ナノ環境熱流体システム研究

研究タイトル：
ナノ環境熱流体システム研究
氏名：
森田 慎一／MORITA Shin-ichi
E-mail：
[email protected]
職名：
教授
学位：
博士（工学）
所属学会・協会：
日本機械学会，日本伝熱学会，空気調和衛生工学会，日本熱物性学会
キーワード：
伝熱，熱伝導，熱伝達，空調，蓄熱，断熱，熱物性，熱機関，微細化，温泉熱，地熱
技術相談
提供可能技術：
・熱エネルギー機器の研究開発
・熱物性値の測定評価
・エネルギーに関する評価・解析
研究内容：
ナノ環境熱流体システム研究
温泉熱，地熱，工場・プラント排熱などの比較的低温（400℃以下）の熱エネルギーは，低温で
あるために実用上必要なアウトプットを得にくいため，その多くが利用されないまま捨てられていま
す．省エネルギーへの関心の高まりから，これらの未利用熱源の有効活用が望まれており，様々
な方法が研究開発されています．これらの熱源の利用には，各地に存在する多種多様な熱源の
形態に合わせた熱交換機能を満足する必要があり，機器設計上の大きな制約となっています．
本研究は，融点温度 100℃以下の潜熱蓄熱物質をナノサイズで水中に微細化分散した，微
細化混合潜熱蓄熱物質混合水を熱媒流体として用いる環境熱流体システムの開発を最終目的
としています．この種の流体は，微細化分散した物質が凝固しても流動性を保ち（写真上），融解
潜熱を顕熱に上乗せする大きな熱エネルギー輸送を実現することができます．微細な潜熱蓄熱
物質が液体のときエマルション（乳化液，写真下），固体であるときにはサスペンション（懸濁液）と
呼ばれ，使用する温度帯の融点温度をもつ物質を微細化分散質とすることができます．熱源の
温度帯に合わせた熱媒流体とすることができるため，低温の熱源であっても効率的な利用が期
待できます．本研究の成果は，様々な形態で存在する熱源を使用する低温熱源利用機器の設
計制約を排除し，新発想の機器開発への応用が期待できます．
エマルションの外観
および顕微鏡写真
担当科目
工業熱力学，熱工学，エネルギー機械，工業英語，熱・物質移動論
過去の実績
・自然対流制御による床暖房製品の改良研究開発，（民間企業共同研究，2015 年）
・環境対応型塗膜乾燥炉の研究開発，（民間企業共同研究，2015 年）
・農業用加温冷却器の研究開発，（民間企業共同研究，2015 年）
・狭い流路より伝熱面に流入する作動流体の冷却伝熱特性，（大学共同研究，2015 年）
近年の業績
(研究・教育論文、特許含む)
・学術研究論文：森田慎一他，「食用油混合 W/O エマルション燃料の発熱量・粘性」，熱物
性, Vol.30, No.2, (2016) 掲載決定
・学術研究論文：森田慎一他，「地中熱による地中加温熱量と農作物の生育促進に関する
研究」，Thermal Science & Engineering:伝熱学会論文, Vol.23, No.1, pp.5-13 (2015)
・学術研究論文：Shin-ichi MORITA, et.al, "Heat Transfer Characteristics of Work Fluid
Including Phase Change Material that Flow into Heating Surface from Narrow Path", Open
Journal of Fluid Dynamics, Vol.4, No.5, pp.454-462, (2014)
・特許第 5590670「冷温風装置および冷温風装置の蓄熱方法」(平 26(2014).8.8)
・特許第 5392675「スターリングエンジン」（平 25(2013).10.25)
提供可能な設備・機器：
名称・型番（メーカー）
ナノ粒子解析システム・LM20（NanoSight）
示差走査熱量計・DSC3500 Sirius（NETZSCH）
恒温湿環境試験室・CH321PA（ETAC）
回転粘度計・Viscotester 550（HAAKE）
発熱量測定装置・NO.1013-B（吉田製作所）
透過・落射観察光学顕微鏡・BX51TRF（オリンパス）
超音波ホモジナイザ・VXC-500（Sonics）
燃焼排ガス分析計・HT-1600N（HODAKA）
表面張力計・CBVP-A3 型（協和界面科学）