JPH10185339A - Cryogenic cold storage material, refrigerating machine employing the same and heat shielding material - Google Patents

Cryogenic cold storage material, refrigerating machine employing the same and heat shielding material

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JPH10185339A
JPH10185339A JP9299113A JP29911397A JPH10185339A JP H10185339 A JPH10185339 A JP H10185339A JP 9299113 A JP9299113 A JP 9299113A JP 29911397 A JP29911397 A JP 29911397A JP H10185339 A JPH10185339 A JP H10185339A
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cold storage
storage material
cryogenic
regenerator
sheet
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Masami Okamura
正巳 岡村
Tomohisa Arai
智久 新井
Keisuke Hashimoto
啓介 橋本
Chiyandorateiraka Roohana
チャンドラティラカ ローハナ
Hideki Nakagome
秀樹 中込
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2321/00Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B2321/002Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects by using magneto-caloric effects

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the pressure loss of refrigerant (operating medium) to develop refrigerating capacity sufficiently and permit the restraining of invasion of heat effectively by a method wherein the cavities of a porous bearer are filled with magnetic granular bodies, containing rare earth elements, in a cryogenic heat storage material employed for refrigerating machine and the like. SOLUTION: A sheet type cryogenic cold storage material 1 is provided with the structure of organization, in which the cavities of a porous bearer 2, made of Ni, are filled with a multitude of magnetic granular bodies (ErNi alloy powder). Respective magnetic granular bodies 4 are connected strongly to the porous bearer 2 through a connecting agent or polyvinyl alcohol. On the other hand, bumps, having the height of about 0.05mm, are formed on the surface of the cryogenic heat storage material 1 through rolling work employing an emboss working roll. The ends of obtained respective cryogenic cold storage materials 1 are connected by welding to make a continuous ribbon type cold heat storage material while the cold heat storage material is rolled to obtain a rolled cryogenic cold storage material 1. The roll type cryogenic cold storage material 1 is filled into the cold storage device 5 to effect cold storage.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は冷凍機等に使用され
る極低温用蓄冷材,それを用いた冷凍機および極低温用
熱シールド材に係り、特に冷媒の圧力損失が小さく十分
な冷凍能力が発揮できる上に、圧力損失を低くする形状
に加工することが容易な極低温用蓄冷材,それを用いた
冷凍機および極低温用熱シールド材に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cryogenic cold storage material used in refrigerators and the like, a refrigerator using the same, and a cryogenic heat shield material. The present invention relates to a cryogenic cold storage material that can be easily processed into a shape that reduces pressure loss and that can exhibit a low pressure loss, a refrigerator using the same, and a cryogenic heat shield material.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、超電導技術の発展は著しく、その
応用分野が拡大するに伴って、小型で高性能の冷凍機の
開発が不可欠になってきている。このような冷凍機に
は、軽量・小型で、熱効率の高いことが要求されてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, superconducting technology has been remarkably developed, and as its application field has expanded, the development of a small, high-performance refrigerator has become indispensable. Such refrigerators are required to be lightweight, small, and have high thermal efficiency.

【0003】例えば、超電導MRI装置やクライオポン
プ等においては、ギフォード・マクマホン方式(GM方
式)やスターリング方式等の冷凍サイクルによる冷凍機
が用いられている。また、磁気浮上列車にも高性能の冷
凍機は必須とされている。さらに最近では、超電導電力
貯蔵装置(SMES)や、高品質のシリコンウェハーな
どを製造する磁場中単結晶引上げ装置などにおいても高
性能な冷凍機が主構成機器として装備されている。さら
に超電導線,超電導素子,赤外線センサーなど、極低温
域で動作する部品材料の温度安定化を図るためにサーマ
ルアンカー,ヒートシンク,熱シールド用の極低温用蓄
冷材が広く使用されている。
For example, in a superconducting MRI apparatus, a cryopump, or the like, a refrigerator using a refrigeration cycle such as a Gifford-McMahon system (GM system) or a Stirling system is used. High-performance refrigerators are also essential for magnetic levitation trains. More recently, a high-performance refrigerator has been equipped as a main component in a superconducting power storage device (SMES), a single crystal pulling device in a magnetic field for producing high quality silicon wafers, and the like. Further, in order to stabilize the temperature of components operating in a cryogenic region, such as superconducting wires, superconducting elements, and infrared sensors, cryogenic cold storage materials for thermal anchors, heat sinks, and heat shields are widely used.

【0004】図9は従来の2段式のGM冷凍機の要部構
成を示す断面図である。このGM冷凍機10は、大径の
第1シリンダ11と、この第1シリンダ11と同軸的に
接続された小径の第2シリンダ12とが設置された真空
容器13を有している。第1シリンダ11には第1蓄冷
器14が往復動自在に配置されており、第2シリンダ1
2には第2蓄冷器15が往復動自在に配置されている。
第1シリンダ11と第1蓄冷器14との間、および第2
シリンダ12と第2蓄冷器15との間には、それぞれシ
ールリング16,17が配置されている。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a main part of a conventional two-stage GM refrigerator. The GM refrigerator 10 has a vacuum vessel 13 in which a large-diameter first cylinder 11 and a small-diameter second cylinder 12 connected coaxially with the first cylinder 11 are installed. A first regenerator 14 is disposed in the first cylinder 11 so as to reciprocate freely.
2 is provided with a second regenerator 15 reciprocally movable.
Between the first cylinder 11 and the first regenerator 14;
Seal rings 16 and 17 are arranged between the cylinder 12 and the second regenerator 15, respectively.

【0005】第1蓄冷器14には、Cuメッシュ等の第
1蓄冷材18が収容されている。第2蓄冷器15には、
極低温用蓄冷材が第2蓄冷材19として収容されてい
る。第1蓄冷器14および第2蓄冷器15は、第1蓄冷
材18や極低温用蓄冷材19の間隙等に設けられたHe
ガス等の作動媒質(冷媒)の通路をそれぞれ有してい
る。
The first regenerator 14 contains a first regenerative material 18 such as a Cu mesh. In the second regenerator 15,
A cryogenic cold storage material is accommodated as the second cold storage material 19. The first regenerator 14 and the second regenerator 15 are provided in a space between the first regenerator 18 and the cryogenic regenerator 19 and the like.
Each has a passage for a working medium (refrigerant) such as gas.

【0006】第1蓄冷器14と第2蓄冷器15との間に
は、第1膨張室20が設けられている。また、第2蓄冷
器15と第2シリンダ12の先端壁との間には、第2膨
張室21が設けられている。そして、第1膨張室20の
底部には第1冷却ステージ22が、また第2膨張室21
の底部には、第1冷却ステージ22より低温の第2冷却
ステージ23が形成されている。
A first expansion chamber 20 is provided between the first regenerator 14 and the second regenerator 15. Further, a second expansion chamber 21 is provided between the second regenerator 15 and the end wall of the second cylinder 12. A first cooling stage 22 is provided at the bottom of the first expansion chamber 20, and a second expansion chamber 21
A second cooling stage 23 having a lower temperature than the first cooling stage 22 is formed at the bottom of the first cooling stage 22.

【0007】上述したような2段式のGM冷凍機10に
は、コンプレッサ24から高圧の作動媒質(例えばHe
ガス)が供給される。供給された作動媒質は、第1蓄冷
器14に収容された第1蓄冷材18間を通過して第1膨
張室20に到達し、さらに第2蓄冷器15に収容された
極低温用蓄冷材(第2蓄冷材)19間を通過して第2膨
張室21に到達する。この際に、作動媒質は各蓄冷材1
8,19に熱エネルギーを供給して冷却される。各蓄冷
材18,19間を通過した作動媒質は、各膨張室20,
21で膨張して寒冷を発生させ、各冷却ステージ22,
23が冷却される。膨張した作動媒質は、各蓄冷材1
8,19間を反対方向に流れる。作動媒質は各蓄冷材1
8,19から熱エネルギーを受け取った後に排出され
る。こうした過程で復熱効果が良好になるに従って、作
動媒質サイクルの熱効率が向上し、より一層低い温度が
実現される。
In the two-stage GM refrigerator 10 described above, a high-pressure working medium (for example, He
Gas) is supplied. The supplied working medium passes between the first regenerators 18 accommodated in the first regenerator 14, reaches the first expansion chamber 20, and further reaches the cryogenic regenerator material accommodated in the second regenerator 15. (Second regenerative material) passes through the space 19 and reaches the second expansion chamber 21. At this time, the working medium is each cold storage material 1
8 and 19 are cooled by supplying thermal energy. The working medium that has passed between the cold storage materials 18 and 19 is
21 to generate cold, and each cooling stage 22,
23 is cooled. The expanded working medium is stored in each cold storage material 1
It flows between 8 and 19 in the opposite direction. The working medium is each cold storage material 1
Emitted after receiving thermal energy from 8,19. As the recuperation effect becomes better in such a process, the thermal efficiency of the working medium cycle is improved, and a lower temperature is realized.

【0008】すなわち、上記のようなGM冷凍機におい
ては、蓄冷材が充填された蓄冷器内を、圧縮されたHe
ガス等の作動媒質が一方向に流れて、その熱エネルギー
を蓄冷材に供給し、ここで膨張した作動媒質が反対方向
に流れ、蓄冷材から熱エネルギーを受け取る。こうした
過程で復熱効果が良好になるに伴って、作動媒質サイク
ルの熱効率が向上し、一層低い温度を実現することが可
能となる。
That is, in the GM refrigerator as described above, the inside of the regenerator filled with the regenerator material is compressed He
A working medium, such as a gas, flows in one direction and supplies its thermal energy to the cold storage material, where the expanded working medium flows in the opposite direction and receives heat energy from the cold storage material. As the recuperation effect becomes better in such a process, the thermal efficiency of the working medium cycle is improved and a lower temperature can be realized.

【0009】上述したような冷凍機に使用される蓄冷材
としては、従来、CuやPb等が主に用いられてきた。
しかし、このような蓄冷材は20°K以下の極低温域で
体積比熱が著しく小さくなるため、上述した復熱効果が
十分に機能せず、極低温を実現することが困難であっ
た。
Conventionally, Cu, Pb, and the like have been mainly used as the cold storage material used in the refrigerator described above.
However, since such a regenerator material has a remarkably small volume specific heat in an extremely low temperature range of 20 ° K or less, the recuperation effect described above does not function sufficiently, and it has been difficult to realize an extremely low temperature.

【0010】そこで、最近では、より絶対零度に近い温
度を実現するために、極低温域において大きな体積比熱
を示すEr3 Ni,ErNi,ErNi2 ,ErRh,
HoCu2 などの、希土類元素と遷移金属元素とから成
る金属間化合物製の磁性蓄冷材を用いることが検討され
ている。
Therefore, recently, in order to realize a temperature closer to absolute zero, Er 3 Ni, ErNi, ErNi 2 , ErRh, which show a large volume specific heat in a cryogenic temperature region, have been developed.
Use of a magnetic regenerator made of an intermetallic compound composed of a rare earth element and a transition metal element, such as HoCu 2 , has been studied.

【0011】上記のような磁性蓄冷材は、Heガスなど
の作動媒質との熱交換を効率良く実施するために、通
常、直径が0.1〜0.5mm程度の球状に加工され、磁
性粒体の形状で使用される。上記球状の磁性粒体を充填
した蓄冷器をGM冷凍機に適用することによって、到達
温度が4°Kとなるような冷凍運転が実現している。
The above-described magnetic regenerator material is usually processed into a spherical shape having a diameter of about 0.1 to 0.5 mm in order to efficiently perform heat exchange with a working medium such as He gas. Used in body shape. By applying the regenerator filled with the spherical magnetic particles to a GM refrigerator, a refrigeration operation in which the ultimate temperature is 4 ° K is realized.

【0012】図10は上記のようなGN冷凍機10を用
いた低温保冷装置30の構成例を示す断面図であり、特
に超電導MRI装置,磁気浮上列車,超電導電力貯蔵装
置(SMES)および磁場中単結晶引上げ装置等の主要
部を構成する超電導磁石の保冷装置を示している。
FIG. 10 is a sectional view showing an example of the configuration of a low-temperature cold storage device 30 using the GN refrigerator 10 as described above. In particular, a superconducting MRI device, a magnetic levitation train, a superconductive power storage device (SMES), 1 shows a superconducting magnet cooler constituting a main part such as a single crystal pulling apparatus.

【0013】図10に示す低温保冷装置30は、被冷却
物としての超電導磁石31と、この超電導磁石31を極
低温度に冷却するGM冷凍機10と、超電導磁石31を
囲むように配設された複数の熱シールド材32とを真空
容器33内に配置して構成されている。上記複数の熱シ
ールド材32は、支持材34を介して真空容器33内に
保持されている。また、一旦冷却した被冷却物から冷凍
機10などの冷却手段を熱的に切り離す熱スイッチ35
が設けられている。
A low-temperature cooling device 30 shown in FIG. 10 is disposed so as to surround a superconducting magnet 31 as an object to be cooled, a GM refrigerator 10 for cooling the superconducting magnet 31 to an extremely low temperature, and a superconducting magnet 31. The plurality of heat shield materials 32 are arranged in a vacuum vessel 33. The plurality of heat shield members 32 are held in a vacuum vessel 33 via support members 34. A thermal switch 35 for thermally separating the cooling means such as the refrigerator 10 from the cooled object.
Is provided.

【0014】上記熱シールド32としては、厚さが1〜
2mm程度の銅(Cu)板から成るものが広く使用されて
おり、外部からの熱侵入を極力抑制して保冷システム全
体の冷却効率を高めるために、これらの熱シールド材3
2が多層に配設されている。
The heat shield 32 has a thickness of 1 to 1.
Those made of a copper (Cu) plate of about 2 mm are widely used. In order to suppress heat intrusion from the outside as much as possible and to increase the cooling efficiency of the entire cooling system, these heat shielding materials 3 are used.
2 are arranged in multiple layers.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように冷凍サイクルが数Hz程度と低い従来のGM冷凍
機と異なり、冷凍サイクルが数10Hzとなるスターリ
ング冷凍機やパルスチューブ冷凍機などのように高速サ
イクル運転を行う冷凍機においては、上記球状の磁性粒
体を充填した蓄冷器での圧力損失が大きくなり、作動媒
質と磁性粒体との間の熱交換が不十分となるため、十分
な冷凍能力を発揮させることが困難となる問題点があっ
た。
However, unlike a conventional GM refrigerator having a refrigeration cycle as low as about several Hz as described above, such as a Stirling refrigerator or a pulse tube refrigerator having a refrigeration cycle of several tens Hz, as described above. In a refrigerator that performs high-speed cycle operation, the pressure loss in the regenerator filled with the spherical magnetic particles increases, and heat exchange between the working medium and the magnetic particles becomes insufficient. There was a problem that it was difficult to exert the refrigerating ability.

【0016】一方、上記蓄冷器における圧力損失を低減
する対策として磁性蓄冷材の形状を、多数の透孔を穿設
したパンチングプレート状,リボン状の蓄冷材をロール
状に巻回したもの,メッシュ状の蓄冷材を多層に積層し
た積層スクリーン状に加工して用いる方法も試行されて
いた。
On the other hand, as a countermeasure for reducing the pressure loss in the regenerator, the shape of the magnetic regenerator material is a punched plate or ribbon-shaped regenerator material having a large number of through-holes wound in a roll shape, a mesh. A method has also been tried in which a cold storage material is processed into a laminated screen in which a plurality of cold storage materials are laminated.

