(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のパネルを備えている熱バリアシステムであって、該複数のパネルは、パネルの間に空間を画定するように互いから離された少なくとも２つのパネルを含み、該少なくとも２つのパネルの各パネルは、少なくとも１つのスペーサ構造を介して別のパネルから離され、各パネルおよび各スペーサ構造は、０．０２３Ｗ／（ｍ＊Ｋ）〜０．０９９Ｗ／（ｍ＊Ｋ）の範囲の熱伝導性を有するシリコンシンタクチックフォーム断熱材を含み、各パネルは、該少なくとも１つのスペーサ構造のみを介して、いかなるパネルあるいはいかなるスペーサ構造を通って延びる追加の構造を伴うことなく別のパネルに接続しており、
該少なくとも１つのスペーサ構造は、別のパネルの表面に向かい合う各パネルの表面の周囲のまわりに延びているスペーサを含み、これにより、該２つのパネルの向かい合う表面の間に画定された空間に対する縁シールを提供する、熱バリアシステム。
【請求項２】
前記シリコンシンタクチックフォーム材料は、５５ミクロン〜７０ミクロンの範囲の断面寸法を有する中空のシリコン構造を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記少なくとも１つのスペーサ構造は、２つのパネルの向かい合う表面に沿って整列された複数のスペーサを含み、該２つのパネルは、該２つのパネルの間に空間を形成するように結合する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記複数のスペーサは、２つのパネルの前記向かい合う表面に沿ってスペーサの２つの交差する線を形成するように整列される、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
各パネルと各スペーサ構造とは、０．１０インチ〜０．２０インチの範囲の厚さ寸法を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
各スペーサ構造は、パネル間に画定される前記空間の厚さが、０．１インチ〜０．２インチであるような適切な厚さ寸法を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
２つのパネルの間に画定された前記空間は、断熱空隙を備えている、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記複数のパネルは、少なくとも第１のパネルと第２のパネルと第３のパネルとを備えており、該第１のパネルは、該第１のパネルと該第２のパネルとの間に第１の空間を画定するように該第２のパネルから離されており、該第３のパネルは、該第２のパネルと該第３のパネルとの間に画定された第２の空間を画定するように該第２のパネルから離されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
少なくとも１つのパネルの少なくとも１つの表面に沿って提供される反射材をさらに備えている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記反射材は、アルミニウムとステンレス鋼とのうちの１つを含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記反射材は、前記熱バリアシステムの外側壁を画定するパネルの表面に沿って提供される、請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記反射材はさらに、前記熱バリアシステムの外側壁の間に位置を定められたパネルの少なくとも１つの表面に沿って提供される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記断熱材は、３０ｌｂ／ｆｔ３以下の密度を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
請求項１に記載の前記熱バリアシステムを備えている、支持構造。
【請求項１５】
請求項１に記載の前記熱バリアシステムを備えている、移動用乗物。
【請求項１６】
前記移動用乗物は、自動車を含む、請求項１５に記載の移動用乗物。
