2005 Fiscal Year Annual Research Report
連続二段階水分解反応装置による集光太陽熱のソーラ水素転換技術の開発研究
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17206100
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
玉浦 裕 東京工業大学, 炭素循環エネルギー研究センター, 教授 (00108185)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉澤 善男 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (00016627)
金子 宏 東京工業大学, 理学部, 助手 (90323774)
長谷川 紀子 東京工業大学, 炭素循環エネルギー研究センター, 助手 (30361801)
布施 明徳 東京工業大学, 炭素循環エネルギー研究センター, 非常勤研究員
児玉 竜也 新潟大学, 自然科学系, 教授 (60272811)
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| Keywords | 回転反応炉 / Ni,Mn-フェライト / 反応性セラミックス / ガスシールセパレーター / ビームダウン集光系 / 多重リング型タワー反射 / 自己姿勢認識型ヘリオス / GPS法 |
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| Research Abstract |
1kWの回転反応炉にNi,Mn-フェライトを反応性セラミックスとして用いて、酸素放出反応室と水素発生反応室の各温度(T_O,T_H)、回転速度(ω_t)、ガスシール流量(L_C)、キャリヤーガス流量(L_O,L_H)、水蒸気流量(L_S)をパラメーターとして、酸素放出量と水素発生量との相関性データーを取得し、8工程でのロータリー反応炉の運転方式は単純な3工程で運転可能であることを見出し、これに基づき、10kW回転反応炉の開発では、運転方式として3工程(酸素放出工程、水素発生、排気工程)を採用し、これにガスシールセパレーターを3箇所設置することとし、ローター反応炉の直径r=50cm、To(max)=1500℃、集光ビームflux=2100kW/m2、ω_t=2.5回転/minで水素発生速度ν_H500l/minのスペックで設計し、その試作を行った。50kW反応炉の開発設計については、ビームダウン集光系の地上焦点のフラックス分布を元に検討する必要があり、まず、このフラックス分布を正確に計算するシミュレーターの開発を行った。そのため、ray-tracing法により多重リング型タワー反射鏡を用いるビームダウン集光システムの集光flux分布計算手法の開発を行い、その手法をC言語によるソフト化を行った(flux分布をシミュレーションできるところには達していないが、解に収束するところまでは開発された)。さらに、これを実際に集光システムの実用化に向けて利用できるようにすることを目的として、CGと連携させるため、CGによるビームダウン就航システムの3D表現化のソフト開発を行った。また、自己姿勢認識型ヘリオスタットの実用化規模の1/5スケール(2m x 2m)の設計・試作を行い、新規に開発した内容について特許出願を行った。自己姿勢認識システムは3点認識法とGPS法の両者について検討し、GPS法が優れること見出した。
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