【0017】しかしながら、前記磁性蓄冷材は、金属間
化合物に特有な脆性が顕著であるため、穿孔加工や曲げ
加工が困難であり、蓄冷材の形状によって蓄冷器におけ
る圧力損失を低減することは実質的に不可能であった。
However, since the magnetic regenerator material has remarkable brittleness peculiar to an intermetallic compound, it is difficult to perform a drilling process and a bending process, and it is substantially impossible to reduce the pressure loss in the regenerator by the shape of the regenerator material. Was impossible.

【0018】一方、銅製の熱シールド材を用いた従来の
低温保冷装置において、冷凍機が停止した場合やヘリウ
ム(He)などの低温液化ガスが蒸発した場合には、低
温度での銅の比熱が小さいために熱シールド材が短時間
に温度上昇し、外部からの熱侵入を抑制する効果が喪失
してしまう問題点がある。
On the other hand, in a conventional low-temperature cooling device using a copper heat shielding material, when the refrigerator is stopped or when a low-temperature liquefied gas such as helium (He) evaporates, the specific heat of copper at a low temperature is reduced. Is small, the temperature of the heat shield material rises in a short time, and there is a problem that the effect of suppressing heat intrusion from the outside is lost.

【0019】また、最近では、一旦冷却した被冷却物か
ら冷却手段を切り離し、コンパクトな使用状態で超電導
磁石などの被冷却物を運転するシステムも検討されてい
る。しかしながら、上記銅などの従来の金属材のみから
成る熱シールド材では比熱が小さいために保冷効果も小
さく、被冷却物を長時間に亘って低温度に保持すること
が困難になるという問題点があった。
Recently, a system for operating a cooling object such as a superconducting magnet in a compact operating state by separating the cooling means from the cooled object once has been studied. However, a conventional heat shield material made of only a metal material such as copper has a low specific heat and therefore has a small cooling effect, which makes it difficult to maintain a cooled object at a low temperature for a long time. there were.

【0020】上記対策として、特に極低温域において大
きな比熱を示すEr3 Ni,ErNi,HoCu2 など
の希土類元素および遷移金属元素を含む金属間化合物か
ら成る磁性蓄冷材を熱シールド材の構成材料とすること
を本願発明者らは考えていた。しかしながら、上記のよ
うな磁性蓄冷材は、一般に脆性材料であるため、熱シー
ルド材に用いられるような大きさの板材形状に加工する
ことが極めて困難であるという問題点があった。
As a countermeasure, a magnetic regenerator material made of an intermetallic compound containing a rare earth element and a transition metal element such as Er 3 Ni, ErNi, HoCu 2 , which has a large specific heat particularly in an extremely low temperature region, is used as a material of the heat shield material. The inventors of the present application have thought that this will be done. However, since the magnetic regenerative material as described above is generally a brittle material, there has been a problem that it is extremely difficult to process the magnetic regenerative material into a sheet material having a size used for a heat shield material.

【0021】また、超電導コイルのような被冷却物に対
しては、図10に示すような円筒形状の熱シールド材が
好適ではあるが、脆性材料である磁性蓄冷材を円筒形状
ないし曲面形状に加工することは、平板形状に比較して
さらに困難であるという問題点があった。
For an object to be cooled such as a superconducting coil, a cylindrical heat shield material as shown in FIG. 10 is preferable, but a magnetic regenerator material, which is a brittle material, is formed into a cylindrical or curved surface. There is a problem that processing is more difficult than the flat shape.

【0022】一方、Ndなどの希土類元素単体から成る
磁性蓄冷材は、上記の金属間化合物から成る磁性蓄冷材
と比較してやや比熱特性は劣る。またCuなどの通常の
金属と比較して、極低温域で比較的に大きな比熱を有す
るとともに、板状に加工することが可能である。しかし
ながら、一般に熱シールド材は比較的に大面積形状で使
用される場合が多く、しかも熱シールド材自体に大きな
荷重が作用する条件で使用される。ところが、Ndなど
の希土類元素の単体から成る熱シールド材では構造強度
が不十分であり、そのまま熱シールド材に適用すること
は不可能であった。
On the other hand, the magnetic regenerator made of a rare earth element such as Nd has a slightly lower specific heat characteristic than the magnetic regenerator made of the above-mentioned intermetallic compound. In addition, it has a relatively large specific heat in an extremely low temperature region as compared with a normal metal such as Cu, and can be processed into a plate shape. However, in general, the heat shield material is often used in a relatively large area shape, and is used under the condition that a large load acts on the heat shield material itself. However, the structural strength of a heat shield material composed of a single element of a rare earth element such as Nd was insufficient, and it was impossible to apply the heat shield material as it was.

【0023】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、特に冷媒(作動媒質)の圧力損失が小さ
く十分な冷凍能力が発揮できる上に、圧力損失を低くす
る形状に加工することが容易な極低温用蓄冷材およびそ
れを用いた冷凍機を提供することを第1の目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. In particular, the present invention is directed to processing a refrigerant (operating medium) into a shape having a small pressure loss and sufficient refrigeration capacity and a low pressure loss. It is a first object of the present invention to provide an extremely low-temperature regenerator material that can be easily operated and a refrigerator using the same.

【0024】また本発明は、熱の侵入を効果的に抑制す
ることができ、任意の形状に加工することが容易で構造
強度に優れた熱シールド材を提供することを第2の目的
とする。
It is a second object of the present invention to provide a heat shield material which can effectively suppress heat penetration, can be easily processed into an arbitrary shape, and has excellent structural strength. .

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る極低温用蓄冷材は、希土類元素を含有
する磁性粒体を多孔質性担体の空孔部に充填して成るこ
とを特徴とする。また、多孔質性担体は、シート状多孔
質金属またはメッシュ状金属で構成するとよい。さら
に、多孔質性担体の空孔率が90%以上が好ましい。ま
た多孔質性担体は発泡金属で構成するとよい。さらに、
多孔質性担体はシート状に形成するとともに、多孔質性
担体の少なくとも一方の表面に複数の凸部を形成すると
よい。
In order to achieve the above object, a cryogenic cold storage material according to the present invention comprises a magnetic carrier containing a rare earth element filled in pores of a porous carrier. It is characterized by. Further, the porous carrier may be made of a sheet-like porous metal or a mesh-like metal. Further, the porosity of the porous carrier is preferably 90% or more. The porous carrier is preferably made of a foamed metal. further,
The porous carrier may be formed in a sheet shape, and a plurality of protrusions may be formed on at least one surface of the porous carrier.

【0026】また、本発明に係る極低温用蓄冷材は、希
土類元素を含有する磁性粒体を結合剤,溶剤,分散剤お
よび可塑剤とともに混合して均一なスラリーを調製し、
得られたスラリーをシート状に成形することにより磁性
粒体を相互に接合して形成してもよい。さらに上記磁性
粒体から成るシート状成形体に多数の通気孔を穿設する
とよい。
Further, the cold storage material for cryogenic use according to the present invention prepares a uniform slurry by mixing magnetic particles containing a rare earth element with a binder, a solvent, a dispersant and a plasticizer.
The magnetic particles may be joined to each other by forming the obtained slurry into a sheet. Further, it is preferable to form a large number of ventilation holes in the sheet-shaped molded body made of the magnetic particles.

【0027】本発明に係る冷凍機は、上記希土類元素を
含有する磁性粒体を多孔質性担体の空孔部に充填して成
る極低温用蓄冷材を充填した蓄冷器を具備することを特
徴とする。
[0027] The refrigerator according to the present invention is characterized by comprising a regenerator filled with a cryogenic regenerator material formed by filling the pores of a porous carrier with the magnetic particles containing the rare earth element. And

【0028】また上記シート状に成形した極低温用蓄冷
材は、ロール状に巻回された状態で蓄冷器内に充填して
もよい。さらに極低温用蓄冷材は多数の通気孔を有する
プレート状の蓄冷材要素から成り、この複数の蓄冷材要
素が蓄冷器の軸方向に多段に積層された状態で充填され
る構造でもよい。
Further, the cold storage material for cryogenic use formed in the sheet shape may be filled in a cold storage device in a state of being wound in a roll shape. Further, the cold storage material for cryogenic temperature may be composed of a plate-shaped cold storage material element having a large number of ventilation holes, and the plurality of cold storage material elements may be filled in a state of being stacked in multiple stages in the axial direction of the regenerator.

【0029】本発明に係る極低温用熱シールド材は、上
記のように調製した極低温用蓄冷材を、この極低温用蓄
冷材とは異なる材料から成る補強部材に一体に接合した
ことを特徴とする。
The cryogenic heat shield material according to the present invention is characterized in that the cryogenic cold storage material prepared as described above is integrally joined to a reinforcing member made of a material different from the cryogenic cold storage material. And

【0030】上記補強部材はCu,Al,Fe,Niか
ら選択される少なくとも1種の金属材料またはその金属
材料を主成分とする合金から構成するとよい。また極低
温用蓄冷材は、磁性粒体を結合剤とともに多孔質性担体
の空孔部に充填して形成されたシート状の蓄冷材である
ことを特徴とする。さらに極低温用蓄冷材と補強部材と
を上記結合剤によって接合するとよい。
The reinforcing member is preferably made of at least one metal material selected from Cu, Al, Fe, and Ni or an alloy containing the metal material as a main component. The cryogenic cold storage material is characterized in that it is a sheet-shaped cold storage material formed by filling the pores of the porous carrier with magnetic particles together with a binder. Further, the cold storage material for cryogenic temperature and the reinforcing member may be joined by the binder.

【0031】本発明で使用される磁性粒体としては、例
えば
As the magnetic particles used in the present invention, for example,

【数1】一般式:RM ……(1) (式中、RはY,La,Ce,Pr,Nd,Pm,S
m,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tmおよび
Ybから選ばれる少なくとも1種の希土類元素を示し、
MはNi,Co,Cu,Ag,Al,Ru,Inおよび
Rhから選ばれる少なくとも1種の金属元素を示し、z
は原子比で0.001〜9.0の範囲の数を示す。以下
同じ)で表わされる希土類元素を含む金属間化合物や、
Ndなどの希土類元素単体から成る磁性粒体が挙げられ
る。
Formula 1: RM z (1) (where R is Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, S
at least one rare earth element selected from m, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm and Yb;
M represents at least one metal element selected from Ni, Co, Cu, Ag, Al, Ru, In and Rh;
Represents a number in the range of 0.001 to 9.0 in atomic ratio. The same shall apply hereinafter), an intermetallic compound containing a rare earth element,
Magnetic particles made of a single element of a rare earth element such as Nd can be used.

【0032】上記磁性粒体は、所定組成の母合金を機械
的に粉砕して調製することができる。また、所定量の希
土類元素を含有した金属溶湯または希土類元素溶湯を遠
心噴霧法,回転円板法(RDP法),イナートガスアト
マイズ法,単ロール法,双ロール法などの溶湯急冷法に
よって処理して調製することもできる。上記磁性粒体の
形状は、不定形,球形など任意の形状で構わない。
The magnetic particles can be prepared by mechanically pulverizing a mother alloy having a predetermined composition. Further, a metal melt containing a predetermined amount of a rare earth element or a rare earth element melt is processed by a melt quenching method such as a centrifugal spray method, a rotating disk method (RDP method), an inert gas atomizing method, a single roll method, and a twin roll method. It can also be prepared. The shape of the magnetic particles may be any shape such as an irregular shape or a spherical shape.

【0033】また磁性粒体の粒径が5mmを超えると、多
孔質性担体への充填性が損われる。したがって、磁性粒
体の粒径は5mm以下とされるが、より好ましい粒径は1
mm以下の範囲であるが、さらに好ましい粒径範囲は0.
2mm以下である。
When the particle size of the magnetic particles exceeds 5 mm, the filling of the porous carrier is impaired. Therefore, the particle size of the magnetic particles is set to 5 mm or less, but a more preferable particle size is 1 mm.
mm or less, but a more preferred particle size range is 0.1 mm.
It is 2 mm or less.

【0034】上記磁性粒体を充填する多孔質性担体とし
ては加工性が良好で、かつ安価なNi,Cu,Pb,F
e,ステンレス鋼,Ni合金,Cu合金,Pb合金,F
e合金で形成したものが好ましい。さらに、これらの金
属や合金で形成された本体表面にCrなどのめっき層を
形成したものが使用できる。
As the porous carrier for filling the magnetic particles, Ni, Cu, Pb, F which is excellent in workability and inexpensive is used.
e, stainless steel, Ni alloy, Cu alloy, Pb alloy, F
Those formed of an e-alloy are preferred. Further, a body in which a plating layer of Cr or the like is formed on the surface of a main body made of these metals or alloys can be used.

【0035】上記多孔質性担体の具体例としては、発泡
金属などの多孔質金属や、金属線材を縦横に織り上げて
形成したメッシュ状金属が挙げられる。
Specific examples of the porous carrier include a porous metal such as a foamed metal, and a mesh metal formed by weaving a metal wire vertically and horizontally.

【0036】上記多孔質性担体は、例えば下記の工程に
従って製造できる。すなわち、連続気泡を形成したウレ
タンなどの発泡樹脂に導電処理を施した後に、発泡樹脂
内外表面にNi,Ni−Cr,Ni−Alなどの各種金
属成分を電気めっきし、しかる後に熱処理して樹脂成分
を揮散させると同時に合金化処理を行うことによって、
樹脂部が空孔化した多孔質金属状の担体素材が得られ
る。この担体素材をシート状またはブロック状に加工し
て本発明で使用する多孔質性担体が得られる。
The above-mentioned porous carrier can be produced, for example, according to the following steps. That is, after conducting a conductive treatment to a foamed resin such as urethane in which open cells are formed, various metal components such as Ni, Ni—Cr, and Ni—Al are electroplated on the inner and outer surfaces of the foamed resin. By volatilizing the components and performing alloying at the same time,
A porous metal-like carrier material in which the resin portion is voided is obtained. This carrier material is processed into a sheet or block shape to obtain a porous carrier used in the present invention.

【0037】多孔質性担体の空孔率は、極低温域におい
て体積比熱が大きな磁性粒体をより多量に充填する観点
から、より大きい方が有利である。多孔質性担体の空孔
率は20vol.%以上が好ましく、より好ましくは60vo
l.%以上、さらに好ましくは90vol.%以上が望まし
い。上記多孔質性担体の空孔率は、前記製造工程におけ
る発泡樹脂の発泡度を制御することにより、10〜98
vol.%の範囲で任意に調整することができる。
The porosity of the porous carrier is more preferably larger from the viewpoint of filling a larger amount of magnetic particles having a large volume specific heat in an extremely low temperature range. The porosity of the porous carrier is preferably 20 vol.% Or more, more preferably 60 vol.
l.% or more, more preferably 90 vol.% or more. The porosity of the porous carrier is controlled to be 10 to 98 by controlling the degree of foaming of the foamed resin in the production process.
It can be adjusted arbitrarily within the range of vol.%.

【0038】上記のように調製した多孔質性担体は、空
孔率の増加に比例して多量の磁性粒体を充填することが
できる。また高い比表面積を有し、空孔は全て連通して
いるため、通気抵抗が少なく圧力損失も微小となる。
The porous carrier prepared as described above can be filled with a large amount of magnetic particles in proportion to an increase in porosity. In addition, since it has a high specific surface area and all pores communicate with each other, the airflow resistance is small and the pressure loss is also small.

