to have a rising portion rising from the inner lid 5.
  • the surface strength of the inner lid 5 can be improved by the flange portion 5 c formed on the outer peripheral edge of the inner lid 5 and the pair of connection holes 5 a and 5 b in a burring shape.
  • the contact area at the junction between the inner lid 5 made of a thin plate and the other end 6b, 7b of each thin walled pipe 6, 7 can be made large, so the inner lid 5 and each thin walled pipe Bonding strength with 6, 7 can be increased.
  • the connection holes 3a, 3b and the connection holes 5a, 5b by burring instead of forming the connection holes 3a, 3b and the connection holes 5a, 5b by burring, the connection holes 3a, 3b, 5a, It is also possible to configure so as to surround 5b. However, if such a joining member is used, the weight will increase by the amount of using the joining member. As a result, it is not possible to reduce the weight as a sealed double container.
  • the weight is not increased as much as possible, and the inner container 4 can be supported by the pair of thin-walled pipes 6 and 7 in a firmly suspended state on the outer container 2.
  • the internal space 16 (see FIG. 4) in the inner container 4 communicates with the outside of the outer container 2 through the pair of thin pipes 6 and 7.
  • the heat source can be supplied into the inner container 4 or the heat source stored in the inner container 4 can be used externally.
  • the joining of the other ends 6b and 7b of the thin pipes 6 and 7 to the connection holes 5a and 5b and the joining of the cylindrical surface 4a to the inner lid 5 are joining by welding and joining by brazing, Various types of conventionally known bonding such as bonding by adhesion can be adopted as appropriate.
  • connection hole 3a, 3b of the outer cover 3 the apparatus for utilizing the heat source in the inside container 4, etc. are mounted
  • connection hole 3a, 3b can be provided with a mounting part for mounting so that it can do.
  • the weight as the sealed double container 1 can be greatly reduced. Heat is less likely to escape from the inner container 4 to the outer container 2.
  • the sealed double container of the present invention and the sealed double container for comparison are formed by using metal materials of the same size and the same material, As a result of comparison, the following experimental results were obtained.
  • the outer container and the inner container are made of thin metal plates, and the outer lid and the inner lid, and the pipes connected to the outer lid and the inner lid are each thicker. It is made of metal.
  • the weight could be reduced to half or less as compared with the closed double container for comparison.
  • the remaining time could be recorded three times or more as compared with the closed double container for comparison. That is, in the closed double container of the comparison object, the refrigerant was emptied in the inner container in about 40 minutes, whereas in the closed double container according to the present invention, the inner container was even after 2 hours Refrigerant remained inside.
  • the temperature in the inner container containing the refrigerant is, in the closed double container for comparison, the refrigerant according to the invention of the present invention while the refrigerant becomes empty in about 40 minutes.
  • the desired temperature could be maintained over time.
  • the metal-made sealed double containers concerning this invention were demonstrated in the inner container 4
  • the present invention is not limited to use as a sealed double container containing a low temperature heat source such as a refrigerant, and can be suitably applied as a sealed double container containing a high temperature heat source in the inner container 4 .
  • the weight of the sealed double container made of metal can be reduced, and furthermore, the temperature in the inner container containing the low or high temperature heat source can be maintained for a long time. It is possible to obtain a closed double container made of metal, which has a high thermal insulation effect. Moreover, the cylindrical surface portion 2a of the outer container 2 is formed in a bellows shape, and a flange portion is used for the joint portion and burring is performed to increase the contact area between the joint members in each joint portion. Can be Thereby, the strength as the closed double container 1 can be increased.
  • FIGS. 1 to 4 the configuration in which the inner container 4 is suspended from the outer container 2 via the thin pipes 6 and 7 in the outer container 2 has been described.
  • the inner container 4 can be supported from the bottom in the outer container 2 through the thin pipes 6 and 7.
  • the inner container 4 can be supported from the lower side by using a pair of thin pipes 6 and 7 joined to the outer lid 3 of the outer container 2. At this time, the heat source stored in the inner container 4 can be supplied into the inner container 4 from one or both of the thin pipes 6 and 7.
  • the joining of the pair of thin pipes 6, 7 and the outer lid 3 and the inner lid 5, the joining of the outer lid 3 and the bellows-like cylindrical surface 2a, the cylindrical surface 2a and the upper surface 12 Joining, joining of the inner lid 5 and the cylindrical surface portion 4a, and joining of the mounting flange 8 and the cylindrical surface portion 2a are the same as described in the configuration in which the inner container 4 shown in FIG. It can be performed.
