현재 일본 국내의 1년간의 배열은 총 발전량의 약 2.4%에도 상당하고 있으며, 이러한 배열을 유효 활용하기 위해서는 전열관을 사용하여 고효율로 열을 회수하고, 그 외 에너지로 변환하여 이용할 것으로 기대되고 있다.

　전열관에는 다공질체를 사용하는 것, 또한 전열관과 다공질 매체를 소결함으로써 전열 성능을 향상시킬 수 있는 것이 알려져 있다.그래서, 본 연구자들은, 알루미늄제의 관 내에 동일 소재의 섬유체를 충전한 특수한 다공질 전열관을 제작하고, 통상의 알루미늄제 전열관과의 비교 실험을 행했다.

　실험 결과, 통상의 길이 150mm의 전열관에서는, 입구 온도를 200℃로 하고, 전열관의 주위를 2℃로 냉각했을 경우, 전열관의 출구로부터 나오는 것은 130℃ 정도의 열풍이었다 반면, 불과 20%의 공간 비율로 섬유체를 25mm 충전한 것만의 전열관에서는 2℃의 냉풍이 배출되었다고 한다.알루미늄 섬유체를 충전하고, 전열관의 길이를 짧게 함으로써, 전열관의 입구와 출구에 약 200℃의 경이적인 온도차가 생겨, 거의 100%의 손실이 없는 열회수에 성공한 것 된다.이 열교환 효율은 종래 대비 20배 정도가 된다고 한다.

　관과 섬유체가 모두 알루미늄제이기 때문에, 동일 재료로 개발이 용이한 것에 더해, 경량으로 운반하기 쉽다고 하는 이점도 있다.설치 비용의 대폭적인 삭감을 전망할 수 있기 때문에, 현재 폐기되고 있는 공장 배열이나, 약 -200℃에서 수송되는 LNG(액화 천연 가스)나 액화 수소의 냉열 회수 등에 이용을 기대할 수 있다.

　본 연구에서는 전열관의 내경이나 알루미늄 섬유체의 굵기나 길이, 공간 비율을 바꾸어 실험을 반복함으로써, 이 전열관을 사용한 기계 기기의 설계에 필요한 마찰 압력 손실을 추정하기 위한 정리식을 이끄는 데에도 성공했다.탄소 중립과 지속 가능한 사회의 실현에 크게 기여하는 기술이 될 것으로 기대된다.

논문 정보:【Applied Thermal Engineering】Experimental investigation into the heat transfer and pressure drop performance of sintered high porosity media