2005 Fiscal Year Annual Research Report
熱輸送デバイス/熱電エンジンによる熱回収システム化技術
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13852008
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
西尾 茂文 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00111568)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
白樫 了 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (80292754)
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| Keywords | エネルギー有効利用 / 低温排熱 / ヒートパイプ / 熱電素子 / ソフトエンジン |
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| Research Abstract |
本年度は、(1)本研究で熱輸送デバイスとして対象としているSEMOS heat pipeの熱輸送限界に関する実験を継続するとともに、(2)SEMOS heat pipeに関する熱流動シミュレーション手法を開発し、さらに(3)熱電素子にSEMOS heat pipeを装着した熱回収ユニットの試作・作動実験を行った。
(1)については、内径0.6mm〜1.5mmの銅パイプ製の2ターンSEMOS heat pipe(加熱・冷却部長さ50mm)について、水、エタノール、R141bを作動流体として、熱輸送限界の実験を液体封入率αをパラメータとして行い、昨年度得られた結果、すなわち、熱輸送限界はαの大きくは依存しないので熱抵抗の小さいα=50%程度が適していること、管径を細くしてもターン数を増大すれば熱輸送限界は低下しないこと、作動液体として水やエタノールが適していることを再確認した。
(2)については、作動流体の熱流動について、蒸気プラグ部と液体スラグ部とを作動流体ユニットとするモデル化を行い、数値シミュレーションを行った結果、このモデルが熱輸送量の加熱部・冷却部温度差への依存性を定性的にも定量的にもよくあらわすことを示した。
(3)については、ビスマス・テルル系汎用熱電モジュールの両面にSEMOS heat pipeをそれぞれ1本ずつ加熱用、冷却用として配置したモデルエンジンを試作し、変換効率0.86%が得られることを示した。SEMOS heat pipeの実行熱伝導率は動の100倍程度に達しているが、接合部における熱抵抗の軽減が課題として残った。
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