  • the upper surface portion 14 of the inner container 4 is integrally formed with the cylindrical surface portion 4a by deep drawing.
  • the upper surface portion 12 of the outer container 2 is formed in a curved shape that protrudes in a curved shape to the outside, and an exhaust port 11 is formed.
  • the cylindrical surface portion 4a of the inner container 4 is simply formed in a cylindrical surface shape without being formed in a bellows shape, but in the case where the size of the inner container 4 is large, etc. If it is necessary to improve the strength of the cylindrical surface 4a, the cylindrical surface 4a can be configured as a bellows-like cylindrical surface as required.
  • the present invention can be suitably applied as a sealed double container made of metal.

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Abstract

　本願発明の金属製の密閉二重容器は、金属製の薄板で外容器2、内容器4、外容器2の外蓋3及び内容器4の内蓋5をそれぞれ構成する。外蓋3及び内蓋5に、バーリング加工で形成した接続孔3a,3b及び接続孔5a、5bを形成し、薄肉パイプ6,7の両端部をそれぞれ接続孔3a,3b及び接続孔5a,5bにそれぞれ差し込んだ状態で接続する。内蓋5を内容器4に接合し、外蓋3を外容器2に接合することにより、外容器内に内容器を離間させた金属製の密閉二重容器1が構成される。これにより、金属製の密閉二重容器1としての軽量化が図れると共に、内容器4内の温度を長時間に亘って維持することができ、断熱効果の高い密閉二重容器1が得られる。

Description

金属製の密閉二重容器
　本願発明は、外容器内に内容器を離間させて配設した金属製の密閉二重容器に関する。
　従来から、金属製の密閉二重容器は、内容器内に冷媒等の低温の熱源を収納した冷却装置として用いられていたり、内容器内に高温の熱源を収納した蓄熱装置等として用いられていたりする。そして、内容器から外容器に熱が伝達されるのを抑制するため、一般的な構成として、内容器と外容器との間に断熱材を配した構成が多用されている。断熱材を配した構成の一つとしては、密閉二重容器における外容器と内容器との間を真空状態に保つことによって、断熱効果を持たせた構成も採用されている。
　このように構成された冷却装置としては、超電導体の冷却装置（特許文献１参照）などが提案されており、蓄熱装置としては、金属製真空二重容器（特許文献２参照）などが提案されている。
　特許文献１に記載された発明では、内容器と外容器とは、金属材によって構成されていない。その代わり、ガラス繊維強化プラスチックを用いて内容器と外容器とが構成されている。そして、外容器を構成している底部を有した筒状の胴部と外容器用の蓋部とは、エポキシ樹脂を主成分とする接着剤を用いて固定されている。また、内容器を構成している底部を有した筒状の胴部と内容器用の蓋部とは、エポキシ樹脂を主成分とする接着剤を用いて固定されている。そして、内容器の蓋部と外容器の蓋部には、それぞれ貫通孔が形成されており、内容器の内部空間に連通した液体窒素供給通路及び窒素排出通路は、これらの貫通孔にそれぞれ通されている。
　液体窒素供給通路及び窒素排出通路は、それぞれ内管と外管とを有する二重構造に構成されており、内管と外管との間には発泡ウレタンが挿入されている。また、内容器は、固定部材を介して外容器に固定されており、固定部材の一端面は、外容器の蓋部内面に固定されており、他端面は、内容器の蓋部外面に固定されている。固定部材の両端面の固定は、エポキシ樹脂を主成分とする接着剤を用いて固定されている。
