(57)【要約】【課題】流動層の形成が比較的容易であり、再利用性が高く、さらに、繰り返しの冷却によっても冷却性能が落ちることがない冷却方法、及び冷却装置を提供すること。【解決手段】流動粒子の粉末に気体を流入させることによって流動層を形成する流動化工程と、前記流動層に冷却対象を投入させる投入工程とを備える金属の冷却方法であって、流動粒子が固固相転移により潜熱蓄熱する粒子であることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動粒子の粉末に気体を流入させることによって流動層を形成する流動化工程と、前記流動層に冷却対象を投入させる投入工程とを備える冷却方法であって
前記流動粒子が固固相転移により潜熱蓄熱する粒子である、冷却方法。
【請求項２】
請求項１に記載の冷却方法であって、
前記気体の流入速度が最小流動化速度の２〜６倍である、冷却方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の冷却方法であって、
前記流動層の温度が前記流動粒子の固固相転移温度以下である、冷却方法。
【請求項４】
流動粒子と流入気体から構成される流動層を貯留する冷却槽と、前記冷却槽に冷却対象を没入させる没入手段とを有する冷却装置であって、
前記流動層粒子が固固相転移により潜熱蓄熱する粒子である、冷却装置。
【請求項５】
請求項４に記載の冷却装置であって、
前記流入気体の流入速度が最小流動化速度の２〜６倍である、冷却装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の冷却装置であって、
前記流動層の温度が前記粒子の固固相転移温度以下である、冷却装置。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか１つに記載の冷却装置であって、
冷却槽には、流動層を冷却する冷却管が設けられている、冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却方法、及び冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、流動粒子に対し、気体を流入させて形成される流動層は、伝熱性が高いため、金属製のワークなどの冷却処理に用いられており、流動層の構成やその補助手段としては種々の工夫がなされている。例えば、特許文献１では、流動粒子として多孔質粒子を用いることで、多孔質粒子の細孔内に蒸発性液体を保持させている。この蒸発性液体の潜熱蓄熱を利用して、高温の対象を急速に冷却できることが開示されている。
【０００３】
また、特許文献２では、流動粒子に流入される気体に熱伝導度の大きいヘリウムガスを用いている。これにより、処理品の表面温度を急速に冷却することができる。
【０００４】
さらに、特許文献３では、流動粒子を均一に冷却し得る送風手段を備えた冷却装置が示されている。これにより、流動層内の位置に関わらず、均一に冷却することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平０３−０６１１１５号公報
【特許文献２】特開平０４−１７３９１６号公報
【特許文献３】特開２０１６−１５６０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の発明では、蒸発性液体を流動粒子すべてに均一に保持させることは難しく、結果流動層の場所によって冷却速度に差異が生じる場合がある。もし、均一に保持させようと考えるのであれば、流動層外で予め多孔質粒子に蒸発性液体を保持させておく必要があり、流動層の形成手順が煩雑となる。
【０００７】
また、特許文献２に記載の発明では、ヘリウムガスの漏洩が多く、再利用も難しいため、多量のヘリウムガスを必要となる場合がある。
【０００８】
そして、特許文献３に記載の発明では、繰り返しの冷却によって粒子温度が上昇してしまい、冷却性能が低下する場合があった。
【０００９】
そこで、本発明は上記課題を解決するものであって、流動層の形成が比較的容易であり、再利用性が高く、さらに、繰り返しの冷却によっても冷却性能が落ちることがない冷却方法、及び冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そのための手段として、本発明は、流動粒子の粉末に気体を流入させることによって流動層を形成する流動化工程と、流動層に金属製のワークを投入させる投入工程とを備える冷却方法であって、流動粒子が固固相転移により潜熱蓄熱する粒子である、冷却方法である。
