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室温作動磁気冷凍機の設計試作に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 63850046
研究種目

試験研究

配分区分補助金
研究分野 熱工学
研究機関大阪大学

研究代表者

青木 亮三  大阪大学, 工学部, 教授 (70037175)

研究分担者 越智 利彦  長崎大学, 工学部, 助手
大串 哲朗  三菱電機, 中央研究所・機械技術研究部(研究員), 主幹
長谷田 泰一郎  桐蔭学園, 横浜大学, 教授 (20025208)
中村 哲朗  東京工業大学, 工業材料研究所, 教授 (20016819)
佐藤 清雄  富山大学, 理学部, 教授 (20023070)
山中 晤朗  三菱電機, 中央研究所エネルギー研究部, 参事
研究期間 (年度) 1988 – 1989
研究課題ステータス 完了 (1989年度)
配分額 *注記
10,800千円 (直接経費: 10,800千円)
1989年度: 4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
1988年度: 6,700千円 (直接経費: 6,700千円)
キーワード磁気冷凍 / Gd / heatpipe / 永久磁石 / magnetoーcaloric effect / 断熱消磁 / 希土類磁石 / 磁気熱量効果 / ヒートパイプ / 磁気冷凍機
研究概要

昭和64年度研究計画調書に記載された計画項目のうち1)〜5)までは下記のように達成された。
1)メタノ-ルと銅ウィックを用いた熱ヒ-トパイプを本研究用熱スイッチとして具体的に設計して三菱電機中央研究所において試作がなされた。
2)高純度Gdをさらに真空溶解して微量酸素を除去した磁性体を扇形に成形したものを三菱化成工業に製作依頼して数回の試作の後にΔT/ΔH【similar or equal】0.8k/0.6Tの期待された磁気熱量効果特性のものが納
3)磁気冷凍機のための真空断熱槽に排気系および低温生成制御装置を装着して運転試験を行い所期の性能を確認した。
4)熱スイツチのヒ-トパイプと磁気作動物質のGdを各8個交互に連結した磁気冷凍作動環を組み立てて真空断熱槽内に断熱且つ強固に装着することに成功した。
5)極間磁束密度0.4TのNdーFe永久磁石を回転yokeに4対装着して上記作動環をはさんで回転可能にした。
以上の試作装置組立を完了して、作動環各部に熱電対を装備してstep駆動による磁気冷凍作動実験を行った結果、以下のことが判明した。
1)ヒ-トパイプの構造材に用いたデルリンよりアルデヒド系成分がメタノ-ルに溶出してヒ-トパイプ機能を徐々に低下させる。
2)強力永久磁石の回転移動に伴って磁性体Gdを通じて作動環に著しい歪応力を生じさせ、これがヒ-トパイプの真空封止構造を劣化させたり、Gdとの間の熱接触を不安定にする。
これらの問題点発生を克服すべくヒ-トパイプの素材および構造について種々の改良を加えた結果、現在順逆熱伝達比3以上の実用的な構成が得られたので、これを用いて今後試作冷凍装置の室温附近での実験的な作動特性を測定実験してゆく予定である。

報告書

(2件)
  • 1989 実績報告書
  • 1988 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (5件)

  • [文献書誌] Toshihiko OCHI Ryozo AOKI: "Application of Rare-Earth Magnets on Magnetic Refrigerator" Proceedings of the 10th International Workshop on Rare earth Magnets and their Applications. II. 195-201 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 青木亮三: 低温上学. 20. 294-301 (1985)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] Ryozo AOKI;Toshihiko OCHI: Proc.of 10th Internat.Workshop on Rare-earth Magnets and Its Applications,Japan. (1989)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] T.OGUSHI;M.Murakami;H.Masumoto;R.Hayashi: Proc.of 1988 National Heat transfer Conf.(U.S.A.). 1. 517-521 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 大串哲朗他;日本ヒートパイプ協会編: "実用ヒートパイプ" 日刊工業新聞社, 38-51 (1985)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書

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公開日: 1988-04-01   更新日: 2016-04-21  

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