　外容器と内容器との間の空間は、実質的に真空状態が維持されている。また、内容器の外周面には、吸着用活性炭層が設けられており、吸着用活性炭層の外周側には、輻射熱を反射するためのスーパーインシュレーション層が設けられている。スーパーインシュレーション層としては、一方の面にアルミニウム蒸着層が形成され、他方の面に紙等の繊維質材料からなる層が形成されたポリエステル樹脂フィルムが用いられている。そして、ポリエステル樹脂フィルムを吸着用活性炭層の外周側に何層にも亘って、多層に重ねて巻き付けた構成になっている。
　特許文献２に記載された発明では、金属製の内容器と外容器とからなる二重構造に構成されており、内外両容器間の空間は、真空に保持されている。そして、内容器の開口部分には、内容器の内方側に絞って立ち上げた絞り部が形成されている。そして、絞り部には、口部パイプの内端部が挿入接合されており、口部パイプの外端部は、外容器の開口部に接合されている。そして、口部パイプによって内容器の開口部が構成されている。
　口部パイプには、栓体が嵌入されており、栓体によって口部パイプを塞いだ構成になっている。そして、栓体には、内容器の内部空間に連通する液体入り口と液体出口とが形成されている。
特開２０００－２５８５２０号公報 特開２００２－３２６６７４号公報
　特許文献１に記載された超電導体の冷却装置では、内容器と外容器とは、金属材によって構成されておらず、代わりにガラス繊維強化プラスチックによって構成されている。液体窒素供給通路及び窒素排出通路は、内管と外管とを有する二重構造に構成されており、内管と外管との間には発泡ウレタンが挿入されている。また、内容器の外周面には、吸着用活性炭層とスーパーインシュレーション層とが多層に亘って巻かれている。そして、内容器は、固定部材を介して外容器に支持された構成になっている。
　このように構成されているので、内容器及び外容器を構成するガラス繊維強化プラスチックの板厚を厚く構成しておくことが必要になる。その結果、冷却装置としては、全体的に重量が重く、大きな外形形状を有する構成になってしまう。
　また、内容器内に収納可能な冷媒の量に比べて、冷却装置は、大きく構成されることになる。その結果、内容器内に収納可能な冷媒の量としては、少ない量になる。そして、内容器内における温度を長時間に亘って維持しておくことが難しくなってしまう。
　更に、内容器と外容器とを、ガラス繊維強化プラスチックの代わりに金属材で構成した場合には、内容器と外容器における板厚は厚く構成されることになり、内容器の蓋部及び外容器の蓋部も板厚が厚く構成されることになる。そして、液体窒素供給通路と窒素排出通路とを金属材で構成すると、金属材で構成した液体窒素供給通路及び窒素排出通路と内容器の蓋部及び外容器の蓋部との接合には、接合用のフランジ部を持った接合部材を用いて接合を行っておかなければ、接合状態を維持しておくことが難しくなる。
　その結果、内容器と外容器とを金属材で構成したとしても、超伝導体の冷却装置としての重量は、重い構成になってしまう。また、板厚の厚い金属材を用いた内容器が構成されることになるので、内容器から液体窒素供給通路及び窒素排出通路に伝達される熱伝導としては、内容器の板厚が厚いほど、即ち、液体窒素供給通路及び窒素排出通路との接触面積が大きいほど、熱伝導は速くなってしまう。
　これによって、内容器内の熱が外容器側に逃げていく割合が多くなり、内容器内における温度を長時間に亘って維持しておくことが難しくなる。
　特許文献２に記載された金属製真空二重容器では、内容器の内部空間を外容器の外部に連通させる構成として、内容器の開口部を構成している口部パイプには、栓体を嵌入している。そして、栓体には、液体入り口と液体出口とを形成している。更に、栓体の抜けを防止するための構成として、押え板を栓体に当てている構成が採用されている。そして、この押え板は、外容器の外周面に固定したブラケットに連結された構成になっている。
　このように構成されているので、内容器の開口部における構成としては、口部パイプや栓体及び栓体の抜け止めを図る押え板を備えた構成が必要になり、全体的に複雑な構成になっている。また、口部パイプの外周面における面積は、液体入り口及び液体出口の内周面の面積よりも大きく構成されている。しかも、内容器と外容器及び外容器の外部との間における熱の伝達は、口部パイプ、液体入り口及び液体出口を伝わりながら行われることになる。
