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次世代超伝導マグネットの冷却構造最適化による高性能化研究

研究課題

研究課題/領域番号 21360456
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 核融合学
研究機関核融合科学研究所

研究代表者

三戸 利行  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (10166069)

連携研究者 高畑 一也  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (10216773)
田村 仁  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (20236756)
力石 浩孝  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (60249969)
柳 長門  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (70230258)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
2011年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2010年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2009年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード超伝導 / 冷却技術 / 核融合 / マグネット / ヒートパイプ / 自励振動 / 低温 / OHP / 設計指針 / 間接冷却
研究概要

超伝導マグネットの冷却構造の最適化、設計指針の確立を目的として研究を行った。冷却の新技術として自励振動式のヒートパイプ(OHP)を巻線内に組み込むことにより、高熱拡散率の巻線構造を実現することを目指し、OHPの極低温域での動作を世界で初めて系統的に実証した。更に、実験で得られた特性を無次元数で整理することにより、経験式を導出し、冷却構造を最適化した高性能の超伝導マグネットについての設計指針を得た。

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (24件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Heat transfer performance of cryogenic oscillating heat pipes for effective cooling of superconducting magnets2011

    • 著者名/発表者名
      K. Natsume, T. Mito, N. Yanagi, H. Tamura, T. Tamada, K. Shikimachi, N. Hirano, and S. Nagaya
    • 雑誌名

      Cryogenics

      巻: 51(6) ページ: 309-314

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Achievement of high heat removal characteristics of superconducting magnets with imbedded oscillating heat pipes2011

    • 著者名/発表者名
      T. Mito, K. Natsume, N. Yanagi, H. Tamura, T. Tamada, K. Shikimachi, N. Hirano, and S. Nagaya
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: Vol.21 ページ: 2470-2473

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heat transfer characteristics of cryogenic oscillating heat pipes for high temperature superconducting magnets2011

    • 著者名/発表者名
      K. Natsume, T. Mito, N. Yanagi, H. Tamura, T. Tamada, K. Shikimachi, N. Hirano and S. Nagaya
    • 雑誌名

      Proceedings of 23^<rd> International Cryogenic Engineering Conference and International Cryogenic Materials Conference 2010

      ページ: 991-995

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Achievement of high heat removal characteristics of superconducting magnets with imbedded oscillating heat pipes2011

    • 著者名/発表者名
      T.Mito, K.Natsume, et al
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 21 ページ: 2470-2473

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heat transfer performance of cryogenic oscillating heat pipes for effective cooling of superconducting magnets2011

    • 著者名/発表者名
      K.Natsume, T.Mito, et al
    • 雑誌名

      Cryogenics

      巻: 21 ページ: 309-314

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of highly effective cooling technology for a superconducting magnet using cryogenic OHP2010

    • 著者名/発表者名
      T. Mito, K. Natsume, N. Yanagi, H. Tamura, T. Tamada, K. Shikimachi, N. Hirano, and S. Nagaya
    • 雑誌名

      EEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: Vol.20 ページ: 2023-2026

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Highly Effective Cooling Technology for a Superconducting Magnet Using Cryogenic OHP2010

    • 著者名/発表者名
      三戸利行
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 20 ページ: 2023-2026

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of cryogenic oscillating heat pipe as a new device for indirect/conduction cooled superconducting magnets

    • 著者名/発表者名
      K. Natsume, T. Mito, N. Yanagi, H. Tamura, T. Tamada, K. Shikimachi, N. Hirano and S. Nagaya
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: (accepted to publish)

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Investigation of a flat-plate cryogenic oscillating heat pipe2012

    • 著者名/発表者名
      夏目恭平
    • 学会等名
      第22回国際低温工学会議(ICEC24-ICMC2012)
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2012-05-16
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Effects of bending on critical current of react-and-jacket processes Nb3Sn conductor2012

    • 著者名/発表者名
      高畑一也
    • 学会等名
      第22回国際低温工学会議(ICEC24-ICMC2012)
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2012-05-16
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Feasibility study on applying cryogenic oscillation heat pipes to fusion magnet2011

    • 著者名/発表者名
      夏目恭平
    • 学会等名
      第21回国際土岐コンファレンス(ITC-21)
    • 発表場所
      岐阜県土岐市
    • 年月日
      2011-11-29
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Feasibility study on applying cryogenic oscillation heat pipes to fusion magnet2011

    • 著者名/発表者名
      K.Natsume
    • 学会等名
      21^<st> International Toki Conference (ITC-21)
    • 発表場所
      岐阜県土岐市
    • 年月日
      2011-11-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 低温動作振動式ヒートパイプの開発-熱輸送特性評価への半経験的モデルの適用-2011

    • 著者名/発表者名
      夏目恭平
    • 発表場所
      石川県金沢市
    • 年月日
      2011-11-10
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of cryogenic oscillating heat pipe as a new device for indirect/conduction cooled superconducting magnets2011

    • 著者名/発表者名
      夏目恭平
    • 学会等名
      第22回国際磁石技術会議
    • 発表場所
      フランス、マルセイユ
    • 年月日
      2011-09-15
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of cryogenic oscillating heat pipe as a new device for indirect/conduction cooled superconducting magnets2011

    • 著者名/発表者名
      K.Natsume
    • 学会等名
      22^<nd> International Conference on Magnet Technology (MT-22)
    • 発表場所
      マルセイユ(フランス)
    • 年月日
      2011-09-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Novel type of aluminum-alloy jacketed Nb_3Sn superconductors manufactured by friction stir-welding technique2011