【００１１】
かかる手段によれば、流動層を形成する気体は従来から流動層の形成に用いられているもので構わず、流動層の形成が容易でかつ流動層の再利用性が高くなる。また、かかる流動層は繰り返しの冷却によっても冷却性能が落ちづらい。
【００１２】
また、流動層に流入する気体の流入速度が最小流動化速度の２〜６倍とすることができる。気体の流入速度が最小流動化速度の２〜６倍であれば、適切に流動層を形成することができ、流動層の冷却効率も高くなる。
【００１３】
さらに、流動層の温度が流動粒子の固固相転移温度以下とすることができる。かかる手段によれば、繰り返しの冷却によっての冷却性能の落ちにくさがさらに向上する。そして、固固相転移温度以下にさえしておけば、繰り返しの冷却によっても冷却性能が落ちにくくなることから、流動層の温度は固固相転移温度以下であれば良く、精緻な温度制御は不要となる。すなわち、冷却制御が簡易なものでもよくなる。
【００１４】
そして、もう一つの手段としては、流動粒子と流入気体から構成される流動層を貯留する冷却槽と、前記冷却槽に冷却対象を没入させる没入手段とを有する冷却装置であって、前記流動層粒子が固固相転移により潜熱蓄熱する粒子であるものとすることもできる。かかる手段によれば、流動層を形成する気体は従来から流動層の形成に用いられているもので構わず、流動層の形成が容易でかつ流動層の再利用性が高くなる。また、かかる流動層は繰り返しの冷却によっても冷却性能が落ちづらい。
【００１５】
また、流動層に流入する気体の流入速度が最小流動化速度の２〜６倍とすることができる。気体の流入速度が最小流動化速度の２〜６倍であれば、適切に流動層を形成することができ、流動層の冷却効率も高くなる。
【００１６】
さらに、流動層の温度が流動粒子の固固相転移温度以下とすることができる。かかる手段によれば、繰り返しの冷却によっての冷却性能の落ちにくさがさらに向上する。そして、固固相転移温度以下にさえしておけば、繰り返しの冷却によっても冷却性能が落ちにくくなることから、流動層の温度は固固相転移温度以下であれば良く、精緻な温度制御は不要となる。すなわち、冷却機構が簡素なものでもよくなる。
【００１７】
また、冷却槽には、流動層を冷却する冷却管が設けることもできる。冷却管を設けることで、流動層の温度が上がりすぎるのを避ける、あるいは固固相転移温度以上になるのを避けることができ、冷却効率が高くなる。
【００１８】
本発明において、数値範囲を示す「○○〜××」とは、特に明示しない限り「○○以上××以下」を意味する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の冷却方法および冷却方法によれば、流動層の形成が比較的容易であり、再利用性が高く、さらに、通常粒子より冷却速度が早く、繰り返しの冷却によっても冷却性能が落ちることがない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態の冷却装置を示す模式図である。
【図２】実施形態における冷却装置の冷却槽を示す模式図である。
【図３】冷却槽の底部を示す斜視図である。
【図４】実施例を得るための実験用の加熱・冷却装置を示す模式図である。
【図５】流動粒子の粉末としてＶＯ２を用いた場合の圧力損失とガス流速との関係を示すグラフである。
【図６】流動粒子の粉末としてエスパール＃１２５Ｌを用いた場合の圧力損失とガス流速との関係を示すグラフである。
【図７】流動粒子の粉末としてエスパール＃７５Ｌを用いた場合の圧力損失とガス流速との関係を示すグラフである。
【図８】流動粒子の粉末としてＳｉＣを用いた場合の圧力損失とガス流速との関係を示すグラフである。
【図９】実施例、比較例の伝熱球温度と冷却時間との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（冷却方法）
以下、本発明について詳しく説明する。本発明の冷却方法は、流動層を形成する流動化工程と、金属製のワークを流動層に投入する投入工程を有する。流動化工程は、従来から流動層の形成同様に、流動粒子に対し、気体を流入させることで行う。このとき用いる流動粒子としては、固固相転移により潜熱蓄熱する粒子が用いられる。
