2014 Fiscal Year Annual Research Report
蓄冷材・蓄冷器構造に注目した高性能極低温冷凍機の開発
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24561064
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| Research Institution | Oshima National College of Maritime Technology |
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Principal Investigator |
増山 新二 大島商船高等専門学校, その他部局等, 教授 (00287591)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
沼澤 健則 独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, その他 (30354319)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 極低温 / 小型冷凍機 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，4K小型冷凍機の高性能化を目指し，エネルギーの利用効率を高めることを目標として始まった。研究目的の概要は，①次世代セラミックス蓄冷材を使用した冷凍機の開発，②新しい蓄冷材充填方法の性能評価，の二つである。
H24～25年度までに，研究目的②について重点的に評価を行った。その結果，蓄冷器内に棒状のベークライトを挿入するという，新たな方式を採用することで，4Kレベルの冷凍能力が改善することが実証された。また，4Kレベルの冷却に必須である磁性体蓄冷材の使用量を抑えることができることも証明できた。
H26年度は，研究目的①について，以下に述べる基礎的な研究を実行した。次世代の蓄冷材として期待されているセラミックス蓄冷材は，Gd2O2S(GOS)とGdAlO3(GAP)の2種類が開発されている。いずれも4K付近に磁気比熱の大きなピークを有しており，これらの材料を使用することで，冷凍能力の改善が期待されている。しかしながら，そのピークの温度に対する半値幅が狭いため，充填される分量により，性能が大きく変化することが予測された。研究結果より，GOSを使用した場合，4.2Kの冷凍能力を約11%向上することが実証されるとともに，さらなる能力改善の指針が得られた。一方，GAPを使用した場合には，能力の改善は見られなかった。今後，粒径の調整などが必要になると考えている。
以上の成果を国内外の学会で発表した。
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