能動的蓄冷式磁気冷凍(AMR)における水素凝縮熱交換器の熱特性

The thermal characteristics of hydrogen exchanger in Active Magnetic Regenerative Refrigerator (AMR)


白井 毅, 佐藤 瑛空, 石田 政義 (筑波大); 内田 公, 夏目 恭平, 神谷 宏治, 沼澤 健則 (NIMS)


Abstract:我々は、磁性体に磁場変化を与えることにより温度変化が生じる磁気熱量効果と呼ばれる現象を用いた水素液化機の開発を行っている。いくつかある磁気冷凍機の方式のうち、磁性体を駆動させることで超伝導コイルにより生み出した磁場の中に出し入れする能動的蓄冷式磁気冷凍(AMR)と呼ばれる方式を採用している。他の方式と比較して磁性体の蓄冷作用によって大きな温度変化を生み出すことができる。このAMRによる水素液化では、磁気熱量効果を用いてヘリウムガスを冷却し、水素ガスとの熱交換を行う。この熱交換を担う水素凝縮熱交換器の最適化のためいくつかの凝縮熱交換器について性能の比較のために計算を行った。これらの内の性能が期待される2種類の凝縮熱交換器を製作した。実際に装置に組み込んで熱特性を計測したのでこの結果を報告する。