成果報告書詳細
管理番号20150000000696
タイトル平成24年度成果報告書 新エネルギーベンチャー技術革新事業 新エネルギーベンチャー技術革新事業 (燃料電池・蓄電池) 大容量コンバインドSOFC用高圧高温高効率ブロワの技術開発
公開日2016/3/1
報告書年度2012 - 2012
委託先名株式会社キャップ 株式会社大阪送風機製作所 澤村電気工業株式会社
プロジェクト番号P10020
部署名イノベーション推進部
和文要約件名:平成24年度成果報告書 新エネルギーベンチャー技術革新事業 新エネルギーベンチャー技術革新事業 (燃料電池・蓄電池) 「大容量コンバインドSOFC用高圧高温高効率ブロワの技術開発」

本事業では、大容量コンバインドSOFC用高圧高温高効率ブロワの技術開発を実施し、従来型ブロワの飛躍的高度化を図った。当該ブロワは現時点でSOFC開発メーカーに供給するブロワとしては十分の性能を有していると自負する。1.非接触動圧空気フォイル軸受の開発 大阪産業大学発表論文に記載のフォイル仕様をベースにフォイルを試作して単体回転試験を実施した結果、良好な浮上回転状態を維持し得るフォイル仕様を確認した。2.ブロワ内蔵型DCブラシレス高速モータおよびドライバの開発 最高回転数30,000rpm、最高出力1.5kWのモータおよびドライバーを設計・試作し、モータ単体回転試験を実施した結果、30,000rpmまで良好な運転状態を確認した。3.3次元ターボ型インペラの開発 コンピュータシミュレーションによる流体解析と遠心応力解析を行い、高効率インペラおよびスクロールを設計し、計算によるブロワ効率74%を得た。また、インペラは3次元CADファイルを基に5軸削り出し加工、スクロールは迅速造形法(RP)にて鋳込み型を成形し、精密鋳造にて試作した。4.ブロワ構造設計の開発 温度分布計算、危険速度計算を実施し熱間運転時のモーター温度が100℃以下に保持されることや、30,000rpmまでの運転範囲に危険速度がないことを確認した。5.ブロワ全体の設計、試作および評価試験 試作ブロワを完成させ、冷間/熱間回転試験を実施した結果、30,000rpmまで良好な運転が可能であり、熱間運転時にもブロワ内部温度を適正範囲に維持できることを確認した。また、性能試験を実施し、目標である60%を大幅に上回るブロワ効率74%を確認した。6.ビジネスプラン 客先との情報交換を通じて、i)大規模発電所代替用大容量(40ー800MW)コンバインドSOFC、ii)高効率分散電源用中容量(250kWー数MW)コンバインドSOFC、iii)大型船舶補助電源用250KW級SOFC の想定顧客の要求性能および仕様を確認した。また、上記想定顧客の概略販売数量および概略要求コストに関する情報を入手した。
英文要約Title: New Energy Venture Business Technology Innovation Program/ New Energy Venture Business Technology Innovation Program (Fuel Cell and Batteries)/ Development of the anode gas recycle blower for combined SOFC (250kW-800MW) (FY2012) Final Report

CAP Co.,Ltd , Osalka blower mfg.Co.,Ltd and Sawamura denki ind. Co.,Ltd have co-developed the anode gas recycle blower for combined SOFC (250kW-800MW). Through the hot spin test, we have confirmed that this blower has highly reliability and durability even in the hot gas (520℃).1.Development of foil bearing We have made several kinds of foil bearings. We designed them based on the documents of Osaka Industrial University.We did the spin test and confirmed that rotor floated at foil bearings over 5000 rpm. By these spin test we found the best design of foil bearings.2.Development of high speed DC brushless built-in motor and driver We have designed and manufactured motor and driver of which maximum speed 30000 rpm, maximum output 1.5kW.We did the spin test and confirmed very good driving condition at 30000rpm.3.Development of 3D turbo type impeller We have done the fluid flow analysis and centrifugal stress analysis by computer simulation.By these analysises we designed 3D turbo type impeller and scroll of which calculated blower efficiency is 74%.By using this design,we made prototype impeller by 5-axis machining.By using this design we made prototype scroll by RP molding method.4.Development of structure design of blower We have calculated the temperature distribution by FEM. And we confirmed that motor temperature can be kept under 100℃ even gas temperature up to 520℃.And we have calculated the critical revolution speed of rotor. And we confirmed that rotor can be rotated up to 30000 rpm safely.5.Manufacturing and testing prototype blower We manufactured prototype blower. We have done the hot spin test (gas temp 500℃) and confirmed that the blower can be operated up to 30000rpm with no problem.And we have done the performance test of blower and confirmed the actual blower efficiency is 74% (our target efficiency is 60%).6.Business plan Our business target is following.i)40-800MW combined SOFC ii)250kW-1MW combined SOFC iii)250kW class SOFC for supporting power supply of large ship.We have discused with the customers and confirmed their demand specification of blower.And we got the rough information of customer's selling plan and demand cost of blower.
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