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

1992 年度 研究成果報告書概要

バイオマスを燃料とした単シリンダ型農用スターリング機関の試作研究

研究課題

研究課題/領域番号 02556031
研究種目

試験研究(B)

配分区分補助金
研究分野 農業機械
研究機関東京大学

研究代表者

岡本 嗣男  東京大学, 農学部, 助教授 (40031215)

研究分担者 鳥居 徹  東京大学, 農学部, 助手 (60172227)
木谷 収  東京大学, 農学部, 教授 (00024539)
研究期間 (年度) 1990 – 1992
キーワードスターリングエンジン / 再生器 / マトリックス材料 / ディスプレーサ / 流動損失 / P-V線図 / 図示出力 / 正味出力
研究概要

バイオマスを燃料として、その燃焼熱によって作動するスターリングエンジンを試作、実験を行った。単シリンダー型のエンジンは、ディスプレーサーとベローズを用いたパワーピストンから成り立ち、ディスプレーサーは2本のロッドによりクランクシャフトに接続されている。パワーピストンには、ステンレス製のベローズを用いており、摺動摩擦低減と作動ガスの漏れを防ぐことを図った。再生器の中にはステンレス製のスチールウールを詰め込み、この再生器を組み込んだディスプレーサは、2つの円筒ピストン構造となっている。再生器の材料として、4種類の材料を試験して、作動ガスによる流動損失抵抗を計測した。詰め込んだマトリックス材料の密度が大きくなるにつれて流動損失も増加したが、図示出力は増加することが判明した。したがって、マトリックスの密度上昇による流動損失増加よりも出力上昇効果が大きいことが明らかになった。
さらに、機関を大型化してロッドシールならびにパワビストン部に、摺動損失の少ないベロフラムシリンダを用いて、作動ガスのシール性向上ならびに摺動摩擦力低減を図るスターリング機関を試作、試験を行った。本機関をクランク位相遅れ角90°、作動ガス圧力0.2(Kgf/cm^2)のもとで運転を試みた。しかし本機関は30分間の加熱で高温部シリンダ内作動ガスの温度が約210℃にしかなっておらず、自立運転をできそうな現象がみられなかった。シュミット理論によるシミュレーションを行い、さらに、ビール数をもとに動力損失を考慮して計算すると、機関出力がPm=0.1(MPa)では、0に近く、またPm=0.5(MPa)でも数W以下であるため、機関の自律運転が困難であることが判明した。したがって、本エンジンにおいて、熱伝導状態を改善して、高温部の温度上昇を図り、動力損失低減を十分に試みる必要があることが判明した。

  • 研究成果

    (10件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (10件)

  • [文献書誌] Tae Han Kim et,al,: "Inflnences of Regenerator Matrix Element on Output Performance of Stirling Engine" 農業機械学会誌. 55(2). 3-11 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 岡本 嗣男,金 泰漢,木谷 収: "バイオマスを燃料とする農業用スターリング機関に関する基礎的研究(第2報)" 農業機械学会誌. 53(4). 3-9 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 岡本 嗣男,金 泰漢,木谷 収: "バイオマスを燃料とする農業用スターリング機関に関する基礎的研究(第1報)" 農業機械学会誌. 52(4). 3-10 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 岡本 嗣男,木谷 収: "スターリング機関の性能予測のためのシミュレーションモデルについて," 農業機械学会誌. 52(1). 31-39 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 岡本 嗣男,木谷 収,金 泰漢: "バイオマスを利用した小形スターリング機関について" 農業機械学会誌. 51(1). 5-12 (1989)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Tae Han Kim et.al..: "Influences of Regenerator Matrix Element on Output Performance of Stirling Engine" J. of Japanese Society of Agricultural Machinery. 55(2). pp3-11 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Tsuguo Okamoto et.al.: "Basic Studies on Stirling Engine Using Combustion Heat of Biomass (Part 2)" J. of Japanese Society of Agricultural Machinery. 53(4). pp3-9 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Tsuguo Okamoto et.al.: "Basic Studies on Stirling Engine Using Combustion Heat of Biomass (Part 1)" J. of Japanese Society of Agricultural Machinery. 52(4). pp3-10 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Tsuguo Okamoto et.al: "Simulation Model for Stirling Engine to Estimate its Performance" J. of Japanese Society of Agricultural Machinery. 52(1). pp31-39 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Tsuguo Okamoto et.al.: "Stirling Cycle Engine for Combustion Heat of Biomass" J. of Japanese Society of Agricultural Machinery. 51(1). pp5-12 (1989)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

URL: 

公開日: 1994-03-24  

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