300℃以上の温度差で稼働するpistonlessスターリングヒートポンプの開発

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23760181
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 熱工学
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 上田 祐樹 東京農工大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (00447509)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: エネルギー利用 / ヒートポンプ

研究概要

本研究では排熱を利用して,熱力学的に高品位な熱を作り出すことが可能なヒートポンプの開発を行った.開発したヒートポンプは二つの特徴を有している.一つは仕事から熱へのエネルギー変換を可動部なしで実行できる点であり,もう一つは多様な温度域の熱を作り出せる点にある.実験の結果,低温熱源を室温とした場合,380℃を実現し,150℃での成績係数は1.1であった.また,同じ構造の装置を冷凍機として動かした場合(高温熱浴を室温とした場合),最低到達温度は-50℃で0℃での成績係数は0.8となった.

研究成果

• [雑誌論文] A thermoacoustic oscillator powered by vaporized water and ethanol (2013)
  • 著者名/発表者名: D. Noda and Y. Ueda
  • 雑誌名: American Journal of Physics 巻: 80 ページ: 124-126
  • DOI: DOI:10.1119/1.4766940
  • 査読あり
• [雑誌論文] 加圧窒素を作動流体とした進行波型共鳴管冷凍機の性能評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 下川哲,上田祐樹,秋澤淳
  • 雑誌名: 低温工学 巻: 47 ページ: 37-41
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/jcsj/47/1/47_37/_pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] A thermoacoustic Stirling heat pump working as a heater (2011)
  • 著者名/発表者名: B. M. Mehdi, Y. Ueda, A. Akisawa
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 4 ページ: 107301_1-3
  • DOI: DOI:10.1143/APEX.4.107301
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and construction of a standing-wave thermoacoustic engine working with heat sources with a given temperature ratio (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Nakamura and Y. Ueda
  • 雑誌名: J. Thermal Science and Technology ページ: 6416-423
  • DOI: DOI:10.1299/jtst.6.416
  • 査読あり
• [学会発表] 熱音響スターリングヒートポンプの加熱性能の測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 津田研一郎,上田祐樹,秋澤淳
  • 学会等名: 2012年度日本音響学会秋季研究発表会
  • 発表場所: 信州大学長野
  • 年月日: 2012-09-21
• [学会発表] Temperature difference required for the operation of a vaporized-water thermoacoustic engine (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Ueda
  • 学会等名: the 19th International Congress on Sound and Vibration
  • 発表場所: リトアニアビュリニス
  • 年月日: 2012-07-10
• [学会発表] High-amplitude acoustic oscillations externally induced in a thermoacoustic engine (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Ueda
  • 学会等名: The 19th International Symposium on Nonlinear Acoustics
  • 発表場所: 早稲田大学東京
  • 年月日: 2012-05-23