【請求項１７】
前記熱バリアシステムは、自動車のヘッダーおよび排気システムと該自動車の運転室との間に配置されている、請求項１６に記載の移動用乗物。
【請求項１８】
前記移動用乗物は、航空宇宙船を含む、請求項１５に記載の移動用乗物。
【請求項１９】
熱バリアシステムを利用する方法であって、
該方法は、複数のパネルを互いに結合することを含み、該複数のパネルは、パネルの間に空間を画定するように互いから離された少なくとも２つのパネルを含み、該少なくとも２つのパネルの各パネルは、少なくとも１つのスペーサ構造を介して別のパネルから離され、各パネルおよび各スペーサ構造は、０．０２３Ｗ／（ｍ＊Ｋ）〜０．０９９Ｗ／（ｍ＊Ｋ）の範囲の熱伝導性を有する断熱材を含み、各パネルは、該少なくとも１つのスペーサ構造のみを介して、いかなるパネルあるいはいかなるスペーサ構造を通って延びる追加の構造を伴うことなく別のパネルに接続しており、
該少なくとも１つのスペーサ構造は、別のパネルの表面に向かい合う各パネルの表面の周囲のまわりに延びているスペーサを含み、これにより、該２つのパネルの向かい合う表面の間に画定された空間に対する縁シールを提供する、方法。
【請求項２０】
各パネルは、シリコンシンタクチックフォームを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記熱バリアシステムを乗物において提供することをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
自動推進乗物の運転室と該自動推進乗物の排気システムとの間の位置において、前記熱バリアシステムを該自動推進乗物において提供することをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記断熱材は、３０ｌｂ／ｆｔ３以下の密度を有する、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
熱バリアが、多数の異なる用途に提供されることにより、保護される１人以上の人および／または保護される１つ以上の物品に占有された筐体または環境に面するバリアの外側表面または露出表面と内側表面との間の熱の伝達を最小化することによって、危険な温度にさらされることから人々および／または物品を守り、保護する。熱バリアが提供される用途の例は、航空宇宙学的用途（すなわち、過度に低い温度または過度に高い温度から航空宇宙船の壁を断熱するため）、防火筐体、航空機、および自動車である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
熱バリアは、大きく、分厚く、そして、重たくなり得、一定の用途の使用に対しては、かかるバリアを作ることを困難にしている。したがって、軽量であり、かつ、過度な熱および過度な放射線に対するシールドを提供するという点で効果的である熱バリアを提供することが、望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
熱バリアシステムは、複数のパネルを備え、該複数のパネルは、パネルの間に空間を画定するように互いから離された少なくとも２つのパネルを含み、少なくとも２つのパネルの各パネルは、少なくとも１つのスペーサ構造によって別のパネルから離されている。各パネルはさらに、約０．０２３Ｗ／（ｍ＊Ｋ）〜約０．０９９Ｗ／（ｍ＊Ｋ）の範囲の熱伝導性を有する断熱材で形成されている。例示的な実施形態において、パネルを形成する断熱材は、シリコンシンタクチックフォーム材料を含む。
【０００４】
パネルは、少なくとも１つのスペーサ構造を使用して互いから離され得、少なくとも１つのスペーサ構造は、パネルと同じ断熱材から形成され得る。パネルの間に形成されるスペーサは、空気などの任意の断熱媒体で満たされ得る。
【０００５】
本発明の、上記の特徴およびまたさらなる特徴、ならびに上記の利点およびまたさらなる利点は、特定の実施形態に関する以下の詳細な記述を考慮すると明らかになり、特に、様々な図面における同様な参照番号が同様なコンポーネントを指すように利用されている添付の図面と関連付けて考慮されたときに明らかになる。
【０００６】
したがって、本発明は、以下を提供する。
