| 研究課題/領域番号 |
19H02607
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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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| 審査区分 |
小区分29030:応用物理一般関連
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
上田 祐樹 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00447509)
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| 研究分担者 |
岩見 健太郎 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80514710)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2019年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
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| キーワード | 熱音響エンジン / 環境発電 / 熱音響 / 相変化 / 振動流 / 環境熱発電 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では環境発電への応用を目指し，熱音響自励振動を利用した数10mmから10mmサイズの熱機関を開発する．この原動機の特徴は可動部を有さない点にある．実験，理論の両面より研究を進め，温度差10℃を利用して出力密度10mW/cm2の実現を目指す．
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| 研究成果の概要 |
環境熱発電に熱音響エンジンを利用することを目的に，熱音響エンジンの駆動に必要な温度差を小さくすることを試みた．具体的には作動流体として少量の水を加えた．また，環境熱発電のために装置がどの程度まで小さくできるかについて検討した．実験の結果，装置全長が20㎝の時，70℃以下の熱源を用いて動作することが分かった．さらに，数値計算により全長3cm程度まで小さくできることが示された．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では温度差を利用し熱を振動に変換する熱音響エンジンを対象とし研究を行った．熱音響エンジンは可動部を全く持たない熱機関であり，その単純さから長寿命，低製造・維持コストの実現が可能となる．一方，必要な温度差や装置サイズが課題となっていた．これらの問題を，相変化物質を作動流体に加えることで改善できることが本研究により示された．Iot技術の発展には情報の送受信を行うデバイスとともに，そのデバイスを駆動する電力を環境に存在する温度差や振動に伴うるエネルギーを用いて供給する環境発電技術の進歩も必要となる．本研究は環境発電技術への熱音響エンジンの利用可能性を示した点に社会的意義があると感がられる．
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