【0039】本発明に係る極低温用蓄冷材は、上記のよ
うに調製した多孔質性担体の空孔部に磁性粒体を充填し
て形成される。作動媒質と蓄冷材との熱交換を、主に、
このシート状蓄冷材内部を通過する作動媒質が直接蓄冷
材と熱交換するように設計された蓄冷器に使用する場合
に、磁性粒体を多孔質性担体に充填する割合は、20〜
90%とする。充填割合が20%未満の場合には、作動
媒質の流路(通気)抵抗は小さいが磁性粒体による蓄冷
効果が不十分となる。一方、充填割合90%を超えると
作動媒質の流路抵抗が過大となるため蓄冷器の圧力損失
が大きくなり蓄冷効果が減少する。
The cold storage material for cryogenic use according to the present invention is formed by filling the pores of the porous carrier prepared as described above with magnetic particles. Heat exchange between the working medium and the cold storage material
When the working medium passing through the inside of the sheet-shaped regenerator is used in a regenerator designed to directly exchange heat with the regenerator, the ratio of filling the porous particles with the magnetic particles is 20 to 20.
90%. When the filling ratio is less than 20%, the flow path (ventilation) resistance of the working medium is small, but the cooling effect of the magnetic particles is insufficient. On the other hand, if the filling ratio exceeds 90%, the flow resistance of the working medium becomes excessively large, so that the pressure loss of the regenerator becomes large and the regenerative effect is reduced.

【0040】なお、ここで充填割合は、後述するような
ロール加工などで最終的に厚さ調整が終了したシート状
の蓄冷材の全体積(多孔質性担体を含む)に占める磁性
蓄冷材粒体の体積の割合で定義する。
Here, the filling ratio is defined as the magnetic cold storage material particles occupying the whole volume (including the porous carrier) of the sheet-shaped cold storage material whose thickness has been finally adjusted by a roll process as described later. Defined as a percentage of body volume.

【0041】また、作動媒質と蓄冷材との熱交換を、シ
ート状蓄冷材内部を通過する作動媒質によるのではな
く、流路抵抗が低いシート状蓄冷材の表面を通過する作
動流体が主に蓄冷材と熱交換するように設計された蓄冷
器(ギャップ蓄冷器)に使用する場合には、磁性粒体の
充填割合は60〜92%の範囲とする。なお、65〜8
8%の範囲が好ましく、さらには、70〜85%の範囲
がより好ましい。充填割合が小さい場合には、磁性粒体
による蓄冷効果が減少する一方、充填割合が大きすぎる
と、充填時に加わった応力などにより磁性粒体に歪みが
加わり特性が劣化する。
Further, the heat exchange between the working medium and the cold storage material is mainly performed by the working fluid passing through the surface of the sheet cold storage material having a low flow path resistance, not by the working medium passing through the inside of the sheet cold storage material. When used in a regenerator (gap regenerator) designed to exchange heat with a regenerator material, the filling ratio of the magnetic particles is in the range of 60 to 92%. In addition, 65-8
A range of 8% is preferable, and a range of 70 to 85% is more preferable. When the filling ratio is small, the cold storage effect of the magnetic particles is reduced. On the other hand, when the filling ratio is too large, the magnetic particles are distorted due to stress applied at the time of filling and the characteristics are deteriorated.

【0042】多孔質性担体の表面または磁性粒体の表面
にポリビニルアルコール(PVA)などの熱可塑性樹脂
またはエポキシ樹脂やポリイミドなどの熱硬化性樹脂な
どを結着剤として付着させることにより、磁性粒体と多
孔質性担体との結合強度を高めることが可能となり、振
動等によって磁性粒体が脱落することが少なくなり、構
造強度が優れた極低温用蓄冷材が得られる。
By attaching a thermoplastic resin such as polyvinyl alcohol (PVA) or a thermosetting resin such as epoxy resin or polyimide as a binder to the surface of the porous carrier or the surface of the magnetic particles, The bonding strength between the body and the porous carrier can be increased, the magnetic particles are less likely to fall off due to vibration or the like, and a cryogenic cold storage material having excellent structural strength can be obtained.

【0043】多孔質性担体に磁性粒体を充填して複合化
する方法としては、例えば、前記溶湯急冷法または機械
的粉砕法によって調製した磁性粒体に結着剤と溶媒とを
配合して泥漿状のペーストを調製し、このペーストを前
記のように調製した多孔質金属やメッシュ状金属などの
多孔質性担体中に均一に充填した後に、減圧雰囲気中で
温度100〜140℃で0.5〜2.0時間乾燥して溶
媒成分を除去する方法が採用できる。
As a method of filling the porous carrier with the magnetic particles to form a composite, for example, a binder and a solvent are mixed with the magnetic particles prepared by the above-mentioned melt quenching method or mechanical pulverization method. A slurry-like paste was prepared, and the paste was uniformly filled in a porous carrier such as a porous metal or a mesh-like metal prepared as described above. A method of drying for 5 to 2.0 hours to remove the solvent component can be adopted.

【0044】このように磁性粒体(粉末)を充填した多
孔質性担体を、さらにプレス加工したり、圧延加工した
りすることにより、磁性粒体と多孔質性担体との結合強
度が高められるとともに、シート状に形成した極低温用
蓄冷材の厚さを調整することが可能となる。
The bonding strength between the magnetic particles and the porous carrier can be increased by further pressing or rolling the porous carrier filled with the magnetic particles (powder). At the same time, it becomes possible to adjust the thickness of the cold storage material for cryogenic temperature formed in a sheet shape.

【0045】上記シート状の極低温用蓄冷材の厚さは、
巻回したり、折り曲げて所定形状に加工する容易性を確
保するために0.01〜2mmの範囲とする。なお、0.
05〜1.0mmの厚さの範囲が好ましく、さらに0.1
〜0.5mmの範囲がより好ましい。
The thickness of the sheet-like cold storage material for cryogenic temperature is as follows:
The range is 0.01 to 2 mm in order to secure the ease of winding or bending to form a predetermined shape. Note that 0.
The thickness is preferably in the range of 0.5 to 1.0 mm, more preferably 0.1 to 1.0 mm.
The range of about 0.5 mm is more preferable.

【0046】また、磁性粒体を充填した多孔質性担体
を、表面に凹凸を有するエンボス加工用ロールを用いて
シート状に圧延加工することによって、多孔質性担体表
面に複数の凸部を形成することができる。この凸部を形
成した多孔質性担体を巻回して円柱状の極低温用蓄冷材
を形成すると、隣接するシート状多孔質性担体が密着せ
ずに凸部によって相互に隔離される。そのため、前記ギ
ャップ蓄冷器に適用した場合には、この隔離部の空間を
通ってHeガスなどの作動媒質(冷媒)を円滑に流通さ
せることができ、作動媒質の圧力損失が極めて小さくな
る。
A plurality of projections are formed on the surface of the porous carrier by rolling the porous carrier filled with the magnetic particles into a sheet shape using an embossing roll having irregularities on the surface. can do. When the porous carrier having the projections is wound to form a columnar cold storage material for cryogenic use, the adjacent sheet-shaped porous carriers are not closely adhered to each other and are isolated from each other by the projections. Therefore, when applied to the gap regenerator, a working medium (refrigerant) such as He gas can smoothly flow through the space of the isolation part, and the pressure loss of the working medium becomes extremely small.

【0047】さらに上記多孔質金属やメッシュ状金属な
どの多孔質性担体の構成材料となる遷移金属や各種合金
として、特に前記一般式RMから成る磁性蓄冷材と比
較して低温度域における熱伝導度が高いものを選択でき
る。このようにすることで熱浸透深さが小さくなるよう
な高速サイクル運転を実施するスターリング冷凍機やパ
ルスチューブ冷凍機に、上記多孔質性担体と磁性粒体と
から成る本願の極低温用蓄冷材を使用した場合において
も、多孔質性担体の深部に充填された磁性粒体に対し
て、多孔質金属やメッシュ状金属による伝熱作用が十分
に発揮され、磁性粒体と担体と作動媒質との間の熱交換
が迅速に行なわれる。
[0047] As a further transition metal or various alloys which is a constituent material of the porous carrier such as the porous metal or meshed metal, heat in the low temperature region in comparison with the particular magnetic cold accumulating material made of the general formula RM z High conductivity can be selected. In this way, the Stirling refrigerator or pulse tube refrigerator that performs a high-speed cycle operation such that the heat penetration depth is reduced is provided with the cryogenic cold storage material of the present application comprising the porous carrier and the magnetic particles. Even when is used, the heat transfer effect of the porous metal or mesh-like metal is sufficiently exerted on the magnetic particles filled in the deep portion of the porous carrier, and the magnetic particles, the carrier, and the working medium The heat exchange between the two is performed quickly.

【0048】一方、蓄冷器の設計によっては、蓄冷器の
高温側から低温側への熱伝導を低くしたい場合がある。
そのような場合には、多孔質性担体の構成材料となる遷
移金属や各種合金として、上記とは逆に、例えばステン
レス鋼のように、低温領域における熱伝導度が低い材料
を用いるのが好ましい。このような選択は、冷凍機およ
び蓄冷器の設計によってどちらも採り得るものである。
On the other hand, depending on the design of the regenerator, it may be desired to reduce the heat conduction from the high-temperature side to the low-temperature side of the regenerator.
In such a case, it is preferable to use a material having a low thermal conductivity in a low-temperature region, such as stainless steel, in contrast to the above, for example, as a transition metal or various alloys to be a constituent material of the porous carrier. . Such a choice can be either a refrigerator or a regenerator design.

【0049】上記磁性粒体を充填した多孔質性担体を蓄
冷器内に装填する場合には、ロール状に巻回したり、シ
ートを適当な形状に切り出したものを用いることができ
る。ロール状に加工する場合には、幅の狭いものを複数
個積層し蓄冷器内に装填することも可能である。シート
状のものを用いる場合には、その平面を作動媒質の流れ
方向に対しほぼ平行に装填する場合と直交するように装
填する場合とが考えられる。直交するように装填する場
合には、作動媒質の流路を確保するため、穿孔を施した
り、磁性粒体の充填密度が低いものを用いる必要があ
る。
When the porous carrier filled with the magnetic particles is loaded into a regenerator, it may be wound into a roll or a sheet cut into an appropriate shape. In the case of processing into a roll, it is also possible to stack a plurality of narrow pieces and load them in the regenerator. When a sheet-like material is used, it is conceivable that the flat surface is loaded substantially parallel to the flow direction of the working medium, or that the flat surface is loaded so as to be orthogonal thereto. In the case of orthogonal loading, in order to secure a flow path for the working medium, it is necessary to perform perforation or use a magnetic particle having a low packing density.

【0050】上記構成に係る極低温用蓄冷材によれば、
通気抵抗が少なく、加工性が良好な多孔質性担体の空孔
部に磁性粒体を充填して形成されており、脆性が高い磁
性粒体は変形が容易な多孔質性担体に担持される構造を
有する。したがって、磁性粒体を圧力損失が小さくなる
形状に加工することが極めて容易である。そのため、ス
ターリング冷凍機やパルスチューブ冷凍機などのように
高速サイクル運転を行う冷凍機用の蓄冷材として使用し
た場合にも、圧力損失が小さく熱交換効率が高い運転が
可能となり、冷凍能力が高い冷凍機が実現できる。
According to the cold storage material for cryogenic temperature according to the above configuration,
A porous carrier with low airflow resistance and good workability is formed by filling magnetic particles in the pores of the porous carrier, and magnetic particles with high brittleness are supported on the porous carrier that is easily deformed. Having a structure. Therefore, it is extremely easy to process the magnetic particles into a shape that reduces the pressure loss. Therefore, even when used as a cold storage material for refrigerators that perform high-speed cycle operation such as Stirling refrigerators and pulse tube refrigerators, operation with low pressure loss and high heat exchange efficiency is possible, and high refrigeration capacity is achieved. A refrigerator can be realized.

【0051】また、上記磁性粒体の粉砕粉を種々の成形
法によってシート状またはプレート状に成形してそれぞ
れシート状またはプレート状の極低温用蓄冷材を製造す
ることも可能である。すなわち、前記のように調製した
磁性粒体を平均粒径が数μm(粒径が50μm以下の粒
子数が70%以上)となるように粉砕し、得られ粉末に
バインダー(結合剤),溶剤,分散剤,可塑剤などを必
要に応じて添加して均一に混合しスラリーを調製する。
It is also possible to form the above-mentioned pulverized magnetic particles into a sheet or plate by various molding methods to produce a sheet- or plate-shaped regenerator material for cryogenic temperature. That is, the magnetic particles prepared as described above are pulverized so that the average particle diameter is several μm (the number of particles having a particle diameter of 50 μm or less is 70% or more), and a binder (binder) and a solvent are added to the obtained powder. , A dispersant, a plasticizer, and the like are added as necessary, and uniformly mixed to prepare a slurry.

【0052】上記バインダーとしては、特に限定される
ものではないが、ポリアクリレート,ポリメタクリレー
ト,セルローズアセテート,ポリビニルブチラール,ポ
リビニルアルコール(PVA),ポリビニルブチラール
(PVB),メチルセルロース,ポリエチレングリコー
ル,カルボキシメチルセルロースなどが使用できる。溶
剤としては、アセトン,トルエン,トリクレン,エチル
アルコール,酢酸エチル,水などが使用できる。分散剤
としては、グリセリントリオレート,アリルスルホン
酸,リン酸塩類,各種界面活性剤等が使用できる。ま
た、主としては、成形体の柔軟性および加工性を改善す
るために添加する可塑剤としては、オクチルフタレー
ト,ブチルベンジルフタレート,グリセリン,ポリエチ
レングリコール,サクローズアセテートイソブチレー
ト,ジブチルフタレート,ジイソデシルフタレートなど
が使用できる。
Examples of the binder include, but are not limited to, polyacrylate, polymethacrylate, cellulose acetate, polyvinyl butyral, polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral (PVB), methyl cellulose, polyethylene glycol, carboxymethyl cellulose, and the like. Can be used. As the solvent, acetone, toluene, trichlene, ethyl alcohol, ethyl acetate, water and the like can be used. As the dispersant, glycerin triolate, allylsulfonic acid, phosphates, various surfactants and the like can be used. In addition, as a plasticizer mainly added to improve the flexibility and processability of a molded article, octyl phthalate, butyl benzyl phthalate, glycerin, polyethylene glycol, saccharose acetate isobutyrate, dibutyl phthalate, diisodecyl phthalate, etc. Can be used.

【0053】次に得られたスラリーを、例えば金属板;
プラスチックフィルム表面上にコーティングしてシート
状に成形したり、またスラリーをプレート状に成形す
る。成形法は特に限定されるものではないが、ドクター
ブレード法,ロール成形法,グラビアコーティング法な
どが使用できる。シート状またはプレート状に成形され
た蓄冷材は、必要に応じて加熱処理を加えて、バインダ
ー,溶剤などを揮散せしめ乾燥させる。
Next, the obtained slurry is, for example, a metal plate;
It is coated on the surface of a plastic film and formed into a sheet, or the slurry is formed into a plate. The forming method is not particularly limited, but a doctor blade method, a roll forming method, a gravure coating method, or the like can be used. The cold storage material formed into a sheet or a plate is subjected to a heat treatment as needed, to volatilize a binder, a solvent and the like, and dried.