【０００７】
（項目１）  
複数のパネルを備えている熱バリアシステムであって、該複数のパネルは、該パネルの間に空間を画定するように互いから離された少なくとも２つのパネルを含み、該少なくとも２つのパネルの各パネルは、少なくとも１つのスペーサ構造によって別のパネルから離され、各パネルは、約０．０２３Ｗ／（ｍ＊Ｋ）〜約０．０９９Ｗ／（ｍ＊Ｋ）の範囲の熱伝導性を有する断熱材を含む、熱バリアシステム。
【０００８】
（項目２）  
各パネルは、シリコン含有材料を含む、上記項目のうちのいずれか１項に記載のシステム。
【０００９】
（項目３）  
各パネルは、シリコンシンタクチックフォーム材料を含む、上記項目のうちのいずれか１項に記載のシステム。
【００１０】
（項目４）  
上記シリコンシンタクチックフォーム材料は、約５５ミクロン〜約７０ミクロンの範囲の断面寸法を有する中空のシリコン構造を含む、上記項目のうちのいずれか１項に記載のシステム。
【００１１】
（項目５）  
上記少なくとも１つのスペーサ構造は、シリコンシンタクチックフォーム材料を含む、上記項目のうちのいずれか１項に記載のシステム。
【００１２】
（項目６）  
上記少なくとも１つのスペーサ構造は、２つのパネルの向かい合う表面に沿って整列された複数のスペーサを含み、該２つのパネルは、該２つのパネルの間に空間を形成するように結合する、上記項目のうちのいずれか１項に記載のシステム。
【００１３】
（項目７）  
上記スペーサは、２つのパネルの上記向かい合う表面に沿ってスペーサの２つの交差する線を形成するように整列される、上記項目のうちのいずれか１項に記載のシステム。
【００１４】
（項目８）  
各パネルと各スペーサ構造とは、約０．１０インチ〜約０．２０インチの範囲の厚さ寸法を有する、上記項目のうちのいずれか１項に記載のシステム。
【００１５】
（項目９）  
各スペーサ構造は、パネル間に画定される上記空間の厚さが、約０．１インチ〜約０．２インチであるような適切な厚さ寸法を有する、上記項目のうちのいずれか１項に記載のシステム。
【００１６】
（項目１０）  
２つのパネルの間に画定された上記空間は、断熱空隙を備えている、上記項目のうちのいずれか１項に記載のシステム。
【００１７】
（項目１１）  
上記複数のパネルは、少なくとも第１のパネルと第２のパネルと第３のパネルとを備えており、該第１のパネルは、該第１のパネルと該第２のパネルとの間に第１の空間を画定するように該第２のパネルから離されており、該第３のパネルは、該第２のパネルと該第３のパネルとの間に画定された第２の空間を画定するように該第２のパネルから離されている、上記項目のうちのいずれか１項に記載のシステム。
【００１８】
（項目１２）  
少なくとも１つのパネルの少なくとも１つの表面に沿って提供される反射材をさらに備えている、上記項目のうちのいずれか１項に記載のシステム。
【００１９】
（項目１３）  
上記反射材は、アルミニウムとステンレス鋼とのうちの１つを含む、上記項目のうちのいずれか１項に記載のシステム。
【００２０】
（項目１４）  
上記反射材は、上記熱バリアシステムの外側壁を画定するパネルの表面に沿って提供される、上記項目のうちのいずれか１項に記載のシステム。
【００２１】
（項目１５）  
上記反射材はさらに、上記熱バリアシステムの外側壁の間に位置を定められたパネルの少なくとも１つの表面に沿って提供される、上記項目のうちのいずれか１項に記載のシステム。
【００２２】
（項目１６）  
上記断熱材は、約３０ｌｂ／ｆｔ３ほどの密度を有する、上記項目のうちのいずれか１項に記載のシステム。
【００２３】
（項目１７）  
上記項目のうちのいずれか１項に記載の上記熱バリアシステムを備えている、支持構造。
【００２４】
（項目１８）  
上記項目のうちのいずれか１項に記載の上記熱バリアシステムを備えている、移動用乗物。
【００２５】
（項目１９）  
上記移動用乗物は、自動車を含む、上記項目のうちのいずれか１項に記載の移動用乗物。
【００２６】
（項目２０）  
上記熱バリアシステムは、自動車のヘッダー／排気システムと該自動車の運転室との間に配置されている、上記項目のうちのいずれか１項に記載の移動用乗物。
【００２７】
（項目２１）  
