フロン代替ガス遷音速遠心圧縮機の研究

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フロン規制に伴い,フロン代替ガスに関心が集まっている.本研究では,フロン代替ガスを用いた場合の遷音速遠心圧縮機の性能を運転範囲や内部流れを含めて詳細に調べ,既存のフロンガスを用いた場合の性能と比較するとともに,フロン代替ガスに対応する遷音速遠心圧縮機の設計の基礎資料を得ることを目的として,R134aガスおよびR123ガスについて検討を試みた.得られた主な知見は以下の通りである.1.代替フロンR134aについて(1)PengーRobinson式を用いて熱物性値を求めるとともに,音速を数値的に求める計算式を構築した.音速の実測値と比較して,計算式が十分な精度であることを確認した.なお音速の値は対応するフロンR12の音速に比べて,同一の温度,圧力の下では,R134aの方が約8%大きい.(2)圧縮機特性試験を行った結果,音速の違いを考慮して機械的回転数を約8%上げれば,R12の場合の特性とほぼ一致することを明らかにした.この結果は羽根車の材料やベアリング等の設計に十分考慮されるべきである.(3)特性試験結果をさらに詳細に調べた結果.R134aの場合の羽根車入力がR12に比べてやや大きく,羽根車効率は若干低下した.2.代替フロンR123の熱物性値については十分な資料がないため,本媒体を用いた実機試験は行っていない.なお,R123ガスはプラスチックを溶融したり,パッキンに悪影響をあたえるなど,現装置のままでは使用できない.今後問題として引き続き検討する予定である.3.パソコンによる圧縮機特性試験の自動計測システムを構築した.その結果,計測時間を約1/15に短縮できた.