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BD太陽集光装置の固体撹拌・直接加熱式蓄熱槽の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K06973
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 エネルギー学
研究機関宮崎大学

研究代表者

長瀬 慶紀  宮崎大学, 工学部, 教授 (90180489)

研究協力者 友松 重樹  
河村 隆介  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード太陽熱 / 蓄熱 / 太陽集光装置 / 再生可能エネルギー / ビームダウン式太陽集光装置 / 放射流束
研究成果の概要

ビームダウン式太陽集光装置(BDSC)は,太陽光を下向きに集光するタイプのタワー型太陽集光装置である.
本研究では,BDSCのための,固体蓄熱粒子を移動させながら,直接太陽光で直接加熱する形式の太陽光レシーバの機能を備えた蓄熱装置の設計・製作を行った.アルミナを蓄熱粒子としてBDSCで行った実験で,最高温度1570℃を達成した.また,蓄熱粒子の粒径や材質の違う粒子を用いた実験も行った結果,粒子の熱物性よりも吸収率が蓄熱効率に大きな影響を及ぼすことがわかった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

ビームダウン式太陽集光装置(BDSC)は,下方向に太陽光を高倍率で集光することのできる装置である.この特徴を生かした蓄熱装置を開発し,実際にBDSCにより加熱実験を行った結果,1000℃以上の高温での顕熱蓄熱を可能にした.このことにより,高温作動流体を必要とするガスタービン駆動への応用が視野に入った.また,蓄熱の高温化は,熱機関を高効率に駆動することや,蓄熱装置のコンパクト化に貢献できることにも意義がある.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 7件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Experimental and analytical examination in solid sensible cylindrical heat storage block consisted of ferronickel slag2019

    • 著者名/発表者名
      Ryuusuke Kawamura, Kozo Onoue, Yoshinori Nagase and Shigeki Tomomatsu
    • 雑誌名

      Dynamics and Control of Advanced Structures and Machines, Springer

      巻: - ページ: 69-79

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ビームダウン式太陽集光装置のための固体撹拌型蓄熱装置の改良2018

    • 著者名/発表者名
      前田順登,長瀬慶紀,友松重樹,安在晋太郎,木村正寿
    • 雑誌名

      宮崎大学工学部紀要

      巻: 47 ページ: 49-54

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 太陽熱発電用レシプロエンジンの改良(水蒸気駆動時のコントローラビリティの改善)2018

    • 著者名/発表者名
      安在晋太郎,友松重樹,長瀬慶紀,林則行,前田順登,楠原厚志
    • 雑誌名

      宮崎大学工学部紀要

      巻: 47 ページ: 67-72

    • NAID

      120007120704

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Improvement of a Particle Receiver for a Beam-down Solar Concentrator,2017

    • 著者名/発表者名
      N. Maeda, Y. Nagase, S. Tomomatsu, S. Anzai, R. Kawamura
    • 雑誌名

      4th International Conference on Applied and Mechanical Engineering 2017

      巻: 1 ページ: 91-95

    • NAID

      120007120707

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of Compressed Air Engine for Solar Thermal Generation2017

    • 著者名/発表者名
      S. Anzai, S. Tomomatsu, Y. Nagase, N. Maeda, N.Hayashi
    • 雑誌名

      4th International Conference on Applied and Mechanical Engineering 2017

      巻: 1 ページ: 87-90

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ビームダウン式太陽集光装置のための機械撹拌式顕熱蓄熱装置の開発2017

    • 著者名/発表者名
      長瀬 慶紀, 森 暢彦, 友松 重樹, 河村 隆介, 金子 宏, 松原 幸治
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 83 号: 847 ページ: 16-00370-16-00370

    • DOI

      10.1299/transjsme.16-00370

    • NAID

      130006943737

    • ISSN
      2187-9761
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of Material Layers in a Compound Circular Receiver Model Design for Concentrating Solar Power2016

    • 著者名/発表者名
      Ryuusuke Kawamura, Yoshinori Nagase, Shigeki Tomomatsu
    • 雑誌名

      Dynamics and Control of Advanced Structures and Machines

      巻: 1 ページ: 125-136

    • DOI

      10.1007/978-3-319-43080-5_14

    • ISBN
      9783319430799, 9783319430805
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Measurement of Heat Flux on Light Condensing Spot of a Solar Simulator2016

    • 著者名/発表者名
      Y.Nagase, S.Tomomatsu, T.Kikunaga, R.Kawamura
    • 雑誌名

      International Journal of Innovations in Engineering and Technology

      巻: 1 ページ: 8-16

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Improving Uniformity of Temperature Distribution in Heating Medium of a Solar-Particle Receiver2018