上記移動用乗物は、航空宇宙ロケットを含む、上記項目のうちのいずれか１項に記載の移動用乗物。
【００２８】
（項目２２）  
熱バリアシステムを利用する方法であって、
該方法は、複数のパネルを互いに結合させることを包含し、該複数のパネルは、パネルの間に空間を画定するように互いから離された少なくとも２つのパネルを含み、該少なくとも２つのパネルの各パネルは、少なくとも１つのスペーサ構造によって別のパネルから離され、該複数のパネルの各パネルは、約０．０２３Ｗ／（ｍ＊Ｋ）〜約０．０９９Ｗ／（ｍ＊Ｋ）の範囲の熱伝導性を有する断熱材を含む、方法。
【００２９】
（項目２３）  
各パネルは、シリコン含有材料を含む、上記項目のうちのいずれか１項に記載の方法。
【００３０】
（項目２４）  
各パネルは、シリコンシンタクチックフォーム材料を含む、上記項目のうちのいずれか１項に記載の方法。
【００３１】
（項目２５）  
上記熱バリアシステムを乗物に提供することをさらに包含する、上記項目のうちのいずれか１項に記載の方法。
【００３２】
（項目２６）  
自動推進乗物の運転室と該自動推進乗物の排気システムとの間の位置において、該自動推進乗物に上記熱バリアシステムを提供することをさらに包含する、上記項目のうちのいずれか１項に記載の方法。
【００３３】
（項目２７）  
上記断熱材は、約３０ｌｂ／ｆｔ３ほどの密度を有する、上記項目のうちのいずれか１項に記載の方法。
【００３４】
（摘要）
熱バリアシステムは、複数のパネルを含み、該複数のパネルは、パネルの間に空間を画定するように互いから離された少なくとも２つのパネルを含み、少なくとも２つのパネルの各パネルは、少なくとも１つのスペーサ構造によって別のパネルから離されている。各パネルはさらに、約０．０２３Ｗ／（ｍ＊Ｋ）〜約０．０９９Ｗ／（ｍ＊Ｋ）の範囲の熱伝導性を有する断熱材で形成されている。例示的な実施形態において、パネルを形成する断熱材は、約３０ｌｂ／ｆｔ３ほどの密度を有する。別の例示的な実施形態において、断熱材は、シリコンシンタクチックフォーム材料を含む。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、２つのパネルと、パネルの間の断熱空隙とを含む熱バリアシステムの断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、パネルに接続されたスペーサの配置の例を含む、熱バリアシステムの１つのパネルの図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、パネルに接続されたスペーサの配置の別の例を含む、熱バリアシステムの１つのパネルの図である。
【図３】図３は、熱バリアの外壁を画定する第１のパネルの表面に沿って配置された反射ホイル層をさらに含む、図１の熱バリアシステムの断面図である。
【図４】図４は、熱バリアの外壁を画定する第１のパネルの表面に沿って配置された反射ホイル層と、第１のパネルに向いている、第２のパネルの壁に沿って配置された反射ホイル層とをさらに含む、図１の熱バリアシステムの断面図である。
【図５】図５は、各組の隣接するパネルの間に配置された断熱空隙を有する３つのパネルを含む熱バリアシステムの断面図である。
【図６】図６は、自動車の側壁部分に沿って熱バリアシステムを組み込んだ自動車の斜視図である。
【図７】図７は、航空宇宙船の側壁部分に沿って熱バリアシステムを組み込んだ航空宇宙船の一部分の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
熱バリアシステムは、複数のパネルを含み、該複数のパネルは、互いに接続され、そして、互いから適切に間隔を置かれているので、空隙が、バリアシステム内の各対の隣接するパネルまたは各組の隣接するパネルの間に画定され、パネルは、充分に低い熱伝導性を有する耐熱材を含むことにより、バリアシステムを通る熱の伝達を効果的に最小化する。バリアシステムは、特定の用途に応じて任意の数のパネル（例えば、２つ、３つ、４つ、またはそれ以上のパネル）を含み得る。
【００３７】