【００２２】
固固相転移により潜熱蓄熱する粒子とは、固体から固体へ相転移する（例えば、高温側結晶から低温側結晶への相転移がなされる）材料からなる粒子のことである。相転移による潜熱蓄熱は、単なる冷却対象から冷却媒体への熱量の移動ではなく、冷却対象から移動してきた熱量の一部が冷却媒体の相転移の際のエネルギーに用いられる。この時、流動層内では、微視的には高温の冷却対象に接触した粒子は温度上昇して相転移温度に達し、相転移を生じ、場合によっては相転移温度以上に昇温する。その一方で、流動層内では冷却対象と粒子の衝突だけでなく、粒子と粒子の頻繁な衝突による伝熱によって、昇温した粒子の温度が直ちに低下して，流動層内の他の粒子と同一温度になる。このような作用によって、冷却媒体として固固相転移により潜熱蓄熱する粒子を用いると、冷却対象の冷却速度の向上が図られるとともに，冷却媒体の温度が変化しても冷却速度が一定に保たれる。さらに，冷却媒体自身の温度が上昇しにくいため、冷却媒体の温度が上昇しにくい。このため、繰り返し冷却媒体を使用しても、冷却媒体の温度が上昇して冷却媒体の冷却効率が低下してしまうことが少なくなる。すなわち、冷却効率も高くなる。また、固体から固体へ相転移する粒子を用いることで、固体から液体、あるいは固体から気体へ相転移する材料からなる粒子と異なり、流動層を維持しやすい。
【００２３】
固固相転移を示す材料としては、バナジウム、チタン、バリウム等を含む金属酸化物、例えば酸化バナジウム系、酸化チタン系、酸化バリウム系等の種々の金属酸化物、または硫化バナジウム等の金属硫化物、若しくはこれらの金属酸化物または金属硫化物の固溶体をあげることができる。
【００２４】
酸化バナジウム系の金属酸化物としては、ＶＯ２、Ｖ２Ｏ３、Ｖ４Ｏ７、Ｖ６Ｏ１１、ＬｉＶＯ２、Ｖ０．９７７Ｗ０．０２３Ｏ２等を挙げることができる。酸化チタン系の金属酸化物としては、Ｔｉ４Ｏ７を挙げることができる。酸化バリウム系の金属酸化物としては、ＳｍＢａＦｅ２Ｏ５、ＥｕＢａＦｅ２Ｏ５、ＧｄＢａＦｅ２Ｏ５、ＴｂＢａＦｅ２Ｏ５、ＤｙＢａＦｅ２Ｏ５、ＨｏＢａＦｅ２Ｏ５、ＹＢａＦｅ２Ｏ５、ＰｒＢａＣｏ２Ｏ５．５、ＤｙＢａＣｏ２Ｏ５．５４、ＨｏＢａＣｏ２Ｏ５．４８、ＹＢａＣｏ２Ｏ５．４９等を挙げることができる。硫化バナジウム系の金属硫化物としてはＬｉＶＳ２等を挙げることができる。その他の金属酸化物としては、例えばＬｉＭｎ２Ｏ４、ＮａＮｉＯ２、ＬｉＲｈ２Ｏ４等を挙げることができる。
【００２５】
そして、流動化工程は、上述の固固相転移により潜熱蓄熱する粒子に対し、気体を流入させることで行われる。流動化工程により、粒子は固体でありながら、液体のように流動する挙動を示す。このため、固固相転移により潜熱蓄熱する粒子からなる粉末の中に冷却対象である金属を投入するよりの投入の際の抵抗は少なく、容易に金属を浸漬させることができる。このため、冷却効率も高くなる。
【００２６】
流動層を形成するため気体としては、従来から流動層を形成するために用いられていたものを特に制限なく使用することができる。例えば通常の空気を使用できるほか、窒素、酸素、アルゴン、水素、ヘリウム等も使用することができる。
【００２７】
流動層を形成するために固固相転移により潜熱蓄熱する粒子に対し、流入させる気体の流入速度は最小流動化速度の２〜６倍であることが好ましい。気体の流入速度が最小流動化速度の２倍未満である場合、流動層の流動性が低くなり、冷却対象を流動層に投入する際に抵抗が生じる場合がある。一方で、流入速度が最小流動化速度の６倍よりも大きい場合、流動層が形成する際に、固固相転移により潜熱蓄熱する粒子が舞ってしまい、流動層が形成できない場合もある。
【００２８】
なお、本発明において、最小流動化速度とは、流動粒子の粉末が流動化する最小限度の気体流入速度である。最小流動化速度は流動粒子の材質、粒径、粒形等により変化するものである。最小流動化速度の実測値は、固体粒子層をあらかじめ流動化させた後に、ガス流量を徐々に減少させて圧力損失を測定し、圧力損失とガス流速の両対数グラフの折点におけるガス流速から求めることができる。
【００２９】