【0054】上記のように形成したシート状蓄冷材は、
従来の高脆性を有する蓄冷材とは異なり、種々の形状に
変形させることが可能である。例えば、シート状蓄冷材
をロール状に巻回して、冷凍機の蓄冷器内に充填するこ
とにより、通気抵抗が少ない極低温用蓄冷材としての機
能を発揮させることができる。ここで上記シート状蓄冷
材の巻き方を変えることにより、その通気抵抗を自在に
変えることが可能である。特に通気抵抗が小さくなるよ
うに形態を変えることが可能であるため、高速サイクル
運転を行う冷凍機用の蓄冷材として有用である。
The sheet-like cold storage material formed as described above is
Unlike conventional cold storage materials having high brittleness, they can be deformed into various shapes. For example, by winding a sheet-shaped regenerator material into a roll shape and filling the regenerator in a refrigerator, a function as an extremely low-temperature regenerative material having low airflow resistance can be exhibited. Here, it is possible to freely change the airflow resistance by changing the winding method of the sheet-shaped regenerative material. In particular, since the form can be changed so that the ventilation resistance is reduced, it is useful as a cold storage material for a refrigerator that performs high-speed cycle operation.

【0055】また前記スラリーをコーティングせずに、
直接乾燥させた後に、プレス成形しプレート状の蓄冷材
として使用することも可能である。すなわち、上記プレ
ート状の蓄冷材を厚さ方向に貫通する多数の通気孔を穿
設し、このプレート状の蓄冷材を蓄冷器内に微少なスペ
ーサーを介して多段に積層配置することにより、冷却媒
体(Heガス)の流れが均一であり、通気抵抗が小さい
蓄冷材が得られる。
Also, without coating the slurry,
After being directly dried, it can be press-formed and used as a plate-like cold storage material. That is, cooling is performed by forming a large number of ventilation holes penetrating the plate-shaped cold storage material in the thickness direction, and arranging the plate-shaped cold storage material in a multi-stage manner via fine spacers in the regenerator. A regenerator material having a uniform flow of the medium (He gas) and low airflow resistance can be obtained.

【0056】上記通気孔の断面形状は、特に限定される
ものではないが、ドリル加工が容易な円形が好適であ
る。この場合、通気孔の直径は、10μm〜1mmの範囲
とされるが、20μm〜300μmの範囲が特に好まし
い。また通気孔の断面形状が円形以外の場合において
も、上記円形に相当する断面積を有することが好まし
い。さらに上記通気孔の配設間隔は、20μm〜2mmに
設定されるが、30〜400μmの範囲がさらに好まし
い。またプレート状蓄冷材の厚さは0.5〜5mm程度が
好ましい。
The cross-sectional shape of the ventilation hole is not particularly limited, but is preferably a circular shape which is easy to drill. In this case, the diameter of the ventilation hole is in the range of 10 μm to 1 mm, and particularly preferably in the range of 20 μm to 300 μm. Even when the cross-sectional shape of the vent hole is other than circular, it is preferable that the vent hole has a cross-sectional area corresponding to the circular shape. Further, the interval between the ventilation holes is set to 20 μm to 2 mm, more preferably 30 to 400 μm. The thickness of the plate-shaped regenerator material is preferably about 0.5 to 5 mm.

【0057】前記シート状蓄冷材をロール状に巻回した
蓄冷材を蓄冷器内に収容した場合には、ロールの中心付
近の空隙部を冷却媒体としてのHeガスが集中して流れ
るため、冷却媒体全体としての流れが不均一になる傾向
もある。しかしながら、上記のようにプレート状の多孔
蓄冷材を多段に配置した場合には、冷却媒体の流れが均
一になり、蓄冷効果をさらに高めることが可能となる。
なお、通気抵抗は上記通気孔の直径や配設ピッチを変え
ることにより、任意に調整できる。また上記プレート状
の多孔蓄冷材を多段に配置した場合には、従来の球状の
磁性粒子を同一の充填割合で充填した場合と比較して
も、より通気抵抗を小さくすることができ、冷凍機のよ
り高速度のサイクル運転が可能になる。
When the regenerator material in which the sheet regenerator material is wound in a roll shape is accommodated in the regenerator, the He gas as a cooling medium flows through the gap near the center of the roll in a concentrated manner. The flow as a whole medium also tends to be non-uniform. However, when the plate-shaped porous cold storage material is arranged in multiple stages as described above, the flow of the cooling medium becomes uniform, and the cold storage effect can be further enhanced.
The ventilation resistance can be arbitrarily adjusted by changing the diameter and the arrangement pitch of the ventilation holes. Further, when the plate-shaped porous regenerative material is arranged in multiple stages, the ventilation resistance can be further reduced as compared with the case where the conventional spherical magnetic particles are filled at the same filling ratio, Cycle operation at a higher speed becomes possible.

【0058】一方、本発明に係る熱シールド材は、前記
のように調製した極低温用蓄冷材を、この極低温用蓄冷
材とは異なる材料から成る補強部材に一体に接合して形
成される。
On the other hand, the heat shield material according to the present invention is formed by integrally joining the cryogenic cold storage material prepared as described above to a reinforcing member made of a material different from the cryogenic cold storage material. .

【0059】上記極低温用蓄冷材は、例えば下記のよう
な手順で調製される。まず、前記組成を有する磁性粒体
を粉砕して得た磁性蓄冷材粉末に結合剤(バインダ
ー),溶媒等と混合してスラリーを調製する。次に、得
られたスラリーを前記多孔質性担体の空孔部に充填した
後に、溶媒成分を蒸発せしめ、シート状磁性蓄冷材を形
成する。
The cryogenic cold storage material is prepared, for example, by the following procedure. First, a slurry is prepared by mixing a magnetic regenerator powder obtained by crushing magnetic particles having the above composition with a binder, a solvent, and the like. Next, after the obtained slurry is filled into the pores of the porous carrier, the solvent component is evaporated to form a sheet-shaped magnetic regenerator.

【0060】ここで、上記溶媒成分を蒸発させるために
は、加熱操作または減圧操作を行うことが有効である。
また多孔質性担体としては、発泡金属などの多孔質性金
属の他に、繊維状金属から構成したメッシュ状金属等を
使用することができる。さらに多孔質性担体の構成材と
しては、Ni,Cu,Pb,Fe,Al,Ni合金,C
u合金,Pb合金,Fe合金,Al合金,ステンレス鋼
などの金属材料が好適である。
Here, in order to evaporate the solvent component, it is effective to perform a heating operation or a decompression operation.
Further, as the porous carrier, a mesh metal or the like made of a fibrous metal can be used in addition to a porous metal such as a foamed metal. Further, as the constituent material of the porous carrier, Ni, Cu, Pb, Fe, Al, Ni alloy, C
Metal materials such as u alloy, Pb alloy, Fe alloy, Al alloy, and stainless steel are suitable.

【0061】また多孔質金属またはメッシュ状金属の空
孔率は、比熱の大きな磁性蓄冷材をより多く充填できる
ようにするため、大きい方が有利である。具体的には空
孔率は20vol.%以上に設定されるが、60vol.%以上
が好ましく、さらに85vol.%以上がより好ましい。
The porosity of the porous metal or mesh-like metal is more preferably large so that the magnetic regenerator having a large specific heat can be filled more. Specifically, the porosity is set to 20 vol.% Or more, preferably 60 vol.% Or more, and more preferably 85 vol.% Or more.

【0062】上記の多孔質金属またはメッシュ状金属を
構成する遷移金属や合金は、一般の金属材と比較して低
温度における熱伝導度が大きい。したがって、冷凍機か
らの伝導伝熱のみで被冷却物を冷却する場合において
も、多孔質金属またはメッシュ状金属による伝熱効率が
高く、シート状蓄冷材内部に充填した磁性蓄冷材まで効
率良く冷却することが可能である。
The transition metal or alloy constituting the above-mentioned porous metal or mesh-like metal has a higher thermal conductivity at a low temperature than a general metal material. Therefore, even when the object to be cooled is cooled only by the conduction heat transfer from the refrigerator, the heat transfer efficiency by the porous metal or the mesh-like metal is high, and the magnetic cool storage material filled inside the sheet-like cool storage material is efficiently cooled. It is possible.

【0063】また上記磁性蓄冷材粉末と多孔質性担体と
を結合する結合剤(バインター)は、特に限定されない
が、ポリビニルアルコール(PVA),カルボキシメチ
ルセルロース(CMC)などの熱可塑性樹脂,エポキシ
樹脂,ポリイミドなどの熱硬化性樹脂が好適に使用でき
る。
The binder (binder) for binding the magnetic regenerator material powder and the porous carrier is not particularly limited, but a thermoplastic resin such as polyvinyl alcohol (PVA) or carboxymethyl cellulose (CMC), an epoxy resin, A thermosetting resin such as polyimide can be suitably used.

【0064】さらに極低温用蓄冷材として、下記のよう
に溶湯急冷法によって調製した蓄冷材や切断加工や圧延
加工した蓄冷材を使用することも可能である。すなわ
ち、所定組成で溶解した溶湯を、単ロール法,双ロール
法,遠心噴霧法などの溶湯急冷法を用いて処理して、薄
片(フレーク)状,針状,粉末状などに加工した磁性蓄
冷材を用いることもできる。この場合、薄片の厚さや針
状,粉末状の蓄冷材の直径が約0.4mm以下と薄くなる
ので、複数の薄片等を厚さ方向に接着剤(結合剤)を介
して重ね合せて使用することもできる。また、Ndなど
の希土類元素単体から成る磁性蓄冷材の場合には、その
インゴットを切断したり、または圧延処理して板状に加
工したものを使用することが可能である。
Further, as the regenerator material for cryogenic temperature, it is possible to use a regenerator material prepared by the molten metal quenching method or a regenerator material cut or rolled as described below. That is, a molten metal melted with a predetermined composition is processed using a molten metal quenching method such as a single roll method, a twin roll method, or a centrifugal spray method, and is processed into a flake, needle, powder, or the like magnetic regenerator. A material can also be used. In this case, since the thickness of the flakes and the diameter of the needle-like or powder-like regenerator material become as thin as about 0.4 mm or less, a plurality of flakes or the like are used in an overlapping manner in the thickness direction via an adhesive (binder). You can also. Further, in the case of a magnetic regenerator material composed of a single element of a rare earth element such as Nd, it is possible to use a material obtained by cutting or rolling the ingot and processing it into a plate shape.

【0065】上記磁性蓄冷材のうち、特に金属間化合物
から成る磁性蓄冷材は、一般に脆性材料であるため、工
業的な規模で板状に加工することは困難である。しかし
ながら、比較的に小さな面積の板やチップ状に形成する
場合には、インゴットを切断する方法,インゴットを粉
砕し、その粉砕粉を焼結する方法により製造することが
可能である。
Among the above-mentioned magnetic regenerators, the magnetic regenerator made of an intermetallic compound is generally a brittle material, so that it is difficult to process it into a plate on an industrial scale. However, when it is formed into a plate or chip having a relatively small area, it can be manufactured by a method of cutting an ingot or a method of pulverizing the ingot and sintering the pulverized powder.

【0066】この場合、各磁性蓄冷材の面積は、1〜1
000cm2 の範囲とすることが好ましい。この面積が1
000cm2 を超えるような広大な板状の磁性蓄冷材で
は、特に加工が困難になるとともに機械的強度が小さい
ため、熱シールド材への組立工程および運転中に破損す
るおそれがある。一方、面積が1cm2 未満の板やチップ
状の磁性蓄冷材で大きな面積を有する被冷却物を覆うと
隣接する磁性蓄冷材の継ぎ目が多くなり、熱シールド効
果が低下してしまう。したがって、各磁性蓄冷材の面積
は1〜1000cm2 の範囲とされるが、2〜500cm2
がより好ましく、さらに3〜100cm2 の範囲がより好
ましい。また各磁性蓄冷材の厚さは0.5〜50mmの範
囲が好適である。
In this case, the area of each magnetic regenerator material is 1 to 1
It is preferably in the range of 000 cm 2 . This area is 1
In the case of a large plate-shaped magnetic regenerator material having a size exceeding 000 cm 2 , it is particularly difficult to process and has low mechanical strength. On the other hand, if a large-area object to be cooled is covered with a plate or chip-shaped magnetic regenerator material having an area of less than 1 cm 2 , the number of joints between adjacent magnetic regenerator materials increases, and the heat shield effect is reduced. Therefore, although the area of each magnetic cold accumulating material is in the range of 1~1000cm 2, 2~500cm 2
Is more preferable, and the range of 3 to 100 cm 2 is more preferable. The thickness of each magnetic regenerator material is preferably in the range of 0.5 to 50 mm.

【0067】上記磁性蓄冷材を一体に接合する補強部材
は、それ自身による熱シールド効果の他に、大きな形状
に加工できない磁性蓄冷材や十分な構造強度を持たない
磁性蓄冷材を支持し補強する機能を有する。上記の補強
部材の構成材料としては、Ni,Cu,Fe,Al,N
i合金,Cu合金,Fe合金,Al合金,ステンレス鋼
などの金属材料の他に、エポキシ樹脂や繊維強化プラス
チック(FRP)などを使用することができる。上記構
成材料のうち、特に低温域での熱伝導度が大きい観点か
ら、Cu,Al,Cu合金,Al合金が好適である。ま
たステンレス鋼などのFe系金属材は安価な点から好ま
しい。
The reinforcing member for integrally joining the magnetic regenerator material supports and reinforces a magnetic regenerator material that cannot be processed into a large shape or a magnetic regenerator material that does not have sufficient structural strength, in addition to the heat shield effect by itself. Has functions. Ni, Cu, Fe, Al, N
In addition to metal materials such as i-alloy, Cu alloy, Fe alloy, Al alloy, and stainless steel, epoxy resin and fiber reinforced plastic (FRP) can be used. Among the above constituent materials, Cu, Al, Cu alloy, and Al alloy are preferable from the viewpoint of high thermal conductivity especially in a low temperature range. Further, an Fe-based metal material such as stainless steel is preferable from the viewpoint of inexpensiveness.

【0068】上記補強部材に各種磁性蓄冷材を一体に接
合して本発明に係る極低温用熱シールド材が形成され
る。ここで、前記磁性粒体を多孔質性担体の空孔部に充
填したシート状磁性蓄冷材を補強部材に接合する接着剤
として、磁性粒体を多孔質性担体に接合するために用い
た結合剤(バインダー)を使用することも可能である。
Various magnetic cold storage materials are integrally joined to the reinforcing member to form the cryogenic heat shield material according to the present invention. Here, as an adhesive for joining the sheet-shaped magnetic regenerator material in which the magnetic particles are filled into the pores of the porous carrier to the reinforcing member, a bonding agent used for joining the magnetic particles to the porous carrier is used. It is also possible to use an agent (binder).

【0069】すなわち、磁性粒体に結合剤と溶剤等とを
混合して調製したスラリーを多孔質性担体の空孔部に充
填し、溶媒成分を蒸発させる前の状態にあるシート状磁
性蓄冷材を補強部材に接触させて固定した状態で乾燥す
ることにより、磁性粒体と多孔質性担体とを接合してい
る結合剤(バインダー)により、同時にシート状磁性蓄
冷材と補強部材とを一体に接合することができる。
That is, the slurry prepared by mixing the magnetic particles with a binder and a solvent is filled in the pores of the porous carrier, and the sheet-shaped magnetic regenerator material in a state before the solvent component is evaporated. Is dried in a state where the magnetic particles are brought into contact with the reinforcing member and fixed, so that the sheet-shaped magnetic cold storage material and the reinforcing member are simultaneously integrated with the binder (binder) joining the magnetic particles and the porous carrier. Can be joined.