熱バリアシステムの各パネルは、好適には、約０．０２３Ｗ／（ｍ＊Ｋ）〜約０．０９９Ｗ／（ｍ＊Ｋ）の範囲の低い熱伝導性を有する適切な材料で構築される。さらに、材料は、好適には、約３０ｌｂ／ｆｔ３（約４８１ｋｇ／ｍ３）ほどの低い密度を有し、さらに好適には、約４ｌｂ／ｆｔ３（約６４ｋｇ／ｍ３）〜約２５ｌｂ／ｆｔ３（約４００ｋｇ／ｍ３）の範囲の低い密度を有する。バリアシステムのパネルを構築する際に使用する例示的な材料は、シリコンシンタクチックフォーム材料などのシリコン材料である。熱バリアシステムのパネルを形成するために使用される好適なシリコンシンタクチックフォーム材料は、ＡＣＵＳＩＬまたはＡＣＵＳＩＬ  ＩＩ（ＩＴＴ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）という商標で市販されている。
【００３８】
シリコンシンタクチックフォーム材料は、ミクロスフィアなどの中空のシリコン構造の基質を含み、該中空のシリコン構造は、互いに結合され、および／または互いに融合される。シンタクチックフォーム構造は、低密度の軽量な特性を材料に提供しながら、シリコン材料の物理的な性質とミクロスフィア構造の中の空気含有量とに起因して低い熱伝導性を有する。適切なシリコンシンタクチックフォーム材料（例えば、ＡＣＵＳＩＬ材料）は、約０．０５０Ｗ／（ｍ＊Ｋ）〜約０．０５５Ｗ／（ｍ＊Ｋ）の範囲内（例えば、約０．０５３Ｗ／（ｍ＊Ｋ））の熱伝導性と、約１５ｌｂ／ｆｔ３（約２４０ｋｇ／ｍ３）〜約１７ｌｂ／ｆｔ３（約２７２ｋｇ／ｍ３）の密度を有するように選択され得る。さらに、例示的な実施形態において、シリコンシンタクチックフォーム材料の中のミクロスフィアは、約５５マイクロメートル（ミクロン）〜約７０ミクロンの範囲内である。シリコンシンタクチックフォームをパネルに利用することは、断熱特性の向上を提供し、そして、硬く、より高密度の断熱材を使用しているパネルに比べて、各パネルの重量を減少させる。しかしながら、熱バリアシステムは、シリコン、および／または異なる熱伝導性を有する他のタイプの断熱材の１つ以上の組み合わせを含み得、異なる材料の熱伝導性は、好適には、上述の範囲内である。
【００３９】
熱バリアシステムの実施形態の例が、図１に描かれている。この実施形態において、熱バリアシステム２は、複数のスペーサ１２で互いに固定された第１のパネル４と第２のパネル８とを含む。特に、第１のパネル４の内側表面１６は、スペーサ１２によって、（第１のパネルの表面１６に向いている）パネル８の内側表面１８に接続されている。スペーサはまた、シリコンシンタクチックフォーム材料（例えば、上に記述されたようなＡＣＵＳＩＬ材料）で構築され得る。しかしながら、上述のように、パネルおよび／またはスペーサはまた、異なる熱伝導性を有する異なる材料で形成され得る。
【００４０】
スペーサ１２は、一対のパネル４およびパネル８の間に空隙１０の形態で間隙または空間を画定するように適切に寸法を合わされる。パネルおよびスペーサの厚さ寸法は、パネル４の外側表面６とパネル８の外側表面１４との間の充分な断熱を容易にする任意の適切な寸法に設定され得る。パネルのそれぞれに対する好適な厚さの範囲は、約０．１０インチ（約０．２５４ｃｍ）〜約０．２０インチ（約０．５０８ｃｍ）であり、パネルおよびスペーサのそれぞれが、熱バリアシステムが利用される特定の用途に応じて同じ厚さ寸法または異なる厚さ寸法を有し得る。図１から理解されるように、スペーサ１２の厚さ寸法はまた、パネル４の内側表面１６とパネル８の内側表面１８との間に拡がっている空隙１０の厚さ寸法を画定する。
【００４１】
熱バリアシステム内の一対の隣接するパネルの間の空間または間隙は、空気を含むが、空間は、代替的に、１つ以上の断熱気体、１つ以上の断熱液体、または１つ以上の断熱固体を含むその他任意の適切な断熱媒体で満たされ得るか、または囲まれ得ることに留意されたい。しかしながら、空気は、熱バリアシステムの軽量な特徴を維持しながら、熱伝導特性が低いので、パネルの間の空間または空隙に提供される好適な流体または媒体であることに留意されたい。隣接するパネルの間の空間はさらに、（例えば、２つの隣接するパネルの間に画定された空間に対する縁シールを形成するために）２つの隣接するパネルを接続している向かい合う面の周囲に延びているスペーサ構造によって囲まれ得る。
【００４２】
