JPH05156241A - 蓄冷材の製造方法 - Google Patents
蓄冷材の製造方法Info
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- JPH05156241A JPH05156241A JP3307268A JP30726891A JPH05156241A JP H05156241 A JPH05156241 A JP H05156241A JP 3307268 A JP3307268 A JP 3307268A JP 30726891 A JP30726891 A JP 30726891A JP H05156241 A JPH05156241 A JP H05156241A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 蓄冷材２の粉末の形状、直径に関係なく、必
要な通気性を確保する。 【構成】 まず蓄冷材２としてＥｒ３Ｎｉのインゴッ
トと鉛５のインゴットとを用意する。Ｅｒ３Ｎｉと鉛５
の体積は、合計で第２段ディスプレイサー４の体積と
し、比率は３：７〜７：３程度とする。鉛５の体積は、
所望の空隙分の体積とする。これらを粉砕し、混合粉末
９を第２段ディスプレイサー４と同内径を有する金型５
内に充填し、下方は下パンチ１１で支承し上方より上パ
ンチ１２を０．３〜６ｔｏｎ／ｃｍ２の油圧力で加圧し
て、圧粉体１３形成する。次に圧粉体１３を不活性ガス
雰囲気炉１４または真空炉内にて、温度６５０〜８００
℃で１〜４時間保持して焼結し、鉛５を溶出する。
要な通気性を確保する。 【構成】 まず蓄冷材２としてＥｒ３Ｎｉのインゴッ
トと鉛５のインゴットとを用意する。Ｅｒ３Ｎｉと鉛５
の体積は、合計で第２段ディスプレイサー４の体積と
し、比率は３：７〜７：３程度とする。鉛５の体積は、
所望の空隙分の体積とする。これらを粉砕し、混合粉末
９を第２段ディスプレイサー４と同内径を有する金型５
内に充填し、下方は下パンチ１１で支承し上方より上パ
ンチ１２を０．３〜６ｔｏｎ／ｃｍ２の油圧力で加圧し
て、圧粉体１３形成する。次に圧粉体１３を不活性ガス
雰囲気炉１４または真空炉内にて、温度６５０〜８００
℃で１〜４時間保持して焼結し、鉛５を溶出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】クライオポンプ等に使用される蓄
冷式冷凍機の蓄冷材に関する。
冷式冷凍機の蓄冷材に関する。
【０００２】
【従来の技術】極低温まで冷却する蓄冷式冷凍機として
特公昭６３−５４３６９号公報等に開示されている。こ
の冷凍機の蓄冷材部分の概略を図４に示す。この冷凍機
は冷媒ガスとしてＨｅを使用し、Ｈｅの膨張と二段の蓄
冷材１、２の作用によって冷却する。第１段ディスプレ
イサー３の蓄冷材１として金属の網を積層して内蔵し、
第２段ディスプレイサー４の蓄冷材２として鉛５の粉末
を内蔵している。この鉛粉末５は、０．２〜０．４ｍｍ
直径の球状を形成し、Ｈｅの通気性を確保している。
特公昭６３−５４３６９号公報等に開示されている。こ
の冷凍機の蓄冷材部分の概略を図４に示す。この冷凍機
は冷媒ガスとしてＨｅを使用し、Ｈｅの膨張と二段の蓄
冷材１、２の作用によって冷却する。第１段ディスプレ
イサー３の蓄冷材１として金属の網を積層して内蔵し、
第２段ディスプレイサー４の蓄冷材２として鉛５の粉末
を内蔵している。この鉛粉末５は、０．２〜０．４ｍｍ
直径の球状を形成し、Ｈｅの通気性を確保している。
【０００３】鉛粉末５の製造法（造粉法）の概略を図５
に示す。（ａ）はアトマイズ法で鉛５の溶湯を糸状に垂
らし、そこへガス６等を吹き付けると、鉛５が落下する
までに球形の状態で冷却固化する。（ｂ）は回転電極法
で回転する電極に固体の鉛５を溶融させながら遠心力で
飛散し、落下するまでに球形の状態で冷却固化する。
（ｃ）は回転ディスク法で鉛５の溶湯を回転する円盤８
に垂らし、円盤８の遠心力によって飛散し、落下するま
でに球形の状態で冷却固化する。
に示す。（ａ）はアトマイズ法で鉛５の溶湯を糸状に垂
