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JP6986259B2 - Multi-layer insulation material and insulation method using it - Google Patents
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Description

この発明は、多層断熱材及びそれを用いた断熱方法に関する。 The present invention relates to a multi-layer heat insulating material and a heat insulating method using the same.

多層断熱材は、輻射断熱のために多くの宇宙機に用いられており、宇宙空間の過酷な温度環境から宇宙機の搭載機器を適正な温度に保つために重要な役割を担う熱制御材の一つである。多層断熱材は、低輻射率フィルムを多数積層させた構造を有しており、真空中ではフォーム材のようなバルク状の断熱材より格段に優れた断熱性能を有する。 Multi-layer insulation is used in many spacecraft for radiant insulation, and is a thermal control material that plays an important role in keeping the equipment mounted on the spacecraft at an appropriate temperature from the harsh temperature environment of outer space. It is one. The multi-layer heat insulating material has a structure in which a large number of low emissivity films are laminated, and has much better heat insulating performance than a bulk heat insulating material such as a foam material in a vacuum.

従来型の多層断熱材では、低輻射率フィルムが互いに接触することで固体熱伝導により熱が流入し、断熱性能が低下することを防ぐために、低輻射率フィルムの間にネット状のスペーサを挿入したり、低輻射率フィルム自体にエンボス(ディンプル)加工を施している。しかし、低輻射率フィルム同士や低輻射率フィルムとネット状のスペーサとの間の不確定な接触を防ぐことはできない。そのため、宇宙機への実装方法により、低輻射率フィルム層間の接触の有無や接触圧が大きく変化し、これに伴い断熱性能が大きく変化してしまうため、実装状態で性能を精度良く予測することが困難である。 In conventional multi-layer insulation, a net-like spacer is inserted between the low emissivity films to prevent heat from flowing in due to solid heat conduction due to contact between the low emissivity films and degrading the insulation performance. Or, the low emissivity film itself is embossed (dimpled). However, it is not possible to prevent uncertain contact between the low emissivity films or between the low emissivity films and the net-shaped spacer. Therefore, depending on the mounting method on the spacecraft, the presence or absence of contact between the low emissivity film layers and the contact pressure will change significantly, and the heat insulation performance will change significantly accordingly. Is difficult.

また、従来型の多層断熱材は、真空環境下では極めて高い断熱性能を発揮し、宇宙空間においては有効であるが、射場待機中から大気飛行中の大気のある有圧環境下においては、低輻射率フィルムの層間の空気の気体分子による伝熱のために断熱性能が低い。 In addition, the conventional multi-layer insulation material exhibits extremely high heat insulation performance in a vacuum environment and is effective in outer space, but it is low in a pressure environment with atmosphere during air flight from a range standby. Insulation performance is low due to heat transfer by gas molecules of air between the layers of the radiation rate film.

また、薄い低輻射率フィルムを積層した柔軟な構造体である従来型の多層断熱材は、大気飛行中の動圧に耐えることは難しく、そのまま宇宙機に適用することは不可能である。 Further, the conventional multi-layer heat insulating material, which is a flexible structure in which a thin low emissivity film is laminated, is difficult to withstand the dynamic pressure during atmospheric flight, and cannot be directly applied to a spacecraft.

そこで、本発明者らは、従来型多層断熱材の問題点である低輻射率フィルム同士の接触を防ぐことで、断熱性能を向上させ、かつ性能の不確定性を低減させる「層間非接触型スペーサ」型の多層断熱材を提案した(下記非特許文献1参照)。これは、熱抵抗が高くなるように設計された複数の円柱状のスペーサを、隣接する低輻射率フィルム間に挿入し、スペーサを隣接する低輻射率フィルムが互いに接触しないように配置することによって、低輻射率フィルム同士の接触による熱伝導を排除するものである。 Therefore, the present inventors have improved the heat insulating performance and reduced the uncertainty of the performance by preventing the low emissivity films from coming into contact with each other, which is a problem of the conventional multilayer heat insulating material. We have proposed a "spacer" type multilayer heat insulating material (see Non-Patent Document 1 below). This is done by inserting multiple columnar spacers designed for high thermal resistance between adjacent low emissivity films and arranging the spacers so that the adjacent low emissivity films do not contact each other. , It eliminates heat conduction due to contact between low emissivity films.

しかしながら、層間非接触型スペーサ型の多層断熱材は、従来型の多層断熱材と同様に、有圧環境下では断熱性能が低い。そこで、この有圧環境下でも高い断熱性能を発揮させるため、積層された低輻射率フィルムの最外層の外側に薄いシェルと、真空を封じきることが可能なフィルム(真空封じフィルム)を設け、多層断熱材内部を真空引きする多層断熱材(「耐荷重層間非接触型スペーサ」型多層断熱材)を本発明者らは提案した(下記非特許文献2参照)。多層断熱材内部が真空引きされることにより多層断熱材は、大気圧の荷重で圧縮されることになるが、外層のシェルと、隣接する低輻射率フィルムが互いに接触しないように配置された複数のスペーサによって、低輻射率フィルム間の空間を保持することで、軽量な、真空に保持された多層断熱材を実現することができ、有圧環境下においても高い断熱性能を発揮することが可能となった。 However, the interlayer non-contact spacer type multi-layer heat insulating material has low heat insulating performance under a pressure environment like the conventional multi-layer heat insulating material. Therefore, in order to exhibit high heat insulation performance even in this pressure environment, a thin shell and a film that can seal the vacuum (vacuum sealing film) are provided on the outside of the outermost layer of the laminated low emissivity film. The present inventors have proposed a multi-layer heat insulating material (“load-bearing interlayer non-contact spacer” type multi-layer heat insulating material) that evacuates the inside of the multi-layer heat insulating material (see Non-Patent Document 2 below). The inside of the multi-layer insulation is evacuated so that the multi-layer insulation is compressed by the load of atmospheric pressure, but the outer shell and the adjacent low emissivity films are arranged so as not to contact each other. By maintaining the space between the low emissivity films with the spacer, it is possible to realize a lightweight, vacuum-held multi-layer heat insulating material, and it is possible to demonstrate high heat insulating performance even in a pressurized environment. It became.

宮北健他、層間非接触型スペーサMLIの開発、第56回宇宙科学技術連合講演会講演集、2012年11月Ken Miyakita et al., Development of Interlayer Non-contact Spacer MLI, Proceedings of the 56th Space Science and Technology Association Lecture, November 2012 宮北健他、軌道間輸送機に向けた極低温新様式断熱法の検討、第60回宇宙科学技術連合講演会講演集、2016年9月Ken Miyakita et al., Examination of ultra-low temperature new style insulation method for inter-orbit transport aircraft, Proceedings of the 60th Space Science and Technology Association Lecture, September 2016

しかしながら、耐荷重層間非接触型スペーサ型多層断熱材においては、真空引きされることにより多層断熱材が大気圧の荷重で圧縮されるため、スペーサはその圧縮力に耐えることができるようにする必要がある。そのため、スペーサの圧縮力を受け持つ面積を増やし、またスペーサの構造を強固な構造にする必要があり、それによって、スペーサの熱抵抗が小さくなり、断熱性能が、従来の層間非接触型スペーサ型多層断熱材よりも低下する。 However, in the load-bearing interlayer non-contact spacer type multilayer heat insulating material, the multilayer heat insulating material is compressed by the load of atmospheric pressure by being evacuated, so that the spacer needs to be able to withstand the compressive force. There is. Therefore, it is necessary to increase the area responsible for the compressive force of the spacer and to make the structure of the spacer strong, thereby reducing the thermal resistance of the spacer and improving the heat insulating performance of the conventional interlayer non-contact spacer type multilayer. Lower than insulation.