例示的な実施形態において、パネルおよびスペーサのそれぞれが、約０．２インチ（約０．５ｃｍ）の同じ厚さまたは実質的に同様な厚さを有し得、その結果、第１のパネルと第２のパネルとの間の空隙厚は、約０．２インチ（約０．５ｃｍ）となる。別の例示的な実施形態において、パネルおよびスペーサのそれぞれは、約０．１インチ（約０．２５ｃｍ）の厚さを有する。別の例示的な実施形態において、パネルは、約０．２インチ（約０．５ｃｍ）の厚さを有するが、スペーサは、約０．１インチ（約０．２５ｃｍ）の厚さを有する。
【００４３】
他の寸法（例えば、長さ、幅、直径）のパネルおよびスペーサと、他の幾何形状構成（例えば、正方形、長方形、三角形、円形、楕円形、対称的な形状、非対称的な形状、または不規則な形状など）のパネルおよびスペーサとがまた、可能であり、かかる寸法およびかかる幾何形状構成の選択肢が、熱バリアシステムが、実装される特定の用途に基づいて選択され得る。
【００４４】
任意の適切な数のスペーサ（例えば、１つのスペーサ、または２つ以上のスペーサ）が、熱バリアシステムの一対のパネルを互いに接続するために任意の適切な配置で提供され得ることに留意されたい。スペーサ配置の２つの例が、図２Ａおよび図２Ｂに示されている。特に、図２Ａは、複数のスペーサ１２が、パネル８の内側表面１８（およびパネル６の内側表面１６）に固定され、そして、表面１８に沿って「Ｘ」パターンを形成するように２つの交差する線に沿って配置されているスペーサ配置を示す。第２のパネル８は、長方形の幾何形状を有し、そして、スペーサ１２が配置される２つの線の交差点を形成するすスペーサ１２が、パネルの中央の位置の付近に配置されている。図２Ｂにおいて、スペーサ配置は、「Ｘ」パターンのスペーサ１２と、表面１８に沿ってスペーサの２つの交差する線の間に配置された追加のスペーサとを含む。さらに、スペーサストリップ１３が、図２Ａおよび図２Ｂに示された各パネルの周囲に沿って提供されている。
【００４５】
図２Ａおよび図２Ｂに示された実施形態において、スペーサ１２は、約０．５インチ（約１．２７ｃｍ）の直径を有する円形の幾何形状を有し、そして、スペーサストリップ１３は、約０．５インチ（約１．２７ｃｍ）の幅を有し、各パネルの周囲に形成するために適切な長さを有する。スペーサ配置はまた、パネルの表面に沿って対称的である。しかしながら、任意の２つ以上のスペーサは、異なる幾何形状および／または異なる寸法を有し得、そして、さらに、パネルの表面に沿って任意の対称的なパターンまたは任意の非対称的なパターンで間隔を置かれ得ることに留意されたい。
【００４６】
パネルは、任意の適切な方法で（例えば、接着剤接合、熱接合、機械接続などによって）スペーサに固定され得る。例えば、パネルの内側表面が、ＳＹＬＧＡＲＤ（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ）という商標で市販されているシリコン接着剤などのシリコン接着剤によってスペーサに固定され得る。
【００４７】
熱バリアシステムにおける断熱パネル／空隙／断熱パネルの組み合わせが、第１のパネル４の外側表面または外面６と第２のパネル８の外側表面または外面１４との間に存在する極端な温度（高温または低温）に対する効果的なバリアを提供する。２つのパネルシステムが、２つのパネルの２つの外側表面の間に少なくとも約４００°Ｆ（約２２０℃）の温度勾配をもたらす効果的な熱バリアを提供し得、温度勾配は、システムがさらされるソース温度に左右されることが決定されている。熱バリアシステムを形成するパネルの２つの最も外側の表面または外側表面の間のより大きな温度差がまた、（例えば、３つ以上のパネルと複数の空隙とを有する熱バリアシステムを使用して）システムにさらなるパネルとさらなる空隙とを組み合わせたときに達成され得る。例えば、３つ以上のパネルを含む複数パネルのシステムのパネルの２つの最も外側の表面または外側表面の間で、約２９５°Ｆ（約１６４℃）〜約７３０°Ｆ（約４０６℃）の温度勾配が、先の実施形態（温度差は、システムがさらされるソース温度に左右される）に対して記述された方法で空隙を使用して獲得され得る。
【００４８】
