環境影響を考慮したマイクログリッド用バイオマスガスタービンの過渡特性向上技術

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18206025
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機械力学・制御
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 金子 成彦 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (70143378)
• 研究分担者: 山崎 由大 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (60376514) ; 渡邉 辰郎 東京大学, 大学院・工学系研究科, 学術支援専門職員 (70011179) ; 林 茂 (独)宇宙航空研究開発機構, 航空プログラムグループ, チーム長 (10358492)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2010
• キーワード: 小型分散エネルギーシステム / マイクロガスタービン / バイオマスガスタービン / 燃焼器 / ロバスト制御 / 過渡応答 / フォイル軸受 / 安定性

研究概要

太陽光、風力などの再生可能エネルギーを利用するためには、変動補償用電源が必要である。本研究では変動補償用にバイオマスガスを利用したマイクロガスタービンの利用を提案しており、燃焼器、軸受開発、制御システムを中心に研究を実施し、過渡特性向上技術に資する技術を構築することが出来た。

研究成果

• [雑誌論文] Prediction of Dynamic Coefficients of Bump-Type Foil Bearings with Bump Considered as Link-Spring Structure (2011)
  • 著者名/発表者名: 馮凱, 金子成彦
  • 雑誌名: Tribology Online Vol.6(1) ページ: 10-18
  • 査読あり
• [雑誌論文] Parametric Studies on Static Performance and Nonlinear Instability of Bump-Type Foil Bearings (2010)
  • 著者名/発表者名: 馮凱, 金子成彦
  • 雑誌名: Journal of System Design and Dynamics, JSME Vol.4,No.6 ページ: 871-883
  • 査読あり
• [雑誌論文] バンプ型フォイル軸受の静特性と安定性に対するフォイル設計変数の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 馮凱, 金子成彦
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集C編 76巻765号 ページ: 1249-1257
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analytical Model of Bump-Type Foil Bearing Using a Link-Spring Structure and a Finite Element Shell Model (2010)
  • 著者名/発表者名: 馮凱, 金子成彦
  • 雑誌名: ASME Journal of Tribology 132(2) ページ: 021706 (11 pages)
  • 査読あり
• [雑誌論文] 二段燃焼を用いたマイクロガスタービン発電システムのバイオマスガスによる運転 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡田幸順、飯島一樹、山崎由大、金子成彦
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(B編) 75巻751号 ページ: 488-489
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermohydrodynamic Study of Multi Wound Foil Bearing Using Lobatto Point Quadrature (2009)
  • 著者名/発表者名: 馮凱, 金子成彦
  • 雑誌名: ASME Journal of Tribology 131(2) ページ: 021702-1～021702-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] マイクロガスタービンの研究開発と軸受技術 (2007)
  • 著者名/発表者名: 金子成彦
  • 雑誌名: 月刊トライボロジー 236 ページ: 1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Numerical Calculation Model of Multi Wound Foil Bearing with the Effect of Foil Local Deformation (2007)
  • 著者名/発表者名: 馮凱, 金子成彦
  • 雑誌名: JSME, Journal of System Design and Dynamics Vol.1, No.3 ページ: 648-659No.07-0181
  • 査読あり
• [雑誌論文] Emissions in Combustion of Lean Mixtures of Methane and Biomass Supported by Primary Hot Burned Gas in a Multi-stage Gas Turbine Combustor (2006)
  • 著者名/発表者名: Sadamasa Adachi, Atsushi Iwamoto, Shigeru Hayashi, Hideshi Yamada, Shigehiko Kaneko
  • 雑誌名: Proceeding of Combustion Institute Vol.31, No.2 ページ: 3131-3138
  • 査読あり
• [学会発表] バイオガス対応マイクロガスタービン用燃焼器における燃焼振動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山崎大輔, 金子成彦, 山崎由大
  • 学会等名: 日本機械学会機械力学・計測制御部門,D&D2010講演会
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス
  • 年月日: 2010-09-13
• [学会発表] Control of Micro Gas Turbine Generator Fueled by Biomass Gas (2010)
  • 著者名/発表者名: 金子成彦, 山崎由大
  • 学会等名: 10thMOVIC
  • 発表場所: 東大生研
  • 年月日: 2010-08-20
• [学会発表] Development of Micro Gas Turbine Generator Fueled by Biomass Gas (2010)
  • 著者名/発表者名: 金子成彦, 山崎由大, 渡邉辰郎
  • 学会等名: Renewable Energy 2010
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2010-06-27
• [学会発表] Parametric studies on static performance and nonlinear stability of bump-type foil bearing (2009)
  • 著者名/発表者名: 馮凱, 金子成彦
  • 学会等名: 13th Asia Pacific Vibration Conference
  • 発表場所: クライストチャーチ(ニュージーランド)
  • 年月日: 2009-11-22
• [学会発表] 低カロリーガス対応マイクロガスタービンの開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 金子成彦
  • 学会等名: 第37回ガスタービン定期講演会
  • 発表場所: 山口県教育会館
  • 年月日: 2009-10-21
• [学会発表] 動特性モデルに基づく2軸マイクロガスタービン発電システムの回転数制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 金子成彦、飯島一樹、渡邉辰郎、山崎由大
  • 学会等名: 日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2009-09-14
• [学会発表] Prediction of Dynamic Coefficients of Bump-Type Foil Bearing with Bump Considered as Link-Spring Structure (2009)
  • 著者名/発表者名: 馮凱, 金子成彦
  • 学会等名: World Tribology Congress
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 2009-09-06
• [学会発表] 2009, Calculation model of bump-type foil bearing with shell and link-spring structure (2009)
  • 著者名/発表者名: 馮凱, 金子成彦
  • 学会等名: Proceedings of Asian congress on gas turbines 2009
  • 発表場所: 東大生研
  • 年月日: 2009-08-25
• [学会発表] Combustion characteristics of flameless combustion in a small size gasturbine combustor fuelled by low calorific gas (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Tanaka, S.Hayashi, M.Hiramatsu, S.Kaneko, Y.Yamasaki
  • 学会等名: Proceedings of Asian congress on gas turbines 2009
  • 発表場所: 東大生研
  • 年月日: 2009-08-25
• [学会発表] バンプ型フォイル軸受の静特性と安定性に対するフォイル設計変数の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 馮凱、金子成彦
  • 学会等名: 日本機械学会D&D2009講演会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2009-08-03
• [学会発表] Link-Spring Model of Bump-Type foil bearings (2009)
  • 著者名/発表者名: 馮凱, 金子成彦
  • 学会等名: ASME Trubo Expo 2009
  • 発表場所: Orlando(アメリカ)
  • 年月日: 2009-06-03
• [学会発表] Operation of Micro Gas Turbine System Employing Two Stage Combustion by Using Biomass Gas (2009)
  • 著者名/発表者名: Yudai Yamasaki,, Yukinori Okada, Kazuki Iijima, Shigehiko Kaneko
  • 学会等名: ASME Turbo Expo 2009
  • 発表場所: Orlando(アメリカ)
  • 年月日: 2009-06-03
• [学会発表] Prediction of Static Performance of Bump-type Foil Bearings and Validation (2008)
  • 著者名/発表者名: 馮凱, 金子成彦
  • 学会等名: CIST2008 & ITS-IFToMM2008
  • 発表場所: Beijing(中国)
  • 年月日: 2008-09-24
• [学会発表] バンプ型フォイル軸受性能の解析方法:リンク・スプリング計算モデル (2008)
  • 著者名/発表者名: 馮凱, 金子成彦
  • 学会等名: 日本機械学会2008年度年次大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2008-08-03
• [学会発表] 低カロリーガス対応小型マイクロガスタービン燃焼器内でのフレームレス燃焼の可視化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 平松昌人, 林茂, 金子成彦, 山崎由大
  • 学会等名: 日本機械学会2008年度年次大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2008-08-03
