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氷-水混相流による地域冷房用冷熱搬送システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 07555070
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 熱工学
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

服部 賢  長岡技術科学大学, 学長 (70016426)

研究分担者 河田 剛毅  長岡工業高等専門学校, 機械工学科, 助手 (50177705)
小杉 佐内  住友金属工業(株), 建設・エネルギー事業部, 専任部長(研究職)
吉田 可紀  (株)荏原総合研究所, エンジニアリング事業本部, 部長(研究職)
小川 康夫  (株)荏原総合研究所, 技術開発研究所, 理事(研究職)
白樫 正高  長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (60115110)
小杉 左内  住友金属工業(株), エネルギ設備技術部, 課長
研究期間 (年度) 1995 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
9,900千円 (直接経費: 9,900千円)
1997年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
1996年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
1995年度: 8,000千円 (直接経費: 8,000千円)
キーワード地域冷房 / 冷熱搬送 / 氷-水混相流 / 管摩擦損失 / 氷分率制御 / 閉塞 / 伝熱特性 / 熱交換器 / 潜熱利用 / 氷分率 / 蓄熱槽
研究概要

1.電力料金制度などの社会的状況を考慮した実用的な潜熱利用冷熱搬送システムの概念設計を行った。
2.直管および分岐管における氷水混相流の流動特性を調べ、氷水混相流の流動状態,圧力損失,分岐特性を明らかにし、広い条件の範囲についてこれらの予測を可能にした。また、水中における氷粒子塊の圧縮降伏応力を測定し、これが管内流れで形成されるクラスターにおける粒子の凝集力に対応することを明らかにした。
3.管内氷水混相流の氷分率と流量を所定の値に制御する装置を開発し、これにより管を通して供給する冷熱量を制御できる事を確認した。
4.閉塞が発生しやすいと予想された管路要素である水平管にエルボで接続された鉛直下降管、および分率調整器における閉塞を調べた。その結果、圧密型閉塞は鉛直下降管では発生せず、氷分率調整器では濃縮比がある限界値を越えたときに発生し、その限界濃縮比には粒子の性状が大きな影響を与えることを明らかにした。
氷水混相流利用地域冷房に適した蓄熱槽を試作し、その性能の確認と氷取り出し装置の今後の改良のための実験を行った。
6.需要側での冷熱の受け入れに従来の隔壁型熱交換器を用いる場合を想定して、二重管熱交換器における氷水混相流の熱伝達特性について実験的に調べ、流速,氷分率と熱伝達率の関係を明らかにした。
7.取り込んだ冷熱を効率よく使いきる需要側熱交換器として氷水直接接触式熱交換器を考案し、それを実用化する上で必要となる氷水間の伝熱特性を実験的に調べ、流速と熱伝導率の関係,所定の交換熱量を得るのに必要な氷量などを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (28件)

  • [文献書誌] 白樫 正高: "氷水二相流の管摩擦損失" 日本機械学会論文集. 61・585. 1632-1639 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 河田 剛毅: "分岐管における氷水二相流の流動特性と氷分率制御" 日本氷雪学会誌 雪氷. 58・5. 405-415 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 河田 剛毅: "氷-水直接接触法における熱伝達特性に関する研究" 第33回日本伝熱シンポジウム講演論文集. Vol.III. 665-666 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 川村 与志夫: "氷水混相流の閉塞現象に関する研究" 混相流シンポジウム'97(第16回)講演論文集. 85-86 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 川村 与志夫: "氷水混相流による冷熱輸送のための機器の開発" 混相流シンポジウム'97(第16回)講演論文集. 87-88 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 河田 剛毅: "氷粒群と水の間の伝熱特性に関する研究" 混相流シンポジウム'97(第16回)講演論文集. 93-94 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masataka Shirakashi: "Characteristics of Ice/Water Mixture Flow in Horizontal Circular Pipes" Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers. 61-585. 1632-1639 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshitaka Kawada: "Characteristics of Ice/Water Mixture Flow in a Branching Pipe and Development of an Ice Fraction Control Technique" Journal of the Japanese Society of Snow and Ice, Seppyo. 58-5. 405-415 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshitaka Kawada: "Heat Transfer Characteristics of Ice-Water Direct Contact Heat Exchanger" 33rd National Heat Transfer Symposium of Japan. Vol.III. 665-666 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshio Kawamura: "Blokage of Ice/Water Slurry flow at Piping Elements" The 16th Multiphase Flow Symposium '97. 85-86 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshio Kawamura: "Development of Apparatuses for Cooling Energy Tranport Using Ice/Water Slurry" The 16th Multiphase Flow Symposium '97. 87-88 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshitaka Kawada: "Heat Transfer Characteristics between Ice Particles and Water" The 16th Multiphase Flow Symposium '97. 93-94 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 白樫正高: "氷水二相流の管摩擦損失" 日本機械学会論文集. 61・585. 1632-1639 (1995)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 河田剛毅: "分岐管における氷水二相流の流動特性と氷分率制御" 日本氷雪学会誌 雪氷. 58・5. 405-415 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 河田剛毅: "氷-水直接接触法における熱伝達特性に関する研究" 第33回日本伝熱シンポジウム講演論文集. Vol.III. 665-666 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 川村与志夫: "氷水混相流の閉塞現象に関する研究" 混相流シンポジウム'97(第16回)講演論文集. 85-86 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 川村与志夫: "氷水混相流による冷熱輸送のための機器の開発" 混相流シンポジウム'97(第16回)講演論文集. 87-88 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 河田剛毅: "氷粒群と水の間の伝熱特性に関する研究" 混相流シンポジウム'97(第16回)講演論文集. 93-94 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 河田剛毅: "氷-水直接接触法における熱伝達特性に関する研究" 第33回日本伝熱シンポジウム講演論文集. Vo1.III. 665-666 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Takizawa,S.: "Flow characteristics of an ice/water mixture in a branching pipe and development of a fraction control technique" Proc.3rd International Conference on Snow Engineering. 165-166 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Kawada,Y.: "Characteristics of an ice/water mixture flow in horizontal circular pipes" Proc.9th International Symposium on Transport Phenomena (ISTP-9) in Thermal Fluids Engineering. 909-914 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 白樫正高: "雪氷の水力輸送に関する研究(第3報)" 日本雪氷学会誌 雪氷. 58・3. 215-222 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 白樫正高・北原拓夫: "雪氷の水力輸送に関する研究(第3報電導度式雪分率計の管内流れへの適用)" 日本雪氷学会誌 雪氷. 58. 215-222 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 白樫正高 他2名: "氷水二相流の管摩擦損失" 日本機械学会論文集(B). 61. 1632-1639 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 白樫正高 他1名: "雪氷の水力輸送に関する研究(第3報電導度式分率計の管内流れへの適用)" 日本雪氷学会誌 雪氷. (掲載予定). (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 滝沢伸也 他2名: "氷水二相流による冷熱輸送に関する研究(分岐管における分配特性)21GC03:日本機械学会 講演論文集" 95-19. 19-20 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] TAKIZAWA,Shin′ya et al.: "Flow Characteristics of an ice/water mixture in a branching pipe and development of a fraction control technique" Proc. 3rd Intern. Conf. Snow Engineering. (掲載予定). (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] KAWADA Yoshitaka et al.: "Characteristics of ice/water mixture flow in horizontal circular pipes" Proc. 9th Intern. Sympo. Transport Phenomena in Thermal-Fluids Engineering. (掲載予定). (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1995-04-01   更新日: 2016-04-21  

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