　そのため、口部パイプ、液体入り口及び液体出口を介して内容器から外容器に伝達される熱の移動は、大きなものになっている。その結果、内容器内における温度を長時間に亘って維持しておくことが難しくなっている。また、栓体を押えておくための押え板と、押え板を固定するためのブラケットとを設けておかなければならず、金属製真空二重容器としての重量が増大してしまう一因にもなっている。
　本願発明では、これらの問題を解決することができ、金属製の密閉二重容器における重量を軽減させることができ、しかも、低温や高温の熱源を収納した内容器内の温度を長時間に亘って維持しておくことができ、断熱効果の高い金属製の密閉二重容器の提供を課題にしている。
　かかる本願発明の課題は、請求項１～９に記載した金属製の密閉二重容器によって達成することができる。
　即ち、本願発明は、外容器内に内容器を離間させて配設した金属製の密閉二重容器であって、前記内容器と、前記内容器の開口部を塞ぐ内蓋と、前記外容器と、前記外容器の開口部を塞ぐ外蓋とが、全て薄板の金属材によって構成され、前記内容器が、前記内蓋と前記外蓋との間に接続された少なくとも一本以上の薄肉パイプによって、前記外容器に支持され、
　前記薄肉パイプの両端部が、前記内蓋及び前記外蓋に形成したバーリング形状の接続孔にそれぞれ差し込まれた状態で、前記内蓋及び前記外蓋にそれぞれ接合され、前記内容器の内部空間が、前記薄肉パイプを通って前記外容器の外部に連通していることを最も主要な特徴としている。
　また、本願発明では、前記内容器が、円筒形状に形成され、前記外容器が、蛇腹状の円筒形状に形成されていることを主要な特徴としている。
　更に、本願発明では、前記薄肉パイプを構成する金属材が、前記内蓋と前記外蓋とを構成する金属材の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する金属材で構成されていることを主要な特徴としている。
　更にまた、本願発明では、前記薄肉パイプが、複数本のパイプとして構成され、前記各薄肉パイプが互いに離間した状態で配設されていることを主要な特徴としている。
　また、本願発明では、前記内容器が、前記薄肉パイプによって吊り下げられた状態で配されていることを主要な特徴としている。
　更に、本願発明では、前記外容器と前記内容器との間の空間が、真空状態に保持されていることを主要な特徴としている。
　本願発明の金属製の密閉二重容器では、内容器と、内容器の開口部を塞ぐ内蓋と、外容器と、外容器の開口部を塞ぐ外蓋とを全て薄板の金属材によって構成している。また、内容器を外容器で支持させた構成にするとともに、内容器の内部空間を外容器の外部に連通するパイプを薄肉パイプで構成している。このように構成することによって、金属製の密閉二重容器の重量を大幅に軽減させることができる。
　また、薄肉パイプの両端部を薄板で構成した内容器の内蓋及び外容器の外蓋にそれぞれ接合させる構成として、内蓋及び外蓋にはバーリング形状の接続孔をそれぞれ形成しておき、このバーリング形状の接続孔に薄肉パイプの両端部をそれぞれ差し込んだ状態にしてから、薄肉パイプを内蓋及び外蓋に接合させている。薄肉パイプの接合としては、溶接、ロウ付け、接着などによる従来から公知の接合方法を採用することができる。
　薄肉パイプの両端部をバーリング形状の接続孔に差し込むことによって、接続孔と薄肉パイプとを接合させるときの接触面積を広く構成しておくことができる。このように接触面積を広く構成することができるので、薄板の金属材で構成された内蓋及び外蓋であっても、薄肉パイプの取付け強度を高めておくことができる。
　このように構成しているので、薄肉パイプを薄板で構成した内蓋と外蓋とに接合しても、充分な接合強度を得ることができる。そして、薄肉パイプを介して、内容器を安定した状態で外容器に支持させておくことができる。
　また、薄肉パイプや薄肉パイプに接触することになる内蓋の板厚が薄い構成になっているので、内蓋から薄肉パイプに伝達される熱伝導を遅くさせることができる。同様に、薄肉パイプから外蓋に伝達される熱伝導も遅くなる。その結果、内容器から薄肉パイプを介して外容器に伝達される熱伝導は遅く、そしてゆっくりとしたものになるので、内容器内の温度低下はゆっくりとしたものになる。このように、長時間に亘って内容器内の温度が低下しないように維持しておくことができる。そして、断熱効果の高い金属製の密閉二重容器を得ることができる。
　本願発明では、内容器を円筒状に形成しておくことができ、外容器を蛇腹状の円筒形状に構成しておくことができる。必要に応じて、例えば、内容器を大きな容量の内容器として構成する際には、内容器も蛇腹状の円筒容器として構成しておくことができる。そのため、本願発明では、内容器における円筒状の形成としては、蛇腹状の円筒形状も包含しているものである。
