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NON-CONTACT PART COOLING DEVICE

Patent code P110006094
Posted date Dec 14, 2011
Application number P2008-115173
Publication number P2009-264495A
Patent number P4920629
Date of filing Apr 25, 2008
Date of publication of application Nov 12, 2009
Date of registration Feb 10, 2012
Inventor
  • (In Japanese)田中 芳親
  • (In Japanese)中内 正彦
  • (In Japanese)長嶋 賢
  • (In Japanese)清野 寛
Applicant
  • (In Japanese)公益財団法人鉄道総合技術研究所
Title NON-CONTACT PART COOLING DEVICE
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-contact part cooling device for securing a heat transfer amount in no contact under a low-temperature and low-pressure lean gas atmosphere.
SOLUTION: A superconductive magnetic bearing cooling device has: a power storage flywheel 5 provided in a low-temperature vacuum container 1 using a vacuum pump 10, for transmitting or separating transmitting force to a power generation motor 13 via an electromagnetic clutch 14, the flywheel 5 having a rotating shaft 6 kept in a non-contact condition by using a flotation bulk body 7; guide bulk bodies 8, 9 as rotors cooled by a refrigerator 11 and a cooling plate 2 and set in a low-temperature lean gas atmosphere; a flotation superconductive coil 3; and guide superconductive coils 4 and 4'. It cools a magnetic bearing while setting a pressure in a range from a pressure region where heat transfer with radiation is dominant close to a pressure region where heat transfer with gas molecule transmission is dominant.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

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

Field of industrial application (In Japanese)

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。

Scope of claims (In Japanese)
【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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2008115173thum.jpg
State of application right Registered
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