JPH0914774A - 蓄冷器 - Google Patents
蓄冷器Info
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- JPH0914774A JPH0914774A JP7164151A JP16415195A JPH0914774A JP H0914774 A JPH0914774 A JP H0914774A JP 7164151 A JP7164151 A JP 7164151A JP 16415195 A JP16415195 A JP 16415195A JP H0914774 A JPH0914774 A JP H0914774A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/003—Gas cycle refrigeration machines characterised by construction or composition of the regenerator
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- Hard Magnetic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ３０Ｋ以下での比熱を向上させて３０Ｋ以下
での蓄熱効率を向上させること。 【構成】 蓄冷材が充填されてなる蓄冷器において、前
記蓄冷材は、次式（１） Ｒa Ａｇb Ｍc
・・・（１） で表され、Ｒは少なくともＣｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄ
ｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍの１種又は２種以上である希土類
元素であり、ＭはＢ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｇａ，
Ｓｎ，Ａｕ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｅ，Ｃｓ，Ｉ
ｒ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｃｄ，Ｈｇ，Ｏｓ，Ｐ，Ｌａ，
Ｙの内の少なくとも１種の元素であり、前記Ｒの含有率
ａは２０ａｔ％≦ａ≦９５ａｔ％であり、前記Ｍの含有
率ｃは５ａｔ％＜ｃ≦２５ａｔ％であり、Ａｇと前記Ｍ
との合計の含有率ｂ＋ｃは５ａｔ％≦ｂ＋ｃ≦８０ａｔ
％であることを特徴とする蓄冷器としたこと。
での蓄熱効率を向上させること。 【構成】 蓄冷材が充填されてなる蓄冷器において、前
記蓄冷材は、次式（１） Ｒa Ａｇb Ｍc
・・・（１） で表され、Ｒは少なくともＣｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄ
ｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍの１種又は２種以上である希土類
元素であり、ＭはＢ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｇａ，
Ｓｎ，Ａｕ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｅ，Ｃｓ，Ｉ
ｒ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｃｄ，Ｈｇ，Ｏｓ，Ｐ，Ｌａ，
Ｙの内の少なくとも１種の元素であり、前記Ｒの含有率
ａは２０ａｔ％≦ａ≦９５ａｔ％であり、前記Ｍの含有
率ｃは５ａｔ％＜ｃ≦２５ａｔ％であり、Ａｇと前記Ｍ
との合計の含有率ｂ＋ｃは５ａｔ％≦ｂ＋ｃ≦８０ａｔ
％であることを特徴とする蓄冷器としたこと。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、低温で比熱の大きい蓄
冷材が充填された蓄冷器に関するもので、各種の冷凍機
に利用される。
冷材が充填された蓄冷器に関するもので、各種の冷凍機
に利用される。
【０００２】
【従来の技術】スターリングサイクル、ＧＭ（ギフォー
ドマクマホン）サイクル、パルス管式等の各種の冷凍機
に用いられる蓄冷器には、冷凍能力の向上という点から
蓄冷材が充填されることが必須になる。この蓄冷器は、
一方向に流れる圧縮された作動ガスから熱を奪ってその
熱を蓄えると共に、反対方向に流れる膨張した作動ガス
に蓄えた熱を伝達するものである。
ドマクマホン）サイクル、パルス管式等の各種の冷凍機
