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2019 年度 実績報告書

冷媒と潤滑油の混合物による流体機械の性能に基づく小型有機ランキンサイクルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K00653
研究機関長崎大学

研究代表者

佐々木 壮一  長崎大学, 工学研究科, 助教 (00304965)

研究分担者 山口 朝彦  長崎大学, 工学研究科, 准教授 (00284711)
馬越 孝道  長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(環境), 教授 (30232888)
研究期間 (年度) 2016-10-21 – 2020-03-31
キーワードオーガニックランキンサイクル / 熱効率 / タービン / 圧力比
研究実績の概要

2017年度に製作された小出力オーガニックランキンサイクルのテストプラント1号機の性能試験の結果に基づいて, 高圧ポンプ(IWAKI,MDG-M4T6B100),カーエアコン用コンプレッサー(DENSO,SCSA06C)を転用したタービン,蒸発器(日阪製作所,BXC-154-NU-14),ヒートポンプシステムの蒸発器を転用した凝縮器(DAIKIN, RQW45NV)を連結し,テストプラント2号機を開発した.作動流体にはR245faが採用され,そのT-s線図が熱物性値に基づいて計算されている.高温熱源は小浜温泉の温水の温度を参考に95℃に設定され,低温熱源は25℃に設定されている.その温泉の湧出量が2.0L/minであると仮定し,サイクルの質量流量は0.0171kg/sに設定されている.このとき,タービンの入口圧力は535kPa,比エンタルピーは468.017kJ/kg,タービンの出口圧力は212kPa,等エントロピー膨張を想定した場合のタービン出口の比エントロピーは1.817kJ/(kg K),タービン出口の比エンタルピーは449.78kJ/kgとなる.以上の条件から,テストプラントの理論熱効率は7.8%となり,その正味出力は305Wとなる.テストプラントのタービンの軸出力は,トルクメーター(Ono-Sokki, SS-020)と電磁式回転検出器(Ono Sokki, MP 981)によって計測された.実測値に基づく熱力学的な正味出力は36.1Wであるのに対して,実測値の軸出力は最大約4.5Wであった.このタービンの実測値の圧力比は約1.2であり,その機械効率はおよそ12.5%であった.今後,小出力オーガニックランキンサイクルを実用化するためには,圧力比のより大きなタービンを開発することが課題になる.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] 冷却ファンから発生する広帯域騒音の実験的予測法2020

    • 著者名/発表者名
      佐々木壮一
    • 雑誌名

      ターボ機械

      巻: 48(4) ページ: 216-223

    • DOI

      10.11458/tsj.48.4_216

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Prediction Methodology of Broadband Noise Generated from a Cooling Fan2019

    • 著者名/発表者名
      Soichi Sasaki
    • 雑誌名

      Proceedings of the 23rd International Congress on Acoustics

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.18154/RWTH-CONV-239543

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Development of Test Plant for Small Output Organic Rankine Cycle in Low Grade Heat Source2019

    • 著者名/発表者名
      Soichi Sasaki, Tomohiko Yamaguchi, Hideshiro Moritaka
    • 学会等名
      International Workshop on Environmental Engineering 2019
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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