2022年度公募 seeds-2506 - 【東海】 高速回転に対応した超電導回転機用冷却システムの開発
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VISION

ビジョン

高速回転に対応した極低温冷却システムの開発を目指して

高速回転でも使用可能な冷却システム

超電導電機推進航空機は極低温域までの冷却、軽量の他にも高速回転で使用できることが求められる。超電導モータは極低温域を保持するため内部を真空にし断熱を行っている。一方、冷却には冷媒を流す必要があり、極低温域で冷媒を流すことができ、静止体と回転体を分けることのできる極低温回転接手が必要となる。また回転状態から種々の液相冷媒の伝熱面に対する挙動を解析する必要がある。本研究ではこれらを包括した冷却システムを提案することにより、将来の超電導電機推進航空機の実現の一助となることを目的とする。

USE CASE

最終用途例

高速回転する超電導回転機の内部を安定的に冷却できるシステム

USE CASE 01超電導回転機の研究開発の発展

APPLICATION

APPLICATION

超電導電機推進航空機

研究開発が進められている超電導電気推進航空機には、高速回転でも安定的に冷却できる冷却システムが求められる。本研究で提案する冷却システムの開発により、超電導電気推進航空機の実現に寄与する。

STRENGTHS

強み

循環装置を必要としない冷却システム

STRENGTHS 01

冷媒の自然循環により、軽量かつ小型な冷却システム

超電導回転機は高出力であることはもちろんのこと軽いことも求められる。本研究で提案する熱サイフォン冷却システムは自然対流を利用することから、冷媒の循環装置を必要としないことが強みである。

TECHNOLOGY

テクノロジー

熱サイフォン冷却システム

TECHNOLOGY 01

自然循環を利用した冷却システム

超電導回転機の冷却システムにはいくつかの種類が存在するが、ほとんどが冷媒の循環装置を要する。これは軽量かつ高出力を求める超電導回転機の利点とは相反しており、冷却システムにおいても軽量化は求められるべきである。熱サイフォン冷却システムは、冷媒の自然循環を利用するため循環装置を必要とせず軽量化を目指せる冷却システムである。申請者は、これまで実際の使用環境下を想定した熱サイフォン冷却システムの特性取得に成功しており、何本もの論文の発表を行っている。

PRESENTATION

共同研究仮説

超電導電機推進航空機の実現を!

共同研究仮説01

実機サイズでの冷却システムの検証

提案した冷却システムの実機での有効性の検証

本研究での開発は研究室レベルでの要素毎の検証であり、超電導電機推進航空機の実現には実際の超電導モータでの検証もしくは実寸サイズの冷却システムでの検証が必要と考えている。また研究室では取り扱えない水素冷媒での冷却システムの有効性の検証を行いたい。

EVENT MOVIE

イベント動画

RESEARCHER

研究者

山口 康太 独立行政法人国立高等専門学校機構 
大島商船高等専門学校(講師)
経歴

2011年9月鳥羽商船高等専門学校卒業。
2012年4月東京海洋大学3年次に編入学。
2014年3月東京海洋大学卒業。同年4月東京海洋大学大学院海洋科学技術研究科博士前期課程入学。
2016年3月東京海洋大学大学院海洋科学技術研究科博士前期課程終了。
2019年3月東京海洋大学大学院海洋科学技術研究科博士後期課程修了。

博士(工学)。
2020年4月独立行政法人国立高等専門学校機構大島商船高等専門学校

助教に着任。
2021年同学校講師となり現在に至る。超電導回転機の冷却システム、

潮流発電機の研究に従事。

研究者からのメッセージ

超電導電機推進航空機の実現を!

電機推進航空機だけではなく、超電導を応用した回転機には冷却システムの開発が必要不可欠です。冷却システムは超電導回転機の分野では脚光を浴びにくい分野の研究になりますが、ぜひとも共同研究ができればと思います。