そこで、本発明は、例えば有圧環境下と真空環境下といった、外圧の異なる環境下の双方において高い断熱性能を発揮する多層断熱材を提供することを目的の1つとする。 Therefore, one of the objects of the present invention is to provide a multi-layer heat insulating material that exhibits high heat insulating performance in both environments with different external pressures, such as a pressure environment and a vacuum environment.

本発明の1つの態様は、構造体に取り付けられる多層断熱材であって、積層された複数の断熱フィルムと、前記積層された複数の断熱フィルムを覆うように配置され、前記構造体との間に密閉空間が形成されるように、前記構造体と結合される包囲部材と、隣接する前記断熱フィルムの間に挿入され、前記隣接する前記断熱フィルムを支持する複数の熱抵抗スペーサと、隣接する前記断熱フィルムの間に挿入され、前記隣接する前記断熱フィルムを支持する複数の耐荷重スペーサとを備え、前記熱抵抗スペーサは、前記複数の断熱フィルムの積層方向に加わる力に対して弾性を有し、前記耐荷重スペーサは、前記隣接する断熱フィルムの一方に取り付けられる第1の取り付け部と、前記隣接する断熱フィルムの他方に取り付けられる第2の取り付け部と、前記第1の取り付け部と前記第2の取り付け部を前記第1の取り付け部と前記第2の取り付け部が離間するように接続する接続部を備え、前記接続部が、前記包囲部材に加わる外圧と前記密閉空間内部の圧力との差の圧縮力が所定の値に達したときに分離し、該圧縮力によって当接された前記第1の取り付け部と前記第2の取り付け部によって、前記隣接する前記断熱フィルムが支持されるように構成され、前記複数の熱抵抗スペーサ及び前記複数の耐荷重スペーサは、互いに離間して配置され、且つ、前記複数の断熱フィルムが互いに接触しないように配置された多層断熱材を提供するものである。 One aspect of the present invention is a multi-layer heat insulating material attached to a structure, which is arranged so as to cover the laminated heat insulating films and the laminated heat insulating films, and is between the structures. Adjacent to a plurality of thermal resistance spacers inserted between the adjacent insulating film and supporting the adjacent insulating film so that a closed space is formed in the surrounding member to be bonded to the structure. A plurality of load-bearing spacers inserted between the heat insulating films and supporting the adjacent heat insulating films are provided, and the thermal resistance spacers are elastic against a force applied in the stacking direction of the plurality of heat insulating films. However, the load-bearing spacer has a first attachment portion attached to one of the adjacent heat insulating films, a second attachment portion attached to the other of the adjacent heat insulating films, and the first attachment portion and the above. The second mounting portion is provided with a connecting portion for connecting the first mounting portion and the second mounting portion so as to be separated from each other, and the connecting portion receives external pressure applied to the surrounding member and pressure inside the sealed space. When the compressive force of the difference reaches a predetermined value, the first mounting portion and the second mounting portion abutted by the compressive force support the adjacent heat insulating film. The plurality of thermal resistance spacers and the plurality of load-bearing spacers are arranged so as to be spaced apart from each other, and the plurality of heat insulating films are arranged so as not to come into contact with each other to provide a multilayer heat insulating material. Is.

前記外圧は大気圧であり、前記密閉空間内部の圧力は真空引きされた真空圧であるものとすることができる。 The external pressure may be atmospheric pressure, and the pressure inside the enclosed space may be a evacuated vacuum pressure.

前記第1の取り付け部と前記第2の取り付け部は、前記断熱フィルムを挟んで嵌合可能に構成されているものとすることができる。 The first mounting portion and the second mounting portion may be configured to be fitable with the heat insulating film interposed therebetween.

前記積層された複数の断熱フィルムの外側に外層シェルが配置されているものとすることができる。 It can be assumed that the outer layer shell is arranged on the outside of the plurality of laminated heat insulating films.

前記構造体は、宇宙機であるものとすることができる。 The structure can be a spacecraft.

本発明の1つの態様は、多層断熱材を用いた断熱方法であって、前記多層断熱材の前記密閉空間に対して、前記宇宙機の打ち上げ前に真空引きを行う方法を提供するものである。 One aspect of the present invention is a heat insulating method using a multi-layer heat insulating material, which provides a method of evacuating the closed space of the multi-layer heat insulating material before launching the spacecraft. ..

上記構成を有する本発明によれば、例えば有圧環境下と真空環境下といった、外圧の異なる環境下の双方において高い断熱性能を発揮する多層断熱材を提供することができる。 According to the present invention having the above configuration, it is possible to provide a multilayer heat insulating material that exhibits high heat insulating performance in both environments having different external pressures, such as a pressure environment and a vacuum environment.

(a)は、本発明の1つの実施形態に係る多層断熱材の真空引き前の断面模式図である。(b)は、本発明の1つの実施形態に係る多層断熱材の真空引き後の断面模式図である。(c)は、本発明の1つの実施形態に係る多層断熱材の宇宙空間における断面模式図である。(A) is a schematic cross-sectional view of the multilayer heat insulating material according to one embodiment of the present invention before evacuation. (B) is a schematic cross-sectional view of the multilayer heat insulating material according to one embodiment of the present invention after evacuation. (C) is a schematic cross-sectional view in outer space of the multilayer heat insulating material according to one embodiment of the present invention. (a)は本発明の1つの実施形態に係る多層断熱材に用いられる耐荷重スペーサの上面斜視図である。(b)は、本発明の1つの実施形態に係る多層断熱材に用いられる耐荷重スペーサの下面斜視図である。(A) is a top perspective view of a load-bearing spacer used in the multilayer heat insulating material according to one embodiment of the present invention. (B) is a bottom perspective view of a load-bearing spacer used in the multilayer heat insulating material according to one embodiment of the present invention. 本発明の1つの実施形態に係る多層断熱材に用いられる耐荷重スペーサのVI−VI断面図である。It is a VI-VI sectional view of the load-bearing spacer used for the multilayer heat insulating material which concerns on one Embodiment of this invention. (a)は、本発明の1つの実施形態に係る多層断熱材に用いられる高熱抵抗スペーサの上面斜視図である。(b)は、本発明の1つの実施形態に係る多層断熱材に用いられる高熱抵抗スペーサの下面斜視図である。(A) is a top perspective view of a high heat resistance spacer used in the multilayer heat insulating material according to one embodiment of the present invention. (B) is a bottom perspective view of a high heat resistance spacer used in the multilayer heat insulating material according to one embodiment of the present invention. 本発明の1つの実施形態に係る多層断熱材に用いられる高熱抵抗スペーサの側面図である。It is a side view of the high heat resistance spacer used for the multilayer heat insulating material which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の1つの実施形態に係る多層断熱材に用いられる高熱抵抗スペーサの第3の取り付け部の上面図である。It is a top view of the 3rd attachment part of the high heat resistance spacer used for the multilayer heat insulating material which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の1つの実施形態に係る多層断熱材に用いられる高熱抵抗スペーサの接続部の上面図である。It is a top view of the connection part of the high heat resistance spacer used for the multilayer heat insulating material which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の1つの実施形態に係る多層断熱材に用いられる高熱抵抗スペーサの第4の取り付け部の上面図である。It is a top view of the 4th attachment part of the high heat resistance spacer used for the multilayer heat insulating material which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態では、多層断熱材が宇宙機に取り付けられ、宇宙機の打ち上げの前に多層断熱材の内部が真空引きされる場合を例として説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a case where the multi-layer heat insulating material is attached to the spacecraft and the inside of the multi-layer heat insulating material is evacuated before the launch of the spacecraft will be described as an example.

