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非接触部の冷却装置 コモンズ

国内特許コード P110006094
掲載日 2011年12月14日
出願番号 特願2008-115173
公開番号 特開2009-264495
登録番号 特許第4920629号
出願日 平成20年4月25日(2008.4.25)
公開日 平成21年11月12日(2009.11.12)
登録日 平成24年2月10日(2012.2.10)
発明者
  • 田中 芳親
  • 中内 正彦
  • 長嶋 賢
  • 清野 寛
出願人
  • 公益財団法人鉄道総合技術研究所
発明の名称 非接触部の冷却装置 コモンズ
発明の概要

【課題】低温で、低い圧力である希薄ガス雰囲気において、非接触で伝熱量を確保できる非接触部の冷却装置を提供する。
【解決手段】発電・電動機13に電磁クラッチ14を介して駆動伝動力が接離される電力貯蔵用のフライホイール5を、真空ポンプ10による低温・真空容器1内に設け、その回転軸6を、冷凍機11、冷却板2により冷却され低温・希薄ガス雰囲気中に置かれた回転体である浮上用バルク体7及び案内用バルク体8,9と、浮上用超電導コイル3及び案内用超電導コイル4、4’により、非接触状態に維持した超電導磁気軸受の冷却装置において、輻射による伝熱が支配的である圧力の領域から気体分子伝導による伝熱が支配的となる圧力の近傍に圧力を設定し、磁気軸受の冷却を行う。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


従来、固定子に超電導コイル、回転子に超電導バルク体を利用した超電導フライホイール装置電力貯蔵装置が提案されている(下記特許文献1参照)。
この超電導フライホイール装置電力貯蔵装置によれば、浮上している回転子を常に臨界温度以下に保つ必要があるので、低温、希薄ガス雰囲気中を非接触で冷却する手段が必要であった。圧力を上昇させれば、熱伝達率は向上するが、フライホイール装置の場合、圧力を上昇させることにより回転部の気体抵抗(風損)を増大させることにもなるため、装置内部の圧力は低い方が望ましい。このため、風損を低く抑えるため低い圧力である希薄ガス雰囲気において、非接触状態で伝熱量を確保できる手段が必要であった。



また、半導体基板製造などにおける薄膜形成や回路露光において、基板表面の加熱、冷却は不純物混入防止のため真空中で行う必要があり、種々の提案がなされている(例えば、下記特許文献2参照)。
この特許文献2には、温度と輻射熱量の関係をあらかじめ把握しておき、その特性に基づき可動ステージと輻射熱部の距離を調整し、ステージ上の受熱部の温度を調整できる装置が提案されている。

【特許文献1】特開2003-219581号公報

【特許文献2】特開2007-122181号公報

【非特許文献1】萩原宏康編,「低温工学概論」,東京電機大学出版局,1999,pp.261-262

【非特許文献2】(株)アルバック編,「真空ハンドブック」、オーム社,2007年4月,pp.133-137

【非特許文献3】古屋善正他,「流体工学」,朝倉書房,2005.pp.197-200

産業上の利用分野


本発明は、低温・希薄ガス雰囲気下で浮上している高温超電導体など非接触部に対する冷却装置に係り、特に、超電導フライホイール電力貯蔵装置の非接触部の冷却装置に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
低温・希薄ガス雰囲気下で浮上している高温超電導体からなる回転体を有する非接触部の冷却装置において、非接触部の冷却装置内の圧力を設定する手段を設け、輻射による伝熱が支配的である圧力の領域から気体分子伝導による伝熱が支配的となる圧力の近傍に圧力を設定するとともに、前記回転体を熱伝達率が高く、かつ風損が小さくなる雰囲気に設定することを特徴とする非接触部の冷却装置。
産業区分
  • 機械要素
  • 加熱冷却
  • 発電、電動
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2008115173thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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