に用いられる蓄冷器には、冷凍能力の向上という点から
蓄冷材が充填されることが必須になる。この蓄冷器は、
一方向に流れる圧縮された作動ガスから熱を奪ってその
熱を蓄えると共に、反対方向に流れる膨張した作動ガス
に蓄えた熱を伝達するものである。
【０００３】従来、蓄冷器内に充填される蓄冷材として
は、銅や鉛等の合金が多用されている。ところが、銅や
鉛からなる蓄冷材では、格子系の比熱しかもたないた
め、比熱は４０Ｋ以上では大きいものの、２０Ｋ以下の
極低温で過度に小さくなる。そのため、前記蓄冷材が充
填された蓄冷器を冷凍機（特に多段式の冷凍機）内で使
用した場合には、圧縮された作動ガスから充分に熱を吸
収することができず、又、膨張した作動ガスに充分に熱
を伝達することができなくなる。その結果、このような
蓄冷材が充填された蓄冷器を使用する冷凍機では、極低
温に到達させることができないという問題点があった。
は、銅や鉛等の合金が多用されている。ところが、銅や
鉛からなる蓄冷材では、格子系の比熱しかもたないた
め、比熱は４０Ｋ以上では大きいものの、２０Ｋ以下の
極低温で過度に小さくなる。そのため、前記蓄冷材が充
填された蓄冷器を冷凍機（特に多段式の冷凍機）内で使
用した場合には、圧縮された作動ガスから充分に熱を吸
収することができず、又、膨張した作動ガスに充分に熱
を伝達することができなくなる。その結果、このような
蓄冷材が充填された蓄冷器を使用する冷凍機では、極低
温に到達させることができないという問題点があった。
【０００４】そこで、このような問題点を解決するため
に提案された蓄冷器としては、特開平１−３１０２６９
号公報に示されるものが知られている。その代表例とし
て、格子系の比熱だけでなくスピン系の比熱を持つＥｒ
3 Ｎｉからなる磁性体の蓄冷材が充填された蓄冷器が開
示されている。これは、２０Ｋ以下の極低温でその比熱
が銅や鉛からなる蓄冷材よりも大きいため、銅や鉛から
なる蓄冷材よりも２０Ｋ以下（特に１０Ｋ未満）の極低
温において蓄冷効率を向上できる。
に提案された蓄冷器としては、特開平１−３１０２６９
号公報に示されるものが知られている。その代表例とし
て、格子系の比熱だけでなくスピン系の比熱を持つＥｒ
3 Ｎｉからなる磁性体の蓄冷材が充填された蓄冷器が開
示されている。これは、２０Ｋ以下の極低温でその比熱
が銅や鉛からなる蓄冷材よりも大きいため、銅や鉛から
なる蓄冷材よりも２０Ｋ以下（特に１０Ｋ未満）の極低
温において蓄冷効率を向上できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記したＥ
ｒ3 Ｎｉからなる蓄冷材では、磁気変態点（即ち磁気的
状態間の相転移）が８Ｋ付近に存在することから、比熱
が１０Ｋ未満で大きいものの、１０〜３０Ｋでは小さく
なる。このため、１０Ｋ未満の極低温では蓄冷効率が高
くなるものの、１０〜３０Ｋで蓄冷効率が不充分であ
り、例えばＨｅの液化を行おうとする場合に１０〜３０
Ｋで冷却効率が悪くなり、効率良くＨｅを液化するには
不充分である。また、上記したＥｒ3 Ｎｉからなる蓄冷
材では、１０〜３０Ｋの冷凍を発生する冷凍機には適用
し難いという問題点がある。
ｒ3 Ｎｉからなる蓄冷材では、磁気変態点（即ち磁気的
状態間の相転移）が８Ｋ付近に存在することから、比熱
が１０Ｋ未満で大きいものの、１０〜３０Ｋでは小さく
なる。このため、１０Ｋ未満の極低温では蓄冷効率が高
くなるものの、１０〜３０Ｋで蓄冷効率が不充分であ
り、例えばＨｅの液化を行おうとする場合に１０〜３０
Ｋで冷却効率が悪くなり、効率良くＨｅを液化するには
不充分である。また、上記したＥｒ3 Ｎｉからなる蓄冷
材では、１０〜３０Ｋの冷凍を発生する冷凍機には適用
し難いという問題点がある。
【０００６】故に、本発明は、３０Ｋ以下で比熱が大き
く、特に３０Ｋ以下での蓄冷効率を向上させ得る蓄冷材
をもつ蓄冷器を提供することを、その技術的課題とする
ものである。
く、特に３０Ｋ以下での蓄冷効率を向上させ得る蓄冷材
をもつ蓄冷器を提供することを、その技術的課題とする
ものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るために本発明の請求項１において講じた技術的手段
は、蓄冷材が充填されてなる蓄冷器において、前記蓄冷
材は、次式（１） Ｒa Ａｇb Ｍc ・・・（１） で表され、Ｒは少なくともＣｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄ
ｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍの１種又は２種以上である希土類
元素であり、ＭはＢ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｇａ，
Ｓｎ，Ａｕ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｅ，Ｃｓ，Ｉ
ｒ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｃｄ，Ｈｇ，Ｏｓ，Ｐ，Ｌａ，
Ｙの内の少なくとも１種の元素であり、前記Ｒの含有率
ａは２０ａｔ％≦ａ≦９５ａｔ％であり、前記Ｍの含有
率ｃは５ａｔ％≦ｃ≦２５ａｔ％であり、Ａｇと前記Ｍ
との合計の含有率ｂ＋ｃは５ａｔ％＜ｂ＋ｃ≦８０ａｔ
％であることを特徴とする蓄冷器としたことである。
るために本発明の請求項１において講じた技術的手段
は、蓄冷材が充填されてなる蓄冷器において、前記蓄冷
材は、次式（１） Ｒa Ａｇb Ｍc ・・・（１） で表され、Ｒは少なくともＣｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄ
ｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍの１種又は２種以上である希土類
元素であり、ＭはＢ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｇａ，
Ｓｎ，Ａｕ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｅ，Ｃｓ，Ｉ
ｒ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｃｄ，Ｈｇ，Ｏｓ，Ｐ，Ｌａ，
Ｙの内の少なくとも１種の元素であり、前記Ｒの含有率
ａは２０ａｔ％≦ａ≦９５ａｔ％であり、前記Ｍの含有
率ｃは５ａｔ％≦ｃ≦２５ａｔ％であり、Ａｇと前記Ｍ
との合計の含有率ｂ＋ｃは５ａｔ％＜ｂ＋ｃ≦８０ａｔ
％であることを特徴とする蓄冷器としたことである。
【０００８】上記技術的課題を解決するために本発明の
請求項２において講じた技術的手段は、蓄冷材が充填さ
れてなる蓄冷器において、前記蓄冷材は、次式（２） Ｒa Ａｇb ＭC ・・・（２） で表され、Ｒは少なくともＣｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄ
ｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍの１種又は２種以上である希土類
元素であり、ＭはＳｂ，Ｂｉ，Ｔｅ，Ｚｒ，Ｔｉの内の
少なくとも１種の元素であり、前記Ｒの含有率ａは２０
ａｔ％≦ａ≦９５ａｔ％であり、前記Ｍの含有率ｃは０
ａｔ％＜ｃ≦２５ａｔ％であり、Ａｇと前記Ｍとの合計
の含有率ｂ＋ｃは５ａｔ％≦ｂ＋ｃ≦８０ａｔ％である
ことを特徴とする蓄冷器としたことである。
請求項２において講じた技術的手段は、蓄冷材が充填さ
れてなる蓄冷器において、前記蓄冷材は、次式（２） Ｒa Ａｇb ＭC ・・・（２） で表され、Ｒは少なくともＣｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄ
ｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍの１種又は２種以上である希土類
元素であり、ＭはＳｂ，Ｂｉ，Ｔｅ，Ｚｒ，Ｔｉの内の
少なくとも１種の元素であり、前記Ｒの含有率ａは２０
ａｔ％≦ａ≦９５ａｔ％であり、前記Ｍの含有率ｃは０
ａｔ％＜ｃ≦２５ａｔ％であり、Ａｇと前記Ｍとの合計
の含有率ｂ＋ｃは５ａｔ％≦ｂ＋ｃ≦８０ａｔ％である
ことを特徴とする蓄冷器としたことである。
【０００９】
【作用】上記第１の技術的手段における蓄冷材は、３０
Ｋ以下で比熱のピークを有することが確認されている。
これは、磁気変態点が３０Ｋ以下の範囲にあるためと考
えられるが、このことにより３０Ｋ以下での蓄冷効率が
向上する。
Ｋ以下で比熱のピークを有することが確認されている。
これは、磁気変態点が３０Ｋ以下の範囲にあるためと考
えられるが、このことにより３０Ｋ以下での蓄冷効率が
向上する。
【００１０】上記第２の技術的手段における蓄冷材は、
３０Ｋ以下で比熱のピークを有することが確認されてい
る。これは、磁気変態点が３０Ｋ以下の範囲にあるため
と考えられるが、このことにより３０Ｋ以下での蓄冷効
率が向上する。
３０Ｋ以下で比熱のピークを有することが確認されてい
る。これは、磁気変態点が３０Ｋ以下の範囲にあるため
