超流動ヒートパイプを応用した新しいタイプの衛星搭載用磁気冷凍機の開発

• 研究課題/領域番号: 23760763
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 航空宇宙工学
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 高田 卓 筑波大学, システム情報系, 助教 (30578109)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2011年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 超流動 / 磁気冷凍 / 超流動ヒートパイプ

研究概要

超流動ヒートパイプを応用した断熱消磁冷凍機(ADR)の開発の為、超流動ヒートパイプの基礎研究から実機検証までを行った。超流動ヒートパイプにおける充填物の影響、臨界熱流量の差異、入熱方法の影響、重力方向依存性等について調べた。また、本方式を採用した ADR 用の常磁性塩ユニットを製作し、従来型との比較を行った。ここで超流動ヒートパイプは従来型に比べ 2 桁以上高い実効的熱伝導率を得、その有効性を示した。今後、さらに精度の高い臨界熱流量の予測を可能にする詳細な伝熱機構についての調査、ADR の冷凍サイクルの試験が課題として残った。

研究成果

• [学会発表] 超流動ヒートパイプ研究の応用検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高田 卓
  • 学会等名: 先端的極低温冷却技術調査研究会
  • 発表場所: 秋田高専テクノコミュニティ
  • 年月日: 2013-03-22
• [学会発表] Effect of channel geometry in superfluid heat pipe on heat transfer (2013)
  • 著者名/発表者名: 高田 卓
  • 学会等名: Cryogenic Engineering Conference 2013
  • 発表場所: DENA’INA CIVIC & CONVENTION CENTER(Anchorage, USA)
• [学会発表] 長い蒸発部を持った超流動ヒートパイプの臨界熱量 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石井 聡、高田 卓、村上 正秀、都丸 隆行、村上 巌(KEK)
  • 学会等名: 2012 年度秋季第86回低温工学・超電導学会
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2012-11-08
• [学会発表] 長い蒸発部を持った超流動ヒートパイプの臨界熱量 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石井 聡
  • 学会等名: 2012 年度秋季第86回低温工学・超電導学会
  • 発表場所: いわて県民情報交流センター[アイーナ]（盛岡）
• [学会発表] PB-II Collaboration、POLARBEAR II のための 0.1K ADR の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高田 卓、都丸 隆行、岡村 崇弘、木村 誠宏、松村 知岳、羽澄 昌史 他
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 弘前大学
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] POLARBEAR IIのための0.1K ADRの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高田 卓、都丸 隆行、岡村 崇弘、 木村 誠宏 、松村 知岳、羽澄 昌史
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 弘前大学(青森県)
• [学会発表] 超流動ヒートパイプ研究の応用検討
  • 著者名/発表者名: 高田 卓
  • 学会等名: 先端的極低温冷却技術調査研究会
  • 発表場所: 秋田高専テクノコミュニティ
• [備考] 筑波大学大学院博士課程システム情報工学研究科修士論文(2012年度)「超流動ヒートパイプの熱伝達特性に関する研究」石井聡(研究協力者)