らし、そこへガス６等を吹き付けると、鉛５が落下する
までに球形の状態で冷却固化する。（ｂ）は回転電極法
で回転する電極に固体の鉛５を溶融させながら遠心力で
飛散し、落下するまでに球形の状態で冷却固化する。
（ｃ）は回転ディスク法で鉛５の溶湯を回転する円盤８
に垂らし、円盤８の遠心力によって飛散し、落下するま
でに球形の状態で冷却固化する。
【０００４】完成した、球状の粉末の鉛を第２段ディス
プレイサー４内に流入する。この時できるだけ隙間なく
密に流入する。
プレイサー４内に流入する。この時できるだけ隙間なく
密に流入する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】近年、冷凍機の到達温
度をより低下させるため、蓄冷材材料として希土類金属
が使用されはじめた。例として、エルビューム−ニッケ
ル（Ｅｒ−Ｎｉ）系などである。しかし、これらの材料
は融点や粘度が高いために前記の造粉法では、全ての粉
末が、必要とする粒度範囲の０．２〜０．４ｍｍ直径の
球状にならず、コストアップとなる。また、粉末をその
まま充填しただけでは、冷凍機の運転中に振動等で粉末
が更に粉砕されディスプレイサー４外へ流出し、流路の
目詰まりを起こしたり、ディスプレイサー４外径を損傷
させたりする欠点があった。
度をより低下させるため、蓄冷材材料として希土類金属
が使用されはじめた。例として、エルビューム−ニッケ
ル（Ｅｒ−Ｎｉ）系などである。しかし、これらの材料
は融点や粘度が高いために前記の造粉法では、全ての粉
末が、必要とする粒度範囲の０．２〜０．４ｍｍ直径の
球状にならず、コストアップとなる。また、粉末をその
まま充填しただけでは、冷凍機の運転中に振動等で粉末
が更に粉砕されディスプレイサー４外へ流出し、流路の
目詰まりを起こしたり、ディスプレイサー４外径を損傷
させたりする欠点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】蓄冷式冷凍機の蓄冷材材
料の粉末と、蓄冷材の焼結温度以下の溶融温度を有する
低融点金属の粉末との混合粉末を加圧して圧粉体を形成
し、該圧粉体を焼成し、圧粉体に連続的空隙を形成させ
る。
料の粉末と、蓄冷材の焼結温度以下の溶融温度を有する
低融点金属の粉末との混合粉末を加圧して圧粉体を形成
し、該圧粉体を焼成し、圧粉体に連続的空隙を形成させ
る。
【０００７】
【実施例】請求項１〜２記載の工程の例を図２に示す。
まず蓄冷材２としてＥｒ３Ｎｉのインゴットと鉛５のイ
ンゴットとを用意する。Ｅｒ３Ｎｉと鉛５の体積は、合
計で第２段ディスプレイサー４の体積とし比率は３：７
〜７：３程度とする。鉛５の体積は、所望の空隙分の体
積とする。これらを粉砕し、混合粉末９を第２段ディス
プレイサー４と同内径を有する金型５内に充填し、下方
は下パンチ１１で支承し上方より上パンチ１２を０．３
〜６ｔｏｎ／ｃｍ２の油圧力で加圧して、圧粉体１３を
形成する。次に圧粉体１３を不活性ガス雰囲気炉１４ま
たは真空炉内にて、温度６５０℃〜８００℃で１〜４時
間保持して焼成し、鉛５を溶出する。
まず蓄冷材２としてＥｒ３Ｎｉのインゴットと鉛５のイ
ンゴットとを用意する。Ｅｒ３Ｎｉと鉛５の体積は、合
計で第２段ディスプレイサー４の体積とし比率は３：７
〜７：３程度とする。鉛５の体積は、所望の空隙分の体
積とする。これらを粉砕し、混合粉末９を第２段ディス
プレイサー４と同内径を有する金型５内に充填し、下方
は下パンチ１１で支承し上方より上パンチ１２を０．３
〜６ｔｏｎ／ｃｍ２の油圧力で加圧して、圧粉体１３を
形成する。次に圧粉体１３を不活性ガス雰囲気炉１４ま
たは真空炉内にて、温度６５０℃〜８００℃で１〜４時
間保持して焼成し、鉛５を溶出する。
【０００８】請求項３記載の工程の例を図３に示す。セ
ラミクス粉１５としてアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）とシリカ
（ＳｉＯ２）および結合剤１６を混合する。この混合粉
末１７を第２段ディスプレイサー４内径と同内径の金型
で加圧または衝撃加重を加えてセラミクス圧粉体１８を