と考えられるが、このことにより３０Ｋ以下での蓄冷効
率が向上する。
【００１１】
【実施例】以下に本発明の実施例を示す。
【００１２】本実施例は、Ｅｒ−Ａｇ−Ｇａ系合金及び
Ｅｒ−Ａｇ−Ｔｉ系合金を主成分とする蓄冷材に関する
ものである。
Ｅｒ−Ａｇ−Ｔｉ系合金を主成分とする蓄冷材に関する
ものである。
【００１３】まず、Ｅｒ−Ａｇ−Ｇａ系合金からなる蓄
冷材について説明する。
冷材について説明する。
【００１４】Ｅｒブロック６．２５３ｇ（５０ａｔ
％）、Ａｇブロック３．２２６ｇ（４０ａｔ％）、Ｇａ
ブロック０．５２１ｇ（１０ａｔ％）をアーク溶解炉に
配置し、アーク溶解炉を真空吸引した後、アルゴンガス
にて置換する。その後、アーク溶解してＥｒ50Ａｇ40Ｇ
ａ10からなる蓄冷材を製造し、５×５×７ｍｍに切断す
る。
％）、Ａｇブロック３．２２６ｇ（４０ａｔ％）、Ｇａ
ブロック０．５２１ｇ（１０ａｔ％）をアーク溶解炉に
配置し、アーク溶解炉を真空吸引した後、アルゴンガス
にて置換する。その後、アーク溶解してＥｒ50Ａｇ40Ｇ
ａ10からなる蓄冷材を製造し、５×５×７ｍｍに切断す
る。
【００１５】次に、上記の如く製造した蓄冷材の比熱を
Ｇｅ温度計を用いて断熱法により略３〜３０Ｋで測定し
た。ここで、断熱法とは、断熱条件下で試料（ここでは
インゴッド）にジュール熱ΔＱを加えたときの温度変化
ΔＴを測定して、ジュール熱ΔＱを温度変化ΔＴで割っ
た値を比熱ΔＣとする方法である。この比熱測定結果を
図１に実施例１として示す。図１には、上記組成の配合
比を変えて同様に製造したＥｒ50Ａｇ42Ｇａ8 （実施例
２）、Ｅｒ50Ａｇ39Ｇａ11（実施例３）、の比熱測定結
果、従来のＥｒ3 Ｎｉ（従来例１）、Ｐｂ（従来例
２）、Ｅｒ50Ａｇ50（参考例）の比熱測定結果も合わせ
て示す。
Ｇｅ温度計を用いて断熱法により略３〜３０Ｋで測定し
た。ここで、断熱法とは、断熱条件下で試料（ここでは
インゴッド）にジュール熱ΔＱを加えたときの温度変化
ΔＴを測定して、ジュール熱ΔＱを温度変化ΔＴで割っ
た値を比熱ΔＣとする方法である。この比熱測定結果を
図１に実施例１として示す。図１には、上記組成の配合
比を変えて同様に製造したＥｒ50Ａｇ42Ｇａ8 （実施例
２）、Ｅｒ50Ａｇ39Ｇａ11（実施例３）、の比熱測定結
果、従来のＥｒ3 Ｎｉ（従来例１）、Ｐｂ（従来例
２）、Ｅｒ50Ａｇ50（参考例）の比熱測定結果も合わせ
て示す。
【００１６】図１から明らかなように、実施例の蓄冷材
と、Ｅｒ3 Ｎｉを用いた蓄冷材（従来例１）及びＰｂを
用いた蓄冷材（従来例２）とを比較すると、Ｅｒ50Ａｇ
39Ｇａ11では３〜２５Ｋの測定域全域において比熱が大
きくなっていることが認められ、またＥｒ50Ａｇ40Ｇａ
10においても８〜２５Ｋの範囲において、比熱が大きく
なっていることが認められる。またＥｒ50Ａｇ50と本実
施例とを比較すると、Ｇａの含有量が増加するに従い、
比熱のピークは低温側へ移行する傾向が認めら＾る。こ
の原因は必ずしも明らかでないが、以下のように考えら
れる。
と、Ｅｒ3 Ｎｉを用いた蓄冷材（従来例１）及びＰｂを
用いた蓄冷材（従来例２）とを比較すると、Ｅｒ50Ａｇ
39Ｇａ11では３〜２５Ｋの測定域全域において比熱が大
きくなっていることが認められ、またＥｒ50Ａｇ40Ｇａ
10においても８〜２５Ｋの範囲において、比熱が大きく
なっていることが認められる。またＥｒ50Ａｇ50と本実
施例とを比較すると、Ｇａの含有量が増加するに従い、
比熱のピークは低温側へ移行する傾向が認めら＾る。こ
の原因は必ずしも明らかでないが、以下のように考えら
れる。
【００１７】即ち、Ｅｒ50Ａｇ40Ｇａ10は、Ｅｒ50Ａｇ
50のＡｇを一部Ｇａで置き換えたものであり、またＧａ
は非磁性体であることからして磁気的な相互作用が大き
く変化することは考え難いが、ＡｇをＧａに置き換える
量が増加するに従い格子定数が小さくなることが判明し
ている。重希土類系の合金において格子定数が小さくな
るにつれ、磁気変態温度が低下する傾向が一般的にあ
り、この影響によってＧａの含有量が増加するに従い比
熱のピークが低温側に移行するものと考えられる。
50のＡｇを一部Ｇａで置き換えたものであり、またＧａ
は非磁性体であることからして磁気的な相互作用が大き
く変化することは考え難いが、ＡｇをＧａに置き換える
量が増加するに従い格子定数が小さくなることが判明し
ている。重希土類系の合金において格子定数が小さくな
るにつれ、磁気変態温度が低下する傾向が一般的にあ
り、この影響によってＧａの含有量が増加するに従い比
