Development of cryogenic conduction cooling conductor having a unique structure made by combination of heat pipe and very high purity aluminum
Project/Area Number |
19K04848
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 24010:Aerospace engineering-related
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Research Institution | The University of Tokyo (2021-2022) High Energy Accelerator Research Organization (2019-2020) |
Principal Investigator |
木村 誠宏 東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (10249899)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高田 卓 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 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 |
Granted (Fiscal Year 2022)
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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 | 極低温ヒートパイプ / ハイブリッド構造 / パルシングヒートパイプ / 長尺化並列ヒートパイプ / 熱輸送 / 並列化ヒートパイプ / ドライアウト / 臨界温度 / 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 |
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 |
令和5年度はN2、Ar、Neなど臨界温度の異なる作動流体を封入した低温ヒートパイプの基本特性データの解析を継続し、次の実績を得た。 (1)異なる作動流体を内包したヒートパイプの並列化使用について実験データの解析を行い、その結果と内部の熱流体に関する考察を基にして英語論文を執筆し、査読付論文誌に投稿・採択された。(2)本研究成果をパルシングヒートパイプへの応用や長尺化について設計検討を進めた。(3)本研究の一部が2021 KEK Annual reportのResearch Highlightとして取り上げられ、加速器超電導磁石への応用の可能性について注目された。(4)本研究の成果により学位を取得した文科省国費留学生との国際研究活動が新たに計画された。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
並列化ヒートパイプの特性データを解析した結果; (1) 従来はその使用が不可とされていたドライアウト領域においても熱伝導素子として利用が可能であることを実証したこと、 (2)並列化ヒートパイプの研究を基にした査読付きろんぶんがが採択されたこと、(3)本研究の一部が2021 KEK Annual reportのResearch Highlightとして取り上げられ、その成果が注目されたこと、(4)本研究の成果により学位を取得した文科省国費留学生との国際研究活動が新たに計画されたこと の4項目の結果から本研究の研究計画が順調に進展していると判断した。
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Strategy for Future Research Activity |
本研究課題を集約する令和5年度の方針として以下の研究計画を策定中である。 ・出願された特許申請の審査請求と完了。 ・高温超伝導磁石等を模擬負荷とした並列化ヒートパイプ冷却の実証実験の準備。 ・新たに計画された国際研究活動を進める。
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Report
(4 results)
Research Products
(10 results)