図1(a)は、本発明の1つの実施形態に係る多層断熱材の真空引き前の断面模式図である。図1(b)は、本発明の1つの実施形態に係る多層断熱材の真空引き後の断面模式図である。図1(c)は、本発明の1つの実施形態に係る多層断熱材の宇宙空間における断面模式図である。図2(a)は、本発明の1つの実施形態に係る多層断熱材に用いられる耐荷重スペーサの上面斜視図である。図2(b)は、本発明の1つの実施形態に係る多層断熱材に用いられる耐荷重スペーサの下面斜視図である。図3は、本発明の1つの実施形態に係る多層断熱材に用いられる耐荷重スペーサのVI−VI断面図である。図4(a)は、本発明の1つの実施形態に係る多層断熱材に用いられる高熱抵抗スペーサの上面斜視図である。図4(b)は、本発明の1つの実施形態に係る多層断熱材に用いられる高熱抵抗スペーサの下面斜視図である。図5は、本発明の1つの実施形態に係る多層断熱材に用いられる高熱抵抗スペーサの側面図である。図6は、本発明の1つの実施形態に係る多層断熱材に用いられる高熱抵抗スペーサの第3の取り付け部の上面図である。図7は、本発明の1つの実施形態に係る多層断熱材に用いられる高熱抵抗スペーサの接続部の上面図である。図8は、本発明の1つの実施形態に係る多層断熱材に用いられる高熱抵抗スペーサの第4の取り付け部の上面図である。 FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of the multilayer heat insulating material according to one embodiment of the present invention before evacuation. FIG. 1B is a schematic cross-sectional view of the multilayer heat insulating material according to one embodiment of the present invention after evacuation. FIG. 1 (c) is a schematic cross-sectional view of the multilayer heat insulating material according to one embodiment of the present invention in outer space. FIG. 2A is a top perspective view of a load-bearing spacer used in the multilayer heat insulating material according to one embodiment of the present invention. FIG. 2B is a bottom perspective view of a load-bearing spacer used in the multilayer heat insulating material according to one embodiment of the present invention. FIG. 3 is a VI-VI cross-sectional view of a load-bearing spacer used in the multilayer heat insulating material according to one embodiment of the present invention. FIG. 4A is a top perspective view of the high heat resistance spacer used in the multilayer heat insulating material according to one embodiment of the present invention. FIG. 4B is a bottom perspective view of the high heat resistance spacer used in the multilayer heat insulating material according to one embodiment of the present invention. FIG. 5 is a side view of a high heat resistance spacer used in the multilayer heat insulating material according to one embodiment of the present invention. FIG. 6 is a top view of a third mounting portion of the high heat resistance spacer used in the multilayer heat insulating material according to one embodiment of the present invention. FIG. 7 is a top view of a connection portion of a high heat resistance spacer used in the multilayer heat insulating material according to one embodiment of the present invention. FIG. 8 is a top view of a fourth mounting portion of the high heat resistance spacer used in the multilayer heat insulating material according to one embodiment of the present invention.

図1(a)〜図1(c)に示されるように、本実施形態に係る多層断熱材1は、積層された複数の断熱フィルム2、外層シェル3、包囲部材4、複数の耐荷重スペーサ5、複数の高熱抵抗スペーサ6を備える。 As shown in FIGS. 1A to 1C, the multilayer heat insulating material 1 according to the present embodiment includes a plurality of laminated heat insulating films 2, an outer layer shell 3, a surrounding member 4, and a plurality of load-bearing spacers. 5. A plurality of high heat resistance spacers 6 are provided.

積層された複数の断熱フィルム2は、低輻射率フィルムであり、ポリイミド等の樹脂フィルムに、アルミニウム等の金属を蒸着したものである。断熱フィルム2の構成は、これに限定されるものでなく、他の適切な任意の材料の構成のものとすることができる。積層された複数の断熱フィルム2は、その最内層の断熱フィルム2が、構造体10に面ファスナ7により取り付けられている。最内層の断熱フィルム2の構造体10への取り付け構成は、これに限定されるものではなく、例えば、後述の耐荷重スペーサ5の第1の取り付け部51や高熱抵抗スペーサ6の第3の取り付け部61と同様な構造を構造体10に設けて、嵌合により取り付ける構成等他の適切な任意の構成とすることができる。本実施形態において、構造体10は、宇宙機である。隣接する断熱フィルム2の間には、後述の複数の高熱抵抗スペーサ6と複数の耐荷重スペーサ5が挿入されている。複数の高熱抵抗スペーサ6と複数の耐荷重スペーサ5は、隣接する断熱フィルム2に取り付けられ、隣接する断熱フィルム2を支持する。 The plurality of laminated heat insulating films 2 are low emissivity films, which are obtained by vapor-filming a metal such as aluminum on a resin film such as polyimide. The composition of the heat insulating film 2 is not limited to this, and may be the composition of any other suitable material. In the plurality of laminated heat insulating films 2, the innermost heat insulating film 2 is attached to the structure 10 by a hook-and-loop fastener 7. The attachment configuration of the innermost heat insulating film 2 to the structure 10 is not limited to this, and for example, the first attachment portion 51 of the load-bearing spacer 5 and the third attachment of the high heat resistance spacer 6 described later are not limited to this. A structure similar to that of the portion 61 may be provided in the structure 10 to have any other suitable configuration such as a configuration in which the structure 10 is attached by fitting. In this embodiment, the structure 10 is a spacecraft. A plurality of high heat resistance spacers 6 and a plurality of load-bearing spacers 5, which will be described later, are inserted between the adjacent heat insulating films 2. The plurality of high heat resistance spacers 6 and the plurality of load-bearing spacers 5 are attached to the adjacent heat insulating films 2 and support the adjacent heat insulating films 2.