熱のピークが低温側に移行するものと考えられる。
【００１８】図２は、Ｅｒ50Ａｇ50-YＸY （Ｘ：Ｇｅ，
Ｇａ，Ａｌ）で示される合金で、Ｘの置換量Ｙを変えて
比熱ピークを示す温度を測定したものをグラフ上に示し
たものである。これによると、置換量Ｙが５ａｔ％以上
の領域では比熱ピークを示す温度が低下することがわか
る。また置換量Ｙが２５ａｔ％以上のものである場合は
５Ｋ以下に比熱のピークが移行し、しかもピーク比熱が
小さくなてしまう傾向にあるため、十分な蓄冷材とはし
がたい。従って、３０Ｋ以下において比熱ピークを有
し、この温度範囲で蓄冷効率を向上させるためには、Ｘ
の置換量を５〜２５ａｔ％とすることが望ましい。
Ｇａ，Ａｌ）で示される合金で、Ｘの置換量Ｙを変えて
比熱ピークを示す温度を測定したものをグラフ上に示し
たものである。これによると、置換量Ｙが５ａｔ％以上
の領域では比熱ピークを示す温度が低下することがわか
る。また置換量Ｙが２５ａｔ％以上のものである場合は
５Ｋ以下に比熱のピークが移行し、しかもピーク比熱が
小さくなてしまう傾向にあるため、十分な蓄冷材とはし
がたい。従って、３０Ｋ以下において比熱ピークを有
し、この温度範囲で蓄冷効率を向上させるためには、Ｘ
の置換量を５〜２５ａｔ％とすることが望ましい。
【００１９】次に、Ｅｒ−Ａｇ−Ｔｉ系合金からなる蓄
冷材について説明する。
冷材について説明する。
【００２０】Ｅｒブロック６．１２５ｇ（５０ａｔ
％）、Ａｇブロック３．６０７ｇ（４５ａｔ％）、Ｔｉ
ブロック０．１７８ｇ（５ａｔ％）をアーク溶解炉に配
置し、アーク溶解炉を真空吸引した後、アルゴンガスに
て置換する。その後、アーク溶解してＥｒ50Ａｇ45Ｔｉ
5 からなる蓄冷材を製造し、５×５×７ｍｍに切断す
る。
％）、Ａｇブロック３．６０７ｇ（４５ａｔ％）、Ｔｉ
ブロック０．１７８ｇ（５ａｔ％）をアーク溶解炉に配
置し、アーク溶解炉を真空吸引した後、アルゴンガスに
て置換する。その後、アーク溶解してＥｒ50Ａｇ45Ｔｉ
5 からなる蓄冷材を製造し、５×５×７ｍｍに切断す
る。
【００２１】比熱の測定方法については、上記Ｅｒ−Ａ
ｇ−Ｇａ系合金の場合と同様であるため、説明を省略す
る。
ｇ−Ｇａ系合金の場合と同様であるため、説明を省略す
る。
【００２２】第３図に上記方法により作製したＥｒ50Ａ
ｇ45Ｔｉ5 の比熱特性（実施例４）を、従来のＥｒ3 Ｎ
ｉ（従来例１）、Ｐｂ（従来例２）と共に示す。図３に
おいて、実施例４と従来例１とを比較すると、１１〜２
５Ｋの領域にて比熱が大きくなっていること認められ、
また従来例２と比較すると、３〜２５Ｋの測定域全域に
おいて比熱が大きくなっていることが認められる。Ｅｒ
−Ａｇに対するＴｉの添加効果が実施例１，２，３のＧ
ａの添加効果と同様にあるものと考えられる。
ｇ45Ｔｉ5 の比熱特性（実施例４）を、従来のＥｒ3 Ｎ
ｉ（従来例１）、Ｐｂ（従来例２）と共に示す。図３に
おいて、実施例４と従来例１とを比較すると、１１〜２
５Ｋの領域にて比熱が大きくなっていること認められ、
また従来例２と比較すると、３〜２５Ｋの測定域全域に
おいて比熱が大きくなっていることが認められる。Ｅｒ
−Ａｇに対するＴｉの添加効果が実施例１，２，３のＧ
ａの添加効果と同様にあるものと考えられる。
【００２３】〔従来例１〕Ｅｒブロック８．９５ｇ（７
５ａｔ％）とＮｉブロック１．０５ｇ（２５ａｔ％）と
をアーク溶解炉に配置したこと以外は、実施例と同様で
ある。ここで、従来例１の蓄冷材は、Ｅｒ3 Ｎｉ（磁気
変態点８Ｋ）であり、その比熱を実施例１と同様に測定
し、その測定結果を実施例による合金と同時に図１に示
す。
５ａｔ％）とＮｉブロック１．０５ｇ（２５ａｔ％）と
をアーク溶解炉に配置したこと以外は、実施例と同様で
ある。ここで、従来例１の蓄冷材は、Ｅｒ3 Ｎｉ（磁気
変態点８Ｋ）であり、その比熱を実施例１と同様に測定
し、その測定結果を実施例による合金と同時に図１に示
す。
【００２４】図１から明らかなように、従来例１の蓄冷
材は、８Ｋ以下での比熱は大きいが、８Ｋ以上での比熱
は実施例と比較して小さくなっている。これは、Ｅｒ3
Ｎｉの磁気変態点が８Ｋに存在し、比熱のピークが７Ｋ
付近に存在するためであると考えられる。
材は、８Ｋ以下での比熱は大きいが、８Ｋ以上での比熱
は実施例と比較して小さくなっている。これは、Ｅｒ3
Ｎｉの磁気変態点が８Ｋに存在し、比熱のピークが７Ｋ
付近に存在するためであると考えられる。
【００２５】〔従来例２〕Ｐｂ１０ｇを溶解して蓄冷材
を製造したもので、この蓄冷材の比熱を実施例１と同様
に測定し、その測定結果を実施例による合金と同時に図
