JPH0366997A - 多層断熱材 - 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］ この発明は、多槽断熱材、例えば、超電導磁石などの極
低温装置に用いられる多層断熱材に関するものである。

［従来の技術］ 第４図及び第５図は、特開昭６２−１９４１７１号公報
に示されている従来の極低温装置の構造を示す縦断面図
、及び、それに用いられている多層断熱材の構造を示す
断面図である。

図において、符号（１）は超電導コイル、（２）は超電
導コイル（１）を浸漬して冷却している液体ヘリウム、
（３）は液体ヘリウム（２）を収納している極低温流体
槽、（４）は極低温流体槽（３）を外部より冷却する液
体窒素、（５）は外部からの輻射熱を阻止する輻射シー
ルド、（６）は輻射シールド（５）の外部に設けられて
いる多層断熱材、（７）は上記各部を収納し真空に保持
している真空容器壁である。また、（８）は多層断熱材
（６）を低熱伝導断熱材と共に構成している低輻射断熱
材（６ａ）の基板、（９）は低輻射断熱材（６ａ）を基
板（８）の面上に蒸着されている金属からなる反射膜、
（１０）は隣接する反射膜（９〉間に一方向に配設され
て、反射膜（９〉間を絶縁しているスリットである。

この極低温装置は、上記のように構成され、超電導コイ
ル（１）を液体ヘリウム（２）などに浸漬し、それを包
み込んで真空排気して真空断熱する真空槽を形成し、真
空容器壁（７）と極低温流体槽（３）との間に設けられ
ている、液体窒素（４）等で冷却されている輻射シール
ド（５〉及び多層断熱材（６）によって真空槽から極低
温流体槽（３）に輻射熱が入るのを減少させている。

［発明が解決しようとする課題］ この多層断熱材は、プラスチックフィルム等の基板（８
）の表面に蒸着等の手段によってアルミニウム、銅、銀
等の高熱伝導率、低輻射率の金属からなる反射膜（９）
を取り付けた低輻射断熱材と、プラスチックネット等の
低熱伝導率の低熱伝導断熱材とを交互に多重重ね合わせ
た構成となっているが、例えば、磁気浮上鉄道や、ＭＨ
ＩＨ置のように外部から変動磁界が加わった場合には、
蒸着されている反射Ｈ（９〉の表面に渦電流が流れる。

この渦電流を流れに＜＜シて渦電流損失を小さくする為
に、反射１１ｇ（９）は適当な間隔でスリット（１０）
を設けている。

しかしながら、最近開発が進んでいる超電導変圧器や超
電導発電機の固定子巻線などのように、交流５０Ｈｚ、
６０Ｈｚで運転される機器では、スリブ）　（１０）が
１方向だけあるいは、スリット（１０〉間の間隔が従来
のように適当な寸法であっては、渦電流損失の値が大き
くなり過ぎたり、あるいは、渦電流損失の値の予測が困
難で、極低温装置の設計が不正確になるという問題があ
り、このような問題を解決したいという課題を従来装置
は有していた。

この発明は、上記の課題を解決するためになされてもの
で、反射膜に生ずる渦電流損失の値を正確に把握すると
共に、その値を十分に小さくすることのできる多層断熱
材を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る多層断熱材は、その低輻射断熱材の蒸着
金属である反射膜の面積を１００ＣＩ１１２以下となる
ように電気的絶縁のためのスリットを施すと共に、上下
に隣接の低輻射断熱材の反射板すなわち蒸着金属どうし
が相互にずれて配設されているものである。

［作　用］ この発明による多層断熱材は、上記のように構成されて
いるので、低輻射断熱材の蒸着金属の面積は１００ｃｍ
２以下になるとおう細分化されており、従って、渦電流
の値を低減することができ、また、上記の隣接の蒸着金
属が相互にずらせて配設されているのでその値を正確に
把握することができる。

［実施例］ 以下、この発明をその一実施例を示す図に基づいて説明
する６ 図において、符号（１２）はプラスチックフィルム等か
らなる基板（８）上に高熱伝導率、低輻射率の金属を蒸
着して構成した蒸着金属である反射膜であり＋　（１３
）は縦のスリット、（１４）は横のスリットであって、
これらスリット（１３）（１４）により区画されている
反射１１１（１２）は相互に電気的に絶縁状態にある。

（ａ）は１枚の反射膜（１２）の縦の長さ、（ｂ）反射
同様の槓の長さであり、第２図はアルミニウムの電気抵
抗率、第３図は多層断熱材に生じる渦電流損失密度を示
す線図である。

多層断熱材における低輻射断熱材（１１）の構造の一例
は、第１図に示すように、基板（８）としての例えばポ
リエステル等のプラスチックフィルムに蒸着金属である
反射Ｍ　（１２）として例えばアルミニウムを両面に厚
さ０．１ｐｍ程度に蒸着したものであるが、この反射！
ｌ１ｌ（１２）を縦の長さ（ａ）、横の長さ（ｂ）の区
画に蒸着しない縦のスリット（１３）、横のスリット（
１４）によって区切り、隣接の反射ｆｉ　（１２）の区
画とは電気的に絶縁している。

