| 研究課題/領域番号 |
16360481
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
エネルギー学
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
辻川 吉春 大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (70112539)
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| 研究分担者 |
砂田 茂 大阪府立大学, 工学研究科, 助教授 (70343415)
金子 憲一 大阪府立大学, 工学研究科, 助手 (60285301)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2006
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| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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| 配分額 *注記 |
15,000千円 (直接経費: 15,000千円)
2006年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
2005年度: 4,900千円 (直接経費: 4,900千円)
2004年度: 7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
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| キーワード | 分散エネルギーシステム / 常圧タービン / 高温型燃料電池 / 固体酸化物型燃料電池 / 溶融炭酸塩型燃料電池 / マイクロチャネル熱交換器 / 極超音速エンジン / LNG冷熱利用 / 内部改質MCFC(炭酸融解塩形) / マイクロチャネル螺旋熱交換器 / MCFC(炭酸溶融塩形) / 螺旋型熱交換器 / 極超音速推進 / SOFC(固体酸化物) / 液化天然ガス / 低温エクセルギー |
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| 研究概要 |
常圧タービンを基本とする次世代複合発電等の産業システムを実現するために、各種の高効率ハイブリッドシステムを提案し、性能解析を行う。次に実際のシステム構築上の問題点の解決、特に、冷却器、中間冷却器に対して非常に高い熱交換効率が望まれること、また冷却器、中間冷却器内で燃焼ガス中の水分の凝縮が効率を左右するので、これらの現象の影響を明らかにする。
まず、システム解析の成果としては、反転ブレイトンサイクルを基本とする常圧タービン(APT)とMCFC(溶融炭酸塩形燃料電池)とのハイブリッド化を目指したシステムの詳細な解析を実施した。平成16年度は、燃料としての天然ガスを外部改質するシステムとAPTとのハイブリッドシステムについて、平成17年度、18年度では間接内部改質する形式を採用した。併せて極超音速エンジンへの転用の可能性についても論じた。その結果、この組み合わせ形式によると総合効率で65%以上の高い発電効率が達成されること、及び出力比、燃料利用率、電池の反応温度、改質温度等のパラメータの影響を明らかにした。
次に、冷却器、中間冷却器内で燃焼ガス中の水分の凝縮が効率を左右するので、これらの現象の影響を実験的に明らかにした。また反転ブレイトンサイクルの主要構成機器である予冷却器及び中間冷却器をモデル化して、数値解析によりその性能を解析し、併せて超小型の実験モデルを設計・製作し、性能確認実験をし、高温燃焼ガスおよび冷却空気の取り込み部の形状を工夫した多層螺旋型のマイクロチャネルを有する予冷却器および中間冷却器が、設計値を満足する性能を示し、常圧タービンシステム(APT)に適用可能であることを確認した。併せて、超小型APT実現に向けて、高温ガス源たる、燃焼器についても試作、性能計測を行った。
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