１に示す。
を製造したもので、この蓄冷材の比熱を実施例１と同様
に測定し、その測定結果を実施例による合金と同時に図
１に示す。
【００２６】図１から明らかなように、従来例２の蓄冷
材は、２５Ｋ以下での比熱は実施例と比較して小さくな
っている。これは、格子振動に基づく格子系の比熱が温
度降下と共に著しく低下すると共にスピン系の比熱をも
たないためであると考えられる。
材は、２５Ｋ以下での比熱は実施例と比較して小さくな
っている。これは、格子振動に基づく格子系の比熱が温
度降下と共に著しく低下すると共にスピン系の比熱をも
たないためであると考えられる。
【００２７】尚実施例に係る蓄冷材が充填された蓄冷器
は、３０Ｋ以下の冷凍を発生するスターリングサイク
ル，ＧＭサイクル，パルス管式の各種の冷凍機に適用で
きる。
は、３０Ｋ以下の冷凍を発生するスターリングサイク
ル，ＧＭサイクル，パルス管式の各種の冷凍機に適用で
きる。
【００２８】又、多段冷凍機の温度に合わせて、各段に
用いることも可能である。
用いることも可能である。
【００２９】
【発明の効果】本発明は、以下の如く効果を有する。
【００３０】本発明の請求項１によれば、蓄冷材を、次
式（１） Ｒa Ａｇb Ｍc ・・・（１） で表され、Ｒは少なくともＣｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄ
ｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍの１種又は２種以上である希土類
元素であり、ＭはＢ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｇａ，
Ｓｎ，Ａｕ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｅ，Ｃｓ，Ｉ
ｒ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｃｄ，Ｈｇ，Ｏｓ，Ｐ，Ｌａ，
Ｙの内の少なくとも１種の元素であり、前記Ｒの含有率
ａは２０ａｔ％≦ａ≦９５ａｔ％であり、前記Ｍの含有
率ｃは５ａｔ％≦ｃ≦２５ａｔ％であり、Ａｇと前記Ｍ
との合計の含有率ｂ＋ｃは５ａｔ％＜ｂ＋ｃ≦８０ａｔ
％であるものとした。このため、３０Ｋ以下での蓄冷効
率を向上させることができ、極低温に到達可能な蓄冷器
を提供することができ、また３０Ｋ以下の冷凍を発生す
る冷凍機に適用可能となる。
式（１） Ｒa Ａｇb Ｍc ・・・（１） で表され、Ｒは少なくともＣｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄ
ｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍの１種又は２種以上である希土類
元素であり、ＭはＢ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｇａ，
Ｓｎ，Ａｕ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｅ，Ｃｓ，Ｉ
ｒ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｃｄ，Ｈｇ，Ｏｓ，Ｐ，Ｌａ，
Ｙの内の少なくとも１種の元素であり、前記Ｒの含有率
ａは２０ａｔ％≦ａ≦９５ａｔ％であり、前記Ｍの含有
率ｃは５ａｔ％≦ｃ≦２５ａｔ％であり、Ａｇと前記Ｍ
との合計の含有率ｂ＋ｃは５ａｔ％＜ｂ＋ｃ≦８０ａｔ
％であるものとした。このため、３０Ｋ以下での蓄冷効
率を向上させることができ、極低温に到達可能な蓄冷器
を提供することができ、また３０Ｋ以下の冷凍を発生す
る冷凍機に適用可能となる。
【００３１】本発明の請求項２によれば、蓄冷材を、次
式（２） Ｒa Ａｇb ＭC ・・・（２） で表され、Ｒは少なくともＣｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄ
ｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍの１種又は２種以上である希土類
元素であり、ＭはＳｂ，Ｂｉ，Ｔｅ，Ｚｒ，Ｔｉの内の
少なくとも１種の元素であり、前記Ｒの含有率ａは２０
ａｔ％≦ａ≦９５ａｔ％であり、前記Ｍの含有率ｃは０
ａｔ％＜ｃ≦２５ａｔ％であり、Ａｇと前記Ｍとの合計
の含有率ｂ＋ｃは５ａｔ％≦ｂ＋ｃ≦８０ａｔ％である
ものとした。このため、３０Ｋ以下での蓄冷効率を向上
させることができ、極低温に到達可能な蓄冷器を提供す
