Development of cryogenic conduction cooling conductor having a unique structure made by combination of heat pipe and very high purity aluminum
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19K04848
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 24010:Aerospace engineering-related
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| Research Institution | The University of Tokyo (2021-2023)
High Energy Accelerator Research Organization (2019-2020) |
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Principal Investigator |
木村 誠宏 東京大学, 宇宙線研究所, 特任専門員 (10249899)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高田 卓 核融合科学研究所, 研究部, 助教 (30578109)
村上 正秀 筑波大学, システム情報系(名誉教授), 名誉教授 (40111588)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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| Keywords | 並列化ヒートパイプ / ハイブリッド構造 / 熱輸送 / ドライアウト / 臨界温度 / 極低温ヒートパイプ / パルシングヒートパイプ / 長尺化並列ヒートパイプ / 高純度金属 / 熱伝導 / 極低温ヒートパイプの低温特性 / 焼結金属ウィックヒートパイプ / 液体窒素 / 液体アルゴン / 液体ネオン / 極低温作動流体 / ヒートスイッチ / 極低温伝導冷却用導体 / 天文観測機器用センサーの冷却 |
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| Outline of Research at the Start |
観測衛星などの宇宙機に搭載する超伝導磁石や極低温センサーを使用した天文観測機器の冷却は，アルミや銅の超高純度金属伝導を用いた冷却法が最も効率的であると考えられている．一方、伝導冷却の熱伝導体に使用される高純度金属の特性から，天文観測機器の初期冷却時間が長くなり観測時間のデッドタイムを生じる等のマイナス点を持っている.
本研究は，中低温域で低温ヒートパイプが持つ特性に着目し，これに高純度金属を複合した広い温度域で高い実効熱伝導率を持つ伝導冷却用複合型冷却熱伝導体を開発し，宇宙機搭載機器の冷却時間の短縮化を目指している.
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| Outline of Annual Research Achievements |
課題最終年度の令和5年度は、これまで取得された低温ヒートパイプのデータの解析と纏めを実施した。この結果、以下の特徴が再度確認された。・加熱側がヒートパイプ有効温度以上の状況でも、放熱側で部分的にヒートパイプのメカニズムが機能し、全体としての熱抵抗は通常の伝熱 板（純銅板など）より低くなることが実測されていること・ヒートパイプのドライアウト領域は熱伝導素子の性能領域外とされていたが、極低温ヒートパイプに限ってヒートパイプのドライアウト領域においても優れた熱伝導特性が示されたこと・超伝導磁石等の予冷時間が短縮できること
これらの研究成果を基にした発明の取り扱いについて、高エネルギー加速器研究機構・知的財産委員会により令和6年3月4日付けで審査請求を行うことが決定された。本発明に関する知的財産委員会の見解は次のとおりである。
・将来的には、医療や物性の研究開発に用いられる無冷媒超電導電磁石の冷却や、衛星搭載の極低温機器等での産業利用の可能性が期待されることから、本発明については機構として審査請求を行うことは、妥当である。これにより本研究を基にした発明の特許申請手続きが進められることが決定された。
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Report
(5 results)
Research Products
(10 results)