積層された複数の断熱フィルム2の最外層の断熱フィルム2の外側には、外層シェル3が配置されている。外層シェル3と最外層の断熱フィルム2との間には、隣接する断熱フィルム2間におけると同様に、複数の高熱抵抗スペーサ6と複数の耐荷重スペーサ5が挿入されている。そして、複数の高熱抵抗スペーサ6や複数の耐荷重スペーサ5は、後述の耐荷重スペーサ5の第1の取り付け部51や高熱抵抗スペーサ6の第3の取り付け部61と同様な構造の終端部材と最外層の断熱フィルム2を挟んで嵌合させることにより、外層シェル3と最外層の断熱フィルム2に取り付けられ、外層シェル3は、複数の高熱抵抗スペーサ6と複数の耐荷重スペーサ5により支持される。外層シェル3の断熱フィルム2への取り付け構成は、これに限定されるものではなく、例えば、面ファスナや接着剤により取り付ける構成等他の適切な任意の構成とすることができる。 An outer layer shell 3 is arranged on the outside of the outermost heat insulating film 2 of the plurality of laminated heat insulating films 2. A plurality of high heat resistance spacers 6 and a plurality of load-bearing spacers 5 are inserted between the outer layer shell 3 and the outermost heat insulating film 2 as in the case of the adjacent heat insulating films 2. The plurality of high heat resistance spacers 6 and the plurality of load-bearing spacers 5 have a terminal member having the same structure as the first mounting portion 51 of the load-bearing spacer 5 and the third mounting portion 61 of the high heat resistance spacer 6, which will be described later. The outermost layer heat insulating film 2 is sandwiched and fitted to the outer layer shell 3 and the outermost layer heat insulating film 2, and the outer layer shell 3 is supported by a plurality of high heat resistance spacers 6 and a plurality of load-bearing spacers 5. To. The configuration for attaching the outer layer shell 3 to the heat insulating film 2 is not limited to this, and may be any other suitable configuration such as a configuration for attaching with a hook-and-loop fastener or an adhesive.

外層シェル3は、熱硬化性CFRP製の薄板である。外層シェル3は、熱硬化性CFRP製の薄板に限定されるものでなく、他の適切な任意の材料のものとすることができる。例えば、熱可塑性CFRP、アルミ合金製のものとすることができる。後述のように、密閉空間8を真空引きすると、外部から大気圧の圧力が加わるが、この外部からの圧力は、基本的には、高熱抵抗スペーサ6と耐荷重スペーサ5によって支持される。外層シェル3は、このときに高熱抵抗スペーサ6や耐荷重スペーサ5に支持されていない断熱フィルム2の部分が変形し、複数の断熱フィルム2同士が接触することを防止するものである。なお、高熱抵抗スペーサ6や耐荷重スペーサ5の配置間隔を密にすること等によって、外層シェル3を省略することもできる。 The outer layer shell 3 is a thin plate made of thermosetting CFRP. The outer layer shell 3 is not limited to a thin plate made of thermosetting CFRP, and can be made of any other suitable material. For example, it can be made of thermoplastic CFRP or an aluminum alloy. As will be described later, when the closed space 8 is evacuated, atmospheric pressure is applied from the outside, and the pressure from the outside is basically supported by the high heat resistance spacer 6 and the load-bearing spacer 5. At this time, the outer layer shell 3 prevents the portion of the heat insulating film 2 that is not supported by the high heat resistance spacer 6 and the load-bearing spacer 5 from being deformed and the plurality of heat insulating films 2 from coming into contact with each other. The outer layer shell 3 can be omitted by increasing the arrangement interval of the high heat resistance spacer 6 and the load bearing spacer 5.

包囲部材4は、積層された複数の断熱フィルム2と外層シェル3を覆うように配置され、構造体10との間に密閉空間8が形成されるように構造体10と結合される。包囲部材4は、アルミ層を有するラミネート(熱融着)フィルムで構成されている。包囲部材4の直下には外層シェル3が存在し、有圧環境下において密閉空間8が真空にされている際の圧縮力は外層シェル3、耐荷重スペーサ5、高熱抵抗スペーサ6により支持され、包囲部材4には面内方向に大きな力は働かない。また、密閉空間8を真空に保持する時間は、打ち上げ直後から大気航行中の時間と短いため、包囲部材4は、できるだけ軽量な材料であることが望ましい。ただし、包囲部材4を樹脂層のみ構成するとガス透過率が高いため、金属層を備えることが好ましいが、真空に保持する時間がより短い場合等においては金属層を備えなくてもよい。また、大面積の構造体10に取り付ける場合は、容易に継ぎ合わせられる構成が好都合であるので、本実施形態においては、包囲部材4を、アルミ層を有するラミネート(熱融着)フィルムとしている。包囲部材4は、これに限定されるものではなく、他の適切な任意のフィルムを用いることができる。また、包囲部材4は、フィルムに換えて、例えば伸縮性の高いゴム材等の他の適切な任意の包囲部材を用いてもよい。包囲部材4は、密閉空間8の周囲において、両面熱融着フィルムにより融着され、互いにシールされている。包囲部材と構造体を結合する構成は、これに限定されるものではなく、例えば、構造体に設けられたOリング等により包囲部材を挟み込み互いにシールされる構成、包囲部材を構造体に接着材により接着することにより互いにシールされる構成等、他の適切な任意の構成とすることができる。 The surrounding member 4 is arranged so as to cover the plurality of laminated heat insulating films 2 and the outer layer shell 3, and is coupled to the structure 10 so that a closed space 8 is formed between the surrounding member 4 and the structure 10. The surrounding member 4 is made of a laminated (heat-fused) film having an aluminum layer. An outer layer shell 3 exists directly under the surrounding member 4, and the compressive force when the closed space 8 is evacuated under a pressure environment is supported by the outer layer shell 3, the load-bearing spacer 5, and the high heat resistance spacer 6. No large force acts in the in-plane direction on the surrounding member 4. Further, since the time for holding the closed space 8 in the vacuum is short as the time during the atmospheric navigation immediately after the launch, it is desirable that the surrounding member 4 is made of a material as light as possible. However, if the enclosing member 4 is composed of only a resin layer, the gas permeability is high, so that it is preferable to provide a metal layer, but it is not necessary to provide the metal layer when the time for holding in a vacuum is shorter. Further, when it is attached to a structure 10 having a large area, it is convenient to have a structure in which it can be easily joined. Therefore, in the present embodiment, the surrounding member 4 is a laminated (heat-fused) film having an aluminum layer. The surrounding member 4 is not limited to this, and any other suitable film can be used. Further, as the enclosing member 4, instead of the film, any other suitable enclosing member such as a highly elastic rubber material may be used. The surrounding members 4 are fused by a double-sided heat-sealing film around the closed space 8 and are sealed to each other. The configuration for connecting the enclosing member and the structure is not limited to this, for example, a configuration in which the enclosing member is sandwiched by an O-ring or the like provided on the structure and sealed to each other, and an adhesive material for the enclosing member to the structure. It can be any other suitable configuration, such as a configuration that is sealed to each other by adhering with.

耐荷重スペーサ5は、第1の取り付け部51、接続部52、第2の取り付け部53を備える。耐荷重スペーサ5は、耐熱性の高いポリエーテルエーテルケトン(PEEK)を材料として射出成形により製造されたものである。耐荷重スペーサ5の構成は、これに限定されるものでなく、他の適切な任意の材料の構成のものとすることができる。 The load-bearing spacer 5 includes a first mounting portion 51, a connecting portion 52, and a second mounting portion 53. The load-bearing spacer 5 is manufactured by injection molding using polyetheretherketone (PEEK), which has high heat resistance, as a material. The structure of the load-bearing spacer 5 is not limited to this, and may be the structure of any other suitable material.