ることができ、また３０Ｋ以下の冷凍を発生する冷凍機
に適用可能となる。
式（２） Ｒa Ａｇb ＭC ・・・（２） で表され、Ｒは少なくともＣｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄ
ｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍの１種又は２種以上である希土類
元素であり、ＭはＳｂ，Ｂｉ，Ｔｅ，Ｚｒ，Ｔｉの内の
少なくとも１種の元素であり、前記Ｒの含有率ａは２０
ａｔ％≦ａ≦９５ａｔ％であり、前記Ｍの含有率ｃは０
ａｔ％＜ｃ≦２５ａｔ％であり、Ａｇと前記Ｍとの合計
の含有率ｂ＋ｃは５ａｔ％≦ｂ＋ｃ≦８０ａｔ％である
ものとした。このため、３０Ｋ以下での蓄冷効率を向上
させることができ、極低温に到達可能な蓄冷器を提供す
ることができ、また３０Ｋ以下の冷凍を発生する冷凍機
に適用可能となる。
【図１】本発明の実施例１、２、３及び従来例１、２、
参考例の低温での比熱特性を示すグラフである。
参考例の低温での比熱特性を示すグラフである。
【図２】本発明の請求項１に係る合金において、添加物
の配合比率を変えて比熱ピークを示す温度を測定したも
のをグラフ上に示したものである。
の配合比率を変えて比熱ピークを示す温度を測定したも
のをグラフ上に示したものである。
【図３】本発明の実施例４及び従来例１、２の低温での
比熱特性を示すグラフである。
比熱特性を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水 谷 宇一郎 愛知県名古屋市南区外山２丁目12−６ (72)発明者 星 野 善 樹 愛知県丹羽郡扶桑町高木473
Claims (2)
- 【請求項１】 蓄冷材が充填されてなる蓄冷器におい
て、 前記蓄冷材は、次式（１） Ｒa Ａｇb Ｍc ・・・（１） で表され、Ｒは少なくともＣｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄ
ｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍの１種又は２種以上である希土類
元素であり、ＭはＢ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｇａ，
Ｓｎ，Ａｕ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｅ，Ｃｓ，Ｉ
ｒ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｃｄ，Ｈｇ，Ｏｓ，Ｐ，Ｌａ，
Ｙの内の少なくとも１種の元素であり、前記Ｒの含有率
ａは２０ａｔ％≦ａ≦９５ａｔ％であり、前記Ｍの含有
率ｃは５ａｔ％≦ｃ≦２５ａｔ％であり、Ａｇと前記Ｍ
との合計の含有率ｂ＋ｃは５ａｔ％＜ｂ＋ｃ≦８０ａｔ
％であることを特徴とする蓄冷器。 - 【請求項２】 蓄冷材が充填されてなる蓄冷器におい
て、 前記蓄冷材は、次式（２） Ｒa Ａｇb ＭC ・・・（２） で表され、Ｒは少なくともＣｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄ
ｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍの１種又は２種以上である希土類
元素であり、ＭはＳｂ，Ｂｉ，Ｔｅ，Ｚｒ，Ｔｉの内の
少なくとも１種の元素であり、前記Ｒの含有率ａは２０
ａｔ％≦ａ≦９５ａｔ％であり、前記Ｍの含有率ｃは０
ａｔ％＜ｃ≦２５ａｔ％であり、Ａｇと前記Ｍとの合計
の含有率ｂ＋ｃは５ａｔ％≦ｂ＋ｃ≦８０ａｔ％である
ことを特徴とする蓄冷器。
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|---|---|---|---|
| JP16415195A JP3677818B2 (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 蓄冷器 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16415195A JP3677818B2 (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 蓄冷器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0914774A true JPH0914774A (ja) | 1997-01-17 |
