低エンタルピー熱利用のためのコンストラクタルデザインによるプレート式凝縮器の開発

• 研究課題/領域番号: 25K08548
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分31020:地球資源工学およびエネルギー学関連
• 研究機関: 大阪電気通信大学
• 研究代表者: 安永 健 大阪電気通信大学, 工学部, 准教授 (50758076)
• 研究分担者: 大津 康徳 佐賀大学, 理工学部, 教授 (50233169)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2029-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2028年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2027年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2026年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2025年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 凝縮 / プレート式熱交換器 / コンストラクタル法則 / 金属3Dプリンタ / 撥水膜

研究開始時の研究の概要

工場など産業分野から、１５０℃以下の低温度熱エネルギーが大量に放出されている。その利用法として、伝熱性能が高く小型であるプレート式熱交換器が流用されている。本研究は、金属３Ｄプリンタや撥水膜を駆使した新しい液膜排除法を有するプレートを開発し、プレート式凝縮器の新たな設計概念の基礎を確立させ、凝縮器の性能を飛躍的に向上させることを目的とする。具体的には、コンストラクタル法則を用いた液排除のデザインにより、鉛直プレート面に沿って凝縮する液を効率よく排除する凹型の河川形状をモデル化し、そのデザインを活用することにより、凝縮液膜の熱抵抗を低減させ、凝縮熱伝達係数の向上および圧力損失の低減を図る。