室温作動磁気冷凍機の設計試作に関する研究

常温操作磁力制冷机设计与原型研究

• 批准号: 63850046
• 负责人: 青木 亮三
• 金额: $ 6.91万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research
• 财政年份: 1988
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1988 至 1989
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-63850046/
• 关键词: 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

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。

The Showa 64 Research Plan records the project items in 1)~ 5) and records them in the following paragraphs. 1) The design of Mitsubishi Electric Central Research Institute is based on the research results. 2)High purity Gd was dissolved in vacuum, trace acid was removed, magnetic material was fan-shaped, and Mitsubishi Chemical Industry was fabricated according to several cycles of trial operation. ΔT/ΔH [similar or equal] 0.8k/0.6T was expected. Magnetic heat effect characteristics were confirmed. 3) Magnetic refrigerator was installed in vacuum interrupter, exhaust system and low temperature generation control device. 4)8 interactive links of magnetic actuating substance Gd in thermal insulation tank and 8 interactive links of magnetic freezing actuating ring in vacuum insulation tank are successfully installed. 5)The magnetic beam density between the poles is 0.4T and the Nd-Fe permanent magnet is 4 pairs. The above test device assembly is completed, the thermal control equipment of each part of the actuator ring is operated step by step, and the magnetic refrigeration actuator is operated step by step. 1) The structural materials used in the preparation of the coating are mainly composed of the following components: 2)Strong permanent magnet return movement accompanied by magnetic body Gd through the actuator ring to generate force, the vacuum seal structure of the vacuum seal deterioration, Gd between the unstable This problem was solved by improving the material and structure of the refrigerator, and the structure of the refrigerator was improved by measuring the operating characteristics of the refrigerator near room temperature.

项目成果

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)

Tetsuro Ohkushi 等；日本热管协会编：《实用热管》日刊工业新闻，38-51 (1985)

Ryozo AOKI;Toshihiko OCHI: Proc.of 10th Internat.Workshop on Rare-earth Magnets and Its Applications,Japan. (1989)

Ryozo AOKI；Toshihiko OCHI：第 10 届国际稀土磁体及其应用研讨会论文集，日本。

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)

Toshihiko OCHI Ryozo AOKI：“稀土磁体在磁力冰箱上的应用”第十届国际稀土磁体及其应用研讨会论文集。

青木亮三: 低温上学. 20. 294-301 (1985)

青木亮三：低温科学。20. 294-301 (1985)

T.OGUSHI;M.Murakami;H.Masumoto;R.Hayashi: Proc.of 1988 National Heat transfer Conf.(U.S.A.). 1. 517-521 (1988)

T.OGUSHI;M.Murakami;H.Masumoto;R.Hayashi：Proc.of 1988 National Heat Transfer Conf.（美国）。