　内容器及び外容器を円筒形状の容器として構成することによって、薄板で容器を構成しても、容器としての強度を高めておくことができる。即ち、円筒形状の容器において円筒面の周面に対しては、均等の内圧が加わることになるので、内容器及び外容器としての強度を高めておくことができる。
　また、蛇腹状の円筒形状に容器を構成しておくことによって、円筒形状の容器において径方向における強度を向上させることができる。そこで、薄板で大きな容器を構成したとしても、容器として充分な強度を持たせておくことができる。
　本願発明では、薄肉パイプを構成している金属材の熱伝導率が、内蓋と外蓋とを構成している金属材の熱伝導率よりも低い金属材を用いて、薄肉パイプを構成しておくことができる。熱伝導率が低い金属材料では、熱の伝達が遅くなるので、内容器の熱が外容器側に排出されるのを抑えておくことができ、内容器内の温度を長時間に亘って所定の温度に維持しておくことができる。
　尚、本願発明では、内容器、外容器、内蓋及び外蓋を構成する金属材としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、又はステンレス鋼を用いて構成することができ、薄肉パイプとしては、例えば、亜鉛合金やスズ合金、又は耐熱性マグネシウム合金等の金属材を用いて構成することで、アルミニウム、アルミニウム合金、又はステンレス鋼に比べて熱伝導率の低い金属材を用いて構成することができる。あるいは、内容器、外容器、内蓋及び外蓋を構成する金属材と同じ金属材で、薄肉パイプを構成しておくこともできる。
　本願発明では、薄肉パイプとして複数本のパイプを用いた構成にしておくことができ、複数本で構成された各薄肉パイプは、互いに離間した状態に配設しておくことができる。薄肉パイプをこのように構成しておくことにより、より安定した状態で内容器は、複数本の薄肉パイプによって外容器に支持されることになる。
　また、複数本の薄肉パイプを互いに離間させておくことによって、隣接した薄肉パイプ間において熱が相互に伝達されるのを防止しておくことができる。更に、複数本の薄肉パイプを、例えば、内容器内に冷媒を供給するパイプと冷媒を排出するときのパイプ等のように、それぞれの薄肉パイプを専用の用途に用いることができる。
　本願発明では、薄肉パイプで内容器を外容器に支持する構成としては、薄肉パイプによって内容器を上側から吊り下げた構成にすることも、薄肉パイプによって内容器を下から支えた構成にすることもできる。そして、薄肉パイプを用いて内容器を外容器内において浮かせた状態で支持しておくこともできる。
　このように構成することによって、内容器と外容器とは、薄肉パイプを介してのみ接続している構成になるので、内容器と外容器との間における断熱性を大幅に向上させることができる。
　本願発明では、外容器と内容器との間における空間を、真空状態に保持しておくことができる。そして、内容器と外容器とは、薄肉パイプを介してのみ接続している構成になっているので、真空断熱による効果をより高めておくことができる。
図１は、密閉二重容器の斜視図である。（実施例） 図２は、密閉二重容器の分解斜視図である。（実施例） 図３は、密閉二重容器の平面図である。（実施例） 図４は、図３のIV－IV断面図である。（実施例） 図５は、内容器を下から支えた構成を示す分解斜視図である。（実施例）
　本願発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて以下において具体的に説明する。本願発明に係わる金属製の密閉二重容器としては、以下の実施例で示す構成以外であっても、本願発明の技術思想を満たし、本願発明の課題を解決することができる構成であれば、以下に説明する構成に限定されるものではなく、多様な変更が可能である。
　図１、図２に示すように、金属製の密閉二重容器1は、外容器2と外容器2内に一対の薄肉パイプ6,7で支持された内容器4とを備えた構成になっている。外容器2及び内容器4は、薄板の金属材によって構成されており、外容器2、内容器4及び薄肉パイプ6,7は、アルミニウム、アルミニウム合金又はステンレス鋼を用いて構成されている。
　尚、薄肉パイプ6,7としては、アルミニウム、アルミニウム合金又はステンレス鋼よりも熱伝導率の低い亜鉛合金やスズ合金、耐熱性マグネシウム合金等の金属材を用いて構成しておくこともできる。