形成する。次にセラミクス圧粉体１８を高温焼成して、
セラミクス焼結中子１９を形成する。このセラミクス焼
結中子１９を真空または不活性ガス雰囲気炉１４中の遠
心鋳造炉２０の中に配置し、蓄冷材２としてＥｒ３Ｎｉ
の溶湯をセラミクス焼結中子１９に含浸させ蓄冷材鋳物
２１を形成する。更に、この蓄冷材鋳物２１をアルカリ
２２に浴させ、セラミクス焼結中子１９を溶出する。
ラミクス粉１５としてアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）とシリカ
（ＳｉＯ２）および結合剤１６を混合する。この混合粉
末１７を第２段ディスプレイサー４内径と同内径の金型
で加圧または衝撃加重を加えてセラミクス圧粉体１８を
形成する。次にセラミクス圧粉体１８を高温焼成して、
セラミクス焼結中子１９を形成する。このセラミクス焼
結中子１９を真空または不活性ガス雰囲気炉１４中の遠
心鋳造炉２０の中に配置し、蓄冷材２としてＥｒ３Ｎｉ
の溶湯をセラミクス焼結中子１９に含浸させ蓄冷材鋳物
２１を形成する。更に、この蓄冷材鋳物２１をアルカリ
２２に浴させ、セラミクス焼結中子１９を溶出する。
【０００９】蓄冷材２はＥｒ−Ｎｉ系以外では、ホルミ
ウム−ニッケル（Ｈｏ−Ｎｉ）、ディスプロシウム−ニ
ッケル（Ｄｙ−Ｎｉ）等がある。他のセラミクス粉１５
は、生石灰（ＣａＯ）、酸化ジルコニューム（Ｚｒ
Ｏ２）、イットリア（Ｙ２Ｏ３）等がある。蓄冷材鋳物
２１からセラミクス焼結中子１９を溶出するアルカリ２
２は苛性ソーダ（ＮａＯＨ）等がある。
ウム−ニッケル（Ｈｏ−Ｎｉ）、ディスプロシウム−ニ
ッケル（Ｄｙ−Ｎｉ）等がある。他のセラミクス粉１５
は、生石灰（ＣａＯ）、酸化ジルコニューム（Ｚｒ
Ｏ２）、イットリア（Ｙ２Ｏ３）等がある。蓄冷材鋳物
２１からセラミクス焼結中子１９を溶出するアルカリ２
２は苛性ソーダ（ＮａＯＨ）等がある。
【００１０】
【作用】請求項１記載の粒子の模式図を図１に示す。図
１（ａ）は圧粉体１３、図１（ｂ）は焼結後の完成した
蓄冷材である。蓄冷材および鉛５インゴットを粉砕する
為、粉末の形状は不定であるが、鉛５の充填量を調整す
ればＨｅの通気性は確保できる。鉛５は、混合粉末９を
圧縮する際に圧潰し、圧粉体１３の蓄冷材２を密な状態
とし、蓄冷材２を噛み込んで圧粉体１３の形状を維持す
る。圧粉体１３の温度を上昇していくと３００℃付近で
鉛５が溶融し流出する。８００℃付近でＥｒ３Ｎｉが焼
成され結合する。
１（ａ）は圧粉体１３、図１（ｂ）は焼結後の完成した
蓄冷材である。蓄冷材および鉛５インゴットを粉砕する
為、粉末の形状は不定であるが、鉛５の充填量を調整す
ればＨｅの通気性は確保できる。鉛５は、混合粉末９を
圧縮する際に圧潰し、圧粉体１３の蓄冷材２を密な状態
とし、蓄冷材２を噛み込んで圧粉体１３の形状を維持す
る。圧粉体１３の温度を上昇していくと３００℃付近で
鉛５が溶融し流出する。８００℃付近でＥｒ３Ｎｉが焼
成され結合する。
【００１１】蓄冷材鋳物２１は、アルカリ２２に浴する
とセラミクス焼結中子１９は、溶融し流出する。蓄冷材
（Ｅｒ３Ｎｉ）は、アルカリ２２の中で不働態化し溶融
しない。
とセラミクス焼結中子１９は、溶融し流出する。蓄冷材
（Ｅｒ３Ｎｉ）は、アルカリ２２の中で不働態化し溶融
しない。
【００１２】
【発明の効果】本発明により、蓄冷材２の粉末の形状に
関係なく、必要な通気性を確保することができ、蓄冷材
粒子の突起が振動等で粉砕することなく、目詰まりやデ
ィスプレイサー４外径の損傷も発生しない。また、冷凍
機の組み立て工程において第２段ディスプレイサー４に
粒状の蓄冷材２を密に流入する作業が不要になり、本発
明では一体に成形した蓄冷材２を第２段ディスプレイサ
ー４に挿入するために作業時間が短縮される。真空また
は不活性ガス雰囲気炉１４を使用することによって、蓄
冷材２の酸化等が防止できる。請求項１記載の工程で
は、鉛５の量を調整することによって、通気性を調整す
ることができる。鉛５の溶出がもし完全に行なわれなく
とも、鉛５は蓄冷材として使用できる材料なので冷凍機
