2015 Fiscal Year Research-status Report
クラウンカムを用いたスチームエンジンの開発に関する研究
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26420074
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
小松原 英範 山形大学, 理工学研究科, 助教 (40361274)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大町 竜哉 山形大学, 理工学研究科, 准教授 (80250679)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 機械要素 / 機構 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現代の輸送機器のほとんどは化石燃料をエネルギー源としている．しかし，化石燃料の枯渇や排気ガスによる大気環境汚染が問題となっており，燃料の節約やエネルギーを有効活用するための技術が求められている．大型船舶のディーゼル主機関では，燃料のもつエネルギーの約35[%]が排気ガスの熱として捨てられている．本研究は，排気熱からエネルギーを回収する技術の確立である．排気熱から蒸気を生成し，スチームエンジンによる発電が可能となれば，大幅な船舶の省エネルギー化が実現できる．本研究の目的は，船舶で生成される低圧の蒸気を使用して作動する発電用のスチームエンジンの開発であり開発目標は，出力2kWのスチームエンジの開発である．また，本研究の最終目標は，ディーゼル主機関に対して4％の排気熱回収システムの構築である．なお，平成２７年度の進捗状況は以下である．
[1.スチームエンジン試作機の製作・設置・試運転］ 平成26年度に設計したスチームエンジン試作機本体および給排気装置の製作・設置・試運転を行う予定であった．しかし，先行試作機の試験結果より，スチームエンジンのシール部品の設計変更の必要性が発生したため，スチームエンジン本体の設計変更を行った．また，スチームエンジンのバルブタイミングとバルブ開度の試験結果より，吸排気装置の設計変更の必要性が発生したため，吸排気装置の設計変更を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
先行試作機の試験結果より，スチームエンジンの設計変更の必要性が出たため，大幅な設計変更を行った．その後，スチームエンジンの部品発注前に研究代表者が約半年病気休暇となったため，スチームエンジン試作機の製作・設置・試運転が予定通り遂行できなかった．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度については以下の項目を予定している．
[1.スチームエンジン試作機の製作・設置・試運転] スチームエンジン試作機本体および給排気装置を実際に製作する．製作したスチームエンジン試作機の設置を行い，設置後に配管作業および配線作業を行う．その後，圧縮空気を用い，試運転を行う．圧縮空気を用いた試運転では，まず，吸排気装置の作動確認を行う．
[2.スチームエンジン試作機の性能試験] 製作したスチームエンジン試作機の性能試験を行う．試験では，各部に取り付けた圧力計，温度計および流量計により，各部圧力，温度および流量の測定を行う．スチームエンジンの性能試験は，まず圧縮空気を作動媒体として行い，その後，飽和蒸気での試験を行う．各シリンダ圧力およびクランク角度より図示出力を求め，負荷トルクおよび回転数より軸出力を求め，それらより機械効率を算出する．
[3.スチームエンジン試作機の性能試験の評価] スチームエンジン試作機の性能評価を行うため，吸排気装置のバルブタイミングやバルブ開度を変更し性能試験を行う．スチームエンジン試作機の性能試験後，試験結果を整理し，結果の分析を行い，考案された新しいスチームエンジンの性能評価を行う．最後に，これまで行ってきたスチームエンジンの効率解析・スチームエンジン試作機の設計・製作・実験結果について総括し，学術論文をまとめる．
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| Causes of Carryover |
設計した試作スチームエンジン部品の発注前に，研究代表者が体調を崩し，約半年病気休暇となったため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
設計した試作スチームエンジン部品の発注を早急に行い，スチームエンジン試作機の製作・設置・試運転を早急に行う．
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