    • 著者名/発表者名
      杉本昌弘
    • 学会等名
      第22回国際磁石技術会議
    • 発表場所
      フランス、マルセイユ
    • 年月日
      2011-09-13
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Novel type of alummum-alloy jacketed Nb3Sn superconductors manufactured by friction stir-welding technique2011

    • 著者名/発表者名
      M.Sugimoto
    • 学会等名
      22^<nd> International Conference on Magnet Technology (MT-22)
    • 発表場所
      マルセイユ(フランス)
    • 年月日
      2011-09-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 低温動作自励振動式ヒートパイプの熱輸送特性-OHPの長さによる影響-2011

    • 著者名/発表者名
      夏目恭平
    • 学会等名
      2011年春季低温工学超電導学会
    • 発表場所
      つくば市
    • 年月日
      2011-05-19
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 両端冷却型自励振動式ヒートパイプの低温動作特性2010

    • 著者名/発表者名
      三戸利行
    • 学会等名
      2010年秋季低温工学超電導学会
    • 発表場所
      鹿児島市
    • 年月日
      2010-12-02
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 低温動作自励振動式ヒートパイプの開発-超伝導マグネット応用可能性の調査-2010

    • 著者名/発表者名
      夏目恭平
    • 学会等名
      2010年秋季低温工学超電導学会
    • 発表場所
      鹿児島市
    • 年月日
      2010-12-02
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 超伝導マグネット組込型シート状自励振動式ヒートパイプの開発2010

    • 著者名/発表者名
      三戸利行
    • 学会等名
      2010年春季低温工学超電導学会
    • 発表場所
      川崎市
    • 年月日
      2010-05-12
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 自励振動式ヒートパイプにおける低温動作特性の設置方向依存性2010

    • 著者名/発表者名
      夏目恭平
    • 学会等名
      2010年春季低温工学超電導学会
    • 発表場所
      川崎市
    • 年月日
      2010-05-12
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Heat transfer characteristics of cryogenic oscillating heat pipes for high temperature superconducting magnets2010

    • 著者名/発表者名
      夏目恭平
    • 学会等名
      第23回国際低温工学会議(ICEC23-ICMC2010)
    • 発表場所
      ポーランド、ロックロー
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Achievement of High Heat Removal Characteristics of Superconducting Magnets with Imbedded Oscillating Heat Pipes2010

    • 著者名/発表者名
      三戸利行
    • 学会等名
      2010年超伝導応用会議ASC2010
    • 発表場所
      米国、ワシントンDC
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Heat transfer characteristics of cryogenic oscillating heat pipes for high temperature superconducting magnets2010

    • 著者名/発表者名
      夏目恭平
    • 学会等名
      ICEC23-ICMC 2010
    • 発表場所
      Wroclaw, Poland
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Achievement of High Heat Removal Characteristics of Superconducting Magnets with Imbedded Oscillating Heat Pipes2010

    • 著者名/発表者名
      三戸利行
    • 学会等名
      Applied Superconductivity Conference 2010
    • 発表場所
      Washington D.C., USA.
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Performance characteristics of cryogenic oscillating heat pipes for effective cooling of superconducting magnets2009

    • 著者名/発表者名
      夏目恭平
    • 学会等名
      アジア低温工学超電導学会(ACASC2009)
    • 発表場所
      島根県、松江
    • 年月日
      2009-12-07
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 自励振動式ヒートパイプを用いた超伝導マグネットの高効率冷却技術の開発2009

    • 著者名/発表者名
      三戸利行
    • 学会等名
      2009年秋季低温工学超電導学会
    • 発表場所
      岡山県
    • 年月日
      2009-12-07
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2009 実績報告書
  • [学会発表] 超伝導マグネット冷却用自励振動式ヒートパイプの低温動作特性2009

    • 著者名/発表者名
      夏目恭平
    • 学会等名
      2009年秋季低温工学超電導学会
    • 発表場所
      岡山県
    • 年月日
      2009-12-07
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2009 実績報告書
  • [学会発表] Performance characteristics of cryogenic oscillating heat pipes for effective cooling of superconducting magnets2009

    • 著者名/発表者名
      夏目恭平
    • 学会等名
      アジア低温工学超伝導学会(ACASC2009)
    • 発表場所
      島根県 松江
    • 年月日
      2009-12-07
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Development of Highly Effective Conduction Cooling Technology for a Superconducting Magnet2009

    • 著者名/発表者名
      三戸利行
    • 学会等名
      第21回国際磁石技術会議(MT-21)
    • 発表場所
      中国、安徽省、合肥
    • 年月日
      2009-10-21
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of Highly Effective Conduction Cooling Technology for a Superconducting Magnet2009

    • 著者名/発表者名
      三戸利行
    • 学会等名
      第21回国際磁石会議(MT-21)
    • 発表場所
      中国 安徽省 合肥
    • 年月日
      2009-10-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [産業財産権] 自励振動式ヒートパイプが組み込まれた超電導マグネット2009

    • 発明者名
      三戸、柳、田村、夏目、平野、玉田、式町
    • 権利者名
      自然科学研究機構、中部電力
    • 産業財産権番号
      2009-241397
    • 出願年月日
      2009-10-20
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2009 実績報告書

URL: 

公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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