の性能に影響を及ぼしにくい。請求項３記載の工程で
は、セラミクス圧粉体１８を焼結する為、セラミクス焼
結中子１９は、非常に硬く形状が安定しているので扱い
やすい。遠心鋳造炉２０は、一度に大量に、しかも均等
にセラミクス焼結中子１９に蓄冷材を含浸させることが
できる。
関係なく、必要な通気性を確保することができ、蓄冷材
粒子の突起が振動等で粉砕することなく、目詰まりやデ
ィスプレイサー４外径の損傷も発生しない。また、冷凍
機の組み立て工程において第２段ディスプレイサー４に
粒状の蓄冷材２を密に流入する作業が不要になり、本発
明では一体に成形した蓄冷材２を第２段ディスプレイサ
ー４に挿入するために作業時間が短縮される。真空また
は不活性ガス雰囲気炉１４を使用することによって、蓄
冷材２の酸化等が防止できる。請求項１記載の工程で
は、鉛５の量を調整することによって、通気性を調整す
ることができる。鉛５の溶出がもし完全に行なわれなく
とも、鉛５は蓄冷材として使用できる材料なので冷凍機
の性能に影響を及ぼしにくい。請求項３記載の工程で
は、セラミクス圧粉体１８を焼結する為、セラミクス焼
結中子１９は、非常に硬く形状が安定しているので扱い
やすい。遠心鋳造炉２０は、一度に大量に、しかも均等
にセラミクス焼結中子１９に蓄冷材を含浸させることが
できる。
【００１３】
【図１】本発明の請求項１記載の粒子の模式図。（ａ）
は圧粉体１３、（ｂ）は焼結後の完成した蓄冷材の図。
は圧粉体１３、（ｂ）は焼結後の完成した蓄冷材の図。
【図２】本発明の請求項１記載の工程の図。（ａ）は圧
粉体の製造工程の図。（ｂ）は圧粉体の焼成工程の図。
粉体の製造工程の図。（ｂ）は圧粉体の焼成工程の図。
【図３】本発明の請求項３記載の工程の図。（ａ）はセ
ラミクス圧粉体の製造工程の図。（ｂ）はセラミクス圧
粉体の焼成工程の図。（ｃ）は蓄冷材鋳物の製造工程の
図。（ｄ）は、蓄冷材鋳物のアルカリ浴中の図。
ラミクス圧粉体の製造工程の図。（ｂ）はセラミクス圧
粉体の焼成工程の図。（ｃ）は蓄冷材鋳物の製造工程の
図。（ｄ）は、蓄冷材鋳物のアルカリ浴中の図。
【図４】冷凍機の蓄冷材部分の概略図。
【図５】従来の鉛５粉末の製造法（造粉法）の概略図。
（ａ）はアトマイズ法の図。（ｂ）は回転電極法の図。
（ｃ）は回転ディスク法の図。
（ａ）はアトマイズ法の図。（ｂ）は回転電極法の図。
（ｃ）は回転ディスク法の図。
１ 蓄冷材 ２ 蓄冷材 ３ 第１段ディスプレイサー ４ 第２段ディスプレイサー ５ 鉛 ６ ガス ７ 電極 ８ 円盤 ９ 混合粉末 １０金型 １１下パンチ １２上パンチ １３圧粉体 １４不活性ガス雰囲気炉 １５セラミクス粉 １６結合材 １７混合粉末 １８セラミクス圧粉体 １９セラミクス焼結中子 ２０遠心鋳造炉 ２１蓄冷材鋳物 ２２アルカリ
【手続補正書】
【提出日】平成４年１０月２３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
Claims (3)
- 【請求項１】 蓄冷式冷凍機の蓄冷材材料の粉末と、蓄
冷材の焼結温度以下の溶融温度を有する低融点金属の粉
末との混合粉末を加圧して圧粉体を形成し、該圧粉体を
焼成し、圧粉体に連続的空隙を形成させたことを特徴と
する蓄冷材の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の蓄冷材の製造方法におい
て、蓄冷材材料のにエルビューム−ニッケル系合金、低
融点金属に鉛を使用することを特徴とする蓄冷材の製造
方法。 - 【請求項３】 セラミクス粉を加圧または衝撃加重にて
セラミクス圧粉体を形成し、該セラミクス圧粉体に蓄冷
材の溶湯を含浸させ蓄冷材鋳物を形成し、該蓄冷材を溶
解しない該セラミクスの溶剤浴中に該蓄冷材鋳物を浸漬