第1の取り付け部51は、円板状の形状を有する。第1の取り付け部51は、周方向に対向する一端と他端を有する、一部が欠けた円環状(C字状)の第1の要素511と、第1の要素511の一端と他端から円環の中心を挟んで径方向に延び、第1の要素511の一端と他端に対して径方向に対向する第1の要素511の部分に接続される一対の直線状の第2の要素512と、第1の要素511の一端と他端に径方向に対向する第1の要素511の部分から突出するように、一対の第2の要素512間に形成されたベース513から構成される。一対の第2の要素512の長手方向中央部には、外側に円弧状に湾曲する受部512aが形成されている。受部512aの幅は、第2の要素512の他の部分の幅よりも大きくされ、受部512aの外周が、後述の第2の取り付け部53の主部531の外周よりも大きくなるようにされている。受部512aは、後述する挿入部532を嵌合可能とする係止部を構成する。 The first mounting portion 51 has a disk-shaped shape. The first mounting portion 51 has a partially chipped annular (C-shaped) first element 511 having one end and the other end facing in the circumferential direction, and one end and the other end of the first element 511. A pair of linear second elements extending radially across the center of the annulus and connected to a portion of the first element 511 radially opposed to one end and the other end of the first element 511. It is composed of an element 512 and a base 513 formed between a pair of second elements 512 so as to project from a portion of the first element 511 radially opposed to one end and the other end of the first element 511. To. At the central portion in the longitudinal direction of the pair of second elements 512, a receiving portion 512a that is curved outward in an arc shape is formed. The width of the receiving portion 512a is made larger than the width of the other portion of the second element 512 so that the outer circumference of the receiving portion 512a is larger than the outer circumference of the main portion 531 of the second mounting portion 53 described later. Has been done. The receiving portion 512a constitutes a locking portion that allows the insertion portion 532, which will be described later, to be fitted.

第2の取り付け部53は、略円柱状の主部531と、主部531の第1の取り付け部51とは反対側の軸方向に直交する面に設けられた挿入部532を備える。挿入部532は、面取りされた略円柱状の頭部532aと、頭部532aの底面にその一方の端部が接続され、頭部532aの底面の直径よりも小さい直径を有する円柱形状の細径部532bから構成される。そして、頭部532aの底面と細径部532bの段差部分が係合部532cを構成する。 The second mounting portion 53 includes a substantially columnar main portion 531 and an insertion portion 532 provided on a surface orthogonal to the axial direction of the main portion 531 opposite to the first mounting portion 51. The insertion portion 532 has a chamfered substantially cylindrical head 532a and a cylindrical small diameter having a diameter smaller than the diameter of the bottom surface of the head 532a, with one end connected to the bottom surface of the head 532a. It is composed of a part 532b. Then, the stepped portion between the bottom surface of the head portion 532a and the small diameter portion 532b constitutes the engaging portion 532c.

このような構造により、一の耐荷重スペーサ5を他の耐荷重スペーサ5に嵌合して連結することができる。すなわち、一の耐荷重スペーサ5の挿入部532を、他の耐荷重スペーサ5の受部512aに挿通すると、挿入部532の係合部532cが、受部512aと係合してロックされ、両耐荷重スペーサ5を互いに固定することができる。 With such a structure, one load-bearing spacer 5 can be fitted and connected to another load-bearing spacer 5. That is, when the insertion portion 532 of one load-bearing spacer 5 is inserted into the receiving portion 512a of the other load-bearing spacer 5, the engaging portion 532c of the insertion portion 532 is engaged with the receiving portion 512a and locked. The load-bearing spacers 5 can be fixed to each other.

また、主部531の底面には、挿入部532が収容可能な略円柱状の凹部531aが形成され、これにより、後述のように接続部52が破断した際に、主部531の底面が、第1の取り付け部51の受部512aに当接し、断熱フィルム2や圧縮力を支持することが可能となる。 Further, a substantially columnar recess 531a that can accommodate the insertion portion 532 is formed on the bottom surface of the main portion 531. As a result, when the connection portion 52 is broken as described later, the bottom surface of the main portion 531 is formed. It comes into contact with the receiving portion 512a of the first mounting portion 51, and can support the heat insulating film 2 and the compressive force.

接続部52は、略直方体状の支持柱521と、支持柱521に一体的に接続された支持腕522から構成される。支持柱521は、第1の取り付け部51のベース513に一体的に接続されている。また、支持腕522は、第2の取り付け部53が第1の取り付け部51に対して離間されるように、第2の取り付け部53を支持する。支持腕522の支持柱側には、切欠部522aが形成されており、第2の取り付け部53に一定の力が加わると、接続部52が破断し、支持柱521と支持腕522が分離するように構成されている。本実施形態においては、後述のように、包囲部材4に大気圧の圧縮力が加わると接続部52が破断するように構成されている。接続部の構成は、これに限定されるものでなく、包囲部材に加わる圧縮力が、小さな圧縮力から、その小さな圧縮力よりも所定の大きさだけ大きな圧縮力に変化した場合に、接続部が分離する他の任意の適切な構成とすることができる。 The connecting portion 52 is composed of a support column 521 having a substantially rectangular parallelepiped shape and a support arm 522 integrally connected to the support column 521. The support column 521 is integrally connected to the base 513 of the first mounting portion 51. Further, the support arm 522 supports the second attachment portion 53 so that the second attachment portion 53 is separated from the first attachment portion 51. A notch 522a is formed on the support pillar side of the support arm 522, and when a constant force is applied to the second attachment portion 53, the connection portion 52 breaks and the support pillar 521 and the support arm 522 are separated from each other. It is configured as follows. In the present embodiment, as will be described later, the connecting portion 52 is configured to break when a compressive force of atmospheric pressure is applied to the surrounding member 4. The configuration of the connecting portion is not limited to this, and when the compressive force applied to the surrounding member changes from a small compressive force to a compressive force larger than the small compressive force by a predetermined magnitude, the connecting portion is not limited to this. Can be any other suitable configuration that separates.

高熱抵抗スペーサ6は、円筒状の形状で、3段構造を有している。高熱抵抗スペーサ6は、互いに離間して平行に配置されている、同じ大きさの円板状の第3の取り付け部61、熱抵抗増強部62、第4の取り付け部63を備える。高熱抵抗スペーサ6は、耐熱性の高いポリエーテルエーテルケトン(PEEK)を材料として射出成形により製造されたものである。高熱抵抗スペーサ6の構成は、これに限定されるものでなく、他の適切な任意の材料の構成のものとすることができる。 The high heat resistance spacer 6 has a cylindrical shape and has a three-stage structure. The high thermal resistance spacer 6 includes a disk-shaped third mounting portion 61, a thermal resistance enhancing portion 62, and a fourth mounting portion 63 of the same size, which are arranged in parallel so as to be separated from each other. The high heat resistance spacer 6 is manufactured by injection molding using polyetheretherketone (PEEK), which has high heat resistance, as a material. The configuration of the high heat resistance spacer 6 is not limited to this, and may be the configuration of any other suitable material.

第3の取り付け部61は、円環状の第1の要素611と、円環の中心を挟んで平行に配置され、それぞれの両端が第1の要素611と一体的に接続される直線状の一対の第2の要素612を備える。第2の要素612の長手方向中央部には、外側に円弧状に湾曲する受部612aが形成され、受部612aが、後述する挿入部634を嵌合可能とする係止部を構成する。 The third mounting portion 61 is arranged in parallel with the first element 611 of the annulus with the center of the annulus in between, and both ends of each are a linear pair connected integrally with the first element 611. The second element 612 of the above is provided. At the central portion in the longitudinal direction of the second element 612, a receiving portion 612a that curves in an arc shape on the outside is formed, and the receiving portion 612a constitutes a locking portion that allows the insertion portion 634 described later to be fitted.

