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凝固相剥ぎ取りによる超高速熱交換潜熱蓄熱システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K14543
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 エネルギー学
研究機関東北大学

研究代表者

丸岡 伸洋  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (40431473)

研究分担者 埜上 洋  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (50241584)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード潜熱蓄熱 / 高速熱交換 / 未利用熱有効利用 / CO2排出削減 / 熱工学 / 凝固相剥ぎ取り / 機械的伝熱面更新 / PCM / 剥ぎ取り / 界面制御 / 伝熱促進 / エネルギーカスケード利用 / 廃熱利用 / 蓄熱
研究成果の概要

エネルギー消費削減にはエネルギーのカスケード利用が必要で、その実現に「潜熱蓄熱法」は有用である。従来の潜熱蓄熱法では放熱時の蓄熱剤凝固層生成による伝熱速度の著しい低下が問題である。本研究では回転伝熱管および固定羽根により伝熱管表面を機械的に更新する「凝固層剥ぎ取り型高速熱交換潜熱蓄熱槽」を提案した。蓄熱材 1 kgを搭載した試験装置を開発し、放熱時の凝固相剥ぎ取り現象の観察、放熱/蓄熱速度に及ぼす伝熱管回転効果を検討し、従来の間接式熱交換式に相当する無回転条件と比較し100倍以上の伝熱速度を有し、その効果が放熱率約80%以上まで持続することを明らかにした。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 学会発表 (14件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [学会発表] 伝熱面の機械的制御による潜熱蓄熱の革新的高速熱交換技術2018

    • 著者名/発表者名
      丸岡伸洋
    • 学会等名
      東北大学 新技術説明会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 凝固層剥ぎ取り型潜熱蓄熱槽の放熱速度におよぼす伝熱管径の影響2018

    • 著者名/発表者名
      丸岡伸洋, 伊藤昭久, 早坂未穂, 埜上洋
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第175回春季講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 凝固層剥ぎ取り型潜熱蓄熱システムの放熱速度におよぼす固定羽根枚数の影響2018

    • 著者名/発表者名
      丸岡伸洋, 伊藤昭久, 早坂未穂, 埜上洋
    • 学会等名
      化学工学会第83年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 伝熱面の機械的制御による潜熱蓄熱の高速熱交換2018

    • 著者名/発表者名
      丸岡伸洋, 堤太一, 早坂美穂, 埜上洋
    • 学会等名
      第 55 回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 凝固層剥ぎ取り型潜熱蓄熱槽の放熱速度におよぼす回転数の影響2017

    • 著者名/発表者名
      丸岡伸洋,堤太一,埜上洋
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 第 173 回春季講演大会
    • 発表場所
      首都大学東京(東京都八王子市)
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 凝固相剥ぎ取り型潜熱蓄熱槽の蓄熱特性2017

    • 著者名/発表者名
      丸岡伸洋, 堤太一, 埜上洋
    • 学会等名
      第 54 回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 低温未利用熱の革新的超高速熱回収法2017

    • 著者名/発表者名
      丸岡伸洋
    • 学会等名
      シンポジウム「熱エネルギー有効利用のための蓄熱技術」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Acceleration of Heat Release Rate in Latent Heat Storage Bath by Scraping Solidified PCM Layer2017

    • 著者名/発表者名
      Maruoka N, Tsutsumi T, Ito A, Hayasaka M, Nogami H.
    • 学会等名
      10th World Congress of Chemical Engineering (WCCE2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Latent Heat Storage System with High Heat Release Rate by Scraping Solidified Layer of PCM.2017

    • 著者名/発表者名
      Tsutsumi T, Maruoka N, Ito A, Hayasaka M, Yamamoto K, Nogami H.
    • 学会等名
      1st International Conference on Energy and Material Efficiency and CO2 Reduction in the Steel Industry
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] エネルギーカスケード利用のための高速熱交換型潜熱蓄熱槽の開発2017

    • 著者名/発表者名
      丸岡伸洋, 堤太一, 伊藤昭久, 早坂美穂, 埜上洋
    • 学会等名
      第5回アライアンス若手研究交流会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 凝固相剥ぎ取りによる高速熱交換型潜熱蓄熱槽の開発2016

    • 著者名/発表者名
      丸岡伸洋,堤太一,埜上洋
    • 学会等名
      第6回潜熱工学シンポジウム
    • 発表場所
      京都工業繊維大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-12-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 凝固相剥ぎ取りによる高速潜熱蓄熱システムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      堤太一, 丸岡伸洋, 埜上洋
    • 学会等名
      東北大学多元物質研究所発表会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-12-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 凝固相剥ぎ取りによる潜熱蓄熱システムの高速化2016

    • 著者名/発表者名
      堤太一, 丸岡伸洋, 埜上洋
    • 学会等名
      第2回エコテクノロジー若手研究フォーラム講演会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 凝固層剥ぎ取りによる潜熱蓄熱の放熱速度高速化2016

    • 著者名/発表者名
      堤太一, 丸岡 伸洋, 埜上洋
    • 学会等名
      化学工学会第48回秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県徳島市)
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [産業財産権] 潜熱蓄熱装置2017

    • 発明者名
      丸岡伸洋, 埜上洋, 伊藤昭久, 堤太一,
    • 権利者名
      東北大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 潜熱蓄熱装置2016

    • 発明者名
      丸岡伸洋、埜上洋、伊藤昭久、堤太一
    • 権利者名
      東北大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-161454
    • 出願年月日
      2016-08-19
    • 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: 2025-11-18  

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