【0070】また、磁性蓄冷材と補強部材との密着性を
高め熱抵抗を下げると同時に両部材の接合強度を高める
ために、磁性蓄冷材を補強部材にねじ止めしたり、ベル
トやワイヤーを用いて磁性蓄冷材の外側から結束するこ
とも有効である。
Further, in order to increase the adhesion between the magnetic regenerator and the reinforcing member and reduce the thermal resistance and at the same time to increase the joint strength between the two members, the magnetic regenerator is screwed to the reinforcing member, or a belt or wire is used. It is also effective to bind the magnetic cool storage material from outside.

【0071】上記構成に係る熱シールド材によれば、任
意の形状に加工することが容易であり、被冷却物を長時
間に亘って低温度に維持することが可能な熱シールド材
が得られ、特に超電導線,超電導素子,赤外線センサー
など、極低温域で動作する機器の温度安定性を大幅に向
上させることができる。
According to the heat shield material having the above-described structure, a heat shield material that can be easily processed into an arbitrary shape and that can maintain a cooled object at a low temperature for a long time can be obtained. In particular, the temperature stability of equipment operating in a cryogenic temperature range, such as a superconducting wire, a superconducting element, and an infrared sensor, can be greatly improved.

【0072】[0072]

【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態について以
下に示す実施例を参照して、より具体的に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described more specifically with reference to the following examples.

【0073】実施例1 まず、高周波溶解によりErNi母合金を作成した。次
に、このErNi母合金を機械的に粉砕して200メッ
シュ以下の合金粉末とした。次に得られたErNi合金
粉末に、結合剤としてのポリビニルアルコールを4重量
%濃度で溶解した水溶液を、合金粉末重量の25%の割
合で添加し均一に混練して泥漿状のペーストを調製し
た。
Example 1 First, an ErNi mother alloy was prepared by high frequency melting. Next, this ErNi master alloy was mechanically pulverized to obtain an alloy powder having a size of 200 mesh or less. Next, an aqueous solution in which polyvinyl alcohol as a binder was dissolved at a concentration of 4% by weight was added to the obtained ErNi alloy powder at a ratio of 25% by weight of the alloy powder, and the mixture was uniformly kneaded to prepare a slurry paste. .

【0074】一方、厚さが1.6mm,幅が50mm,長さ
が400mm,空孔率が95vol.%のNi製多孔質性担体
(商品名:セルメット,住友電気工業株式会社製)を多
数用意した。
On the other hand, many porous Ni carriers (trade name: Celmet, manufactured by Sumitomo Electric Industries, Ltd.) having a thickness of 1.6 mm, a width of 50 mm, a length of 400 mm, and a porosity of 95 vol. Prepared.

【0075】次に、前記のように調製した泥漿状のペー
ストを、上記各Ni製多孔質性担体の空孔部に均一に充
填した後に、減圧雰囲気(1〜100Torr)中で温度1
20℃で1時間乾燥することにより水分を蒸発せしめ
て、多孔質性担体に結合剤を介してErNi磁性粒体が
付着したシート状蓄冷材を調製した。
Next, the slurry paste prepared as described above was uniformly filled in the pores of each of the Ni porous carriers described above, and then heated to a temperature of 1 in a reduced pressure atmosphere (1 to 100 Torr).
The moisture was evaporated by drying at 20 ° C. for 1 hour to prepare a sheet-like regenerative material in which ErNi magnetic particles adhered to a porous carrier via a binder.

【0076】次に得られた各シート状蓄冷材について、
表面に凹凸を有するエンボス加工用ロールを用いて圧延
加工を施すことにより、厚さが0.8mmの実施例1に係
るシート状の極低温用蓄冷材を調製した。
Next, with respect to each of the obtained sheet-like regenerative materials,
Rolling was performed using an embossing roll having irregularities on the surface to prepare a sheet-like cold storage material for extremely low temperature according to Example 1 having a thickness of 0.8 mm.

【0077】この実施例1に係るシート状の極低温用蓄
冷材1は、図2に模式的に示すようにNi製多孔質性担
体2の空孔部3に多数の磁性粒体(ErNi合金粉末)
4が充填された組織構造を有する。また各磁性粒体4
は、結合剤としてのポリビニルアルコールを介して多孔
質性担体2と強固に結合している。また、シート状の極
低温用蓄冷材1の表面には、エンボス加工用ロールを用
いた圧延加工によって、高さ0.05mmのバンプ(図示
せず)が形成されている。
The sheet-like cold storage material 1 for cryogenic use according to the first embodiment has a large number of magnetic particles (ErNi alloy) in the pores 3 of the Ni porous carrier 2 as schematically shown in FIG. Powder)
4 has a packed tissue structure. In addition, each magnetic particle 4
Is firmly bound to the porous carrier 2 via polyvinyl alcohol as a binder. A bump (not shown) having a height of 0.05 mm is formed on the surface of the sheet-like cold storage material 1 for cryogenic temperature by rolling using an embossing roll.

【0078】次に得られた各シート状の極低温用蓄冷材
1の端部をスポット溶接して複数のシート状蓄冷材を接
合して、幅が50mmで長尺のリボン状の蓄冷材とした。
次に、得られたリボン状の蓄冷材を巻回してロール状の
極低温用蓄冷材を得た。このロール状の蓄冷材におい
て、隣接するシート状蓄冷材は表面に形成されているバ
ンプ(突起)によって隔離されている。
Next, a plurality of sheet-like regenerator materials were joined by spot welding the end portions of the obtained sheet-like regenerative materials for cryogenic temperature 1 to form a long ribbon-like regenerator material having a width of 50 mm. did.
Next, the obtained ribbon-shaped cold storage material was wound to obtain a roll-shaped cold storage material for cryogenic use. In this roll-shaped cold storage material, adjacent sheet-shaped cold storage materials are isolated by bumps (projections) formed on the surface.

【0079】そして、上記のようなロール状の極低温用
蓄冷材1を、図1に示すように、内径が25mmで高さが
50mmの蓄冷器5に充填した。この蓄冷器5内における
磁性粒体4の充填割合は73vol.%であった。この蓄冷
器5を3段式パルスチューブ冷凍機の第3段目蓄冷器と
して使用し、10Hzの運転周波数で運転したところ、
10°Kでの冷凍能力として、0.14Wが得られた。
Then, as shown in FIG. 1, the roll-shaped regenerator material for cryogenic temperature 1 was filled in a regenerator 5 having an inner diameter of 25 mm and a height of 50 mm. The filling ratio of the magnetic particles 4 in the regenerator 5 was 73 vol.%. When this regenerator 5 was used as a third-stage regenerator of a three-stage pulse tube refrigerator and operated at an operation frequency of 10 Hz,
As a refrigerating capacity at 10 ° K, 0.14 W was obtained.

【0080】比較例1 一方、実施例1において用意したErNi合金を融解
し、得られた合金溶湯を遠心噴霧法により分散すると同
時に急冷凝固せしめて球状の磁性粒体を調製した。得ら
れた磁性粒体群を篩分して直径が0.15〜0.18mm
の範囲の球状磁性粒体を選別した。次に選別した磁性粒
体を、図1に示す実施例1で使用した蓄冷器(内径25
mm×高さ50mm)5内に充填した。この蓄冷器5内にお
ける磁性粒体4の充填割合は62vol.%とした。
Comparative Example 1 On the other hand, the ErNi alloy prepared in Example 1 was melted, and the obtained molten alloy was dispersed by a centrifugal spray method and simultaneously solidified by rapid cooling to prepare spherical magnetic particles. The obtained magnetic particles are sieved to have a diameter of 0.15 to 0.18 mm.
Spherical magnetic particles in the range of were selected. Next, the selected magnetic granules were stored in the regenerator (inner diameter 25) used in Example 1 shown in FIG.
mm × 50 mm in height). The filling ratio of the magnetic particles 4 in the regenerator 5 was 62 vol.%.

【0081】そして、球状の磁性粒体を充填した蓄冷器
5を、実施例1と同様にパルスチューブ冷凍機の第3段
目蓄冷器として使用して同一条件で運転したところ、最
低到達温度は10°Kまで至らず16°Kであり、十分
な冷凍能力が得られなかった。
When the regenerator 5 filled with the spherical magnetic particles was used as the third regenerator of the pulse tube refrigerator in the same manner as in the first embodiment and operated under the same conditions, the lowest temperature reached The temperature was 16 ° K without reaching 10 ° K, and sufficient refrigeration capacity could not be obtained.

【0082】実施例2 図3は実施例2に係る極低温用蓄冷材1aの形状および
構造を示す斜視図である。この極低温用蓄冷材1aは、
実施例1において調製したシート状蓄冷材の長手方向に
間隔をおいてプレスによる折り曲げ加工を実施して複数
の凸部6を形成して製造したものである。折り曲げ加工
したシート状蓄冷材を、図3に示すように巻回すると、
半径方向に隣接するシート状蓄冷材は凸部6によって隔
離されるため、シート状蓄冷材の幅方向の通気抵抗は小
さくなる。
Embodiment 2 FIG. 3 is a perspective view showing the shape and structure of a cryogenic cold storage material 1a according to Embodiment 2. This cryogenic cold storage material 1a is:
The sheet-like cold storage material prepared in Example 1 was manufactured by bending a press at intervals in the longitudinal direction to form a plurality of protrusions 6. When the folded sheet-shaped regenerator is wound as shown in FIG.
Since the sheet-shaped cold storage material adjacent in the radial direction is isolated by the convex portion 6, the ventilation resistance in the width direction of the sheet-shaped cold storage material becomes small.

【0083】実施例2に係る極低温用蓄冷材1aを実施
例1と同様に、図1に示すように蓄冷器5に充填し、パ
ルスチューブ冷凍機の第3段目蓄冷器として使用し同一
条件で運転したところ、10°Kでの冷凍能力として
0.11Wが得られた。
The regenerator material 1a for cryogenic temperature according to the second embodiment was filled in a regenerator 5 as shown in FIG. 1 and used as a third stage regenerator of a pulse tube refrigerator in the same manner as in the first embodiment. When operated under the conditions, 0.11 W was obtained as a refrigeration capacity at 10 ° K.

【0084】実施例3 実施例1において、厚さが2.0mm、直径25mm、空孔
率97%のNi製多孔質性担体にErNi磁性粒体を充
填しシート状蓄冷材を調整した。このシート状蓄冷材に
対し、機械加工により直径0.2mmの穴を0.5mm間隔
で多数空けた。この蓄冷材を実施例1と同様の蓄冷器に
充填し、パルスチューブ冷凍機の第3段目蓄冷器として
同一条件で運転したところ、10K°での冷凍能力とし
て0.13Wが得られた。
Example 3 In Example 1, a Ni porous carrier having a thickness of 2.0 mm, a diameter of 25 mm and a porosity of 97% was filled with ErNi magnetic particles to prepare a sheet-like regenerator material. Many holes having a diameter of 0.2 mm were formed at intervals of 0.5 mm in the sheet-like cold storage material by machining. This regenerative material was filled in the same regenerator as in Example 1 and operated under the same conditions as the third stage regenerator of the pulse tube refrigerator. As a result, a refrigerating capacity at 10 K ° of 0.13 W was obtained.

【0085】上記各実施例に係る極低温用蓄冷材1,1
aにおいては、Heガスなどの作動媒質(冷媒)が隣接
するシート状蓄冷材の間の抵抗の低い流路を通り、シー
ト状蓄冷材表面で熱交換を行う。そのため、高速サイク
ル運転を行った場合でも、圧力損失が少なく、熱交換率
が高いため、優れた冷凍能率を発揮し得ることが判明し
た。
The cryogenic cold storage materials 1 and 1 according to the above embodiments.
In (a), a working medium (refrigerant) such as He gas passes through a flow path having low resistance between adjacent sheet-like cold storage materials, and performs heat exchange on the surface of the sheet-like cold storage materials. Therefore, it has been found that even when a high-speed cycle operation is performed, the pressure loss is small and the heat exchange rate is high, so that excellent refrigeration efficiency can be exhibited.

【0086】特に巻回してコイル状に形成するという強
加工を施しても、多孔質性担体が自在に変形するため、
磁性粒体が割れたり損傷することが少なく、圧力損失が
少なくなる形状に加工することが可能になった。
In particular, even if a strong working of winding and forming into a coil shape is performed, the porous carrier is freely deformed.
The magnetic particles are less likely to be cracked or damaged, and can be processed into a shape with reduced pressure loss.

【0087】また実施例1と比較例とにおいて、実施例
1の場合には、圧力損失を増加させることなく蓄冷器に
対する磁性粒体の充填割合を高めることができたので、
冷凍能力に大きな差異が生じたものと考えられる。
In Example 1 and Comparative Example, in Example 1, the filling ratio of the magnetic particles in the regenerator could be increased without increasing the pressure loss.
It is considered that a large difference occurred in the refrigerating capacity.

【0088】なお上記実施例においては、多孔質性担体
の空孔部に磁性粒体を充填して複合化し、シート状の極
低温用蓄冷材を構成しているが、下記のような方法によ
り担体と磁性粒体とを複合化してシート状の極低温用蓄
冷材を形成することもできる。
In the above embodiment, the pores of the porous carrier are filled with magnetic particles to form a composite, thereby forming a sheet-like cold storage material for cryogenic use. The carrier and the magnetic particles can be combined to form a sheet-like cold storage material for cryogenic use.

【0089】すなわち、Pbなどの軟質金属シート間に
磁性粒体を挟み、プレス加工によって一体化してシート
状の磁性蓄冷材を形成することも可能である。
That is, it is also possible to form a magnetic regenerator material in the form of a sheet by sandwiching magnetic particles between soft metal sheets such as Pb and integrating them by pressing.

【0090】また、Ni,Cu,Pb,Alなどの金属
材で形成した袋状部材の内部に磁性粒体を充填した後に
真空引きして封止する、いわゆるキャニングを実施し、
キャニングしたシート状の袋を、さらに圧延加工して金
属材と磁性粒体とを一体化してシート状の磁性蓄冷材と
してもよい。
In addition, a so-called canning, in which the inside of a bag-shaped member formed of a metal material such as Ni, Cu, Pb, and Al is filled with magnetic particles and then vacuum-sealed and sealed, is performed.
The canned sheet-shaped bag may be further rolled to integrate the metal material and the magnetic particles into a sheet-shaped magnetic cold storage material.

【0091】さらに、磁性蓄冷材を粒径が数μm程度と
なるように微粉砕し、得られた磁性粉末にバインダーと
溶剤とを添加してスラリーとし、このスラリーを例えば
ドクターブレード法やロール成形法などにより成形して
シート状の成形体とし、このシート状成形体を加熱して
バインダー成分を揮散させてシート状の磁性蓄冷材とし
てもよい。なお、上記シート状成形体に穿孔を施して通
気抵抗が少ないシート状蓄冷材を形成することも可能で
ある。
Further, the magnetic regenerator material is finely pulverized so as to have a particle diameter of about several μm, and a binder and a solvent are added to the obtained magnetic powder to form a slurry. It may be formed by a method or the like into a sheet-shaped formed body, and the sheet-shaped formed body may be heated to evaporate the binder component to form a sheet-shaped magnetic regenerator. In addition, it is also possible to perforate the said sheet-shaped molded object, and to form a sheet-shaped cold storage material with little airflow resistance.

【0092】さらにPbなどの低融点金属であり、かつ
磁性粒体と反応しない金属を、メカニカルアロイング法
などを用いて磁性粒体表面に被覆した後に、被覆した磁
性粒体をシート状に成形し、得られた成形体を熱処理し
て低融点金属を溶解させ、この低融点金属によって磁性
粒体を相互に強固に結合させることにより、シート状の
磁性蓄冷材を製造することも可能である。
Further, after a metal having a low melting point such as Pb and not reacting with the magnetic particles is coated on the surface of the magnetic particles by a mechanical alloying method or the like, the coated magnetic particles are formed into a sheet. Then, the obtained compact is heat-treated to dissolve the low-melting-point metal, and the low-melting-point metal firmly binds the magnetic particles to each other, whereby a sheet-like magnetic regenerator material can be produced. .

【0093】次に磁性粒子の粉砕粉を成形して形成した
プレート状の極低温用蓄冷材について以下の実施例を参
照して説明する。
Next, a plate-like cold storage material for cryogenic temperature formed by molding pulverized magnetic particles will be described with reference to the following examples.

【0094】実施例4 高周波溶解によりHoCu2 なる組成の磁性材料の母合
金を調製した。この母合金について、ジョークラッシャ
ー,ハンマーミル,ボールミルを順次使用して粉砕し、
平均粒径が10μmの磁性合金粉末を調製した。この磁
性合金粉末に、合金粉末重量に対してバインダーとして
7重量%のアクリル樹脂と、溶剤として70重量%のメ
タルイソブチルケトン(MIBK)と、可塑剤として
2.8重量%のフタル酸ジブチルとを添加し、アルミナ
ボールとともにポットローラーにて24時間混合して均
一なスラリーを調製した。
Example 4 A mother alloy of a magnetic material having a composition of HoCu 2 was prepared by high frequency melting. This mother alloy is pulverized using a jaw crusher, a hammer mill, and a ball mill in this order,
A magnetic alloy powder having an average particle size of 10 μm was prepared. 7% by weight of an acrylic resin as a binder, 70% by weight of metal isobutyl ketone (MIBK) as a solvent, and 2.8% by weight of dibutyl phthalate as a plasticizer were added to the magnetic alloy powder. The mixture was added and mixed with alumina balls using a pot roller for 24 hours to prepare a uniform slurry.

【0095】次に得られたスラリーを乾燥させた後に、
#60の篩を通し、粒径を揃えた。この乾燥粉体を金型
に充填し、180kg/cm2 の成形圧力で加圧成形するこ
とにより、直径28mm×厚さ1mmのプレート状の蓄冷材
を成形した。さらに、図4に示すように、このプレート
状蓄冷材に直径100μmの通気孔(スルーホール)6
を200μmピッチで機械的に穿孔した。さらに得られ
た多孔の蓄冷材プレートを窒素ガス雰囲気中で温度70
0℃で2時間脱脂してプレート状の多孔蓄冷材1bとし
た。
Next, after drying the obtained slurry,
The particles were passed through a # 60 sieve to make the particle diameter uniform. This dry powder was filled in a mold and pressed under a forming pressure of 180 kg / cm 2 to form a plate-shaped cold storage material having a diameter of 28 mm and a thickness of 1 mm. Further, as shown in FIG. 4, a ventilation hole (through hole) 6 having a diameter of 100 μm is formed in the plate-shaped cold storage material.
Was mechanically perforated at a 200 μm pitch. Further, the obtained porous cold storage material plate was heated at a temperature of 70 in a nitrogen gas atmosphere.
It was degreased at 0 ° C. for 2 hours to obtain a plate-shaped porous cold storage material 1b.

【0096】得られた50枚のプレート状の多孔蓄冷材
1bを、各プレート間にテフロン製のメッシュ材をスペ
ーサーとして挿入した状態で、図4に示すような、2段
膨張式パルスチューブ冷凍機の2段目の蓄冷器5aの軸
方向に多段に積層配置して冷凍機を組み立てた。そし
て、この冷凍機を周波数20Hzで運転した結果、最低
到達温度が4.0Kであり、優れた冷凍性能が得られ
た。
With the obtained fifty plate-shaped porous regenerative materials 1b inserted between each plate as a spacer using a Teflon mesh material as a spacer, a two-stage expansion type pulse tube refrigerator as shown in FIG. The refrigerator was assembled by stacking and arranging in multiple stages in the axial direction of the second stage regenerator 5a. Then, as a result of operating this refrigerator at a frequency of 20 Hz, the lowest temperature reached 4.0 K, and excellent refrigeration performance was obtained.

【0097】比較例2 実施例4において調製した母合金(HoCu2 )を溶融
せしめ、得られた合金溶湯を遠心噴霧法(RDP)によ
り、急冷凝固せしめて球状の磁性粒子を調製した。得ら
れた磁性粒子を篩分して直径0.15〜0.18mmの球
状磁性粒子を選別した。この磁性粒子を実施例4で用い
たパルスチューブ冷凍機の2段目蓄冷器5a内に充填
し、実施例4と同一条件で冷凍試験を実施した結果、最
低到達温度は13.2Kであった。
Comparative Example 2 The mother alloy (HoCu 2 ) prepared in Example 4 was melted, and the obtained molten alloy was rapidly solidified by centrifugal spraying (RDP) to prepare spherical magnetic particles. The obtained magnetic particles were sieved to select spherical magnetic particles having a diameter of 0.15 to 0.18 mm. The magnetic particles were filled in the second-stage regenerator 5a of the pulse tube refrigerator used in Example 4, and a refrigeration test was performed under the same conditions as in Example 4. As a result, the lowest temperature was 13.2K. .

【0098】実施例5 高周波溶解によりEr3 Niなる組成の磁性材料の母合
金を調製した。この母合金について、ジョークラッシャ
ー,ハンマーミル,ボールミルを順次使用して粉砕し、
平均粒径が8μmの磁性合金粉末を調製した。この磁性
合金粉末に、合金粉末重量に対してバインダーとして6
重量%のアクリル樹脂と、溶剤として70重量%のメタ
ルイソブチルケトン(MIBK)と、可塑剤として2.
5重量%のフタル酸ジブチルとを添加し、アルミナボー
ルとともにポットローラーにて24時間混合して均一な
スラリーを調製した。
Example 5 A mother alloy of a magnetic material having a composition of Er 3 Ni was prepared by high frequency melting. This mother alloy is pulverized using a jaw crusher, a hammer mill, and a ball mill in this order,
A magnetic alloy powder having an average particle size of 8 μm was prepared. This magnetic alloy powder was added with 6 parts as a binder based on the weight of the alloy powder.
Wt% acrylic resin, 70 wt% metal isobutyl ketone (MIBK) as solvent, and 2. plasticizer.
5% by weight of dibutyl phthalate was added, and mixed with alumina balls by a pot roller for 24 hours to prepare a uniform slurry.

【0099】次に得られたスラリーを用い、ドクターブ
レード法によって成形し、幅60mm×厚さ300μmの
長尺のシート状蓄冷材を調製した。
Next, the obtained slurry was molded by a doctor blade method to prepare a long sheet-like regenerator material having a width of 60 mm and a thickness of 300 μm.

【0100】次に、このシート状蓄冷材に直径200μ
mの通気孔(スルーホール)を300μmのピッチで機
械的に穿孔した。得られた多孔のシート状蓄冷材を巻回
して直径28mm×高さ60mmのロール状の蓄冷材とした
状態で窒素雰囲気中において温度700℃で2時間脱脂
することにより実施例5に係る極低温用蓄冷材を調製し
た。
Next, a 200 μm diameter was added to the sheet-shaped cold storage material.
m were mechanically pierced at a pitch of 300 μm. The obtained porous sheet-shaped regenerator material was wound into a roll-shaped regenerator material having a diameter of 28 mm and a height of 60 mm, and degreased at 700 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere in a state of extremely low temperature according to Example 5. A cold storage material was prepared.

【0101】このようにロール状に形成した実施例5に
係る極低温用蓄冷材を、2段膨張式パルスチューブ冷凍
機の2段目蓄冷器に充填して冷凍機を組み立てた。そし
て、この冷凍機を周波数20Hzで運転した結果、最低
到達温度が4.5Kとなり、優れた冷凍性能が得られ
た。
The cryogenic regenerator material according to Example 5 thus formed into a roll was filled in the second regenerator of the two-stage expansion type pulse tube refrigerator to assemble the refrigerator. Then, as a result of operating this refrigerator at a frequency of 20 Hz, the minimum temperature reached 4.5 K, and excellent refrigeration performance was obtained.

【0102】比較例3 実施例5において調製した母合金(Er3 Ni)を溶融
せしめ、得られた合金溶湯を遠心噴霧法(RDP)によ
り、急冷凝固せしめて球状の磁性粒子を調製した。得ら
れた磁性粒子を篩分して直径0.15〜0.18mmの球
状磁性粒子を選別した。この磁性粒子を実施例5で用い
たパルスチューブ冷凍機の2段目蓄冷器内に充填し、実
施例5と同一条件で冷凍試験を実施した結果、最低到達
温度は17.0Kであった。
Comparative Example 3 The master alloy (Er 3 Ni) prepared in Example 5 was melted, and the obtained molten alloy was rapidly solidified by centrifugal spraying (RDP) to prepare spherical magnetic particles. The obtained magnetic particles were sieved to select spherical magnetic particles having a diameter of 0.15 to 0.18 mm. The magnetic particles were filled in the second stage regenerator of the pulse tube refrigerator used in Example 5, and a refrigeration test was performed under the same conditions as in Example 5. As a result, the lowest temperature was 17.0K.

【0103】実施例6 Ndの溶湯をArガスアトマイズ法にて分散急冷は磁性
粉体とした。得られた粉体を篩分して粒径100μm以
下の粉体を選別した。次に得られたNd粉末に、結合剤
としてのポリビニルアルコールを2重量%濃度で溶解し
た水溶液を、粉末重量に対して20%の割合で添加し均
一に混練して泥漿状のペーストを調製した。
Example 6 A melt of Nd was dispersed and quenched by Ar gas atomization into magnetic powder. The obtained powder was sieved to select a powder having a particle size of 100 μm or less. Next, an aqueous solution in which polyvinyl alcohol as a binder was dissolved at a concentration of 2% by weight was added to the obtained Nd powder at a ratio of 20% with respect to the powder weight, and the mixture was uniformly kneaded to prepare a slurry paste. .

【0104】一方、厚さが1.6mm,幅が50mm,長さ
が400mm,空孔率が95vol.%のNi製多孔質性担体
(商品名:セルメット,住友電気工業株式会社製)を多
数用意した。
On the other hand, many porous Ni carriers (trade name: Celmet, manufactured by Sumitomo Electric Industries, Ltd.) having a thickness of 1.6 mm, a width of 50 mm, a length of 400 mm, and a porosity of 95 vol. Prepared.

【0105】次に、前記のように調製した泥漿状のペー
ストを、上記各Ni製多孔質性担体の空孔部に均一に充
填した後に、減圧雰囲気(1〜100Torr)中で温度1
20℃で1時間乾燥することにより水分を蒸発せしめ
て、多孔質性担体に結着剤を介してNd磁性粒体が付着
したシート状蓄冷材を調製した。
Next, the slurry paste prepared as described above was uniformly filled in the pores of each of the Ni porous carriers described above, and then heated at a temperature of 1 to 100 Torr in a reduced pressure atmosphere (1 to 100 Torr).
By drying at 20 ° C. for 1 hour to evaporate the water, a sheet-like cold storage material having Nd magnetic particles adhered to a porous carrier via a binder was prepared.

【0106】次に得られた各シート状蓄冷材について、
表面に凹凸を有するエンボス加工用ロールを用いて圧延
加工を施すことにより圧延し、厚さが0.8mmの実施例
6に係るシート状の極低温用蓄冷材を調製した。
Next, for each of the obtained sheets of cold storage material,
The sheet was rolled by rolling using an embossing roll having irregularities on the surface to prepare a sheet-like cold storage material for extremely low temperature according to Example 6 having a thickness of 0.8 mm.

【0107】この実施例6に係るシート状の極低温用蓄
冷材の表面には、エンボス加工用ロールを用いた圧延加
工によって、高さ0.05mmのバンプが形成されてい
る。
A bump having a height of 0.05 mm is formed on the surface of the sheet-like cold storage material for extremely low temperature according to the sixth embodiment by rolling using an embossing roll.

【0108】次に得られた各シート状の極低温用蓄冷材
の端部をスポット溶接して複数のシート状蓄冷材を接合
して、幅が50mmで長尺のリボン状の蓄冷材とした。次
に、得られたリボン状の蓄冷材を巻回してロール状の極
低温用蓄冷材を得た。このロール状の蓄冷材において、
隣接するシート状蓄冷材は表面に形成されているバンプ
(突起)によって隔離されている。
Next, a plurality of sheet-like regenerator materials were joined by spot welding the end portions of the obtained sheet-like regenerative materials for cryogenic temperature to form a long ribbon-like regenerator material having a width of 50 mm. . Next, the obtained ribbon-shaped cold storage material was wound to obtain a roll-shaped cold storage material for cryogenic use. In this roll-shaped cold storage material,
Adjacent sheet-like cold storage materials are isolated by bumps (projections) formed on the surface.

【0109】そして、上記のようなロール状の極低温用
蓄冷材を、内径が25mmで高さが50mmの蓄冷器に充填
した。この蓄冷器を2段式パルスチューブ冷凍機の第2
段目蓄冷器として使用し、20Hzの運転周波数で運転
したところ、最低到達温度が6.3Kとなり、優れた冷
凍機性能が得られた。
Then, the roll-shaped regenerator material for cryogenic temperature was filled in a regenerator having an inner diameter of 25 mm and a height of 50 mm. This regenerator is the second stage of the two-stage pulse tube refrigerator.
When used as a stage regenerator and operated at an operation frequency of 20 Hz, the lowest temperature reached 6.3 K, and excellent refrigerator performance was obtained.

【0110】比較例4 一方、実施例6において用意したNdを用いて直径50
mm×長さ300mmの丸棒を作成し、得られたNd丸棒を
電極とした回転電極法(REP)によりNd溶湯を分散
すると同時に急冷凝固せしめて球状の磁性粒体を調製し
た。得られた磁性粒体群を篩分して直径が0.15〜
0.18mmの範囲の球状磁性粒体を選別した。次に選別
した磁性粒体を、実施例6で使用した蓄冷器(内径25
mm×高さ50mm)内に充填した。
Comparative Example 4 On the other hand, using Nd prepared in Example 6, a diameter of 50% was used.
A round bar of mm × 300 mm was prepared, and the Nd melt was dispersed and rapidly solidified at the same time by a rotating electrode method (REP) using the obtained Nd round bar as an electrode to prepare spherical magnetic particles. The obtained magnetic particles are sieved and the diameter is 0.15 to 0.15.
Spherical magnetic particles in the range of 0.18 mm were selected. Next, the selected magnetic particles were stored in the regenerator (inner diameter 25) used in Example 6.
mm x 50 mm height).

【0111】そして、球状の磁性粒体を充填した蓄冷器
を、実施例6と同様にパルスチューブ冷凍機の第2段目
蓄冷器として使用して同一条件で運転したところ、最低
到達温度は6.3Kまで至らず18.2Kであり、十分
な冷凍能力が得られなかった。
Then, the regenerator filled with the spherical magnetic particles was used as the second regenerator of the pulse tube refrigerator in the same manner as in Example 6 and operated under the same conditions. It was 18.2K without reaching 0.3K, and a sufficient refrigeration capacity could not be obtained.

【0112】次に本発明に係る極低温用熱シールド材に
ついて、以下の実施例に基づいて説明する。
Next, the cryogenic heat shield material according to the present invention will be described based on the following examples.

【0113】実施例7 まず、高周波溶解によりHoCu2 母合金を作成した。
次に、このHoCu2母合金を機械的に粉砕して200
メッシュ以下の合金粉末とした。次に得られたHoCu
2 合金粉末に、結合剤としてのポリビニルアルコールを
4重量%濃度で溶解した水溶液を、合金粉末重量の25
%の割合で添加し均一に混練して泥漿状のペーストを調
製した。
Example 7 First, a HoCu 2 mother alloy was prepared by high frequency melting.
Next, this HoCu 2 mother alloy was mechanically pulverized to 200 mm.
An alloy powder having a mesh or less was used. Next, the obtained HoCu
(2) An aqueous solution in which polyvinyl alcohol as a binder was dissolved at a concentration of 4% by weight in
% And kneaded uniformly to prepare a slurry-like paste.

【0114】一方、厚さが1.6mm,幅が50mm,長さ
が400mm,空孔率が95vol.%のNi製多孔質性担体
(商品名:セルメット,住友電気工業株式会社製)を多
数用意した。
On the other hand, there are many Ni porous carriers (trade name: Celmet, manufactured by Sumitomo Electric Industries, Ltd.) having a thickness of 1.6 mm, a width of 50 mm, a length of 400 mm, and a porosity of 95 vol. Prepared.

【0115】次に、前記のように調製した泥漿状のペー
ストを、上記各Ni製多孔質性担体の空孔部に均一に充
填してシート状蓄冷材36aを調製した。
Next, the slurry paste prepared as described above was uniformly filled into the pores of each of the Ni porous carriers to prepare a sheet-like cold storage material 36a.

【0116】一方、図5に示すように、厚さが1mmのC
u材から成り、直径200mm×高さ300mmの有底円筒
状の補強部材(第1層用)37aと、直径230mm×高
さ350mmの補強部材(第2層用)37bとを用意し
た。そして前記シート状蓄冷材36aの結合剤が乾燥す
る前に、シート状蓄冷剤36aを、各補強部材37a,
37bの外表面に接着した。すなわち、各シート状蓄冷
材36aとCu製の補強部材37a,37bとの間に
は、上記ペーストがNi製多孔質性担体からしみ出す程
度に過剰に塗布し、ペースト中の結合剤成分であるポリ
ビニルアルコールの接着力によってシート状蓄冷材36
aとCu製の補強部材37a,37bとを一体に接合し
た。さらにシート状蓄冷材36aと補強部材37a,3
7bとの間における熱伝達性を向上させるために、シー
ト状蓄冷材36aを固定ねじ38によってねじ止めし
た。しかる後に、減圧雰囲気下で120℃で1時間乾燥
することにより、図5に示すように、シート状蓄冷材3
6aと補強部材37a,37bとが一体に接合した熱シ
ールド材39a,39bを調製した。
On the other hand, as shown in FIG.
A cylindrical reinforcing member (for the first layer) 37a having a diameter of 200 mm and a height of 300 mm and a reinforcing member (for the second layer) 37b having a diameter of 230 mm and a height of 350 mm was prepared. Then, before the binder of the sheet-like cold storage material 36a dries, the sheet-like cold storage material 36a is separated from the reinforcing members 37a,
It adhered to the outer surface of 37b. That is, the paste is excessively applied between each sheet-like cold storage material 36a and the reinforcing members 37a, 37b made of Cu to such an extent that the paste exudes from the porous carrier made of Ni, and is a binder component in the paste. The sheet-like cold storage material 36 is formed by the adhesive force of polyvinyl alcohol.
a and the reinforcing members 37a and 37b made of Cu were integrally joined. Further, the sheet-like cold storage material 36a and the reinforcing members 37a, 37
The sheet-like cold storage material 36a was screwed with a fixing screw 38 in order to improve the heat transfer between the sheet-like cold storage material 36a. Thereafter, by drying at 120 ° C. for 1 hour under a reduced pressure atmosphere, as shown in FIG.
Heat shield materials 39a and 39b in which 6a and reinforcing members 37a and 37b were integrally joined were prepared.

【0117】一方、前記HoCu2 に代えてEr3 Ni
から成る磁性粒体をNi製多孔質担体の空孔部に充填し
て、図5に示すようなシート状蓄冷材36bを調製し
た。さら、図5に示すように、厚さが1mmのCu材から
成り、直径260mm×高さ400mmの有底円筒状の補強
部材(第3層用)37c、直径290mm×高さ450mm
の有底円筒状の補強部材(第4層用)37d、および直
径310mm×高さ500mmの有底円筒状の補強部材(第
5層用)37eを用意した。
On the other hand, instead of HoCu 2 , Er 3 Ni
Was filled in the holes of the Ni porous carrier to prepare a sheet-like cold storage material 36b as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 5, a bottomed cylindrical reinforcing member (for the third layer) 37c of 260 mm in diameter × 400 mm in height, made of Cu material having a thickness of 1 mm, 290 mm in diameter × 450 mm in height
And a bottomed cylindrical reinforcing member (for the fifth layer) 37e having a diameter of 310 mm and a height of 500 mm were prepared.

【0118】そして各補強部材37c,37d,37e
の外表面に、Er3 Ni磁性粒体を含むシート状蓄冷材
36bを、同様にして一体に接合することにより、それ
ぞれ図5に示すような熱シールド材39c,39d,3
9eを調製した。
The reinforcing members 37c, 37d, 37e
A sheet-like cold storage material 36b containing Er 3 Ni magnetic particles is integrally joined to the outer surface of the heat shield material 39c, 39d, 3 as shown in FIG.
9e was prepared.

【0119】そして上記のように調製した第1層用〜第
5層用の熱シールド材39a〜39eを、図10に示す
低温保冷装置30の熱シールド材として真空容器33内
に同心状に配置して超電導磁石31を冷却するための低
温保冷装置を組み立てた。なお、第6層用から第10層
用の熱シールド材としては、図11に示すような、厚さ
1mmのCu材のみから成る従来の熱シールド材32を同
心的に配置した。
Then, the heat shield materials 39a to 39e for the first to fifth layers prepared as described above are concentrically arranged in the vacuum vessel 33 as heat shield materials for the low-temperature cooler 30 shown in FIG. Thus, a low-temperature cooler for cooling the superconducting magnet 31 was assembled. As a heat shield material for the sixth to tenth layers, a conventional heat shield material 32 made of only a Cu material having a thickness of 1 mm as shown in FIG. 11 was arranged concentrically.

【0120】上記のように組み立てた低温保冷装置30
において、2段冷却式GM(ギフォード・マクマフォ
ン)冷凍機10によって、合計10層の熱シールド材3
9a〜39e,32〜32を冷却した後に、熱スイッチ
35をOFFにしてGM冷凍機10と熱シールト材との
熱接触を切り離した状態で最内層の熱シールド材39a
の表面温度を測定した。その結果、GM冷凍機10の冷
却作用によって4.0Kまで到達した温度が、GM冷凍
機10を切り離した後に、100時間経過した後におい
ても5.0Kであり、優れた熱シールド特性が確認でき
た。
The low-temperature cooler 30 assembled as described above
, A total of 10 layers of heat shield material 3 are provided by a two-stage cooling type GM (Gifford McMaffon) refrigerator 10.
After cooling 9a to 39e and 32 to 32, the heat switch 35 is turned off to disconnect the thermal contact between the GM refrigerator 10 and the heat shield material.
The surface temperature was measured. As a result, the temperature reached to 4.0 K by the cooling action of the GM refrigerator 10 is still 5.0 K even after 100 hours have passed since the GM refrigerator 10 was separated, and excellent heat shield characteristics could be confirmed. Was.

【0121】実施例8 高周波溶解によりHiCu2 合金インゴットを調製し、
このインゴットを機械的に切断後、研削加工を施し、縦
20mm×横20mm×厚さ3mmのチップ状の磁性蓄冷材を
多数調製した。
Example 8 A HiCu 2 alloy ingot was prepared by high frequency melting.
After mechanically cutting this ingot, it was subjected to grinding to prepare a large number of chip-shaped magnetic regenerators 20 mm long × 20 mm wide × 3 mm thick.

【0122】一方、実施例7で使用した第1層用および
第2層用の補強部材37a,37bと同一寸法の有底円
筒状の補強部材を用意した。そして上記チップ状磁性蓄
冷材のうち、上記補強部材の側面に接合するためのチッ
プ状磁性蓄冷材に対しては、補強部材の側面の曲率に合
致するように曲面形状に仕上げ加工を施した。一方、補
強部材の底面に接合するためのチップ状磁性蓄冷材は平
面状のままとした。
On the other hand, a cylindrical reinforcing member having a bottom and the same dimensions as the reinforcing members 37a and 37b for the first layer and the second layer used in Example 7 was prepared. And, of the chip-shaped magnetic regenerator material, the chip-shaped magnetic regenerative material to be joined to the side surface of the reinforcing member was subjected to finish processing into a curved surface shape so as to match the curvature of the side surface of the reinforcing member. On the other hand, the chip-shaped magnetic regenerator for joining to the bottom surface of the reinforcing member was kept flat.

【0123】そして曲面形状に仕上げたチップ状磁性蓄
冷材を上記補強部材(Cu製)の側面部に、エチル2−
シアノアクリレート系瞬間接着剤(アロンアルファ:東
亜合成化学工業製)を介して接着する一方、平面状のチ
ップ状磁性蓄冷材を各補強部材の底面部に同様にして接
着した。なお、正方形状のチップ状の磁性蓄冷材によっ
て、各補強部材の円形状の底面を被覆することは不可能
であるため、底面外周からはみ出したチップは、外周形
状に合せた形状に仕上げ加工した。この結果、チップ状
の磁性蓄冷材と補強部材とが一体に接合した熱シールド
材(第1層用および第2層用)を調製した。
Then, a tip-shaped magnetic regenerative material finished in a curved shape is coated on the side surface of the reinforcing member (made of Cu) with ethyl 2-.
While bonding via a cyanoacrylate instant adhesive (Aron Alpha: manufactured by Toa Gosei Chemical Industry Co., Ltd.), a planar chip-shaped magnetic regenerator material was similarly bonded to the bottom surface of each reinforcing member. In addition, since it is impossible to cover the circular bottom surface of each reinforcing member with a square chip-shaped magnetic regenerator material, the chips protruding from the outer periphery of the bottom surface are finished in a shape matching the outer peripheral shape. . As a result, a heat shield material (for the first layer and for the second layer) in which the chip-shaped magnetic regenerative material and the reinforcing member were integrally joined was prepared.

【0124】一方、実施例7において用意したCu製の
補強部材(第3層用〜第5層用)の側面および底面に
は、上記と同様にして加工したEr3 Ni製のチップ状
磁性蓄冷材を接着することにより、第3層用〜第5層用
の熱シールド材をそれぞれ調製した。
On the other hand, on the side and bottom surfaces of the Cu reinforcing members (for the third to fifth layers) prepared in Example 7, chip-shaped magnetic regenerators made of Er 3 Ni processed in the same manner as above. By bonding the materials, heat shield materials for the third to fifth layers were respectively prepared.

【0125】そして上記のように調製した第1層用〜第
5層用の熱シールド材を、図10に示す低温保冷装置3
0の熱シールド材として真空容器33内に同心状に配置
して超電導磁石31を冷却するための低温保冷装置を組
み立てた。なお、第6層用から第10層用の熱シールド
材としては、図11に示すような、厚さ1mmのCu材の
みから成る従来の熱シールド材32を同心的に配置し
た。
Then, the heat shield materials for the first to fifth layers prepared as described above were combined with the low-temperature cooler 3 shown in FIG.
A low-temperature cold storage device for cooling the superconducting magnet 31 by concentrically disposing it in the vacuum vessel 33 as a heat shield material of No. 0 was assembled. As a heat shield material for the sixth to tenth layers, a conventional heat shield material 32 made of only a Cu material having a thickness of 1 mm as shown in FIG. 11 was arranged concentrically.

【0126】上記のように組み立てた低温保冷装置30
において、2段冷却式GM(ギフォード・マクマフォ
ン)冷凍機10によって、合計10層の熱シールド材を
冷却した後に、熱スイッチ35をOFFにしてGM冷凍
機10と熱シールト材との熱接触を切り離した状態で最
内層の熱シールド材の表面温度を測定した。その結果、
GM冷凍機10の冷却作用によって4.0Kまで到達し
た温度が、GM冷凍機10を切り離した後に、100時
間経過した後においても6.7Kであり、優れた熱シー
ルド特性が確認できた。
The low-temperature cooler 30 assembled as described above
After cooling a total of 10 layers of heat shield material by a two-stage cooling type GM (Gifford McMahon) refrigerator 10, the thermal switch 35 is turned off to disconnect thermal contact between the GM refrigerator 10 and the heat shield material. In this state, the surface temperature of the innermost heat shield material was measured. as a result,
The temperature reached to 4.0K by the cooling action of the GM refrigerator 10 was 6.7K even after 100 hours had passed after the GM refrigerator 10 was separated, and excellent heat shield characteristics were confirmed.

【0127】実施例9 Nd金属塊を不活性ガス雰囲気中において熱間圧延し
て、厚さ3mmの板状の磁性蓄冷材とした。一方、実施例
7において調製した第1層用〜第5層用のCu製補強部
材の外表面に、エポキシ接着剤(スミカダイン:住友化
学工業株式会社製)を用いて、上記板状の磁性蓄冷材を
接着した。さらに各Nd製磁性蓄冷材とCu製補強部材
との間の熱伝達性を向上させるために、図5に示す方式
と同様にして固定ねじ38によって両部材をねじ止めし
た。
Example 9 A Nd metal lump was hot-rolled in an inert gas atmosphere to obtain a plate-shaped magnetic regenerator material having a thickness of 3 mm. On the other hand, the plate-shaped magnetic regenerative cold storage using an epoxy adhesive (Sumikadyne: manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) was applied to the outer surfaces of the first to fifth layer Cu reinforcing members prepared in Example 7. The materials were glued. Further, in order to improve the heat transfer between the Nd magnetic regenerator material and the Cu reinforcing member, both members were screwed together with fixing screws 38 in the same manner as shown in FIG.

【0128】そして上記のように調製した第1層用〜第
5層用の熱シールド材を、図10に示す低温保冷装置3
0の熱シールド材として真空容器33内に同心状に配置
して超電導磁石31を冷却するための低温保冷装置を組
み立てた。なお、第6層用から第10層用の熱シールド
材としては、図11に示すような、厚さ1mmのCu材の
みから成る従来の熱シールド材32を同心的に配置し
た。
Then, the heat shield materials for the first to fifth layers prepared as described above were combined with the low-temperature cooling device 3 shown in FIG.
A low-temperature cold storage device for cooling the superconducting magnet 31 by concentrically disposing it in the vacuum vessel 33 as a heat shield material of No. 0 was assembled. As a heat shield material for the sixth to tenth layers, a conventional heat shield material 32 made of only a Cu material having a thickness of 1 mm as shown in FIG. 11 was arranged concentrically.

