明治大学理工学部 機械情報工学科 エネルギーシステム研究室 明治大学理工学部 機械情報工学科 エネルギーシステム研究室

メンバーMembers

2021年4月1日現在

教員

教授


  • 川南 剛
    Tsuyoshi KAWANAMI
    E-mai:
    ORCID
    ResearcherID

学生

M2


    中井 慎一郎

    研究テーマ

    LNGボイルオフガス再液化のための磁気冷凍装置の検討

    キーワード

    LNGボイルオフガス,磁気冷凍,低温領域(-160℃)

    概要

    日本の主要燃料であるLNG(液化天然ガス)は,沸点を約-160℃に持つ低温液体であるため,外部からの入熱により沸騰しボイルオフガス(BOG)が発生します. 貯蔵タンク内で発生したBOGにはタンク内圧増大などの危険があるため,発生したBOGを冷却し液体に戻すための再液化技術に関する開発が進められています. 私の研究では,低温領域で実用性の高い磁気冷凍機を使用してBOGを再液化させることを目的に,シミュレーションにより検討を行います.

    桑久保 朱音

    研究テーマ

    物性の異なる多物質の撹拌に関する検討

    キーワード

    撹拌,粒子法,非定常流れ

    概要

    高分子材料が主材料であるホットメルトなどの熱可塑性接着剤製造は,加熱・軟化された材料を均一かつ高速に冷却することが製品の品質向上に重要な工程です. 現在,このような冷却においては撹拌による冷却促進手法が広く用いられています. そこで本研究では,上下運動の撹拌に注目し,撹拌プロセスにおける最適な条件を把握することを目的として, 粒子法を用いたシミュレーションおよび実験により検討を行っています.

    M1


      石橋 優人

      研究テーマ

      絶縁体-金属相転移材料の熱物性評価

      キーワード

      潜熱蓄熱,絶縁体-金属相転移,二酸化バナジウム

      概要

      二酸化バナジウム(VO2)は,65~68℃付近において固体から固体へと相転移をする「絶縁体-金属相転移」を起こすことが知られており, 形状変化せず,さらに相転移の際に潜熱が生じることから蓄熱技術への利用が期待されています. 私の研究では,蓄熱機能を有する構造体や熱交換器へのVO2の利用を目的とし,様々な状況の相転移温度帯におけるVO2の熱的特性について実験,解析の両面から検討を行っています.

      鈴木 遼太郎

      研究テーマ

      磁気ヒートポンプシステム高速化の特性評価のための実験的検討

      キーワード

      磁気熱量効果材料,磁気ヒートポンプ高速化,往復流れ

      概要

      地球温暖化の原因であるCO2の排出をゼロにしようと謳われる中,その取り組みの一つに磁気ヒートポンプというのがある. 磁性体の磁気熱量効果という性質を利用した物を取り入れたヒートポンプであり,磁気ヒートポンプにおける,冷凍能力向上のための研究を行なっている. その中で磁気ヒートポンプシステムの高速化および磁気ヒートポンプに用いる磁気熱量効果材料の形状に焦点を合わせており, 具体的には磁気ヒートポンプを高速化させても熱交換媒体の圧力損失が小さく熱伝達率が損なわれない形状を実験的に模索していきます.

      宮川 満

      研究テーマ

      マイクロカプセルの熱破壊機構の構築

      キーワード

      マイクロカプセル,ハロゲンランプ,ブラックトナー

      概要

      本研究では,特定の機能を有する物質およびその成分をマイクロカプセルに内包し,任意の場所で熱源を照射することで, マイクロカプセルに内包された機能を任意の場所で発現させる機構を構築することを目的としている. 従来のマイクロカプセルの研究では,マイクロカプセル内部の機能を保護するための機能を目指すものであった. しかし,本研究では,加熱をトリガーとしてマイクロカプセルを破壊することで,内部の機能を発現させる機構を検討する.

      齊藤 美詞

      研究テーマ

      心理的要因による温冷感覚の変化と省エネへの応用

      キーワード

      省エネ,温熱的快・不快感,近赤外分光法

      概要

      現在,世界で自動車が普及していることから,車内空調システムによる消費エネルギーを車内環境により削減することで,世界的にCO2廃出量を減らすことができると考えました. そこで,車内環境が与える心理的効果による温冷感覚の変化を,近赤外分光法(NIRS)や感性アナライザーを併用して計測し, PMVによる温熱的快・不快感と比較・検討することで車内空調システムにおける省エネ化への応用を果たすことを目的としています.

      中村 太一

      研究テーマ

      潜熱蓄熱材の熱輸送特性

      キーワード

      蓄熱材,潜熱,凝固点の温度圧力変化

      概要

      潜熱蓄熱材とは,物質が凝固・融解するときの潜熱を利用し熱エネルギーを蓄える材料のことです. これを利用することで,冷熱の需要を空間的,時間的なギャップを超えて満たすことが出来ます. 私は,この潜熱蓄熱材から熱を取り出す熱交換器の実用的な仕様を検討するため,蓄熱材が凝固したときの膨張率や凝固点の温度圧力変化を, 様々な温度条件下において検証する研究を行っています.

