鑓
弄
王0
9。・正・23
図W−1−33
5 2
図W−1−32
45678910
風 速 (m/s)
塩化ビニールベンド(100φ)の 風速とまさつ抵抗(由本,1980)
これによると風速5?π/sに対する摩擦抵抗は0.35㎜Ag,同様に8η4sに対しては,0,80㎜A.gで計 算図表から求めた値とほぼ一致した。③地申熱交換ファンと暖房機を同時に運転した場合の熱収支:を解 析し,地中熱交換に加えて人工熱源による若=Fの加温を行っても熱経済上問題のないことがわかった6
④昇温用トンネルを通した外気専入による除湿効果とCO膿度低下の抑制効果を明らかにし,ハウス 床面積の1/10程度の昇温用トンネルの接続でかなりの効果が認められた。
b.水薔熱式太陽熱温室
⑤ 前述の地下(土壌への)蓄熱に対して地下水槽への蓄熱を考える場合,たとえ低渥度差であっても 熱伝導率の小さい水と空気問を効率よく熱交換する装置が必要となる。この目的のために向流型熱交換 器を改良した。これは扁平長方型のポりエチレン袋を縦に何重もぶら下げ,この封筒のような袋の上方か
ら水を少量流下させ下方から取り嵐して循環させるものであり,少量の水を均一1こ幅一ぱいに流す点に難 かしさがあった。この点についてポリエチレン袋中に不織布を入れる(封筒の幅一ぽいに吸取紙を入れ る様に)ことによって解決し従来の数分の1の水墨でも均一な膜状に水を流下させ,効率を上げている。
⑤ 水蓄熱式太陽熱温室〔図W−1−34〕の暖房能力に関する実験を行い図W−1−35を得た。
これから判断すると,水嚢式熱交換器(熱交換面積/ハウス爾積:G.95)は2月中旬の密閉ハウス内気 温を25℃に抑制する盤能を示した。
2)農業廃棄物の利用技術
(1) もみ穀燃焼
54年度から開始し,もみ殻の熱量的な評価をはじめ基礎的な検討を経て潭接燃焼式と加熱ガス化式ガ ス発生装置を試作し,次の結果を得た。
a 藏接燃焼装置
①廃棄物中の燃焼成分は表W−1−7のとおりであり,これより理論空気墨と発熱墨を計適すれば表
W−1−8のようになる。 ②薩接燃焼装置1型の盤能試験では炉内の温度が600〜800℃で安定した
燃焼状態が得られ,長時閻の連続運転も可能であると考える。ただし1型は燃焼試験に重点を置いた構造 であるため,温水への出熱は41%とやや低かったが改良する余地はあると霧える。③粗大廃棄物の前 処理方法については,10癬似下に切断すれば繰り出しや空気による搬送に支瞳はないようである。④以上の試験結果に基づき,聞題点を改良し必要な装置を付加して直接燃焼装置琵型を試作中である。
b 加熱ガス化装置
姓能試験結果を表W−1−9に示す。①もみ殼処理鍛18〜43陶/hのとき,25〜47〃hの
可燃性もみ殻ガスを自動的かっ連続的に発生させることができたが,現在の装置で適正な運転条件はもみ 殻処理量約30Kg/h,そのときのもみ殼ガス発生暴約3◎アガ/hであった。②ガス分析結果によると もみ殻ガスの成分はガス発生炉内の温度条件等により変動するものの50%がN2,10%がCO2,3%
が02,2%がCO,10%がH2,その他CH4,G2H6,C2恥であった。③ガス分析結果をもとに計籏
により求めた殼ガスの平均発熱量は約1000Kcal/雇,平均比重(空気=1)は0・95であった。④もみ 殼ガスによるエンジンの始動,運転が可能であった。表W−1−7元素組成(無水ベ
ス)(伴ほか,1980)
もみ殼 稲わら %
S0.1 U.0
S4.5
%
R9.2 U.1
S5.7
表W−1−8 理論空気量と熱量
(牟{三 まカ〉,1980)
もみ殼 稲わら
理 論 気 量
iN㎡/Kg) 3.68 3.59
高
ュ 熱 量ikca1/Kの 3,400 3,310
低 ュ 熱 盤
ikcaLKの 3,020 2,920
表麗一1−9 もみ殼加熱ガス化式ガス発生装置(DHF−801型)の性能試験結果(伴ほか1980)
%一 目
1 2 3 4 5 6
45cm(℃)
LOOO
王,100 1,000 王,王00 1,000 1,100 下底よりの距離別燃濫r出機駆動設定温
x* 80cm(℃) 600 900 600 600 600 600
平均もみ殼処理量 (K副熱) 19 18 33 33 38 43
発生三口ロガス温度 (℃) 63 63 63 62 69 69
もみ殼ガスの平均酸素濃度 (%) 3.5 2.9 3.1 2.5 3.4 2.8
もみ殻ガス発生墾 (rn3/h) 25 25 36 36 47 47
運 転 時 間** (圭}) 5.5 7.8 5.0 6.1 5.8 5.3 ***
烽ン殼ガスの平均発熱鍵鰍ca呈/m『) 1,159 975
LO56
正,127LO90 L131
注) * 設定温度を100℃超えた場合には排心機の駆動回数を2回とした。 ** 炉内のもみ殻に着火後,約1分置発生ガスに点火可能。 *** ガス成分をもとに計算によって求めた。
(2) メタン発酵ほか
メタン発酵のほか熱分解,石油植物Euphorbigの栽培などを行いそれぞれ一応の目途を立てた後,メ タン発酵に焦点をしぼって従来の発酵法を改善し,酸発酵とメタン発酵の2梱に分け脱硫の高効率化(9 0〜99.9%),ガス発生の高効率化に成功した。
成果は次のとおりである。