　図２に示すように、外容器2は、蛇腹状の円筒面部2a、外蓋3、底部2bを備えた構成になっている。円筒面部2aは、絞り加工等によって長手方向に沿って蛇腹状に形成されている。円筒面部2aの上端側には、外蓋3の外周縁に形成した薄板状のフランジ部3cが取付けられており、円筒面部2aの上端側の開口が、外蓋3によって塞がれた構成になっている。
　フランジ部3cを介して外蓋3と円筒面部2aとを接合しているので、フランジ部3cによって外蓋3と円筒面部2aとの接触面積を広く構成することができる。そして、外蓋3と円筒面部2aとを薄板で構成しても、接合部の接触面積を広く構成することができるので、外蓋3と円筒面部2aとの接合強度を高めておくことができる。
　円筒面部2aの下端側には、絞り加工によって成形された底部2bが取付けられている。図４に示すように、円筒面部2aの下端縁と底部2bの外周縁を立ち上げた縁部との接続部は、溶接による接合、ロウ付けによる接合、接着による接合などの接合手段によって接合されている。
　外蓋3には、バーリング加工により一対の接続孔3a,3bが形成されており、各接続孔3a,3bには、それぞれ一対の薄肉パイプ6,7の一端部6a,7aを差し込んで接合させることができる。各接続孔3a,3bをバーリング加工によって形成することにより、接続孔3a,3bは、外蓋3から立ち上がった立ち上がり部を有する形状に構成することができる。
　そして、薄板で構成した外蓋3と薄肉パイプ6,7との接合部における接触面積を広く構成しておくことができ、外蓋3と薄肉パイプ6,7との接合強度を高めることができる。また、外蓋3の外周縁に形成したフランジ部3cとバーリング形状の一対の接続孔3a,3bとによって、外蓋3の面強度を向上させておくことができる。
　尚、一対の薄肉パイプ6,7を用いた構成について、説明を行うが、薄肉パイプとしては、図示例のように二本に限定されるものではなく、一本の薄肉パイプとして構成しておくことも、３本以上の薄肉パイプとして構成しておくこともできる。密閉二重容器1としての用途に応じて、薄肉パイプの配設本数は任意に設定することができる。
　図１、図３に示すように、外蓋3を取り付けた円筒面部2aの上端部には、密閉二重容器1を図示せぬ外部の装置等に取り付けるための取付フランジ8が接合されている。取付フランジ8には、図示せぬ外部の装置等に取り付けるための取付孔8aが周方向に沿って、複数形成されている。
　尚、本願発明では、各薄肉パイプ6,7の一端部6a,7aと各接続孔3a,3bとの接合、円筒面部2aと外蓋3との接合、円筒面部2aと底部2bとの接合、円筒面部2aと底部2bとの接合、及び取付フランジ8と円筒面部2aとの接合は、それぞれ溶接による接合、ロウ付けによる接合、接着による接合などによって接合することができる。また、従来から公知の各種の接合を適宜採用して接合することもできる。
　底部2bには、排気ポート11が形成されており、排気ポート11には、例えば、真空吸引機を接続するための接続部11aが設けられている。後述するように、外容器2内に収納した内容器4との間における空間15（図４参照）を、排気ポート11を介して真空状態にしたときに、底部2bにおける強度を高めるため、底部2bの形状としては、外側へ湾曲状に突出した曲面形状に形成しておくことが望ましい形状になる。
　外容器2内の収納される内容器4は、円筒面部4a、底部4b及び内蓋5を備えた構成になっている。円筒面部4aと底部4bとは、絞り加工等によって一体的に成形されている。また、内容器4の強度を保つため、底部4bは外側へ湾曲状に突出した曲面形状に形成されている。
　円筒面部4aの上端側には、内蓋5の外周縁に形成した薄板状のフランジ部5cが取付けられており、円筒面部4aの上端側の開口が、内蓋5によって塞がれた構成になっている。
　フランジ部5cを介して内蓋5と円筒面部4aとを接合することにより、フランジ部5cによって内蓋5と円筒面部4aとの接触面積を広く構成しておくことができる。そして、内蓋5と円筒面部4aとを薄板で構成しても、接合部の接触面積を広く構成しておくことができ、内蓋5と円筒面部4aとの接合強度を高めることができる。
　内蓋5には、バーリング加工によって一対の接続孔5a,5bが形成されており、各接続孔5a,5bには、それぞれ一対の薄肉パイプ6,7の他端部6b,7bを差し込んだ状態で接合させることができる。各接続孔5a,5bをバーリング加工により形成することにより、各接続孔5a,5bは、内蓋5から立ち上がった立ち上がり部を有する形状に構成することができる。また、内蓋5の外周縁に形成したフランジ部5cとバーリング形状の一対の接続孔5a,5bとによって、内蓋5の面強度を向上させておくことができる。
