(57)【要約】【課題】  不均一な積層構造を有する多層断熱材とすることにより、熱伝導を抑えるとともに、輻射伝熱を抑えた断熱効果を向上させることができる極低温機器の多層断熱材を提供する。【解決手段】  極低温機器の多層断熱材において、真空容器１内の外側高温部５側ではスペーサー４Ｂを減らし、Ａｌシート４Ａが多くなるように積層し、前記真空容器１内の内側低温部６側ではＡｌシート４Ａを減らし、スペーサー４Ｂが多くなるように積層することにより、不均一な積層構造を有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内の外側高温部側ではスペーサーを減らし、Ａｌシートが多くなるように積層し、前記真空容器内の内側低温部側ではＡｌシートを減らし、スペーサーが多くなるように積層することにより、不均一な積層構造を有することを特徴とする極低温機器の多層断熱材。
【請求項２】
請求項１記載の極低温機器の多層断熱材において、前記真空容器内の外側高温部側ではＡｌシートのみ積層した第１層部と、Ａｌシートとスペーサーを交互に積層した第２層部と、前記真空容器内の内側低温部側ではスペーサーのみを積層した第３層部とを有することを特徴とする極低温機器の多層断熱材。
【請求項３】
請求項１又は２記載の極低温機器の多層断熱材において、前記極低温機器が超電導マグネットであることを特徴とする極低温機器の多層断熱材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極低温機器の多層断熱材に係り、特に、極低温機器の不均一な積層構造を有する多層断熱材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
極低温機器は真空断熱に加えて輻射伝熱を防ぐ必要がある。つまり、極低温機器の運用には冷却技術だけでなく断熱も極めて重要である。極低温機器には真空断熱が広く用いられているものの、輻射伝熱は真空断熱では防ぐことができないため真空断熱に加えて多層断熱材を用いるのが一般的である。
図５は従来の極低温機器における多層断熱材の施工模式図、図６は図５に示す多層断熱材のＢ部拡大断面模式図である。
【０００３】
図５において、１０１は真空容器、１０２は極低温機器、１０３は極低温機器１０２の支持部材、１０４は多層断熱材、１０５は真空容器１０１内の外側高温部、１０６は真空容器１０１内の内側低温部である。
図６に示すように、多層断熱材１０４は、真空容器１０１内の外側高温部１０５側からＡｌシート１０４Ａとスペーサ１０４Ｂとが交互に積層される構造となっている（下記非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】「ＶＤＩ：ＬＥＨＲＧＡＮＧＳＨＡＮＤＢＵＣＨ  ＫＲＹＯＴＥＣＨＮＩＫ  低温工学ハンドブック」，内田老鶴圃新社，１９８２，ｐｐ．２４８−２５１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した従来の多層断熱材の層間は接触しているため、輻射だけでなく熱伝導による熱の流れが存在している。熱伝導を低減するために、一般的な多層断熱材１０４は、アルミ蒸着フィルム（Ａｌシート）１０４Ａとスペーサー１０４Ｂが交互に積層されている構造を有する。ただしスペーサー１０４Ｂを増やしすぎると、自重の増加によって圧縮力が多層断熱材１０４にかかり熱伝導がかえって大きくなるので、層間の熱伝導は十分に低減されていないのが現状である。
【０００６】
本発明は、上記状況に鑑みて、不均一な積層構造を有する多層断熱材とすることにより、熱伝導を抑えるとともに、輻射伝熱を抑え、断熱効果を向上させることができる極低温機器の多層断熱材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕極低温機器の多層断熱材において、真空容器（１）内の外側高温部（５）側ではスペーサー（４Ｂ）を減らし、Ａｌシート（４Ａ）が多くなるように積層し、前記真空容器（１）内の内側低温部（６）側ではＡｌシート（４Ａ）を減らし、スペーサー（４Ｂ）が多くなるように積層することにより、不均一な積層構造を有することを特徴とする。
【０００８】
〔２〕上記〔１〕記載の極低温機器の多層断熱材において、前記真空容器（１）内の外側高温部（５）側ではＡｌシート（４Ａ）のみ積層した第１層部（７）と、Ａｌシート（４Ａ）とスペーサー（４Ｂ）を交互に積層した第２層部（８）と、前記真空容器（１）内の内側低温部側（６）ではスペーサー（４Ｂ）のみを積層した第３層部（９）とを有することを特徴とする。
【０００９】
〔３〕上記〔１〕又は〔２〕記載の極低温機器の多層断熱材において、前記極低温機器が超電導マグネットであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、極低温機器の多層断熱材の断熱能力の増加は、冷却系への負荷の低減を意味し、極低温機器の運用を従来よりも少ないエネルギーで行うことができる。つまり、省エネルギー化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明が適用される極低温機器である超電導マグネットへの多層断熱材の施工模式図である。
