1998 Fiscal Year Annual Research Report
高価値エネルギー直接抽出新燃焼法に関する総合的研究
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08308027
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| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
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Principal Investigator |
越後 亮三 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (70037737)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
城戸 裕之 九州大学, 工学部, 教授 (50037959)
高城 敏美 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (40029096)
吉田 英生 京都大学, 大学院工学研究科, 教授 (50166964)
池上 詢 京都大学, 大学院エネルギー科学研究科, 教授 (70025914)
花村 克悟 岐阜大学, 工学部, 助教授 (08650253)
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| Keywords | 新燃焼法 / エネルギー変換 / エクセルギー / 高価値エネルギー |
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| Research Abstract |
本研究では化学エネルギーを熱に変換する従来の燃焼を改め,燃焼過程中に価値の高いエネルギーを直接抽出する方法を提案し,12名の研究者がそれぞれ分担して力学エネルギー(動力を含む),高価値物質合成,光エネルギーを高い比率で発生させる課題に対して理論解析と実験を実施した.主な研究成果を要約すると次のようになる.
1. 力学エネルギーへの変換:流体を加速することによる運動エネルギーへの変換と内撚機関における燃焼制御による動力発生に焦点を絞り,前者においては等温膨張燃焼を利用して流体加速し,運動エネルギーを高比率で発生させる実験並びに理論解析を行なう一方,後者ではガスタービン,内燃機関へ応用した場合の性能評価を検討し,さらにエクセルギー解析を進め,優れた特徴があることを明らかにした.
2. 高価値物質の合成:天然ガスの主成分であるメタンの水蒸気改質を部分燃焼によって理論的に必要な最低限度のエネルギー量に近付ける燃焼方法として多孔構造体内の往復流動燃焼を適用し,メタン転換率は80〜90%,熱効率は85%と極めて高い性能が得られることを理論解析と実験によって明らかにし,新しい基盤技術として期待できることを示した.
3. 光エネルギー変換:光エネルギーへの変換は従来のガス灯に比較して高い変換効率は実験的に実現できたものの,依然低い水準にあり,多孔構造体に塗布する新しい希土類元素の探索が必要である.
4. その他電気エネルギー直接抽出を目指して多孔構造体内燃焼場の電気的構造を実験的に調べた.本研究では予備的な段階であり,今後の研究展開に際しての問題点の摘出を得るに止まったが,新しい展開を計る場合の指針を得ることが出来た.
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[Publications] J.G.Hoffmann: "Analytical Study on Flammable Limits of Reciprocating Superadiabatic Combustion" Proc.Transport Phenomena in Combustion. Vol.2. 1430 (1996)
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[Publications] J.G.Hoffmann: "Analytical Study on Flame Stabilization in Reciprocating Combustion in Porous Media" Proc.26^<th> Symposium (International) on Cmbusion. 2709 (1996)
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[Publications] J.G.Hoffmann: "Experimental Study on Combustion in Porous Media with a Reciprocating Flow System" Combustion and Flame. Vol.111. 32-46 (1997)
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[Publications] 越後 亮三: "エクセルギー再生燃焼によるガスタービンの高性能化" 日本機械学会論文集B編. 63・811. 2531 (1997)
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[Publications] 越後 亮三: "エクセルギー再生燃焼-等温膨張過程を有するガスタービンサイクルを中心に-" エネルギー・資源. 19・5. 402 (1998)
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[Publications] R.Echigo: "Isothermal Expansion Combustion Aiming at Effective Regeneration of Exergy-Part 1" 5^<th> ASME/JSME Thermal Engineering Joint Conference. (1999)
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[Publications] M.Saito: "Isothermal Expansion Combustion Aiming at Effective Regeneration of Exergy-Part 2" 5^<th> ASME/JSME Thermal Engineering Joint Conference. (1999)
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[Publications] 一宮浩市: "多孔性物質内における素材・流体間の熱伝達評価の一方法" 日本機械学会論文集(B編). 63・611. 2430 (1997)
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[Publications] 一宮 浩市: "多孔性固体内の火炎伝播に関する実験的研究" 第35回燃焼シンポジウム講演論文集. 651 (1997)
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[Publications] 花村 克悟: "多孔質体内における超断熱燃焼を用いたメタンの直接改質" 第36回燃焼シンポジウム講演論文集. (1998)
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[Publications] 花村 克悟: "多孔質体内部における往復流動超断熱燃焼を用いたメタン直接改質(第1報:理論解析)" 日本機械学会論文集(B編). 65・630. 768 (1999)
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[Publications] 花村 克悟: "多孔質体内部における往復流動超断熱燃焼を用いたメタン直接改質(第1報:実験的研究)" 日本機械学会論文集(B編). 65・631. (1999)
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[Publications] 花村 克悟: "往復流動超断熱燃焼機関に関する研究" 第36回燃焼シンポジウム講演論文集. 167-169 (1998)
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[Publications] 岩村 真樹(池上 詢): "空気圧縮機関を用いた動力システム" 日本機械学会講演論文集(関西支部74期講演会). (1999)
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[Publications] 池上 詢: "火花点火機関の絞り損失の解析" 日本機械学会講演論文集(関西支部73期講演会). 2-13 (1998)
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[Publications] T.Takagi: "Exergy Analysis and the Consequent Cycle Optimization of the H2/O2 Gas Turbine Systems" The 2^<nd> International Symposium on Heat and Mass Transfer. 53-57 (1997)
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[Publications] 木下 進一(高城敏美): "ガスタービンシステムにおけるエクセルギー損失解析" 第78期日本機械学会通常総会講演会 資料集(VI). 124-125 (1998)
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[Publications] 高城 敏美: "ガスタービンシステムのエクセルギー解析(燃焼に伴うエクセルギー損失特性)" 第35回日本伝熱シンポジウム. 1/3. 35-36 (1998)
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[Publications] 木下 進一(高城敏美): "燃焼に伴うエクセルギー損失特性とガスタービンシステムの熱効率への影響" 第36回日本伝熱シンポジウム. 465-458 (1998)
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[Publications] 城戸 裕之: "選択拡散効果を考慮した乱流予混合火炎構造の検討" 自動車技術会論文集. 29・3. 49-54 (1998)
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[Publications] エネルギー・資源学会編: "エネルギー・資源ハンドブック" オーム社, 1369 (1997)
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[Publications] 吉田 邦夫編: "エクセルギー再生産の学理" 共立出版(株), 213 (1999)
