熱工学分野
儀間悟 准教授、水口尚 准教授(伝熱工学分野)
- 太陽熱海水淡水化蒸留器の開発研究
水蒸気の凝縮潜熱を何度も再利用して、蒸発･凝縮を繰り返すことにより造水量を著しく増大させ蒸留器の開発を行っている。昨年、集熱面初当たり約15kgの進水が可能となり、最高の造水性能を記録した。ベンチャー企業が水蒸留器の製品化に成功している。
- 発電進水コジェネレーションシステムの開発研究
発電サイクルの復水器を凝縮熱リサイクル型蒸留器で置き換えたサイクルにより、発電と造水が可能なシステムを開発している。造水は60～70℃の温水として得られるため、給湯システムとしても利用できる。
- 高性能連続式自然塩製造システムの開発研究
自然塩製造の低コスト化を目的に、高性能な連続式の製造システムを地元のベンチャー企業と共同で開発している。製造速度を従来の3～6倍、製造コストを約1/3にすることを目標にしている。
- 吸収式冷凍機用の吸収器に関する基礎的研究
吸収器内の吸収液の流動および吸収速度を詳細調べ、流動状況と吸収速度の関係を明らかにしてる。得られたデータは吸収器の高性能化の設計に利用される。
- 空冷式吸収器の開発研究
吸収式冷凍機の利用範囲を広げるため、空冷可能な縦管群吸収器の開発を行っている。吸収速度におよぼす種々のパラメータを変えて吸収性能を明らかにしている。
- ノート型パソコンの高性能冷却技術の開発研究
ノート型パソコンに搭載されたCPUの冷却に、フロリートの相変化(沸騰・凝縮)を用いた冷却システムを開発している。CPU温度を制限温度(約85℃)以下に抑える必要があるため、CPU温度に影をおよぼすパラメータを種々変化させて実験している。
- 平行平板群からの自然対流に関する基礎的研究
本研究は電子機器(メモリ基板群など)の自然空冷に関連して行われている。現在は、平行平板間の自然対流におよぼす床面の影響を明らかにするために数値解析および実験を行っている。
若井謙介 助教
内燃機関工学研究室では液体燃料の噴霧燃焼を主な研究テーマとして研究を行っており，液体の微粒化，噴霧，混合気形成，着火，燃焼とそれぞれの過程における 予混合圧縮着火燃焼に着目し，燃焼制御による機関，排気特性の改善に取り組んでいる．
- 異種燃料対向噴霧による反応度制御圧縮着火(RCCI)燃焼
予混合圧縮着火燃焼はPM(スス)とNOxの同時抑制を可能とするが，燃料投入量を増加するとノッキングが発生し運転領域が制限されてしまうという課題が残っていた．そこで本研究では反応性の異なる異種代替燃料を対向配置した低圧噴射ノズルからマイクロコントローラで制御し噴射することで，燃料の噴射時期，噴射期間と混合気の反応性とを変化し反応度制御圧縮着火(RCCI)燃焼を行う．混合気の濃度分布，反応性，筒内ガス温度などを制御することで運転領域の拡大を目指し研究を行っていく．
- マイクロバブル混入燃料を用いた予混合圧縮着火機関の燃焼制御
本研究ではバイオ燃料を用いた予混合圧縮着火機関の燃焼制御を目的とする．FAME等のバイオ燃料は代替燃料として注目されているが未処理の植物油は高粘度，高沸点であることから良好な混合気の形成が難しい．そこで植物油脂にマイクロバブル(微細気泡)を混入し物性を変化させることで，噴霧特性，混合気形成過程を変化させる．さらに，種々の植物油、FAME，GTLなどの液体燃料に，着火性の異なるDME等気体燃料のマイクロバブルを混入することで噴霧と反応特性を変化し燃焼制御を行う．タービンエンジンでの応用を見据えた連続燃焼器による燃焼試験や予混合圧縮着火機関での運転を行い，噴霧特性や燃焼・排気，機関特性を把握，最適化を図る．
- PCCI機関におけるマイクロバブル混入燃料の混合気形成過程
本研究では予混合圧縮着火(PCCI)機関における代替燃料の噴霧・着火特性を把握し機関への応用を模索する事を目的とする．マイクロコントローラで制御する燃料噴射システムを用いることで低圧，対向，多段での複雑な燃料噴射と混合気形成を実現した．噴霧挙動を把握するため高温高圧容器内に機関筒内の雰囲気，燃焼室を模擬し，シュリーレン法を用い高速度ビデオカメラにより噴霧挙動を撮影，画像から噴霧の先端到達距離，角度，体積等の巨視的特性を測定する．またPIV解析により噴霧の渦や流動，拡散，噴霧内への空気導入の状態を解析，液浸法による噴霧粒径の解析を行い様々な燃料における自由噴霧，対向噴霧，壁面衝突時の噴霧挙動などから蒸発，拡散，混合過程を明らかにする．筒内での噴霧挙動の解析結果が実際のエンジンで機関・排気特性に及ぼす影響について検討する．
