2018 Fiscal Year Annual Research Report
Space-time concentration of unused thermal energy by using adsorption heat storage and its application to temperature control of mold in polymer injection molding process
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16H04275
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
佐藤 勲 東京工業大学, その他, 理事・副学長 (10170721)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齊藤 卓志 東京工業大学, 工学院, 准教授 (20302937)
川口 達也 東京工業大学, 工学院, 助教 (40376942)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | エネルギー工学 / 吸着蓄熱 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究計画の最終年度には、前二年度で構築し知見を得たデシカントによる急速加熱機構を内包したプラスチック射出成形金型とデシカントへの蓄熱部、金型・蓄熱部間のデシカント輸送系を総合して、実プロセスの時間的制約の中でのシステムとしての性能評価を行った。すなわち、デシカントによる急速加熱はデシカントへの水分の吸着速度で決まり、これまでの知見によれば、30秒程度で実用上十分な温度上昇が得られるが、発熱後のデシカントの再生・脱着過程には数100秒といったより長い時間を要する。したがって、吸着発熱による金型昇温を実プロセスで実現するには、成形サイクルごとに必要なデシカントをまとめて再生するようシステムとしてのバランスをとった運用が求められる。
本年度は、デシカントとしてモレキュラーシーブス4Aを用いて吸着発熱・再生脱着過程の速度論について実験的検討によって知見を加えるとともに、デシカントによる急速加熱機構を内包した金型を装着する成形機とデシカントを再生する未利用廃熱の存在する地点との間のデシカント輸送を組み合わせたシステムを想定し、上記のバランスをとった運用条件下での未利用廃熱による消費エネルギー削減率を算定した。その結果、本実験条件の下では、サイクル時間平均の金型加熱熱流1 kWあたり（金型加熱時間がサイクル時間の1/5である場合には加熱中の熱流5 kWに相当）、デシカント再生による蓄熱熱流は1.96 kWであり、デシカント再生と輸送に必要な外部エネルギーは0.76 kWとなることが示された。すなわち、吸着蓄熱を利用した未利用熱の時空間凝縮によってプラスチック射出成形金型加熱を行うことが可能であり、電力により金型を昇温させる場合に比して少なくとも24％の消費エネルギーが削減できることが明らかとなった。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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