2019 Fiscal Year Annual Research Report
Compact-type superheated steam generator using arc and corona discharge
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17K06291
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
杉本 俊之 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (10282237)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 過熱水蒸気 / コロナ放電 / アーク加熱 / コンパクト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
液体の水の状態から水を加熱して一気に過熱水蒸気を生成する方式において、最終年度は加熱温度をさらに向上させる方法について検討した。銅製の円筒電極とその中心軸上にコロナ放電電極を配置した加熱装置を構築した。円筒型電極の先端に側面から直流アーク放電を終端させて加熱させるとともに、円筒電極の反対側の端部から液体の水を供給するシステムにおいて、中心軸上に配置したコロナ放電電極のイオン風が円筒電極内での水蒸気を壁面に駆動し、加熱効率を向上させることを狙った。また、円筒電極の直径と肉厚を調整することによる過熱水蒸気の温度変化を確認した。
その結果、コロナ放電電極の針電極の先端は、1）アーク加熱部を向くように設置すること、2）コロナ電流をできるだけ大きくすること、加熱温度の上昇に寄与することが分かった。また、円筒電極の直径を小さく、肉厚を薄くすることにより、伝熱抵抗を高くすることでアーク点付近の円筒電極温度を最大700℃まで上昇できることが分かった。これにより、過熱水蒸気が当たる対象物の温度を最大340℃まで5分以内に高めることが可能であることが分かった。しかしながら、過熱水蒸気の温度を高くするために円筒電極の直径を小さくすることは、過熱水蒸気中のコロナ放電電流を一気に増加させることにつながり、コロナ放電電極と円筒電極との間で火花放電が発生してしまうことも分かった。さらに温度を上げるためには、円筒電極を小さくするのではなく、アーク放電電極の数を増やす必要があることが判明した。
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