第4の取り付け部63は、第1の要素611と同じ形状の円環状の第3の要素631と、第1の要素611に対する第2の要素612の位置と同じ位置に配置され、第3の要素631と一体的に接続される直線状の一対の第4の要素632を備える。また、第4の取り付け部63は、第3の要素631と同心円の円板状の遮光部633を備える。そして、遮光部633の中心部には、第3の取り付け部61の受部612aと嵌合可能な挿入部634が設けられている。遮光部633は、後述の断熱フィルム2に設けられた穴から光線が漏れるのを防止するためのものである。 The fourth attachment portion 63 is arranged at the same position as the position of the third element 631 which is an annular shape having the same shape as the first element 611 and the second element 612 with respect to the first element 611, and the third element 63. It comprises a pair of linear fourth elements 632 that are integrally connected to the element 631. Further, the fourth mounting portion 63 includes a disc-shaped light-shielding portion 633 concentric with the third element 631. At the center of the light-shielding portion 633, an insertion portion 634 that can be fitted with the receiving portion 612a of the third mounting portion 61 is provided. The light-shielding portion 633 is for preventing light rays from leaking from holes provided in the heat insulating film 2 described later.

挿入部634は、軸方向に直径が拡がる逆テーパー状に形成された本体部634a−1と本体部の端部に設けられた円柱状の先端部634a−2から構成される頭部634aと、本体部634a−1の端部にその一方の端部が接続され、頭部634aの最大直径よりも小さい直径を有する円柱状の細径部634bから構成される。そして、頭部634aの本体部634a−1の底面と細径部634bの段差部分が係合部634cを構成する。 The insertion portion 634 includes a head portion 634a composed of a main body portion 634a-1 formed in an inverted taper shape whose diameter expands in the axial direction and a columnar tip portion 634a-2 provided at the end portion of the main body portion. One end thereof is connected to the end portion of the main body portion 634a-1, and the head portion 634a is composed of a columnar small diameter portion 634b having a diameter smaller than the maximum diameter of the head portion 634a. Then, the bottom surface of the main body portion 634a-1 of the head 634a and the stepped portion of the small diameter portion 634b form the engaging portion 634c.

このような構造により、一の高熱抵抗スペーサ6を他の高熱抵抗スペーサ6に嵌合して連結することができる。すなわち、一の高熱抵抗スペーサ6の挿入部634を、他の高熱抵抗スペーサ6の受部612aに挿通すると、上述のような挿入部634の頭部634aの形状により挿入がガイドされ、挿入部634の係合部634cが、受部612aと係合してロックされ、両高熱抵抗スペーサ6を互いに固定することができる。 With such a structure, one high heat resistance spacer 6 can be fitted and connected to another high heat resistance spacer 6. That is, when the insertion portion 634 of one high heat resistance spacer 6 is inserted into the receiving portion 612a of the other high heat resistance spacer 6, the insertion is guided by the shape of the head 634a of the insertion portion 634 as described above, and the insertion portion 634 is inserted. The engaging portion 634c of the above is engaged with the receiving portion 612a and locked, and both high heat resistance spacers 6 can be fixed to each other.

熱抵抗増強部62は、左右一対の円弧状の、径方向に対向して離間した一対の第5の要素621と、一対の第5の要素621の対向する一端から中心を挟んで径方向に延びる一対の直線状の第6の要素622と、第6の要素622の対向する他端を接続する直線状の第7の要素623から構成される。第6の要素622の長手方向中央部には、外側に円弧状に湾曲する挿通部622aが形成され、挿入部634が受部612aと嵌合したときに挿入部634の頭部634aの先端部634a−2が挿通可能となっている。 The thermal resistance enhancing portion 62 has a pair of left and right arcuate arcs, a pair of fifth elements 621 separated in the radial direction and separated from each other, and a pair of fifth elements 621 with the center interposed therebetween. It is composed of a pair of extending linear sixth elements 622 and a linear seventh element 623 connecting the opposite ends of the sixth element 622. An insertion portion 622a that curves in an arc shape on the outside is formed in the central portion of the sixth element 622 in the longitudinal direction, and the tip portion of the head portion 634a of the insertion portion 634 when the insertion portion 634 is fitted with the receiving portion 612a. 634a-2 can be inserted.

第3の取り付け部61、熱抵抗増強部62、第4の取り付け部63は、同軸に配置され、軸方向から見て、直線状の一対の要素である第2の要素612、第4の要素632、第6の要素622が重なり合うように配置されている。そして、一対の第5の要素621の一方の他方の端部は、軸方向に延びる直線状の第8の要素64を介して第3の取り付け部61に一体的に接続され、一対の第5の要素の他方の端部は、軸方向に延びる直線状の第9の部材65を介して第4の取り付け部63に一体的に接続されている。 The third mounting portion 61, the thermal resistance enhancing portion 62, and the fourth mounting portion 63 are arranged coaxially, and are a pair of linear elements 612 and a fourth element when viewed from the axial direction. 632 and the sixth element 622 are arranged so as to overlap each other. Then, the other end of one of the pair of fifth elements 621 is integrally connected to the third attachment portion 61 via the linear eighth element 64 extending in the axial direction, and the pair of fifth elements 621 is integrally connected to the third attachment portion 61. The other end of the element is integrally connected to the fourth attachment portion 63 via a linear ninth member 65 extending axially.

このように、高熱抵抗スペーサ6は、コイル状の構造を有するので、弾性(復元力)を有する。また、熱抵抗増強部62において、断面積の小さい伝熱経路が長く形成されているため、高熱抵抗スペーサ6の熱抵抗が増大する。 As described above, since the high heat resistance spacer 6 has a coil-like structure, it has elasticity (restoring force). Further, since the heat transfer path having a small cross-sectional area is formed long in the thermal resistance enhancing portion 62, the thermal resistance of the high thermal resistance spacer 6 increases.

断熱フィルム2には、高熱抵抗スペーサ6や耐荷重スペーサ5同士の間隔に応じて穴が設けられている。この穴に、高熱抵抗スペーサ6の第4の取り付け部63の挿入部634や耐荷重スペーサ5の第2の取り付け部53の挿入部532を挿通し、断熱フィルム2を挟んでもう1つの高熱抵抗スペーサ6の第3の取り付け部61の受部612aや耐荷重スペーサ5の第1の取り付け部51の受部512aに嵌合させることによって、高熱抵抗スペーサ6と断熱フィルム2、耐荷重スペーサ5と断熱フィルム2が互いに固定されると共に、断熱フィルム2が、高熱抵抗スペーサ6や耐荷重スペーサ5によって支持される。 The heat insulating film 2 is provided with holes according to the distance between the high heat resistance spacer 6 and the load bearing spacer 5. Insert the insertion portion 634 of the fourth mounting portion 63 of the high heat resistance spacer 6 and the insertion portion 532 of the second mounting portion 53 of the load-bearing spacer 5 into this hole, and sandwich the heat insulating film 2 to provide another high heat resistance. By fitting the spacer 6 into the receiving portion 612a of the third mounting portion 61 and the receiving portion 512a of the first mounting portion 51 of the load-bearing spacer 5, the high heat resistance spacer 6, the heat insulating film 2, and the load-bearing spacer 5 are formed. The heat insulating films 2 are fixed to each other, and the heat insulating films 2 are supported by the high heat resistance spacer 6 and the load bearing spacer 5.

