2003 Fiscal Year Annual Research Report

熱輸送デバイス/熱電エンジンによる熱回収システム化技術

Research Project

Project/Area Number	13852008
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	西尾茂文東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00111568)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	相澤龍彦東京大学, 国際・産学共同研究センター, 教授 (10134660)
Keywords	排熱回収 / エネルギー有効利用 / ヒートパイプ / ソフトエンジン / 熱電モジュール / 固相合成プロセス / 熱電シート
Research Abstract	本研究で熱輸送デバイスとして対象としているSEMOS heat pipeについては、熱回収効率を高めるために細径化を、作動限界を知るために熱輸送限界におけるheat pipe温度および熱輸送量の把握を、また高温化を図るための作動流体探査を目的としている。本年度は、実用に近い短尺細径SEMOS heat pipe(内径0.5mm、外径1.0mm、長さ50mm、12ターンの銅パイプ)を制作し、高温化を目指して沸点の高いFC70を用い、低温側温度を60〜80℃として熱輸送特性を実験的に調べ、本heat pipeは、短尺細径化により、ボトムヒート・トップヒート双方のモード良好に作動するとともに、双方のモードで熱輸送特性が変化せず、高温側温度が260℃でも作動することを確認した。熱電素子については、低温排熱を利用するシステムで最適と判断しているBi-Te系のp型、n型熱電半導体の特性を最大限に活用するとともに、熱電デバイスに向けたモジュール化をはかるために結晶異方性を制御した熱電シートの開発を目的としている。本年度は、これまでの基本技術をさらに拡張し、p型、b型熱電シート材(厚さ:0.5-2mm)の作製に成功し、その強い配向制御により単結晶特性に匹敵する熱電特性と焼結素子の1.7倍の強度をもつシート材を製造できるようになった。中温度排熱に関しては、Pb-Te、TAGSに代わる熱電半導体の探査を共同で行い、Mg-Si-Ge系、Mg-Si-Sn系などをターゲットとして開発研究を進め、ZT=0.5までの探査に成功している。本年度は、水を封入液体としたSEMOS heat pipe(内径1.8mm、外径2.0mm、長さ200mm、12ターン)とBi-Te熱電素子を一体化した排熱回収ユニットを作成し、高温部140℃、低温部20℃でheat pipeとして作動することを確認し、11.2Ωの外部抵抗において0.5Vの発電を確認した。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] S.Nishio: "Micro Thermal Systems"Thermal Science and Engineering. 11・3. 1-7 (2003)
[Publications] S.Nishio: "Single-Phase Laminar-Flow Heat Transfer and Two-Phase Oscillating-Flow Heat Transport in Microchannels"Proc.the First International Conference on Microchannels and Minichannels. 129-140 (2003)
[Publications] S.S.Kim, S.Yamamoto, T.Aizawa: "Thermoelectric properties of anisotropy-controlled p-type Bi-Te-Sb system via bulk mechanical alloying and shear extrusion."J.Alloys and compounds. (印刷中). (2004)
[Publications] T.Aizawa, K-I.Hasehira, C.Nishimura: "Solid state synthesis of non-equilibrium phase in Mg-Co and Mg-Fe systems via bulk mechanical alloying."Materials Transaction. 44・4. 601-610 (2003)
[Publications] T.Aizawa, R.Song, K.Kondoh, A.Yamamoto, H.Obara: "Solid state synthesis of magnesium base thermoelectric semi-conducting materials. Proc.ASM International (Pittsburgh, Oct.15^<th> 2003)."Proceedings ASM International Conference. X1. 312-328 (2003)
[Publications] 相澤龍彦: "ナノメタルの最新技術と応用開発 (3章)"シーエムシー出版. 8 (2003)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

熱輸送デバイス/熱電エンジンによる熱回収システム化技術

Principal Investigator

西尾 茂文 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00111568)

Research Products

[Publications] S.Nishio: "Micro Thermal Systems"Thermal Science and Engineering. 11・3. 1-7 (2003)

[Publications] S.Nishio: "Single-Phase Laminar-Flow Heat Transfer and Two-Phase Oscillating-Flow Heat Transport in Microchannels"Proc.the First International Conference on Microchannels and Minichannels. 129-140 (2003)

[Publications] S.S.Kim, S.Yamamoto, T.Aizawa: "Thermoelectric properties of anisotropy-controlled p-type Bi-Te-Sb system via bulk mechanical alloying and shear extrusion."J.Alloys and compounds. (印刷中). (2004)

[Publications] T.Aizawa, K-I.Hasehira, C.Nishimura: "Solid state synthesis of non-equilibrium phase in Mg-Co and Mg-Fe systems via bulk mechanical alloying."Materials Transaction. 44・4. 601-610 (2003)

[Publications] T.Aizawa, R.Song, K.Kondoh, A.Yamamoto, H.Obara: "Solid state synthesis of magnesium base thermoelectric semi-conducting materials. Proc.ASM International (Pittsburgh, Oct.15^<th> 2003)."Proceedings ASM International Conference. X1. 312-328 (2003)

[Publications] 相澤 龍彦: "ナノメタルの最新技術と応用開発 (3章)"シーエムシー出版. 8 (2003)

西尾茂文東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00111568)

[Publications] 相澤龍彦: "ナノメタルの最新技術と応用開発 (3章)"シーエムシー出版. 8 (2003)