　このように、薄板で構成した内蓋5と各薄肉パイプ6,7の他端部6b,7bとの接合部における接触面積を広く構成しておくことができるので、内蓋5と各薄肉パイプ6,7との接合強度を高めることができる。一対の薄肉パイプ6,7を接合させる構成として、各接続孔3a,3b及び各接続孔5a,5bをバーリング加工で形成する代わりに、フランジ部を有する接合部材で接続孔3a,3b、5a,5bの周囲を囲繞するように構成しておくことも可能ではある。しかし、このような接合部材を用いた構成すると、接合部材を用いた分だけ重量が増大することになる。その結果、密閉二重容器としての軽量化を図ることができなくなる。
　本願発明では、重量を極力増大させない構成にしており、内容器4を、一対の薄肉パイプ6,7によって外容器2に強固な吊り下げ状態で支持しておくことができる。そして、内容器4内の内部空間16（図４参照）は、一対の薄肉パイプ6,7を通って外容器2の外部に連通している。これによって、内容器4内に熱源を供給することも、内容器4内に収納した熱源を外部で利用することもできる。
　本願発明では、各薄肉パイプ6,7の他端部6b,7bと各接続孔5a,5bとの接合、円筒面部4aと内蓋5との接合は、それぞれ溶接による接合、ロウ付けによる接合、接着による接合など、従来から公知の各種の接合を適宜採用することができる。
　尚、図示を省略しているが、外蓋3の接続孔3a,3bを介して内容器4内に熱源を供給する供給装置や、内容器4内の熱源を利用するための器具等を装着することができるように、各接続孔3a,3bには、取り付け用の取付部を設けておくことができる。
　本願発明では、外容器2、内容器4及び一対の薄肉パイプ6,7を薄肉の金属材で構成しているので、密閉二重容器1としての重量を大幅に軽減させることができ、しかも、内容器4から外容器2に熱が逃げ難い構成になっている。
　本願発明では、このように構成しているので、同じ大きさで同じ材質の金属材を用いて、本願発明の密閉二重容器と、比較用の密閉二重容器と、を構成し、両者を比較したところ、次のような実験結果が得られた。
　尚、比較用の密閉二重容器としては、外容器及び内容器を薄板の金属材で構成し、外蓋及び内蓋と、外蓋及び内蓋に接続するパイプと、をそれぞれ板厚の厚い金属材で構成している。
　実験結果としては、本願発明に係る密閉二重容器では、比較用の密閉二重容器に比べて、重量を半減以下に構成することができた。また、内容器内に収納した冷媒の残存時間に関しては、本願発明に係る密閉二重容器では、比較用の密閉二重容器に比べて３倍以上の残存時間を記録することができた。即ち、比較対象の密閉二重容器では、約40分で冷媒が内容器内で空の状態になったのに対して、本願発明に係る密閉二重容器では、2時間経過した段階でも内容器内に冷媒が残存していた。
　そして、冷媒を収納した内容器内での温度は、上述したように、比較用の密閉二重容器では、約40分で冷媒が空の状態になったのに対して、本願発明に係る密閉二重容器では、長時間に亘って所望の温度を維持することができた。
　尚、内容器4内に冷媒を収納した構成例について、比較用の密閉二重容器との比較結果について説明を行ったが、本願発明に係る金属製の密閉二重容器は、内容器4内に冷媒等の低温の熱源を収納した密閉二重容器として用いることに限定されるものではなく、内容器4内に温度の高い熱源を収納した密閉二重容器としても好適に適用することができる。
　このように、本願発明によって、金属製の密閉二重容器における重量を軽減させることができ、しかも、低温や高温の熱源を収納した内容器内の温度を長時間に亘って維持することができ、断熱効果の高い金属製の密閉二重容器を得ることができる。しかも、外容器2の円筒面部2aを蛇腹状に構成し、接合部にフランジ部を利用し、バーリング加工を施しておくことによって、各接合部における接合部材間の接触面積を広げて構成しておくことができる。これによって、密閉二重容器1としての強度を高めておくことができる。
　図１～図４では、外容器2内において薄肉パイプ6,7を介して内容器4が外容器2から吊り下げられた構成について説明を行ったが、本願発明に係る金属製の密閉二重容器では、薄肉パイプ6,7を介して、内容器4が外容器2内において下から支持された構成にしておくこともできる。
　即ち、図５に示すように、外容器2の外蓋3に接合された一対の薄肉パイプ6,7を用いて内容器4を下側から支持した構成にすることもできる。このとき、内容器4内に収納される熱源を、薄肉パイプ6,7の一方または両方から内容器4内に供給することができる。
　尚、図５では、図２と同様の構成については、図２に用いた部材符号をそのまま使用している。そして、同じ部材符号を用いることで、それらの部材に関する構成の説明を省略している。