①2梢式メタン発酵の負蕎特性は図Wq−36に示すとおり在来法よりも高負荷に耐え,かつガス 生産収率も高い。図W−1−37及び図W−1−38は固形物濃度の減少を示すもので,3〜5醇一VS/
㎡の負荷のとき〔図W−1−37〕に有機物除去能が高い。図W−1−39はガス発生速度,ガス生産収 率と有機物負荷との関係を示したものである。図W−1−37及び図W−1−38より消化脱離液の園場
還元可能な場合は,8〜9Kg−VS/日の有機物負荷とすることができるが,消化脱離液の上澄液の処理が 問題となる場合は,5Kg−VS/日が上限である。気泡やスカムの破砕には90分/鐵の麗拝聴閲が最:適で5醇一VS/日以上より気泡の破砕は困難となる。②図W−1−38に示す消化脱離液の野草を基質とす る光合成細菌のアンモニア除去能は,図W一三一40に示すとおり原液においても可能であった。また,
りん除去能は220ppmより40ppmまで低下し得た。糸状菌について,上記上澄液について培養試験を 行った結果,32種中4種類の有盟な菌株を検索し得た。③消化ガスのメタネーシ・ン及びボンベ充填 技術について検討したところメタネーションして高カロリー一化する必要はなく,そのままガスボイラ等へ 供給可能であることが判明した。またボンベ充填も80〜120Kg/㎡Gまでは現状技術で可能であった。
④実用規模2栢式メタン発酵槽の設計・試作を行い,重力移送技術,タンク耐圧,タンク材質,加温方 法の良否のチェックを行っている。
3)地熱の利用技士 (1)地熱の探査技術
この研究は55年から始められたものであり,地熱の探査についてはラドンやビスマスの放射能による 探査法を実証し,更に改良して技術を確立するための機器の改良点の検討を行った。
@提案原理の立証
地鳴りで地盤が上昇している地域では数多くのきれつが発生・拡大し,それらは回外100〜300πiの 碗囲で222Raの上昇を示す214Bi/40K値の異常増を示した。しかし,地面の肉眼による観察ではこ
のきれつの存在を全く見出せなかった。地鳴りで地盤が沈降している地域では,周辺の地魍ブロックから の加圧できれつが閉塞され,地表での222R且箪の増加が認められなかった。しかし,地下水の222Rn量
の増加が認められた。しかし地下水の222Rn濃度には異常増が明瞭に認められた。以上から,地熱蒸気が きれつを通って地表に大量に漏出している地点では,222Rnが異常に増加すること,しかし沈降地域では 地下水の222Rnでなければ求めにくいことが実証された。
⑤ 試作装置の測定条件の検討
調査した2地域では,丁丁の測定装置でも指摘できるような地熱採取の有望地点を見出すことはできず,
計数の統計変動を迅速に処理する機能を備えた装霞の必要性が指摘された。
(2)地熱の取得 利用技術
地熱の利用については超硬水の熱交換対策のほか熱のみを利用した泉水を地下に還元する基礎実験的な 検討を行い,図IV−1−41に示したビンガム流領域が確認きれ,注入についての手法が得られた。また,
試作の空気混入防止装置についても好成績を得た。
井戸でのスケールの附着が著しい強アルカリ泉は,採取深さの選定でそれがより少ない酸性泉に変える可 能性が認められた。スケーリングの防止法として壁面に滑材を塗布する方法,通電する方法,鉱砕を混入 する方法などが一部で実勢化されていたが,普及は薯しく立遅れていた。熱取得には今後蒸気フラッシュ を地下で行う方法が環境汚染対策上有効と認められた。
4)植物に有用な弱質選択利用技術の開発
む む
光合成に有効な波長籟囲は400A〜700Aであり,緑色光は光合成にほとんど利用されないで,この 部分や紫外線を他の波長域に変換する試みがなされた結果,次のことが判明した。
①短波長から長波長に変換するためには主に蛍光剤が用いられるが,一般に耐光性が悪い。
②変換効率も悪く、例えば緑同母は10%以下であり,紫外線一手も効率が悪く,全エネルギー量は 減少する。
以上のように,理論上は可能であるがその効率は材料の如何により限界がある。電磁波を処理する場合,
共振による吸収,増幅,炉波は簡単であり,効率の良い選択吸収膜は開発可能であるが,変換の場合,蛍 光剤などによる吸収 励起の2つの過程の組合せによるものはどうしても効率が悪くなる。連続スペクト ルの申から効率よく緑色のみを単色光として取り出せる技術が確立すれば,別の光線を作用させ,ヘテロ ダイン法(一般家庭のラジオの波長変換はこの方法によっている)により変換して注入した光線と共に変 換光も有効に利用することが可能であるかも知れない。
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21 ソーラグリーンハウス(シス テム撮)における各部の温度 変化(高倉,1980)
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図一W−1−20
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ソーラグリーンハウス(シス テムH)における各部の温度
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図一W−1−23 集熱器の性能の経時変化
(片}【1」,1980)