| 研究課題/領域番号 |
05558063
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| 研究種目 |
試験研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
エネルギー学一般・原子力学
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
土方 邦夫 東京工業大学, 工学部, 教授 (60016582)
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| 研究分担者 |
鳥越 邦和 ダイキン工業(株), 機械研究所, 所長
鈴木 祐二 (鈴木 裕二) 東京工業大学, 工学部, 助手 (20242274)
中別府 修 東京工業大学, 工学部・, 助手 (50227873)
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| 研究期間 (年度) |
1993 – 1994
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| 研究課題ステータス |
完了 (1994年度)
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| 配分額 *注記 |
7,900千円 (直接経費: 7,900千円)
1994年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
1993年度: 4,400千円 (直接経費: 4,400千円)
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| キーワード | ヒートポンプ / 慣性 / フリーピストン / 膨張圧縮機 / ランキンサイクル |
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| 研究概要 |
本研究ではフリーピストン式膨張圧縮機を試作し、その動作時の注意点、特性を明かにし、ランキンサイクルとヒートポンプサイクルが組み合わさった、複合サイクルを実現することを目的としている。昨年度迄にフリーピストン式膨張圧縮機を試作を終了していた。本年度は、問題となっていた吸・排気弁の流量不足を、新たに弁を設計、製作することで解決し、また、ピストン位置を磁石と磁気センサーで精度よく測定できるように改良した。
膨張圧縮機は、作動流体に窒素ガスを用い、高圧弁、中圧弁、低圧弁の開閉タイミングと全体の動作周期を固定した運転モードと磁気センサーで検出したピストン位置から弁の開閉タイミングを制御するインテリジェントモードの2つの方法で運転を試みた。また、ピストンの位置、速度、左右の膨張室の圧力の測定を行い作動特性の評価を行った。駆動ガスの圧力を3気圧とした場合、固定周期運転では、1Hz以下でピストンは高圧ガスが印加された直度に急速に移動する間欠運動を示し2Hz以上で滑らかな連続運動を示した。運転周波数を増加するとピストンの振幅が減少し、所用の中圧を作るには作動流体を放出する弁の開閉を高速で行わねばならない等の知見を得た。また、インテリジェントモードの運転では、ピストンは流入圧力、放出圧力、弁の開閉時間、センサー・制御系の応答時間で決まる運転周期を持ち、本研究における実験範囲内では数Hzから10Hz程度であった。理論解析との比較から、弁を変えたことで、流入流出時の抵抗損失が低下し、また、数Hz以上の高速運転時には、高圧膨張室からピストンとシリンダーの間隙を通して低圧膨張室へのもれ損失も無視し得ることが分かった。
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