　図５に示す構成においても、一対の薄肉パイプ6,7と外蓋3及び内蓋5との接合、外蓋3と蛇腹状の円筒面部2aとの接合、円筒面部2aと上面部12との接合、内蓋5と円筒面部4aとの接合、取付フランジ8と円筒面部2aとの接合は、図２で示した内容器4を外容器2内で吊り下げた構成で説明したと同様の接合を行うことができる。
　また、内容器4における上面部14は、深絞り加工によって円筒面部4aとともに一体に成形されている。外容器2の上面部12は、外側へ湾曲状に突出した曲面形状に形成されており、排気ポート11が形成されている。
　尚、上述した本願発明では、内容器4の円筒面部4aを蛇腹状に形成せずに、単に円筒面形状に形成した構成を説明したが、内容器4の大きさを大きく構成した場合などにおいて、円筒面部4aにおける強度を向上させておく必要があるときには、必要に応じて円筒面部4aを蛇腹状の円筒面部として構成しておくこともできる。
　また、図２で示した外容器2の底部2b、内容器4の底部4b、及び図５で示した外容器2の上面部12、内容器4の上面部14は、それぞれ外側へ湾曲状に突出した曲面形状に形成した構成例について説明を行ったが、これらの形状をそれぞれ内側に湾曲状に窪んだ曲面形状に形成しておくこともできる。
　即ち、外容器2及び内容器4としての強度を維持することができる構成であれば、それらの構成を採用することができる。
　本願発明は、金属製の密閉二重容器として好適に適用することができる。
　１・・・密閉二重容器
　２・・・外容器
　２ａ・・・円筒面部
　３・・・外蓋
　３ａ、３ｂ・・・接続孔
　４・・・内容器
　４ａ・・・円筒面部
　４ｂ・・・底部
　５・・・内蓋
　５ａ、５ｂ・・・接続孔
　６、７・・・薄肉パイプ
１２・・・上面部
１４・・・上面部

Claims (9)

  1. 　外容器内に内容器を離間させて配設した金属製の密閉二重容器であって、
    　前記内容器と、前記内容器の開口部を塞ぐ内蓋と、前記外容器と、前記外容器の開口部を塞ぐ外蓋とが、全て薄板の金属材によって構成され、
    　前記内容器が、前記内蓋と前記外蓋との間に接続された少なくとも一本以上の薄肉パイプによって、前記外容器に支持され、
    　前記薄肉パイプの両端部が、前記内蓋及び前記外蓋に形成したバーリング形状の接続孔にそれぞれ差し込まれた状態で、前記内蓋及び前記外蓋にそれぞれ接合され、
    　前記内容器の内部空間が、前記薄肉パイプを通って前記外容器の外部に連通していることを特徴とする金属製の密閉二重容器。
  2. 　前記内容器が、円筒形状に形成され、
    　前記外容器が、蛇腹状の円筒形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の金属製の密閉二重容器。
  3. 　前記薄肉パイプを構成する金属材が、前記内蓋と前記外蓋とを構成する金属材の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する金属材で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の金属製の密閉二重容器。
  4. 　前記薄肉パイプが、複数本のパイプとして構成され、前記各薄肉パイプが互いに離間した状態で配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の金属製の密閉二重容器。
  5. 　前記薄肉パイプが、複数本のパイプとして構成され、前記各薄肉パイプが互いに離間した状態で配設されていることを特徴とする請求項３に記載の金属製の密閉二重容器。
  6. 　前記内容器が、前記薄肉パイプによって吊り下げられた状態で配されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の金属製の密閉二重容器。
  7. 　前記内容器が、前記薄肉パイプによって吊り下げられた状態で配されていることを特徴とする請求項３に記載の金属製の密閉二重容器。
  8. 　前記外容器と前記内容器との間の空間が、真空状態に保持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の金属製の密閉二重容器。
  9. 　前記外容器と前記内容器との間の空間が、真空状態に保持されていることを特徴とする請求項３に記載の金属製の密閉二重容器。
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