      B4  


        高橋 昂大

        研究テーマ

        流体が往復運動する物質充填流路内の圧力挙動

        キーワード

        圧力挙動,往復流れ,流体

        概要

        地球温暖化への対策としてフロン系冷媒ガスの使用規制が厳しくなっています. その代替案として冷媒に磁気熱量効果材料を用い,磁気ヒートポンプの冷凍能力向上の為の実験を行っています. 具体的な研究内容として,熱交換媒体を流した際に発生する圧力損失を減らすことを目標としています.装置としてはアクリルパイプに磁気熱量効果材料を充填させ,水を往復させる機械です. その機械で実験し,圧力損失を測定し,グラフにまとめて検討しています.

        犬丸 拓実

        研究テーマ

        機能性マイクロカプセル混相媒体による物質送達機構の構築

        キーワード

        マイクロカプセル,潜熱蓄熱,機能の送達

        概要

        マイクロカプセルの作製手法の確立,熱制御によるカプセルの破壊トリガーの提案,およびその制御機構の解明についての研究です. 物質をマイクロカプセル化させ輸送する試みは従来潜熱蓄熱の分野で広く行われてきましたが,これらの研究は内部の被輸送物質を保護するための機能を目指すものでした. 新たにマイクロカプセルを提案し,輸送のみならず任意の場所・タイミングで,加熱および冷却をトリガーとしてカプセル破壊を選択的にコントロールすることにより,機能の送達を目指します.

        小林 優一

        研究テーマ

        攪拌時における攪拌槽内の流体が受ける影響の検証

        キーワード

        攪拌,PIV解析,せん断力

        概要

        私は,攪拌する際の攪拌槽内のもの対するダメージを軽減するとともに,攪拌槽内を均一に混ぜるにはどういった条件が適しているのかについての研究を行っています. その上で,攪拌時の攪拌棒の速度や往復距離に着目し,その二つの条件を変化させることで,攪拌槽内の流体にどういった影響が出るのかをPIV解析を用いて明らかにすることを実験の目的としています.

        藤岡 将太郎

        研究テーマ

        絶縁体-金属相転移材料の温度応答性

        キーワード

        潜熱蓄熱,絶縁体-金属相転移,二酸化バナジウム

        概要

        二酸化バナジウム(VO2)は,65~68℃付近において固体から固体へと相転移をする「絶縁体-金属相転移」を起こすことが知られており, 形状変化せず,さらに相転移の際に潜熱が生じることから蓄熱技術への利用が期待されています. 蓄熱機能を有する構造体や熱交換器へのVO2の利用を目的として,二酸化バナジウムを接着剤を用いて板材に固形化したものの温度応答を実験の結果から検討し,その熱収支を確認しています.

        嶋 稜太

        研究テーマ

        LNGボイルオフガス再液化のための磁気冷凍装置の検証

        キーワード

        ボイルオフガス,磁気熱量効果材料,磁気ヒートポンプ

        概要

        天然ガスは液体の状態での体積が気体の時と比べて約600分の1であるため液体の状態で輸送,保管されています. しかし液化天然ガスは沸点が約-162℃であるため,タンク内への熱の侵入によって簡単に気化し,ボイルオフガスになってしまいます. 私の研究では磁気冷凍装置を用いたボイルオフガスの再液化についての検証を目的としています.磁気冷凍装置にはガス冷媒ではなく固体冷媒を用いるため温室効果ガスを排出しない, 圧縮機が不要であるため必要なエネルギーが少ないなどの利点があります.

        松林 大斗

        研究テーマ

        磁気ヒートポンプの特性評価のための実験的検討

        キーワード

        磁気ヒートポンプ,AMRサイクル,磁気熱量効果

        概要

        私の研究では磁気ヒートポンプの性能向上を目的として装置の機構およびAMRサイクルのシステムに着目し,特性評価の実験的検討を行う. そして,磁気冷凍・ヒートポンプの性能向上,実用化を目指すうえで装置の機構や,磁気熱量効果材料の種類・形状による熱交換率の向上, その磁気熱量効果材料に磁場を与える磁石の性能向上や,AMRサイクルのシステム性能向上に貢献したいと考えている.

        渡邉 尚希

        研究テーマ

        高分子材料の冷却時における攪拌方法の検討

        キーワード

        攪拌, 高分子材料, 粒子法

        概要

        高温の高分子材料を冷却する方法として水を流入させながら攪拌する方法があります. 高分子材料は高温のため冷却させる際に流入させる水は蒸発し,高分子材料の中に気泡として残り続けてしまいます. そのため,気泡を逃がしつつ高分子材料を効率よく冷却できるような攪拌方法を解析及び実験で検討することを目的としています.

        三浦 陸

        研究テーマ

        小型・高速駆動磁気冷凍装置の構築とその最適化

        キーワード

        マイクロ,電磁石,AMRサイクル

        概要

        私は従来の磁気ヒートポンプと異なる点として,磁気熱量効果材料への励消磁に永久磁石ではなく電磁石を用いています. 電磁石は巻き数によって磁場の強さを変化させられることや,小型なものでも強力な磁場を発生させることができるメリットがあります. それを用いてマイクロ磁気ヒートポンプの高速化や,大きな温度差を出すことを目標に,条件を色々と変化させて検討しています.

        星野 大翔

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