ここで反射ｌ１ｌ（１２）の区画の面積（縦の長さａＸ
横の長さｂ〉を１００ｃ１以下とする。

その理由であるアルミニウム蒸着区画の面積と交流６０
Ｈｚにおける渦電流損失との関係について次に述べる。

一退の長さがＬ　（＋ｉ）、厚さがｔ（−）のアルミニ
ウムのブロックに垂直方向にＢｏ・（ｊωｔ）の磁界が
印加された場合、単位面積当りの渦電流損失Ｐ（Ｗ／＋
ｎ”）は次式で示される。

■ Ｐ＝　　　　　Ｂｏ２ω２ｔＬ２　　（Ｗ／ｍ２）６４
ρ ここで、　はアルミニウムの電気抵抗率、　は角周波数
である。

アルミニウムの電気抵抗率と温度の関係は第２図に示す
。

第３図にアルミニウムのブロックの一辺の長さしと渦電
流密度との関係を、温度をパラメータとして示す。ここ
で、アルミニウムの厚さｔは、０．１）ｔｍ、印加磁界
ＢＯは１丁、積層数は３０層とした。

一方、多層断熱材の熱輻射による侵入熱量は３０層程度
のもので１　（Ｗ／＋ｗ２）であり（実測値から）、渦
電流損失量はこの１１５程度に押えることが必要である
。

すなわち、第３図の渦電流損失密度はＰ＝０．２（Ｗ／
Ｉ２）以下とする必要があり、従って、アルミニウムプ
ロッ、りの一辺の長さＬ＝Ｏ，１ｍ以下にしなければな
らない〈斜線を施した部分〉、従って、アルミニウムブ
ロックの面積としては、１００ｃｍ２が要求され、その
ため、反射ＩＩＩ（１２）の１区加の面積を　１００Ｃ
Ｉ１１２以下としたものである。

また、多層断熱材として低輻射断熱材（１１〉を複数枚
重ねる場合には、上下に対向する低輻射断熱材（１１）
の金属が蒸着された区画、すなわち、区画されている各
反射Ｍ　（１２）が隣接する上下間で相互にずれるよう
に施工される。

［発明の効果］ 以上、説明したように、この発明によれば、低輻射断熱
材の蒸着金属は、隣接区画の蒸着金属と電気的に絶縁さ
れている一区画の面積が１００ｃｍ２以下に区切られて
いると共に、積層されている場合には、上下に隣接の低
輻射断熱材の蒸着金属に対して、区画が相互にずれるよ
うに積層して構成されているので、渦電流損失の正確な
値が把握できると共に、渦電流の損失の少ない多層断熱
材を得ることができる効果を有しており、ひいては、例
えば、液体ヘリウムや液体窒素の消費量の正確な予測が
可能になると共にそれらの消費量の少ない装置が提供で
きることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の多層断熱材を低熱電導断熱材と共に
構成する低輻射断熱材の平面図であって蒸着金属である
反射膜の表面を示す平面図、第２図はアルミニウムの温
度に対する電気抵抗率線図、第３図は多層断熱材である
アルミニウムブロックの幅に対する渦電流損失密度線図
、第４図は極低温装置の縦断面図、第５図は第４図に使
用されている従来の多層断熱材を構成する低輻射断熱材
の断面図である。 （６）・・多層断熱材、（８）・・基板、（９）（１２
）・蒸着金属（反射膜）、（１１）・・低輻射断熱材、
（１３）・・縦のスリット、（１４）・・横のスリット
。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 １１　：　１ｅｓｎ’ｌｆｍＶｓＵ １２二　革、ｌ金Ｌ（反射−榎） １３°晒のスリット １４　：　ｆｗのスリ、ト 代　　理　　人　　　　大　　岩　　　増　　雄−＋　
ＡＩ　（ＲＲＲ−１００）　＃）　ｆｆｉ　ＥＦＴ’Ｓ
　Ｐ　（Ωｍ）１４　’ＬＩＬ１ｉ！’％：１ｆ７ｔ　
Ｐ　（”／ｍ”）昂４図 ホ５図 基板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　プラスチックフイルム等の基板表面に金属を蒸着した
   低輻射率の低輻射断熱材と、プラスチックネット等の低
   熱伝導率の低熱伝導断熱材等を交互に複数枚重ねて構成
   されている多層断熱材の上記低輻射断熱材の蒸着金属は
   、蒸着された１区画の面積が１００ｃｍ＾２以下になる
   ように区切られて隣接区画の蒸着金属に対して電気的に
   絶縁されていると共に、上記低輻射断熱材の蒸着金属は
   上下に隣接している低輻射断熱材の蒸着金属に対して相
   互にずれて配設されていることを特徴とする多層断熱材
   。