• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

低環境負荷を考慮した並列細管熱輸送デバイスの高効率化・ 高熱輸送量化

研究課題

研究課題/領域番号 17K06214
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 熱工学
研究機関東京都立産業技術高等専門学校

研究代表者

齋藤 博史  東京都立産業技術高等専門学校, ものづくり工学科, 准教授 (40401450)

研究分担者 村田 章  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60239522)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード熱工学 / 流体工学 / 伝熱機器 / 気液二相流 / 熱輸送 / 内部流動 / 相変化 / 可視化 / 流体力学
研究成果の概要

加熱冷却ヘッダと複数細管を接続した構造の並列細管熱輸送デバイスの作動流体に,低環境負荷冷媒を用いた際の熱輸送量計測と内部流動の可視化を行い,熱輸送特性を評価するとともに,高効率化,高熱輸送量化を目的に実施した.その結果,薄型化された並列細管熱輸送デバイスにおける熱輸送量の低下は,アルコール水溶液を用いることで熱輸送量は向上し,標準サイズと同等の熱輸送量が得られることを確認した.また,従来一般的に用いられてきたHFC冷媒に代えオゾン破壊係数および地球温暖化係数が低いHFO冷媒を使用した場合,両者の内部流動に差異は見られず,熱輸送量の低下は熱輸送に関係する物性値に起因するものであることを確認した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

電子デバイスなど冷却用の相変化型並列細管熱輸送デバイスは,作動流体の沸騰・凝縮によって流体輸送を行うため,電力を一切用いることなく熱輸送を行うことができる.本研究ではグリーン冷媒を用いた並列細管熱輸送デバイスの熱輸送量と内部流動の同時計測から,複雑に変化する気液二相流の内部流動様式と熱輸送量の関係を明らかにし,すでに実用化されている他の熱輸送デバイスに比べ,高効率かつ高熱輸送量が得られることを確認した.また今後さらなる地球温暖化対策と環境影響物質フリーへの要求が高まる中,熱輸送デバイス以外にも相変化を伴う伝熱の要素技術として資することができる.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (11件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] IMAGE ANALYSIS OF INTERNAL FLOW IN GROOVED-CHANNEL HEAT TRANSPORT DEVICE WITH PHASE CHANGE2018

    • 著者名/発表者名
      Abiko Kazusa、Murata Akira、Saito Hiroshi、Iwamoto Kaoru
    • 雑誌名

      Journal of Flow Visualization and Image Processing

      巻: 25 号: 2 ページ: 47-64

    • DOI

      10.1615/jflowvisimageproc.2018021253

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 低環境負荷冷媒を用いた並列細管熱輸送デバイスの熱輸送特性2020

    • 著者名/発表者名
      中畑 大, 齋藤 博史, 村田 章
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部第26期総会・講演会(東京)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 低表面張力溶液を用いた薄型並列細管熱輸送デバイスの熱輸送特性2020

    • 著者名/発表者名
      大瀬良 紫苑, 齋藤 博史, 村田 章, 工藤 正樹
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部第26期総会・講演会(東京)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] HFC,HFO冷媒を用いた並列細管熱輸送デバイスの内部流動の可視化2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木 稜大, 齋藤 博史, 村田 章
    • 学会等名
      日本機械学会関東学生会第59回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アルコール水溶液を用いた薄型並列細管熱輸送デバイスの内部流動の評価2020

    • 著者名/発表者名
      三木 勇太, 齋藤 博史, 村田 章
    • 学会等名
      日本機械学会関東学生会第59回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 深層学習を用いた蛇行細管型熱輸送デバイスの内部流動と壁温の非定常変化予測2019

    • 著者名/発表者名
      小山凌,村田章,山本昌平,岩本薫,齋藤博史
    • 学会等名
      第56回日本伝熱シンポジウム(徳島)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] HFO冷媒(R1234yf)を用いた並列細管熱輸送デバイスの熱輸送特性に封入率が及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      中畑 大, 齋藤 博史, 村田 章
    • 学会等名
      日本機械学会 熱工学コンファレンス2019(名古屋)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 薄型並列細管熱輸送デバイスの熱輸送特性に与えるアルコール水溶液濃度の影響2019

    • 著者名/発表者名
      大瀬良 紫苑, 齋藤 博史, 村田 章, 工藤 正樹
    • 学会等名
      日本機械学会 熱工学コンファレンス2019(名古屋)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] HFC,HFO 冷媒を用いたパイプ型並列細管熱輸送デバイスの熱輸送特性評価2019

    • 著者名/発表者名
      中畑 大,齋藤 博史,村田 章
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部 第 25 期総会・講演会(千葉)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] "アルコール水溶液を用いた薄型並列細管熱輸送デバ イスの熱輸送性能評価"2019

    • 著者名/発表者名
      大瀬良 紫苑,齋藤 博史,村田 章
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部 第 25 期総会・講演会(千葉)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] プレート型並列細管熱輸送デバイスの熱輸送特性にアルコール水溶液の混合比が与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      長谷川 純,齋藤博史,村田 章
    • 学会等名
      関東学生会第58回学生員卒業研究発表講演会(千葉)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 相変化を伴う薄型並列細管熱輸送デバイスの熱輸送特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      細田季輝,齋藤博史,村田章
    • 学会等名
      日本機械学会関東学生会第57回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 国立大学法人 東京農工大学/村田研究室

    • URL

      https://www.mmlab.mech.tuat.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 国立大学法人 東京農工大学 大学院工学府 機械システム工学専攻 村田研究室ホームページ

    • URL

      https://www.mmlab.mech.tuat.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 国立大学法人 東京農工大学 大学院工学府 機械システム工学専攻 村田研究室ホームページ

    • URL

      http://www.mmlab.mech.tuat.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi