JP5656842B2 - 希土類蓄冷材粒子、希土類蓄冷材粒子群およびそれを用いた冷凍機、測定装置並びにその製造方法 - Google Patents
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Description
このような希土類蓄冷材粒子群は、希土類蓄冷材粒子群を充填した蓄冷容器を具備した冷凍機に好適に使用される。また、上記蓄冷容器は、メッシュ材を介して2段以上の蓄冷材充填領域を具備することが好ましい。
本発明の希土類蓄冷材粒子群は、上記のような平均粒径およびアスペクト比を具備するものにおいて、粒子表面に円周長の1/10〜1/2の長さの凹部を有する粒子の個数割合が30%以上であることを特徴とするものである。ここで上記円周長は前記粒径を有する球体の赤道長さ(πD)とする。
(実施例1〜5,参考例6および比較例1)
HoとCuとをHoCu2の割合となるように金属溶湯を調製した。次に、図3に示す回転ディスク式急冷装置を用いて、セラミックス製回転ディスク10上に注湯ノズル13から金属溶湯12を液滴して弾くことにより、各実施例,参考例および比較例に係る希土類蓄冷材粒子群14を製造した。なお、急冷操作はアルゴン雰囲気により1000℃から室温までを5秒以下で到達する冷却速度で行った。この時、注入ノズル形状(噴射孔直径)、回転ディスク速度等を表1に示す条件で製造工程を実施した。また、内装として樹脂コーティングが施された冷却チャンバ9を使用した。
HoとCuをHoCu2の割合となるように金属溶湯を調製した。次に、図4に示す回転ノズル式急冷装置を用い、表3に示す回転ノズル仕様および条件のもとで、回転ノズル21に注湯ノズルから金属溶湯12を投入して回転ノズル21の側面に設けられた複数の噴射孔22から噴出させ、雰囲気ガスで急冷せしめることにより、各実施例,参考例及び比較例に係る希土類蓄冷材粒子群を製造した。なお、上記急冷操作はアルゴン雰囲気により1000℃から室温までを5秒以下で到達する冷却速度で実施した。このとき、噴射孔形状、回転速度は表3の条件に設定した。また、冷却チャンバ9の内装は、樹脂コーティングが施されたものを使用した。
実施例1〜5,参考例6,実施例7〜12,参考例12および比較例1の希土類蓄冷材粒子群を蓄冷容器に最密充填(充填率約68%)し、GM冷凍機を作製した。
次に表5に示す蓄冷材を使用して2段式パルス管冷凍機を製造し、同様に特性の測定を実施した。なお、パルス管冷凍機の運転条件は、高圧時のHeガス圧力を2.3MPa、低圧時のHeガス圧力を0.9MPaとした。また、蓄冷容器の寸法は、直径50mm×長さ100mmの容器(肉厚1mmのステンレス管)を使用した。
希土類蓄冷材粒子を、Ndに変えたものを実施例28、Er3Niに変えたものを実施例29、ErNiに変えたものを実施例30とし、同様の測定を行った。製造方法は実施例1と同様の回転ディスク法を用いた。注湯ノズルの噴射孔の直径、回転ディスクの仕様および運転条件は表7に示す通りである。
2…溝状凹部
3…穴状凹部
9…冷却チャンバ
10…円板状回転体
11…とりべ
12…金属溶湯
13…注湯ノズル
14…希土類蓄冷材粒子(群)
15…粒子回収容器
30…GM冷凍機
31…真空槽31
32,33…外筒
34…第1蓄冷器
35…第2蓄冷器
36…Cuメッシュ材
1c…第2蓄冷材粒子群
37…圧縮機
38、39…シールリング
40…第1膨脹室40
41…第2膨脹室41
42…第1冷却ステージ
43…第2冷却ステージ
44…抵抗温度計
45…ヒータ
Claims (8)
- 平均粒径が0.01〜3mmである希土類蓄冷材粒子群において、短径に対する長径の比が2以下である粒子の個数割合が90%以上であり、粒子表面に円周長の1/10〜1/2の長さを有する凹部が形成されている粒子の個数割合が30%以上であり、この凹部の深さが粒子直径の1/10以下であることを特徴とする希土類蓄冷材粒子群。
- 前記希土類蓄冷材粒子が、Nd、Er3NiおよびHoCu2から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載の希土類蓄冷材粒子群。
- 請求項1または請求項2に記載の希土類蓄冷材粒子群を充填した蓄冷容器を具備したことを特徴とする冷凍機。
- 前記蓄冷容器は、メッシュ材を介して2段以上の蓄冷材充填領域を具備することを特徴とする請求項3記載の冷凍機。
- 請求項3または請求項4に記載の冷凍機を搭載した超電導磁石を具備したことを特徴とする測定装置。
- 前記測定装置が、MRIおよびNMRの少なくとも1種であることを特徴とする請求項5記載の測定装置。
- 粒径が0.01〜3mmである希土類蓄冷材粒子において、短径に対する長径の比が2以下であり、粒子表面に円周長の1/10〜1/2の長さを有する凹部が形成されており、
この凹部の深さが希土類蓄冷材粒子の直径の1/10以下であることを特徴とする希土類蓄冷材粒子。 - 前記希土類蓄冷材粒子が、Nd、Er3NiおよびHoCu2から選ばれる少なくとも1種から成ることを特徴とする請求項7に記載の希土類蓄冷材粒子。
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