上に記述された熱バリアシステムは、システムのパネルの１つ以上の内側表面および／または１つ以上の外側表面を覆って反射材を提供することによって改変され得る。反射材層は、熱の放射がパネルを通ることを最小化することをさらに向上させる。反射材は、１つ以上のパネル表面に適用されるホイル、シート、またはフィルムの形態であり得、反射材の１つ以上の層が、パネル表面に適用される。例えば、反射材は、アルミニウム、金、および／またはステンレス鋼のホイル（例えば、約２ミル〜３ミルまたは０．００２インチ〜０．００３インチ（０．００５ｃｍ〜０．００７６ｃｍ）の厚さを有するホイル）を含み得る。反射材はさらに、任意の適切な方法で（例えば、上に記述されたようなシリコン接着剤を使用して）パネル表面に接着され得る。
【００４９】
図３および図４は、図１のシステムの改変された実施形態を描いている。特に、図３は、図１のバリアシステムと同様であり、かつ、パネル４の外側表面６に配置された反射ホイル層２０をさらに含むバリアシステムを描いており、一方、図４は、パネル４の外側表面６とパネル８の内側表面１８とに配置された反射ホイル層２０を含むバリアシステムを描いている。さらなる実施形態もまた、可能であり、例えば、任意の２つ以上のパネルの任意の数の内側表面および／または外側表面に反射材を提供することもまた、可能である。
【００５０】
上述のように、熱バリアシステムは、３つ以上のパネル（例えば、３つのパネル、４つのパネル、またはそれ以上のパネル）を含み得る。３つのパネルのシステムが、図５の実施形態に示され、図５においては、第１のパネル４が、スペーサ１２によって第２のパネル８に接続され、該スペーサ１２は、第１のパネルの向かい合う表面１６と第２のパネルの向かい合う表面１８とを架橋し、そして、第２のパネル８が、スペーサ１２によって第３のパネル２４に接続され、該スペーサ１２は、第２のパネルの向かい合う表面１４と第３のパネルの向かい合う表面２６とを架橋する。この３つのパネルの熱バリアシステムが、第１のパネル４の外側表面６と第３のパネル２４の外側表面２８との間の熱の伝達に対する効果的なシールドを提供する。示されてはいないが、反射材層はまた、複数パネルのシステムの任意の選択された表面に沿って（例えば、３つのパネルのバリアシステムの表面６、表面１８、および表面２６に沿って）提供され得る。
【００５１】
熱バリアシステムは、極度に高い温度または極度に低い温度（例えば、約６４°Ｆ（約１８℃）〜約７５°Ｆ（約２４℃）という周囲の温度範囲から顕著に逸脱している温度）から人々、機械機器、もしくは電子機器、および／またはその他任意の物品を保護することが望ましい任意のシステム、任意のデバイス、任意の移動用乗物、任意のシェルター、またはその他任意の構造に対する防火壁または断熱壁として実装され得る。熱バリアシステムが実装され得る例は、防火障壁として働く建物の壁の中、（例えば、自動車レースのために設計された自動車における）自動車の本体の壁もしくは自動車のその他任意の支持構造の中、ならびに航空宇宙ロケットの外壁および／または他の支持構造の中を含むが、それらに限定されることはない。
【００５２】
自動車におけるバリアシステム（例えば、図１に示されたシステム、または図３〜図５のうちの１つに示されたシステム）を組み込む例示的な実施形態が、図６に示されている。この実施形態において、自動車レース（例えば、ｔｈｅ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｓｔｏｃｋ  Ｃａｒ  Ａｕｔｏ  Ｒａｃｉｎｇ）のために設計された自動車１００は、内側フレームまたはロールケージ１０２を含み、該内側フレームまたはロールケージ１０２の運転室に対する骨格構造として働き、かつ、運転手に対してさらなる保護を提供する。熱バリアシステム２は、ロールフレーム１０２の中に画定された運転室に熱バリアを提供するために、内側ロールフレーム１０２の一部分および／または他の支持構造の一部分に、上で記述された２つまたは３つのパネルのシステムを固定することによって自動車に組み込まれる。図６に見られ得るように、熱バリアシステム２のパネルは、運転室と排気ヘッダー管と１０４との間に提供される。熱バリアシステムはまた、運転手側のドアまたは搭乗者側のドアに沿って、エンジン室と運転室との間など任意の１つ以上の他の適切な位置に提供され得る。
【００５３】