    • 著者名/発表者名
      N. Maeda, Y. Nagase, S. Tomomatsu, Y. Fukui, S. Akasaka, F. Nomura, R. Kawamura
    • 学会等名
      International Conference on Science, Technology & Education
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on Effect of Valve Timing to Performance of Compressed Air Engine2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Fukui, S. Tomomatsu, Y. Nagase, N. Maeda, N. Hayashi
    • 学会等名
      International Conference on Science, Technology & Education
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Examination in Mortar Hollow Circular Cylinder Block for Heat Storage2018

    • 著者名/発表者名
      Z. Y. ZHOU, S. IWAKIRI, K. ONOUE, Y. NAGASE, S. TOMOMATSU,R. KAWAMURA
    • 学会等名
      The 6th Asian Conference on Mechanics of Functional Materials and Structures
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 太陽熱蓄熱材料の吸収率の簡易計測方法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      髙橋 隼也,前田 順登,長瀬 慶紀,友松 重樹
    • 学会等名
      第10回日本機械学会九州支部宮崎地区学生研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 軽焼ドロマイト加熱特性の調査2018

    • 著者名/発表者名
      赤坂 重尭,前田 順登,長瀬 慶紀,友松 重樹
    • 学会等名
      第10回日本機械学会九州支部宮崎地区学生研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械攪拌式蓄熱装置の蓄熱温度均一化の検討2018

    • 著者名/発表者名
      畑  奉佑,前田 順登,長瀬 慶紀,友松 重樹
    • 学会等名
      第10回日本機械学会九州支部宮崎地区学生研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 太陽熱蓄熱装置からの熱の取り出し方法の検討2018

    • 著者名/発表者名
      野村 文椰,前田 順登,長瀬 慶紀,友松 重樹
    • 学会等名
      第10回日本機械学会九州支部宮崎地区学生研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 宮崎大学における太陽熱利用の取り組み-集光部放射流束計測装置,太陽熱変換装置,エンジン,蓄熱について-2017

    • 著者名/発表者名
      長瀬慶紀,友松重樹,河村隆介
    • 学会等名
      第24回技術・研究発表交流会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] モルタル円筒蓄熱ブロックの量実験及び理論的考察2017

    • 著者名/発表者名
      周 志雲, 早瀬憲佑, 岩切翔平, 中西由希子, 尾上幸造, 長瀬慶紀, 友松重樹, 河村隆介
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2017材料力学コンファレンス
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Storage performance analysis of solid sensible cylindrical heat storage block consisted of ferronickel slag2017

    • 著者名/発表者名
      R. Kawamura, Y. Nakanishi, K. Onoue, Y. Nagase, S. Tomomatsu, K. Yasui, K. Hayase, Z.Y. Zhou
    • 学会等名
      3rd International Workshop on Advanced Dynamics and Model Based Control of Structures and Machines
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ビームダウン式太陽集光装置のための固体攪拌型蓄熱装置の改良2017

    • 著者名/発表者名
      前田順登,森暢彦,西山拓冶,長瀬慶紀,友松重樹,河村隆介
    • 学会等名
      第9回日本機械学会九州支部宮崎地区 学生研究発表会
    • 発表場所
      宮崎大学(宮崎市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Fabrication and Performance of Thermal Storage of a Mortal Hollow Circular Block for Solar Thermal Energy Storage using Green Sand2016

    • 著者名/発表者名
      R. Kawamura, N. Yoshinori, S. Tomomatsu, K. Onoue, K. Yasui
    • 学会等名
      5th Asian Conference on Mechanics of Functional Materials and Structures
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2016-10-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a Particle Receiver for a Beam-down Solar Concentrator2016

    • 著者名/発表者名
      N. Mori, Y. Nagase, S. Tomomatsu, R. Kawamura
    • 学会等名
      International Conference on Science, Technology & Education
    • 発表場所
      Thailand
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on Applicability of Reciprocating Engine for Solar Heat Power Generation2016

    • 著者名/発表者名
      S. Tomomatsu, Y.Nagase, R. Kawamura, N. Hayashi
    • 学会等名
      International Conference on Science, Technology & Education
    • 発表場所
      Thailand
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ビームダウン式太陽集光装置のための機械撹拌式顕熱蓄熱装置の開発2016

    • 著者名/発表者名
      長瀬慶紀,森暢彦,友松重樹,河村隆介,金子宏,松原幸治
    • 学会等名
      日本機械学会第21回動力・エネルギー技術シンポジウム
    • 発表場所
      横浜市開港記念会館(横浜市)
    • 年月日
      2016-06-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [産業財産権] 蓄熱装置2016

    • 発明者名
      長瀬慶紀
    • 権利者名
      長瀬慶紀
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016-12-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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