することを特徴とする蓄冷材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3307268A JPH05156241A (ja) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | 蓄冷材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3307268A JPH05156241A (ja) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | 蓄冷材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05156241A true JPH05156241A (ja) | 1993-06-22 |
Family
ID=17967074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3307268A Pending JPH05156241A (ja) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | 蓄冷材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05156241A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1384961A2 (en) * | 1994-08-23 | 2004-01-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Regenerator material for extremely low temperatures and regenerator for extremely low temperatures using the same |
| US9127864B2 (en) | 2012-03-21 | 2015-09-08 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Regenerative refrigerator |
| WO2018117258A1 (ja) * | 2016-12-22 | 2018-06-28 | 株式会社三徳 | 蓄冷材及びその製造方法、蓄冷器並びに冷凍機 |
-
1991
- 1991-09-11 JP JP3307268A patent/JPH05156241A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1384961A2 (en) * | 1994-08-23 | 2004-01-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Regenerator material for extremely low temperatures and regenerator for extremely low temperatures using the same |
| EP1384961A3 (en) * | 1994-08-23 | 2004-08-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Regenerator material for extremely low temperatures and regenerator for extremely low temperatures using the same |
| US9127864B2 (en) | 2012-03-21 | 2015-09-08 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Regenerative refrigerator |
| WO2018117258A1 (ja) * | 2016-12-22 | 2018-06-28 | 株式会社三徳 | 蓄冷材及びその製造方法、蓄冷器並びに冷凍機 |
| JP6382470B1 (ja) * | 2016-12-22 | 2018-08-29 | 株式会社三徳 | 蓄冷材及びその製造方法、蓄冷器並びに冷凍機 |
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