スターリング型パルス管冷凍機の性能予測手法の開発(その1)

Development of Performance Prediction Method for Stirling Pulse Tube cryocooler (Part 1)


平塚 善勝, 大塚 清見, 恒松 正二, 金尾 憲一 (住重); 楢崎 勝弘 (新居浜高専)


Abstract:住友重機械工業株式会社(SHI)は、1982年からこれまで約40年に渡り、人工衛星搭載用の冷凍機開発を宇宙開発事業として携わってきた。その間、地球観測衛星、科学衛星用センサ冷却やシールドクーラ用途として単段、2段スターリング冷凍機およびJT冷凍機を冷却システムとして提供してきた。 将来的には、ユーザ側からの要求寿命として、現在の5年から10年に延ばすことが求められている。単段スターリング冷凍機やJT冷凍機に関しては、これまでの試験実績から得られた構成材料、クリアランスシール及び封入ガス管理にて、10年寿命の目途はついている。しかしながら、2段スターリング冷凍機に関しては2段目のディスプレーサーのクリアランスシール維持に10年寿命を達成するための課題が残っている。この課題を解決するための一つの方策として、宇宙用小型・高効率の2段パルス管冷凍機の開発計画がある。ここでは、前報告の冷凍能力5W at 77Kを有する単段パルス管冷凍機の試作機開発結果に対して、単段パルス管冷凍機を開発する際に使用した性能予測ツールについて評価検証を行ったので報告する。宇宙用小型・高効率の2段パルス管冷凍機の開発には、この評価検証した性能予測ツールを適用する予定である。