複数の高熱抵抗スペーサ6及び複数の耐荷重スペーサ5は、互いの間隔(一定の間隔でも変動する間隔でもよい)等を考慮して、積層された複数の断熱フィルム2が、真空引きが行われた後、すなわち包囲部材4に大気圧の圧縮力が加わった場合においても、互いに接触しないように配置されている。このような構成により、真空引きの後においても、互いに接触しないような間隔で配置されているから、断熱性能の低下を招く断熱フィルム同士の接触が防止される。また、外層シェル3が受ける圧縮力を複数の高熱抵抗スペーサ6及び複数の耐荷重スペーサで分散して受け持つことにより、外層シェル3の厚さを薄くすることができる。したがって、本実施形態によれば、有圧環境下においても、高い断熱性能を発揮することができる、軽量な、真空に保持された多層断熱材を実現することができる。 In the plurality of high heat resistance spacers 6 and the plurality of load-bearing spacers 5, the plurality of laminated heat insulating films 2 are evacuated in consideration of the mutual spacing (which may be a constant spacing or a fluctuating spacing). After that, that is, even when a compressive force of atmospheric pressure is applied to the surrounding member 4, they are arranged so as not to come into contact with each other. With such a configuration, even after evacuation, the films are arranged at intervals so as not to come into contact with each other, so that contact between the heat insulating films that causes deterioration of the heat insulating performance is prevented. Further, the thickness of the outer layer shell 3 can be reduced by dispersing and taking charge of the compressive force received by the outer layer shell 3 by the plurality of high heat resistance spacers 6 and the plurality of load-bearing spacers. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to realize a lightweight, vacuum-held multi-layer heat insulating material that can exhibit high heat insulating performance even in a pressurized environment.

続いて、図1(b)、(c)を参照して、本実施形態の多層断熱材の動作及び本実施形態の多層断熱材を用いた断熱方法について説明する。 Subsequently, with reference to FIGS. 1 (b) and 1 (c), the operation of the multilayer heat insulating material of the present embodiment and the heat insulating method using the multilayer heat insulating material of the present embodiment will be described.

(1)真空引き
地上において、図示しない真空ポンプ等を用いて、多層断熱材1の密閉空間8に対して真空引きを行う。図1(b)を参照して、真空引きが完了すると、包囲部材4に加わる外圧は大気圧であり、密閉空間8内部の圧力は真空圧であるから、包囲部材4には、包囲部材4に加わる外圧と密閉空間8内部の圧力との差の大気圧の圧縮力が加わる。この圧縮力は、高熱抵抗スペーサ6と耐荷重スペーサ5に加わるが、耐荷重スペーサ5の接続部52は、この圧縮力により破断するように構成されているから、接続部52により離間されていた第1の取り付け部51と第2の取り付け部53が、この圧縮力により当接するようになる。これにより、耐荷重スペーサ5は依然として断熱フィルム2や圧縮力を支持することができる。
(1) Vacuuming On the ground, a vacuum pump or the like (not shown) is used to evacuate the closed space 8 of the multilayer heat insulating material 1. With reference to FIG. 1 (b), when the evacuation is completed, the external pressure applied to the enclosing member 4 is atmospheric pressure, and the pressure inside the closed space 8 is the vacuum pressure. The compressive force of atmospheric pressure, which is the difference between the external pressure applied to the air pressure and the pressure inside the closed space 8, is applied. This compressive force is applied to the high heat resistance spacer 6 and the load-bearing spacer 5, but since the connection portion 52 of the load-bearing spacer 5 is configured to be broken by this compressive force, it is separated by the connection portion 52. The first mounting portion 51 and the second mounting portion 53 come into contact with each other due to this compressive force. As a result, the load-bearing spacer 5 can still support the heat insulating film 2 and the compressive force.

そして、上述のように、複数の高熱抵抗スペーサ6及び複数の耐荷重スペーサ5は、複数の断熱フィルム2が、真空引きの後においても、互いに接触しないような間隔で配置されているから、有圧環境下においても、高い断熱性能を発揮することができる、軽量な、真空に保持された多層断熱材を実現することができる。 As described above, the plurality of high heat resistance spacers 6 and the plurality of load-bearing spacers 5 are provided because the plurality of heat insulating films 2 are arranged at intervals so as not to come into contact with each other even after evacuation. It is possible to realize a lightweight, vacuum-held multi-layer heat insulating material that can exhibit high heat insulating performance even in a pressure environment.

(2)打ち上げ後
多層断熱材1が取り付けられた宇宙機が打ち上げられると、包囲部材4に加わる外圧は次第に減少し、宇宙空間においては、真空圧となる。図1(c)を参照して、宇宙空間の真空圧は、真空引きによる真空圧よりも小さいから、包囲部材4は膨張する。そして、高熱抵抗スペーサ6は積層方向に弾性(復元力)を有するから、断熱フィルム2間の間隔が拡がり、耐荷重スペーサ5の第1の取り付け部51と第2の取り付け部53は嵌合により断熱フィルム2に固定されているから、接続部52による接続が切断された耐荷重スペーサ5の第1の取り付け部51と第2の取り付け部53が再び離間する。これにより、耐荷重スペーサ5において、伝熱経路が切断されるので、耐荷重スペーサ5を介する伝導による伝熱をゼロとすることができ、真空引き後よりも更に高い伝熱性能を実現することができる。
(2) After the launch When the spacecraft to which the multi-layer heat insulating material 1 is attached is launched, the external pressure applied to the surrounding member 4 gradually decreases, and becomes a vacuum pressure in outer space. With reference to FIG. 1 (c), the encircling member 4 expands because the evacuation pressure in outer space is smaller than the evacuation pressure due to evacuation. Since the high heat resistance spacer 6 has elasticity (restoring force) in the stacking direction, the distance between the heat insulating films 2 is widened, and the first mounting portion 51 and the second mounting portion 53 of the load-bearing spacer 5 are fitted by fitting. Since it is fixed to the heat insulating film 2, the first mounting portion 51 and the second mounting portion 53 of the load-bearing spacer 5 whose connection by the connecting portion 52 is disconnected are separated again. As a result, the heat transfer path is cut in the load-bearing spacer 5, so that the heat transfer due to conduction through the load-bearing spacer 5 can be reduced to zero, and even higher heat transfer performance than after evacuation can be realized. Can be done.

本実施形態によれば、有圧環境下において、従来の層間非接触型スペーサ型多層断熱材では実現できなかった高い断熱性能を実現することができる。そして、真空環境下においては、従来の層間非接触型多層断熱材や耐荷重層間非接触型多層断熱材より高い伝熱性能を実現することができる。すなわち、本実施形態によれば、有圧環境下と真空環境下の双方において高い断熱性能を実現することができる。 According to this embodiment, it is possible to realize high heat insulating performance that cannot be realized by the conventional interlayer non-contact type spacer type multilayer heat insulating material under a pressure environment. Further, in a vacuum environment, it is possible to realize higher heat transfer performance than the conventional interlayer non-contact type multilayer heat insulating material and load-bearing interlayer non-contact type multilayer heat insulating material. That is, according to the present embodiment, high heat insulation performance can be realized in both a pressure environment and a vacuum environment.

