マイクロチャンネル熱交換器を利用したJT冷凍機の開発

• 研究課題/領域番号: 24K07368
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分19020:熱工学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 島崎 毅 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (90357202)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2026年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2025年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2024年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: ジュール・トムソン(JT)効果 / マイクロチャンネル / 極低温冷凍機 / 対向流熱交換器 / 液化機

研究開始時の研究の概要

ジュール・トムソン(JT)冷凍機は、流れに抵抗を生じさせる流路を通して流体を等エンタルピー膨張させ、生じる温度変化を利用している。流路として、細孔や絞り弁など幾何形状として短いものが使用されることが多い。これに対し、長い細管などで生じる圧力損失に伴い連続的に発生する分散JT効果が注目されている。本研究では、分散JT効果を利用したマイクロチャンネル熱交換器を試作しJT冷凍機に組み込む。そして、動作特性への寄与を明らかにしJT冷凍機の特性向上を目指す。実験では動作流体としてヘリウムを用いる。