| 研究課題/領域番号 |
19K05354
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| 研究機関 | 宮崎大学 |
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研究代表者 |
長瀬 慶紀 宮崎大学, 工学部, 教授 (90180489)
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| 研究分担者 |
友松 重樹 宮崎大学, 工学部, 助教 (30315353)
河村 隆介 宮崎大学, 工学部, 教授 (70234135)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 太陽熱 / 蓄熱粒子 / ビームダウン式太陽集光装置 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は，固体蓄熱粒子を太陽光で直接加熱して蓄熱を行うとともに，熱機関に用いる作動流体との熱交換によって連続的に熱の取り出しを行うことができる新たな蓄熱粒子流動型太陽光レシーバ装置を開発することである．本研究は，蓄熱材料を直接加熱し，加熱した固体蓄熱粒子を流動させ粒子と作動流体を接触させて熱交換するため，次の特長を持つ．1) 蓄熱材料を太陽光により直接加熱させ，機械的に加熱時間を制御できるため，高温加熱が可能で，加熱温度制御が容易であること．2) 蓄熱粒子から作動流体への伝熱面積が大きいため，短時間に熱の移動が可能であり，熱交換器を小型化できること．
目的を達成するため，蓄熱粒子流動加熱装置および熱交換器について検討を行った．まず，蓄熱粒子流動加熱装置について，蓄熱粒子を流動する装置にスクリューフィーダを採用した．また，同装置の加熱部分については，12角錐台形の形状を採用し，流動装置と組み合わせて，ビームダウン式太陽集光装置（BDSC）での実験により蓄熱粒子が流動しながら加熱され，レシーバ装置から排出されることを確認した．
次に，熱交換器については，宮崎大学に設置されているBDSCの大きさに合わせて，設計・製作を行い，圧縮空気と熱交換する実験を行った．実験は，4.6 kg，800℃のφ5mmの蓄熱粒子，圧縮空気は0.3 MPaG，400 NL/minの条件で行い， 常温の圧縮空気を300℃まで加熱して7分間排出し続けることができた．
2021年度は，粒子流動加熱装置と熱交換器を連結し，連結部分には熱交換器からの気体の漏れを防ぐ気密装置を取り付けて粒子流動型レシーバ装置を組み上げ，BDSCで実験を行った．しかし，BDSCでの実験では，太陽を追尾する1次ミラーが不調となったためデータを取得するまでには至らなかった．
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