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磁気作業物質回転型磁気冷凍機

国内特許コード P07A010938
整理番号 /NO31256
掲載日 2007年10月26日
出願番号 特願2006-004607
公開番号 特開2007-187368
登録番号 特許第4567609号
出願日 平成18年1月12日(2006.1.12)
公開日 平成19年7月26日(2007.7.26)
登録日 平成22年8月13日(2010.8.13)
発明者
  • 宮崎 佳樹
出願人
  • 財団法人鉄道総合技術研究所
発明の名称 磁気作業物質回転型磁気冷凍機
発明の概要

【課題】回転部の中心軸の同心円上であって、中心軸から離間した位置に装着される磁気作業物質を、回転部の中心軸を中心として回転させ、対向する固定の超電導バルク体との関係で冷凍を行うことができる、磁気作業物質回転型磁気冷凍機を提供する。
【解決手段】磁気作業物質回転型磁気冷凍機において、中心軸2の同心円上であって、この中心軸2から離間した位置に回転弾倉型に穴3が設けられ、この穴3に磁気作業物質4が装着される回転弾倉型回転部1と、この回転弾倉型回転部1に隣接して、この回転弾倉型回転部1と対向するように前記中心軸2方向に配置され、前記回転弾倉型回転部1に設けられた前記穴3と対向可能な穴7,8が設けられる固定部5,6と、この固定部5,6の外側に隣接して前記中心軸2方向に固定状態で配置され、前記固定部5,6に形成される前記穴7,8を介して前記回転弾倉型回転部1の磁気作業物質4に作用するように、前記磁気作業物質4と対向可能に配置される高温超電導バルク体9,10とを具備する。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


磁気冷却技術における冷凍機としては、従来、永久磁石往復駆動型磁気冷凍機が用いられていたが、最近では、その往復駆動方式に代わり、永久磁石を回転させることで磁界変化を生じさせる永久磁石回転駆動型磁気冷凍機が用いられるようになってきている(下記非特許文献1)。



図5はかかる磁気冷凍システムの原理説明図である。



磁気冷凍システムは、磁性体(以下、磁気冷凍で用いる磁性体を磁気作業物質という)に磁界をかけていくとそれ自体が発熱し、磁界を取り去ると温度が下がる現象(磁気熱量効果)を利用している。



磁気作業物質が冷えるのは、外部の磁界により磁気作業物質中の磁化の向きが揃えられている状態から、磁界を弱くする(ゼロにする)と、磁化の向きがバラバラとなり磁気エントロピーが増加するためである。磁気冷凍は、この時、磁気作業物質が周りから熱を奪うことにより冷凍を行う。



図6はかかる従来の永久磁石回転駆動型磁気冷凍機の構成図である。



この図において、回転する永久磁石101の周りに、4組の磁気作業物質102~105を充填した容器を配置し、4組の磁気作業物質102~105に磁界変化を繰り返し与える構造となっている。

【非特許文献1】建築設備と配管工事 2003,9月,pp.42-46

産業上の利用分野


本発明は、磁気作業物質回転型磁気冷凍機に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
(a)中心軸の同心円上であって、該中心軸から離間した位置に回転弾倉型に穴が設けられ、該穴に磁気作業物質が装着される回転弾倉型回転部と、
(b)該回転弾倉型回転部に隣接して該回転弾倉型回転部と対向するように前記中心軸方向に配置され、前記回転弾倉型回転部に設けられた前記穴と対向可能な穴が設けられる固定部と、
(c)該固定部の外側に隣接して前記中心軸方向に固定状態で配置され、前記固定部に形成される前記穴を介して前記回転弾倉型回転部の前記磁気作業物質に作用するように、前記磁気作業物質と対向可能に配置される磁場発生機構とを具備することを特徴とする磁気作業物質回転型磁気冷凍機。

【請求項2】
請求項1記載の磁気作業物質回転型磁気冷凍機において、前記磁場発生機構は高温超電導バルク体で構成されることを特徴とする磁気作業物質回転型磁気冷凍機。

【請求項3】
請求項1記載の磁気作業物質回転型磁気冷凍機において、前記磁場発生機構は永久磁石と鉄ヨークで構成されることを特徴とする磁気作業物質回転型磁気冷凍機。

【請求項4】
請求項1記載の磁気作業物質回転型磁気冷凍機において、前記磁場発生機構は常電導又は超電導コイルで構成されることを特徴とする磁気作業物質回転型磁気冷凍機。

【請求項5】
請求項2記載の磁気作業物質回転型磁気冷凍機において、前記高温超電導バルク体は前記回転弾倉型回転部を挟んで両側に配置されることを特徴とする磁気作業物質回転型磁気冷凍機。

【請求項6】
請求項1又は5記載の磁気作業物質回転型磁気冷凍機において、前記回転弾倉型回転部には、4個の磁気作業物質が等間隔に装着されていることを特徴とする磁気作業物質回転型磁気冷凍機。

【請求項7】
請求項6記載の磁気作業物質回転型磁気冷凍機において、前記回転弾倉型回転部には、前記4個の磁気作業物質に対向可能に、等間隔に4個の円筒状の穴が形成され、該4個の円筒状の穴のうち隣り合わない2個の穴に前記高温超電導バルク体の磁気が作用することを特徴とする磁気作業物質回転型磁気冷凍機。

【請求項8】
請求項7記載の磁気作業物質回転型磁気冷凍機において、前記回転弾倉型回転部に装着される前記磁気作業物質が前記高温超電導バルク体と対向する位置に配置されて励磁されることによって発した熱を、冷媒により排熱部で排熱し、前記回転弾倉型回転部に装着される前記磁気作業物質が前記高温超電導バルク体と対向しない位置に配置されて消磁された際に、前記磁気作業物質により前記冷媒から吸熱させ、該吸熱された冷媒を冷却ステージに送ることを特徴とする磁気作業物質回転型磁気冷凍機。

【請求項9】
請求項8記載の磁気作業物質回転型磁気冷凍機において、前記回転弾倉型回転部に装着される前記磁気作業物質と熱交換するための冷媒の冷媒流路が、前記回転弾倉型回転部とともに回転することで、冷媒の流れの方向を切り換え可能であることを特徴とする磁気作業物質回転型磁気冷凍機。
産業区分
  • 加熱冷却
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2006004607thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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