【図２】図１に示す多層断熱材のＡ部拡大断面模式図である。
【図３】本発明に係る多層断熱材の試験装置の模式図である。
【図４】２０層多層断熱材の断熱性能試験結果（高温端３００Ｋ，低温１００Ｋ）を示す図である。
【図５】従来の極低温機器における多層断熱材の施工模式図である。
【図６】図３に示す多層断熱材のＢ部拡大断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の極低温機器の多層断熱材は、真空容器内の外側高温部側ではスペーサーを減らし、Ａｌシートが多くなるように積層し、前記真空容器内の内側低温部側ではＡｌシートを減らし、スペーサーが多くなるように積層することにより、不均一な積層構造を有する。
【実施例】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明が適用される極低温機器である超電導マグネットへの多層断熱材の施工模式図、図２は図１に示す多層断熱材のＡ部拡大断面模式図である。
図１において、１は真空容器、２は極低温機器としての超電導マグネット、３は極低温機器２の支持部材、４は多層断熱材、５は真空容器１内の外側高温部、６は真空容器１内の内側低温部である。
【００１４】
極低温機器２の多層断熱材４内の伝熱形態は温度によって異なり、極低温機器２内の外側高温部５では輻射が支配的であるのに対し、極低温機器２の内側低温部６では熱伝導が支配的である。一方、多層断熱材４はアルミ蒸着フィルム（Ａｌシート）４Ａとスペーサー４Ｂが交互に積層されている構造であるが、そのスペーサー４Ｂは熱伝導に対してのみ効果があることに着目し、真空容器１内の内側低温部６側のスペーサー４Ｂは従来のスペーサーよりも多く積層し、真空容器１内の外側高温部側にはスペーサーを用いない構造とする。
【００１５】
本発明の極低温機器の多層断熱材は、真空容器１内の外側高温部５側でのスペーサー４Ｂの量を低減して、その分、真空容器１内の内側低温部６側のスペーサー４Ｂの量を増加させるようにしたので、トータルとしての本発明の極低温機器２の多層断熱材４は、従来のスペーサー入りの極低温機器の多層断熱材と重量は同じとなるので、極低温機器２の多層断熱材４の自重による熱伝導の増加を招くことはなく、高い断熱性能を得ることができる。
【００１６】
図２に示すように、極低温機器の多層断熱材４は、一例を示すと、真空容器１内の外側高温部５側からＡｌシート４Ａのみの第１層部７と、Ａｌシート４Ａとスペーサ４Ｂとが交互に積層される第２層部８と、真空容器１内の内側低温部６ではスペーサー４Ｂのみを積層した第３層部９とを有する構造となっている。
図３は本発明に係る多層断熱材の試験装置の模式図、図４は２０層多層断熱材の断熱性能試験結果（高温端３００Ｋ，低温１００Ｋ）を示す図である。
【００１７】
図３において、１１は真空容器、１２は極低温冷凍機、１３は性能評価用多層断熱材（多層のアルミニウム蒸着フィルムとスペーサー）、１４は熱流速計、１５はアルミニウム板である。
ここで、アルミニウム蒸着フィルムは１２μｍ、スペーサー材質はポリエステルネット、スペーサー厚みは０．２ｍｍ、高温端温度は３００Ｋ、低温端温度は１００Ｋ、真空度は１０-2Ｐａ以下、積層数は２０層（アルミニウム蒸着フィルム２０枚、スペーサー２０枚）であり、従来の場合は、アルミニウム蒸着フィルム一層とスペーサー一層とを交互に積層した結果、熱侵入量は、図４のａに示すように８．８４Ｗ／ｍ2 、本発明の場合は、内側は５層スペーサ２重、中間は１０層スペーサ１重、外側は５層アルミニウム蒸着フィルムでスペーサなしとした結果、図４のｂに示すように、８．４７Ｗ／ｍ2 となり、本発明によれば、従来の場合に比べて断熱性能が改善されることが分かった。
【００１８】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明の極低温機器の多層断熱材は、熱伝導を抑えるとともに、輻射伝熱を抑えた断熱効果が向上した極低温機器の多層断熱材として利用することができる。
【符号の説明】
【００２０】
１    真空容器
２    極低温機器（超電導マグネット）
３    極低温機器の支持部材
４    多層断熱材
４Ａ    アルミ蒸着フィルム（Ａｌシート）
４Ｂ    スペーサー
５    真空容器内の外側高温部
６    真空容器内の低温部
７    第１層部
８    第２層部
９    第３層部
１３  性能評価用多層断熱材（多層のアルミニウム蒸着フィルムとスペーサ）
１４    熱流速計
１５    アルミニウム板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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