また、流動層の温度が固固相転移により潜熱蓄熱する粒子の固固相転移温度以下であることが好ましい。流動層の温度が固固相転移温度以上になると、潜熱蓄熱が起きなくなり、冷却効率が低下する場合があるためである。そして、固固相転移温度以下にさえしておけば、繰り返しの冷却によっても冷却性能が落ちにくくなることから、流動層の温度は固固相転移温度以下であれば良く、精緻な温度制御は不要となる。すなわち、冷却制御が簡易なものでもよくなる。
【００３０】
投入工程は、流動層内に冷却対象である金属を浸漬させられる手段であれば、特に手段を問わない。
【００３１】
冷却対象は、流動層内に浸漬できる大きさ、形状であれば材質等は特に問わない。例えば、金属、樹脂、セラミックスなどを冷却対象とすることができる。
【００３２】
（冷却装置）
次に図１〜３を用いて、本実施形態に係る冷却装置について説明する。図１に示すように、本実施形態に係る冷却装置１は、冷却槽２と、投入手段３から構成される。図２に示すように、冷却槽２は、浸漬槽１０と、ガス供給源２０と、冷媒を冷却しつつ送り出すチラー３０とから構成される。浸漬槽１０は有底筒状の容器であり、後述の流動層６が貯留される。浸漬槽１０は、側壁部１１と、底部１２から構成される。側壁部１１は円筒状の壁部１１ａと断熱部材１１ｂから構成される。断熱材１１ｂは壁部１１ａを包むようにして設けられている。
【００３３】
図２及び図３に示すように、底部１２は、底壁部１２ａと、分散板１２ｂと、ガス供給管１２ｃと、冷却管１２ｄから構成される。底壁部１２ａは段差を有する有底円筒状に形成されている。分散板１２ｂは、底壁部１２ａの底から空間を空けて設置される。分散板１２ｂは多孔質であり、ある程度の通気性を有する。ガス供給管１２ｃは、気体を流入させる管状の部材であって、底壁部１２ａに設けられた孔を通じて底壁部１２ａと分散板１２ｂが作り出した空間内に連通している（図２参照）。なお、ガス供給管１２ｃの途中にはガスの流入速度を測定するためのガス流量計１２ｅが設置されている。ガス供給管１２ｃはガス供給源２０と連通しており、気体を底部１２に供給する。さらに、底部１２には、圧力計１２ｆを設けて内部の圧力を確認できるようにすることもできる。
【００３４】
冷却管１２ｄは管状であり、例えば金属性から構成される。冷却管１２ｄは、分散板１２ｂの上方で、蛇行しながら底壁部１２ａの内側から外側を複数回貫通して設置されている。冷却管１２ｄは冷媒を貯留し、押出するチラー３０と連通している。
【００３５】
また、冷却槽２の内部には流動粒子の粉末４として固固相転移により潜熱蓄熱する粒子が貯留されている。固固相転移により潜熱蓄熱する粒子としては、上述の固固相転移を示す材料から構成される粒子を用いる。
【００３６】
投入手段３は、チェーン３１と、データロガー３２、牽引部材３３、滑車３４ａ，３４ｂ、熱電対３５及び巻き上げ機構（図示しない）を有する。チェーン３１は牽引部材３３と繋がっている。牽引部材３３は滑車３４ａ，３４ｂを介して巻き上げ機構（図示しない）と繋がっている。巻き上げ機構によって牽引部材３３が引かれたり、巻き戻ったりすることで、破線矢印で示すように、チェーン３１が巻き上げられたり、逆に、巻き下ろされたりする。これにより、チェーン先端の冷却対象５が上下に移動する。また、冷却対象５には熱電対３５が接続されている。この熱電対３５はデータロガー３２にも接続しており、冷却対象５の温度の上昇、下降を測定する。
【００３７】
次に冷却装置１の動作について説明する。図３に示すように、まず、矢印Ａの方向にガス供給源２０からガスがガス供給管１２ｃを通じて浸漬槽１０の底部１２に供給される。底部１２からは分散板１２ｂを通じて、側壁部１１の壁部１１ａの内部に供給される。供給されたガスにより、流動粒子の粉末４が流動化し、流動層６が形成される。チラー３０からは冷却管１２ｄの中を矢印Ｂの方向に冷媒が流され、流動層６はこの冷却管の中を通る冷媒によって冷却されて適温に保たれる。
【００３８】
図２に示すように、図示しない巻き上げ機構から巻き下ろされることによって、チェーン３１が伸張され、冷却対象５が冷却槽２における流動層６の内部に沈み、冷却対象５が冷却される。かかる冷却装置によれば、流動層６が流動粒子の粉末４、すなわち固固相転移により潜熱蓄熱する粒子から構成されているため、流動層の形成が比較的容易であり、再利用性が高く、さらに、繰り返しの冷却によっても冷却性能が落ちることがない。
【００３９】