| JP3677818B2 JP3677818B2 (ja) | 2005-08-03 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16415195A Expired - Fee Related JP3677818B2 (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 蓄冷器 |
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| JP (1) | JP3677818B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004225920A (ja) * | 2002-11-27 | 2004-08-12 | Aisin Seiki Co Ltd | 蓄冷器 |
| JP2017058079A (ja) * | 2015-09-17 | 2017-03-23 | 株式会社東芝 | 極低温冷凍機用蓄冷材、極低温蓄冷器、蓄冷型極低温冷凍機及び蓄冷型極低温冷凍機を備えたシステム |
| US10101061B2 (en) | 2016-08-19 | 2018-10-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Cryogenic regenerator material, regenerative cryocooler, and system including regenerative cryocooler |
| WO2020067356A1 (ja) | 2018-09-28 | 2020-04-02 | 株式会社東芝 | 蓄冷材、冷凍機、超電導コイル組込装置及び蓄冷材の製造方法 |
| WO2022039150A1 (ja) * | 2020-08-18 | 2022-02-24 | 株式会社 東芝 | 蓄冷材粒子、蓄冷器、冷凍機、クライオポンプ、超電導磁石、核磁気共鳴イメージング装置、核磁気共鳴装置、磁界印加式単結晶引上げ装置、及び、蓄冷材粒子の製造方法 |
-
1995
- 1995-06-29 JP JP16415195A patent/JP3677818B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004225920A (ja) * | 2002-11-27 | 2004-08-12 | Aisin Seiki Co Ltd | 蓄冷器 |
| JP2017058079A (ja) * | 2015-09-17 | 2017-03-23 | 株式会社東芝 | 極低温冷凍機用蓄冷材、極低温蓄冷器、蓄冷型極低温冷凍機及び蓄冷型極低温冷凍機を備えたシステム |
| US10393412B2 (en) | 2015-09-17 | 2019-08-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Cryocooler regenerator material, cryogenic regenerator, regenerative cryocooler and system comprising regenerative cryocooler |
| US10101061B2 (en) | 2016-08-19 | 2018-10-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Cryogenic regenerator material, regenerative cryocooler, and system including regenerative cryocooler |
| WO2020067356A1 (ja) | 2018-09-28 | 2020-04-02 | 株式会社東芝 | 蓄冷材、冷凍機、超電導コイル組込装置及び蓄冷材の製造方法 |
| WO2022039150A1 (ja) * | 2020-08-18 | 2022-02-24 | 株式会社 東芝 | 蓄冷材粒子、蓄冷器、冷凍機、クライオポンプ、超電導磁石、核磁気共鳴イメージング装置、核磁気共鳴装置、磁界印加式単結晶引上げ装置、及び、蓄冷材粒子の製造方法 |
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| JP3677818B2 (ja) | 2005-08-03 |
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