別の例示的な実施形態において、熱バリアシステム２は、図７に示された航空宇宙ロケット２００（例えば、スペースシャトル）の筐体構造の壁に中の１つ以上の適切な位置に提供され得る。熱バリアシステムが実装され得る航空宇宙学的用途の別の例は、衛星機器である。
【００５４】
バリアシステムは運転室が過熱されることを防ぐ点でどの程度効果的であったかを判断するために、熱バリアシステムは、Ｓｐｏｒｔｓ  Ｃａｒ  Ｃｌｕｂ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａ（ＳＣＣＡ）の自動車レースのストックカーでテストされている。多数の、２つおよび３つのパネルの熱バリア構成が、自動車レースのストックカーにおける実装のために、または自動車レースのストックカーに取り付けるために調査され、そして、熱モデルが、考慮中の各熱バリアの外側表面と最も内側の表面（すなわち、運転室に向かい、かつ、最も近い表面）との間の温度差の示度を提供するために使用された。２つおよび３つのパネルのバリア構成がまた、単一バリア構成と比較され、単一バリア構成は、０．３７５インチの厚さを有する単一パネルからなる（一部の単一パネルの実施形態は、車両の外側表面に面するパネルの外側表面に反射ホイルを含む）。異なる熱バリア構成における各パネルは、ＡＣＵＳＩＬ  ＩＩシリコンシンタクチックフォーム材料で形成されている。
【００５５】
調査は、運転室の内側の温度が約１４０°Ｆ〜約１５０°Ｆ（６０℃〜６６℃）に到達し得る４０分の自動車レースに基づいており、熱バリアは、図６に示されているような位置に（例えば、運転手側のドアおよび／または搭乗者側のドア、またはその近くにおける運転室とヘッダー／排気システムとの間の位置に）配置される。レースの間の自動車のヘッダー／排気システムは、約１０００°Ｆ（約５３８℃）ほどの高さの温度でバリアに向かって外方向に放射する熱を生成し得る。周囲の温度が約８０°Ｆ（約２７℃）である条件の下で調査された異なる熱バリアシステムに対する温度勾配データが、以下の表に提供されている。
【００５６】
【表１】
0005254133.tif 000002
上の表に示されたデータから理解され得るように、パネルの間に空隙を有する、２つ以上のシリコンシンタクチックフォームパネルを利用する熱バリアシステムは、約５５０°Ｆ（約３０６℃）ほどの、２つの最も外側のパネルの壁表面の間の温度勾配を確立する点で効果的である。特に、２つおよび３つのパネルの熱バリアシステムは、単一パネルのシステムと比較してかなり効果的であり、外側パネルの表面の間の熱の伝達が最小化され、かかる熱バリアシステムがない場合と比較して、少なくとも２０°Ｆ（約１１℃）の運転室における温度の低下をもたらす。さらに、複数パネルの熱バリアシステムは、単一パネルのシステムと比較して、システム全体に質量または重量をあまり加えない。
【００５７】
本発明の熱バリアシステムは、区画または構造の内側を過度に高い温度または過度に低い温度から断熱するために利用され得る。例えば、航空宇宙学的用途における熱バリアシステムの使用は、打上げ手順の間の過度に高い温度、および宇宙空間において遭遇し得る過度に低い温度から航空宇宙ロケットの内側の区画を保護し得る。
【００５８】
熱バリアシステムと関連する例示的な実施形態を記述してきたが、変化形および変更が、本明細書において述べられた教示を踏まえて当業者に示唆される。したがって、全てのかかる変形例、改変、および変更は、添付の特許請求の範囲によって定められる本発明の範囲に該当すると考えられることが、理解される。
【符号の説明】
【００５９】
２  熱バリアシステム
４  第１のパネル
６、１４  外側表面
８  第２のパネル
１０  空隙
１２  スペーサ
１６、１８  内側表面
【図１】
0005254133.tif 000003
【図２Ａ】
0005254133.tif 000004
【図２Ｂ】
0005254133.tif 000005
【図３】
0005254133.tif 000006
【図４】
0005254133.tif 000007
【図５】
0005254133.tif 000008
【図６】
0005254133.tif 000009
【図７】
0005254133.tif 000010