なお、ガス供給源２０からの気体の流入速度は、最小流動化速度の２〜６倍であることが好ましい。気体の流入速度が最小流動化速度の２倍未満である場合、流動層の流動性が低くなり、冷却対象を流動層に投入する際に抵抗が生じる場合がある。一方で、流入速度が最小流動化速度の６倍よりも大きい場合、流動層が形成する際に、流動粒子の粉末４が舞ってしまい、流動層６が形成できない場合がある。
【００４０】
また、流動層６の温度は、流動層を形成する流動粒子の固固相転移温度以下であることが好ましい。流動層の温度が固固相転移温度以上になると、冷却効率が低下する場合があるためである。そして、固固相転移温度以下にさえしておけば、繰り返しの冷却によっても冷却性能が落ちにくくなることから、流動層の温度は固固相転移温度以下であれば良く、精緻な温度制御は不要となる。すなわち、冷却機構が簡素なものでもよくなる。
【００４１】
〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施の形態について説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することができる。
【００４２】
例えば、冷却管１２ｄの構造は、冷却効率を上げるため、接触面積を増やすことのできる渦巻き状にすることもできる。また、平面上にこだわる必要はなく、螺旋状や格子状に形成してより冷却効率を上げることもできる。
【００４３】
また、投入手段３は、チェーンの先端部分を目の粗い籠状に形成し、その中に冷却対象５を入れて流動層６に投入するものとすることもできる。
【実施例】
【００４４】
次に、実施例、比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限られるものではない。実験装置としては、図４に示す実験用加熱・冷却装置８を用いた。加熱・冷却装置８の構成は、上述の実施形態の冷却装置１に対し、冷却対象５を加熱できる電気炉５０を追加した構成である。なお、実施例では冷却対象５として、アルミニウム合金からなる伝熱球を用いた。また、伝熱球にはデータロガー３２に接続された熱電対３５を接続することで、伝熱球の温度を測定している。
【００４５】
［最小流動化速度の測定］
まず、流動層の適切な形成のため実験に用いる各流動粒子の粉末の最小流動化速度Ｕｍｆを測定した。図４で示すような冷却槽２に流動粒子の粉末４を投入し、流動層６の底部にガスを流入させた。分散板１２ｂは圧力損失を生じさせるので、流入させたガスは分散板１２ｂを介して流動層６に供給される。まずガス流速を一度上昇させ、流動化させたのち、ガス流速を徐々に低下させ、圧力損失とガス流速との関係をグラフにした。そのうえで、両対数グラフの折点を求めるため、高ガス流速側のグラフの接線と、低ガス流速側のグラフの接線を引き、両接線の交点を折点として判断した。本実験に使用する流動粒子の粉末４は、ＶＯ２粒子（新日本電工製  ＶＳ−６５）、エスパール＃１２５Ｌ（山川産業製アルミナ系球状粒子）、エスパール＃７５Ｌ（山川産業製アルミナ系球状粒子）、ＳｉＣ粒子（太平洋ランダム製ニッソランダムＮＧ  Ｈ―ＢＤ  Ｆ１２０）であるので、これらの流動粒子の粉末の最小流動化速度Ｕｍｆを求めた。ＶＯ２粒子、エスパール＃１２５Ｌ、エスパール＃７５Ｌ、ＳｉＣ粒子の測定結果はそれぞれ図５、図６、図７、図８に示す。なお、図５〜８のグラフにおいて実測値は○の点で表現し、接線は直線で示している。
【００４６】
図５に示すように、ＶＯ２粒子（新日本電工製  ＶＳ−６５）を用いた場合の圧力損失とガス流速との関係から、折点を定めた結果、ＶＯ２粒子の最小流動化速度は１．１ｃｍ／ｓであると求められた。同様に、図６からエスパール＃１２５Ｌの最小流動化速度は１．１ｃｍ／ｓ、図７からエスパール＃７５Ｌの最小流動化速度は３．２ｃｍ／ｓ、図８からＳｉＣ粒子の最小流動化速度は１．５ｃｍ／ｓであると求められた。
【００４７】
［冷却効率比較試験］
（実施例１−１）
実施例１−１では、流動粒子の粉末４として、ＶＯ２粒子（新日本電工製  ＶＳ−６５、固固相転移温度６５℃）を用い、気体の流入速度を２４Ｌ／ｍｉｎ（最小流動化速度の６倍）に設定して、流動層６を形成した。実験手順としては、まず、電気炉５０によって、冷却対象５である伝熱球を加熱し、巻き上げ装置によって、チェーン３１を巻きおろし、流動層６内に伝熱球を投入した。伝熱球を投入したと同時に冷却時間の測定を開始し、同時に伝熱球に接続した熱電対によって温度を測定して、記録した。
