| 研究課題/領域番号 |
18K04095
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 大島商船高等専門学校 |
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研究代表者 |
増山 新二 大島商船高等専門学校, 電子機械工学科, 教授 (00287591)
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| 研究分担者 |
沼澤 健則 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 技術開発・共用部門, NIMS特別研究員 (30354319)
松本 宏一 金沢大学, 数物科学系, 教授 (10219496)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 小型冷凍機 / 極低温 / 蓄冷器 / 高効率化 |
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| 研究成果の概要 |
2段Gifford-McMahon (GM) 冷凍機に，独自開発の「同軸パイプ蓄冷器」を適用し，4 Kレベルでの評価を行った。実験結果から，GM冷凍機の2段目蓄冷器の高温側を同軸パイプ構造にすることで，4.2 Kでの冷凍能力が改善できることが実証された。数値解析から，蓄冷器内のヘリウムガス密度分布が冷凍能力に大きく影響することが見出された。本研究にて，高性能冷凍機を実現するための蓄冷器特性の解明が進んだ。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
小型4 K冷凍機は，MRIに代表される超電導応用システムに必要不可欠な装置として搭載されている．しかしながら，その冷却効率は，カルノー効率の1%程度であり，多く入力電力が必要とされ，システムのランニングコストに過大な影響を与えている．
研究結果より，4.2Kで1.79W，カルノー効率1.8%を達成した．これらの冷凍能力と効率は，同タイプと比較すると，高出力で高効率である．したがって，本研究目的は，一応は達成されたと言える．しかしながら，次世代へ向けて理工学技術をさらに進展させるためには，小型4 K冷凍機のさらなる性能向上が求められるとともに，省電力化にも早急に取り込む必要があると考えている．
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