2006 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロ燃焼エンジンを用いた振動型エレクトレット発電システムの開発基礎研究
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17360092
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
鈴木 雄二 東京大学, 大学院工学系研究科, 淮教授 (80222066)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
笠木 伸英 東京大学, 大学院工学系研究科, 教授 (80107531)
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| Keywords | MEMS / エレクトレット / マイクロ発電 / 触媒燃焼 / スターリングエンジン |
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| Research Abstract |
本年度は,下記の研究を行った.
1)セラミック触媒燃焼器の開発
前年度の試作結果をもとに,新たに触媒燃焼器を設計・試作し,その評価を行った.改善点は以下のようである.
・再生熱交換器と燃焼器を一体とせず,ステンレス細管製熱交換器を燃焼器に接続することにより,熱交換効率を向上させた.
・燃焼器内のCFD解析により,高温下で接合部が破損する理由として,発熱分布の不均一性に伴う温度勾配であることが判明した.そこで,温度勾配を低減するために,半径流型構造とし,さらに触媒分布の最適化を行った.
・燃焼器の最終組立方法をロウ付けからレーザー溶接に変更し,接合の信頼性を高めた.
その結果,660℃での安定燃焼を実現することができた.
2)エレクトレット発電器のモデル化
エレクトレット発電器のモデル化を行い,数値シミュレーションにより,発電出力,静電反力の計算を行った.その結果,昨年度0.28mWの発電出力を得た実験結果とほぼ一致する電圧波形,出力特性を得ることができた.また,一方向に大きな静電反力が働くことを明らかにし,発電器を2相とすることにより,静電反力のオーダーを1桁下げることができることを示した.
3)振動型エレクトレット発電器プロトタイプの試作
MEMS技術を用いて,樹脂製の高アスペクト比バネに電極を埋め込む方法を開発した.振動子のプロトタイプを製作し,低い共振周波数を保ちながら,導電性を確保できることを示した.
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