上記実施形態においては、多層断熱材が宇宙機に取り付けられ、宇宙機の打ち上げの前に多層断熱材の内部が真空引きされる場合を例として説明したが、多層断熱材が取り付けられる構造物は、任意のものとすることができ、また、多層断熱材は、有圧環境下と真空環境下でなくとも、任意の適切な圧力の異なる、すなわち真空度の異なる環境下で用いられるものとすることができる。 In the above embodiment, the case where the multi-layer insulation material is attached to the spacecraft and the inside of the multi-layer insulation material is evacuated before the launch of the spacecraft has been described as an example, but the structure to which the multi-layer insulation material is attached is , And the multi-layer insulation shall be used in any suitable environment with different pressures, i.e. different degrees of vacuum, not under pressure and vacuum. be able to.

以上、本発明について、例示のためにいくつかの実施形態に関して説明してきたが、本発明はこれに限定されるものでなく、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、形態及び詳細について、様々な変形及び修正を行うことができることは、当業者に明らかであろう。 Although the present invention has been described above with respect to some embodiments for illustration purposes, the present invention is not limited thereto, and the embodiments and details are described without departing from the scope and spirit of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and modifications can be made.

1 多層断熱材
2 断熱フィルム
3 外層シェル
4 包囲部材
5 耐荷重スペーサ
51 第1の取り付け部
511 第1の要素
512 第2の要素
512a 受部
513 ベース
52 接続部
521 支持柱
522 支持腕
522a 切欠部
53 第2の取り付け部
531 主部
531a 凹部
532 挿入部
532a 頭部
532b 細径部
532c 係合部
6 高熱抵抗スペーサ
61 第3の取り付け部
611 第1の要素
612 第2の要素
612a 受部
62 熱抵抗増強部
621 第5の要素
622 第6の要素
622a 挿通部
623 第7の要素
63 第4の取り付け部
631 第3の要素
632 第4の要素
633 遮光部
634 挿入部
634a 頭部
634a−1 本体部
634a−2 先端部
634b 細径部
634c 係合部
64 第8の要素
65 第9の要素
7 面ファスナ
8 密閉空間
10 構造体
1 Multi-layer insulation 2 Insulation film 3 Outer layer shell 4 Surrounding member 5 Load-bearing spacer 51 First mounting part 511 First element 512 Second element 512a Receiving part 513 Base 52 Connection part 521 Support pillar 522 Support arm 522a Notch part 53 Second mounting part 531 Main part 531a Recessed part 532 Inserting part 532a Head 532b Small diameter part 532c Engaging part 6 High thermal resistance spacer 61 Third mounting part 611 First element 612 Second element 612a Receiving part 62 Heat Resistance enhancement part 621 5th element 622 6th element 622a Insertion part 623 7th element 63 4th mounting part 631 3rd element 632 4th element 633 Shading part 634 Inserting part 634a Head 634a-1 Main body Part 634a-2 Tip part 634b Small diameter part 634c Engagement part 64 Eighth element 65 Ninth element 7 Face fastener 8 Sealed space 10 Structure

Claims (6)

構造体に取り付けられる多層断熱材であって、
積層された複数の断熱フィルムと、
前記積層された複数の断熱フィルムを覆うように配置され、前記構造体との間に密閉空間が形成されるように、前記構造体と結合される包囲部材と、
隣接する前記断熱フィルムの間に挿入され、前記隣接する前記断熱フィルムを支持する複数の熱抵抗スペーサと、
隣接する前記断熱フィルムの間に挿入され、前記隣接する前記断熱フィルムを支持する複数の耐荷重スペーサと、
を備え、
前記熱抵抗スペーサは、前記複数の断熱フィルムの積層方向に加わる力に対して弾性を有し、
前記耐荷重スペーサは、前記隣接する断熱フィルムの一方に取り付けられる第1の取り付け部と、前記隣接する断熱フィルムの他方に取り付けられる第2の取り付け部と、前記第1の取り付け部と前記第2の取り付け部を前記第1の取り付け部と前記第2の取り付け部が離間するように接続する接続部を備え、
前記接続部が、前記包囲部材に加わる外圧と前記密閉空間内部の圧力との差の圧縮力が所定の値に達したときに分離し、該圧縮力によって当接された前記第1の取り付け部と前記第2の取り付け部によって、前記隣接する前記断熱フィルムが支持されるように構成され、
前記複数の熱抵抗スペーサ及び前記複数の耐荷重スペーサは、互いに離間して配置され、且つ、前記複数の断熱フィルムが互いに接触しないように配置された、
多層断熱材。
A multi-layer insulation that can be attached to structures
With multiple laminated heat insulating films
A surrounding member that is arranged so as to cover the plurality of laminated heat insulating films and is bonded to the structure so as to form a closed space with the structure.
A plurality of thermal resistance spacers inserted between the adjacent insulating films and supporting the adjacent insulating films,
With a plurality of load-bearing spacers inserted between the adjacent insulating films and supporting the adjacent insulating films,
Equipped with
The thermal resistance spacer has elasticity against a force applied in the stacking direction of the plurality of heat insulating films.
The load-bearing spacer has a first attachment portion attached to one of the adjacent heat insulating films, a second attachment portion attached to the other of the adjacent heat insulating films, the first attachment portion, and the second attachment portion. A connection portion for connecting the first mounting portion and the second mounting portion so as to be separated from each other is provided.
The connecting portion is separated when the compressive force of the difference between the external pressure applied to the surrounding member and the pressure inside the enclosed space reaches a predetermined value, and the first mounting portion abutted by the compressive force. And the second mounting portion are configured to support the adjacent insulating film.
The plurality of thermal resistance spacers and the plurality of load-bearing spacers are arranged apart from each other, and the plurality of heat insulating films are arranged so as not to come into contact with each other.
Multi-layer insulation.
前記外圧は大気圧であり、前記密閉空間内部の圧力は真空引きされた真空圧である請求項1に記載の多層断熱材。 The multilayer heat insulating material according to claim 1, wherein the external pressure is atmospheric pressure, and the pressure inside the closed space is a evacuated vacuum pressure. 前記第1の取り付け部と前記第2の取り付け部は、前記断熱フィルムを挟んで嵌合可能に構成されている請求項1又は2に記載の多層断熱材。 The multilayer heat insulating material according to claim 1 or 2, wherein the first mounting portion and the second mounting portion are configured to be fitable with the heat insulating film interposed therebetween. 前記積層された複数の断熱フィルムの外側に外層シェルが配置されている請求項1〜3のいずれか1項に記載の多層断熱材。 The multilayer heat insulating material according to any one of claims 1 to 3, wherein an outer layer shell is arranged on the outside of the plurality of laminated heat insulating films. 前記構造体は、宇宙機である請求項1〜4のいずれか1項に記載の多層断熱材。 The multi-layer heat insulating material according to any one of claims 1 to 4, wherein the structure is a spacecraft. 多層断熱材を用いた断熱方法であって、
請求項5に記載の多層断熱材の前記密閉空間に対して、前記宇宙機の打ち上げ前に真空引きを行う方法。
It is a heat insulating method using multi-layered heat insulating material.
A method of evacuating the enclosed space of the multilayer heat insulating material according to claim 5 before launching the spacecraft.
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