【0129】上記のように組み立てた低温保冷装置30
において、2段冷却式GM(ギフォード・マクマフォ
ン)冷凍機10によって、合計10層の熱シールド材を
冷却した後に、熱スイッチ35をOFFにしてGM冷凍
機10と熱シールト材との熱接触を切り離した状態で最
内層の熱シールド材の表面温度を測定した。その結果、
GM冷凍機10の冷却作用によって4.0Kまで到達し
た温度が、GM冷凍機10を切り離した後に、100時
間経過した後においても8.2Kであり、優れた熱シー
ルド特性が確認できた。
The low-temperature cooling device 30 assembled as described above
After cooling a total of 10 layers of heat shield material by a two-stage cooling type GM (Gifford McMahon) refrigerator 10, the thermal switch 35 is turned off to disconnect thermal contact between the GM refrigerator 10 and the heat shield material. In this state, the surface temperature of the innermost heat shield material was measured. as a result,
The temperature reached to 4.0K by the cooling action of the GM refrigerator 10 was 8.2K even after 100 hours had passed after the GM refrigerator 10 was separated, and excellent heat shield characteristics could be confirmed.

【0130】比較例5 第1層〜第10層までの全ての熱シールド材を、図11
に示すように厚さ1mmのCu材のみから成る従来の熱シ
ールド材で構成した点以外は実施例7と同様にして構成
することにより、比較例5の低温保冷装置を組み立て
た。
Comparative Example 5 All the heat shield materials of the first to tenth layers were
A low-temperature cooler of Comparative Example 5 was assembled in the same manner as in Example 7 except that it was formed of a conventional heat shield material consisting only of a Cu material having a thickness of 1 mm as shown in FIG.

【0131】上記のように組み立てた低温保冷装置30
において、2段冷却式GM(ギフォード・マクマフォ
ン)冷凍機10によって、合計10層の熱シールド材を
冷却した後に、熱スイッチ35をOFFにしてGM冷凍
機10と熱シールド材との熱接触を切り離した状態で最
内層の熱シールド材の表面温度を測定した。その結果、
GM冷凍機10の冷却作用によって4.0Kまで到達し
た温度が、GM冷凍機10を切り離した後に、100時
間経過した後において、22Kと急激に上昇し、熱シー
ルド効果が少ないことが再確認できた。
The low-temperature cooling device 30 assembled as described above
After cooling a total of 10 layers of the heat shield material by a two-stage cooling type GM (Gifford McMahon) refrigerator 10, the thermal switch 35 is turned off to disconnect the thermal contact between the GM refrigerator 10 and the heat shield material. In this state, the surface temperature of the innermost heat shield material was measured. as a result,
The temperature reached to 4.0K by the cooling action of the GM refrigerator 10 rapidly increased to 22K after 100 hours after the GM refrigerator 10 was separated, and it can be reconfirmed that the heat shield effect is small. Was.

【0132】以上の実施例においてはCu製の補強部材
の外表面に、シート状またはチップ状の磁性蓄冷材を一
体に接合した熱シールド材を示しているが、磁性蓄冷材
は補強部材の外側または内側のどちらの側に接合しても
同等な熱シールド特性を発揮させることが可能である。
In the above embodiment, the heat shield material in which a sheet-like or chip-like magnetic cold storage material is integrally joined to the outer surface of the Cu reinforcing member is shown. Alternatively, it is possible to exhibit the same heat shield characteristics even when joined to either of the inner sides.

【0133】また、図6に示すように、補強部材37の
両面に磁性蓄冷材40,40を接合することにより、よ
り蓄冷効果が大きく熱シールド性に優れた熱シールド材
41が得られる。さらに、図7に示すように、補強部材
42を二重構造とし、その間隙に蓄冷材粉末43を充填
した熱シールド材44とすることも可能である。また図
8に示すようにパイプ状の補強部材45の内部に蓄冷材
粉末43を充填した熱シールド材46を形成してもよ
い。この場合、必要に応じて結合剤を蓄冷材粉末43と
混合してもよい。
As shown in FIG. 6, by joining the magnetic regenerators 40 on both sides of the reinforcing member 37, a heat shield 41 having a greater regenerative effect and having excellent heat shielding properties can be obtained. Further, as shown in FIG. 7, the reinforcing member 42 may have a double structure, and a heat shield material 44 in which a gap is filled with a cold storage material powder 43 may be used. As shown in FIG. 8, a heat shield material 46 in which the cold storage material powder 43 is filled may be formed inside a pipe-like reinforcing member 45. In this case, a binder may be mixed with the cold storage material powder 43 as necessary.

【0134】上記実施例に係る熱シールド材によれば、
任意の形状に加工することが容易であり、被冷却物を長
時間に亘って低温度に維持することが可能であり、特に
超電導線,超電導素子,赤外線センサーなど、極低温域
で動作する機器の温度安定性を大幅に向上させることが
できる。
According to the heat shield material according to the above embodiment,
Equipment that can be easily processed into an arbitrary shape and that can maintain the object to be cooled at a low temperature for a long period of time, and that operates in a cryogenic region, such as superconducting wires, superconducting elements, and infrared sensors. Temperature stability can be greatly improved.

【0135】[0135]

【発明の効果】以上説明の通り本発明に係る極低温用蓄
冷材によれば、通気抵抗が少なく、加工性が良好な多孔
質性担体の空孔部に磁性粒体を充填して形成されてお
り、脆性が高い磁性粒体は変形が容易な多孔質性担体に
担持される構造を有する。したがって、磁性粒体の割れ
や損傷を発生することなく圧力損失が小さくなる形状に
加工することが極めて容易である。そのため、スターリ
ング冷凍機やパルスチューブ冷凍機などのように高速サ
イクル運転を行う冷凍機用の蓄冷材として使用した場合
にも、圧力損失が小さく熱交換効率が高い運転が可能と
なり、冷凍能力が高い冷凍機が実現できる。
As described above, according to the cold storage material for cryogenic use according to the present invention, the pores of the porous carrier having low air flow resistance and good workability are filled with magnetic particles. The magnetic particles having high brittleness have a structure supported on a porous carrier which is easily deformed. Therefore, it is extremely easy to process the magnetic particles into a shape having a small pressure loss without causing cracking or damage. Therefore, even when used as a cold storage material for refrigerators that perform high-speed cycle operation such as Stirling refrigerators and pulse tube refrigerators, operation with low pressure loss and high heat exchange efficiency is possible, and high refrigeration capacity is achieved. A refrigerator can be realized.

【0136】また、本発明に係る熱シールド材によれ
ば、任意の形状に加工することが容易であり、被冷却物
を長時間に亘って低温度に維持することが可能になる。
Further, according to the heat shield material according to the present invention, it is easy to work into an arbitrary shape, and it is possible to maintain the object to be cooled at a low temperature for a long time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る極低温用蓄冷材を充填した蓄冷器
を破断して示す斜視図。
FIG. 1 is a cutaway perspective view showing a regenerator filled with a cryogenic cold storage material according to the present invention.

【図2】本発明に係る極低温用蓄冷材の粒子構造を示す
図であり、図1におけるII部拡大図。
FIG. 2 is a diagram showing a particle structure of a cryogenic cold storage material according to the present invention, and is an enlarged view of a part II in FIG. 1;

【図3】本発明に係る極低温用蓄冷材の他の実施例を示
す斜視図。
FIG. 3 is a perspective view showing another embodiment of the cryogenic cold storage material according to the present invention.

【図4】本発明の他の実施例に係る極低温用蓄冷材を充
填した蓄冷器を破断して示す斜視図。
FIG. 4 is a cutaway perspective view showing a regenerator filled with a cryogenic regenerator according to another embodiment of the present invention.

【図5】本発明に係る熱シールド材の一実施例を示す断
面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing one embodiment of the heat shield material according to the present invention.

【図6】本発明に係る熱シールド材の他の実施例を示す
斜視断面図。
FIG. 6 is a perspective sectional view showing another embodiment of the heat shield material according to the present invention.

【図7】本発明に係る熱シールド材の他の実施例を示す
斜視断面図。
FIG. 7 is a perspective sectional view showing another embodiment of the heat shield material according to the present invention.

【図8】本発明に係る熱シールド材の他の実施例を示す
斜視図。
FIG. 8 is a perspective view showing another embodiment of the heat shield material according to the present invention.

【図9】GM冷凍機の要部構成を示す断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of the GM refrigerator.

【図10】GM冷凍機および熱シールド材を用いた低温
保冷装置の構成例を示す断面図。
FIG. 10 is a sectional view showing a configuration example of a low-temperature cooler using a GM refrigerator and a heat shield material.

【図11】図10におけるXI部の拡大断面図。FIG. 11 is an enlarged sectional view of a portion XI in FIG. 10;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1a,1b 極低温用蓄冷材 2 多孔質性担体 3 空孔部 4 磁性粒体(HoCu2 合金粉末) 5,5a 蓄冷器(第2蓄冷器) 6 通気孔 10 GM冷凍機 11 第1シリンダ 12 第2シリンダ 13 真空容器 14 第1蓄冷器 15 第2蓄冷器 16,17 シールリング 18 第1蓄冷材 19 第2蓄冷材(極低温用蓄冷材) 20 第1膨張室 21 第2膨張室 22 第1冷却ステージ 23 第2冷却ステージ 24 コンプレッサ 30 低温保冷装置 31 超電導磁石 32 熱シールド材 33 真空容器 34 支持材 35 熱スイッチ 36a,36b シート状蓄冷材 37,37a,37b,37c,37d,37e 補強
部材 38 固定ねじ 39a,39b,39c,39d,39e 熱シールド
材 40 磁性蓄冷材 41,44,46 熱シールド材 42,45 補強部材 43 蓄冷材粉末
Reference Signs List 1, 1a, 1b Cold storage material for cryogenic temperature 2 Porous carrier 3 Void portion 4 Magnetic particles (HoCu 2 alloy powder) 5, 5a Cold storage device (second cold storage device) 6 Vent hole 10 GM refrigerator 11 First Cylinder 12 Second cylinder 13 Vacuum container 14 First regenerator 15 Second regenerator 16, 17 Seal ring 18 First regenerator material 19 Second regenerator material (cryogenic material for cryogenic temperature) 20 First expansion chamber 21 Second expansion chamber 22 1st cooling stage 23 2nd cooling stage 24 Compressor 30 Low temperature cooler 31 Superconducting magnet 32 Heat shield material 33 Vacuum container 34 Support material 35 Heat switch 36a, 36b Sheet-like cold storage material 37, 37a, 37b, 37c, 37d, 37e Reinforcing member 38 Fixing screw 39a, 39b, 39c, 39d, 39e Heat shield material 40 Magnetic cold storage material 41, 44, 46 Heat shield material 4 , 45 reinforcing member 43 cold accumulating material powder

フロントページの続き (72)発明者 ローハナ チャンドラティラカ 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 中込 秀樹 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内Continuing from the front page (72) Inventor Rohana Chandratilaka 1st Toshiba Research & Development Center, Komukai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Hideki Nakagome Hideki Nakagome Toshiba-cho, Koyuki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa No. 1 Inside Toshiba R & D Center

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 希土類元素を含有する磁性粒体を多孔質
性担体の空孔部に充填して成ることを特徴とする極低温
用蓄冷材。
1. A cold storage material for cryogenic use, wherein magnetic particles containing a rare earth element are filled in pores of a porous carrier.
【請求項2】 多孔質性担体が、シート状多孔質金属ま
たはメッシュ状金属であることを特徴とする請求項1記
載の極低温用蓄冷材。
2. The cold storage material for cryogenic use according to claim 1, wherein the porous carrier is a sheet-like porous metal or a mesh-like metal.
【請求項3】 多孔質性担体の空孔率が90%以上であ
ることを特徴とする請求項1記載の極低温用蓄冷材。
3. The cold storage material for cryogenic use according to claim 1, wherein the porosity of the porous carrier is 90% or more.
【請求項4】 多孔質性担体が発泡金属であることを特
徴とする請求項1記載の極低温用蓄冷材。
4. The cold storage material for cryogenic use according to claim 1, wherein the porous carrier is a foamed metal.
【請求項5】 多孔質性担体をシート状に形成するとと
もに、多孔質性担体の少なくとも一方の表面に複数の凸
部を形成したことを特徴とする請求項1記載の極低温用
蓄冷材。
5. The cold storage material for cryogenic use according to claim 1, wherein the porous carrier is formed in a sheet shape and a plurality of projections are formed on at least one surface of the porous carrier.
【請求項6】 希土類元素を含有する磁性粒体を結合
剤,溶剤,分散剤および可塑剤とともに混合して均一な
スラリーを調製し、得られたスラリーをシート状に成形
することにより磁性粒体を相互に接合したことを特徴と
する極低温用蓄冷材。
6. A magnetic particle comprising a rare earth element-containing magnetic particle mixed with a binder, a solvent, a dispersant and a plasticizer to prepare a uniform slurry, and forming the obtained slurry into a sheet. A cold storage material for cryogenic use, characterized in that they are joined to each other.
【請求項7】 磁性粒体から成るシート状成形体に多数
の通気孔を穿設したことを特徴とする請求項6記載の極
低温用蓄冷材。
7. The cold storage material for cryogenic use according to claim 6, wherein a large number of ventilation holes are formed in the sheet-like molded body made of magnetic particles.
【請求項8】 請求項1ないし7のいずれかに記載の極
低温用蓄冷材を充填した蓄冷器を具備することを特徴と
する冷凍機。
8. A refrigerator comprising a regenerator filled with the cryogenic material according to any one of claims 1 to 7.
【請求項9】 極低温用蓄冷材がロール状に巻回された
状態で蓄冷器内に充填されていることを特徴とする請求
項8記載の冷凍機。
9. The refrigerator according to claim 8, wherein the cryogenic regenerator material is filled in the regenerator in a state of being wound in a roll shape.
【請求項10】 極低温用蓄冷材が多数の通気孔を有す
るプレート状の蓄冷材要素から成り、複数の蓄冷材要素
が蓄冷器の軸方向に多段に積層された状態で充填されて
いることを特徴とする請求項8記載の冷凍機。
10. The cold storage material for cryogenic use is composed of a plate-shaped cold storage material element having a large number of air holes, and a plurality of cold storage material elements are filled in a state of being stacked in multiple stages in the axial direction of the cool storage device. The refrigerator according to claim 8, wherein:
【請求項11】 請求項1ないし6のいずれかに記載の
極低温用蓄冷材を、この極低温用蓄冷材とは異なる材料
から成る補強部材に一体に接合したことを特徴とする極
低温用蓄冷材。
11. The cryogenic cold storage material according to claim 1, which is integrally joined to a reinforcing member made of a material different from the cryogenic cold storage material. Cool storage material.
【請求項12】 補強部材がCu,Al,Fe,Niか
ら選択される少なくとも1種の金属材料またはその金属
材料を主成分とする合金から成ることを特徴とする請求
項11記載の極低温用熱シールド材。
12. The cryogenic material according to claim 11, wherein the reinforcing member is made of at least one metal material selected from Cu, Al, Fe, and Ni, or an alloy containing the metal material as a main component. Heat shield material.
【請求項13】 極低温用蓄冷材は、磁性粒体を結合剤
とともに多孔質性担体の空孔部に充填して形成されたシ
ート状の蓄冷材であることを特徴とする請求項11記載
の極低温用熱シールド材。
13. The cold storage material for cryogenic use is a sheet-like cold storage material formed by filling magnetic particles together with a binder into pores of a porous carrier. Cryogenic heat shield material.
【請求項14】 極低温用蓄冷材と補強部材とを上記結
合剤によって接合したことを特徴とする請求項13記載
の極低温用熱シールド材。
14. The cryogenic heat shield material according to claim 13, wherein the cryogenic cold storage material and the reinforcing member are joined by the binder.
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