【００４８】
（比較例１−１〜１−３）
比較例１−１〜１−３は、実施例１−１と同様に流動層を形成し、冷却試験を行ったが、比較例１−１、１−２、１−３では流動粒子の粉末４として、ＶＯ２の代わりに、エスパール＃１２５Ｌ（山川産業製アルミナ系球状粒子）、エスパール＃７５Ｌ（山川産業製アルミナ系球状粒子）、ＳｉＣ粒子（太平洋ランダム製ニッソランダムＮＧ  Ｈ―ＢＤ  Ｆ１２０）を用いている。なお、各流動粒子における気体の流入速度と最小流動化速度及び流速との関係は以下の表１に示す。
【表１】
2019105384.tif 000003
【００４９】
（実験結果）
上述の実施例１−１、比較例１−１〜１−３の結果は図９に示すグラフに示されている。実施例１−１では流動層６を形成する粒子として、固固相転移により潜熱蓄熱する粒子であるＶＯ２粒子を用いているため、５０秒程度で冷却対象５である伝熱球の温度は１５０℃以下となり、さらには７０秒以下で１００℃以下となっている。その一方で、比較例１−１〜１−３はいずれも伝熱球の温度が１５０℃以下となるのに６０秒以上かかっており、さらには９０秒の時点でも１００℃以上のままである。
【００５０】
［気体流入速度の変更試験］
（実施例２−１〜２−４）
実施例２−１〜２−４では、実施例１−１と同様に実験を行ったが、実施例２−１、２−２、２−３、２−４でそれぞれ気体の流入速度を８Ｌ／ｍｉｎ、１２Ｌ／ｍｉｎ、１６Ｌ／ｍｉｎ、２４Ｌ／ｍｉｎに設定して冷却実験を行った。
【００５１】
（実験結果）
実施例２−１〜２―４の実験結果は以下の表２のようになった。
【表２】
2019105384.tif 000004
【００５２】
［繰り返し冷却試験］
（実施例３−１〜３−７）
気体の流入速度は１２Ｌ／ｍｉｎ（最小流動化速度の３倍、流速は３．１ｃｍ／ｓに相当）とした以外は、実施例１−１と同様に実験を行った。そして、冷却期間を置くことなく、電気炉で加熱した伝熱球を複数回、流動層６に投入した。実施例３−１、３−２、３−３、３−４、３−５、３−６、３−７はそれぞれ１回目、２回目、３回目、４回目、５回目、６回目、７回目の投入実験に対応する。なお、それぞれの投入実験の際には、冷却試験直前の流動層６の温度を熱電対で測定した。
【００５３】
（比較例３−１〜３−５）
実施例３−１〜３−５におけるＶＯ２粒子を、エスパール＃１２５Ｌ（山川産業製アルミナ系球状粒子）に置き換え、同様に、冷却期間を置くことなく、電気炉で加熱した熱電球を複数回、流動層６に投入した。比較例３−１、３−２、３−３、３−４、３−５はそれぞれ１回目、２回目、３回目、４回目、５回目の投入実験に対応する。なお、エスパール＃１２５Ｌにおける気体の流入速度１２Ｌ／ｍｉｎは最小流動化速度の３倍、流速は３．１ｃｍ／ｓに相当する。
【００５４】
（実験結果）
実施例３−１〜３−７の実験結果を以下の表３に示す。
【表３】
2019105384.tif 000005
【００５５】
比較例３−１〜３−５の実験結果を以下の表４に示す。
【表４】
2019105384.tif 000006
【００５６】
表３に示す実施例３−１〜３−７は、流動層６を形成する流動粒子の粉末４が固固相転移により潜熱蓄熱する粒子であるＶＯ２で構成されているので、繰り返しの冷却によっても冷却性能が落ちづらいことがわかった。その一方で、比較例３−１〜３−５に示すように、流動層６を形成する粒子がエスパール＃１２５Ｌ、すなわち固固相転移により潜熱蓄熱する粒子でない場合は、繰り返しの冷却によって冷却性能が落ちやすいことがわかった。
【符号の説明】
【００５７】
１  冷却装置
２  冷却槽
３  投入手段
４  流動粒子の粉末
６  流動層
【図１】
2019105384.tif 000007
【図２】
2019105384.tif 000008
【図３】
2019105384.tif 000009
【図４】
2019105384.tif 000010
【図５】
2019105384.tif 000011
【図６】
2019105384.tif 000012
【図７】
2019105384.tif 000013
【図８】
2019105384.tif 000014
【図９】
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