GE Researchは3Dプリントを使用して超熱交換器を製造し、耐熱性を250°C向上させました。

GE Researchは3Dプリントを使用して超熱交換器を製造し、耐熱性を250°C向上させました。
2019年4月17日、アンタークティックベアは海外メディアから、GEリサーチが高等研究計画局(ARPA-E)を通じてプロジェクトを進めており、積層造形技術によって高温・高圧・超小型熱交換器の開発を目指していることを知りました。


△熱交換器プロトタイプのクローズアップ。画像出典: GEリサーチ
GE は、メリーランド大学およびオークリッジ国立研究所と共同で、1,650°F を超える温度および 3,600 psi を超える圧力で動作できる超高性能熱交換器を開発しました。この新しい熱交換器により、既存および次世代の発電所プラットフォームで、よりクリーンかつ効率的な発電が可能になります。

GEリサーチの主任熱エンジニアであり、ARPA-E賞のプロジェクトリーダーであるピーター・デボック氏は、チームの独自のスキルセットにより、新たな効率の壁を打ち破る新しい熱交換器の設計が生まれるだろうと語った。 「当社は金属と熱管理に関する深い知識を活用し、3D プリントの力によってこれまで不可能だった方法でそれを応用しています。3D プリントにより、これまで不可能だった新しい設計アーキテクチャを実現できるようになりました。これにより、現在の熱交換器よりも 250°C (450°F) 高い温度でコスト効率よく動作できる「UPHEAT」デバイスを作成できます。」

デボック氏は、熱交換器は人間の肺と同様の機能を果たすと指摘した。 「肺は究極の熱交換器であり、呼吸した空気を循環させて身体の最高のパフォーマンスを維持し、体温も調節します。ガスタービンなどの発電設備の熱交換器は、基本的に同じ機能を果たしますが、はるかに高い温度と圧力で機能します。GEとメリーランド大学は、積層造形を通じて、より複雑な生物学的形状と設計を研究し、熱交換器の性能を段階的に変化させ、効率を高め、排出量を削減します。」



新しい熱交換器には、GE 研究チームの付加製造プロセス向けに特別に設計された、独自の高温耐性、耐亀裂性ニッケル超合金が利用されます。 オークリッジ国立研究所は、腐食科学における定評ある専門知識を活用して、材料の長期性能をテストし、検証します。 完成すると、熱交換器により、超臨界二酸化炭素(sCO2)ブレイトン発電などの間接加熱発電サイクルの熱効率が向上し、エネルギー消費と排出量が削減されます。 さらに、高温に耐える熱交換器は、高度な航空宇宙用途に新たな機会をもたらします。

出典: 3ders


生物学、航空学、航空宇宙学

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