• [学会発表] 二段燃焼を用いたマイクロガスタービン発電システムのバイオマスガスによる運転 (2008)
  • 著者名/発表者名: 飯島一樹, 岡田幸順, 金子成彦, 山崎由大
  • 学会等名: 第13回動力エネルギー技術シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2008-06-19
• [学会発表] A Study of Thermohydrodynamic Features of Multi Wound Foil Bearing Using Lobatto Point Quadrature (2008)
  • 著者名/発表者名: 馮凱, 金子成彦
  • 学会等名: ASME Trubo Expo 2008, GT2008-50110
  • 発表場所: Berlin(ドイツ)
  • 年月日: 2008-06-10
• [学会発表] H∞ Control of Micro Gas Turbine for Low Calorific Gas (2007)
  • 著者名/発表者名: Yukinori Okada, Tomohiko Kaneko, Yudai Yamasaki, Shigehiko Kaneko
  • 学会等名: International Gas Turbine Congress 2007 Tokyo
  • 発表場所: 京王プラザホテル
  • 年月日: 2007-12-03
• [学会発表] Design of Small Size Gas Turbine Combustor Fuelled by Low-Calorific Gas Based on Analysis of Flameless Combustion (2007)
  • 著者名/発表者名: 平松昌人, 中島良文, 林茂, 金子成彦
  • 学会等名: International Gas Turbine Congress 2007 Tokyo
  • 発表場所: 京王プラザホテル
  • 年月日: 2007-12-03
• [学会発表] The Prediction of Dynamic Performance of Multi Wound Foil Bearings (2007)
  • 著者名/発表者名: 馮凱, 金子成彦
  • 学会等名: APCOM'07 in conjunction with EPMESC XI
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 2007-12-03
• [学会発表] The Numerical Calculation of Static Performance of Multi Wound Foil Bearing and Experimental Validation (2007)
  • 著者名/発表者名: 馮凱, 金子成彦
  • 学会等名: STLE/ASME International Joint Tribology Conference 2007
  • 発表場所: サンディエゴ(アメリカ)
  • 年月日: 2007-10-22
• [学会発表] Static Performance of Multi Wounded Foil Bearing with The Effect of Foil Deformation (2007)
  • 著者名/発表者名: 馮凱, 金子成彦
  • 学会等名: 12th Asia Pacific Vibration Conference
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2007-08-06
• [学会発表] バイオマス対応マイクロガスタービンシステムの運転制御に関する研究 (2007)
  • 著者名/発表者名: 岡田幸順, 金子智彦, 山崎由大, 金子成彦
  • 学会等名: 第12回動力エネルギー技術シンポジウム
  • 発表場所: 東京海洋大
  • 年月日: 2007-06-14
• [学会発表] Combustion Characteristics of Small Size Gas Turbine Combustor Fueled by Biomass Gas Employing Flameless Combustion (2007)
  • 著者名/発表者名: Masato Hiramatsu, Yoshifumi Nakashima, Sadamasa Adachi, Yudai Yamasaki, Shigehiko Kaneko
  • 学会等名: ASME Gas Turbine Congress, GT2007-27636
  • 発表場所: Montreal(カナダ)
  • 年月日: 2007-05-14
• [学会発表] Flameless燃焼を採用した低カロリーガス対応小型燃焼器の開発-化学反応を考慮した熱流体解析による検討- (2006)
  • 著者名/発表者名: 中島良文, 山崎由大, 林茂、金子成彦
  • 学会等名: 第34回ガスタービン定期講演会
  • 発表場所: 弘前文化センター
  • 年月日: 2006-10-25
• [学会発表] Development of Micro Gas Turbine Generator system for Low Calorific Value Gas from Biomass (2006)
  • 著者名/発表者名: Shigehiko Kaneko, Yoshifumi Nakashima, Tomohiko Kaneko, Yudai Yamasaki, Tatsuo Watanabe
  • 学会等名: Renewable Energy, 2006
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2006-10-09
• [学会発表] Transient Response Control for the Micro Gas Turbine System (2006)
  • 著者名/発表者名: George Matsumoto, Tomohiko Kaneko, Shigehiko Kaneko
  • 学会等名: 8^<th> International Conference on Motion and Vibration Control
  • 発表場所: KAIST(韓国)
  • 年月日: 2006-08-27
• [備考] 日本ナショナルインスツルメンツアプリケーションコンテスト2006学生部門最優秀賞(2006年11月9日受賞)「バイオマスガス燃料対応エンジンの計測制御システム」
• [備考] 日本機械学会教育賞(2008年4月17日受賞)「小型バイオマスエネルギー変換システムを題材としたPBL方式による計測制御教育」