炭素回収用途向け新型タービン排ガス再循環（EGR）ミキサーの空力設計とCFD解析
Aerodynamic Design and CFD Analysis of a Novel Turbine Exhaust-Gas-Recirculation (EGR) Mixer for Carbon Capture Applications (原題)
Jiang Luo, Michael J. Cave
🤖 gxceed AI 要約
日本語
産業用ガスタービンの排ガス再循環（EGR）とCCSを組み合わせた炭素回収の効率化を狙い、新規EGRミキサーをCFD（STAR-CCM+、RANS乱流モデル）で設計した研究。多段の反復を経て、短距離で強力な混合を実現する多噴流・小渦構造のミキサー箱を開発し、圧縮機入口で均一な流れを得た。2024年に米国特許を取得し、Solar Taurus 60での予備試験で実現可能性を確認した。
English
This study designs a novel exhaust-gas-recirculation (EGR) mixer for industrial gas turbines with CCS, using CFD (STAR-CCM+ with RANS turbulence models) to model multi-component turbulent mixing. Through iterative design, a unique mixer box with many jets and small vortices achieves intensive mixing in a short distance, yielding uniform flow at the compressor inlet. A US patent was granted in 2024, and preliminary tests on Solar's Taurus 60 engine confirmed feasibility.
Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.
📝 gxceed 編集解説 — Why this matters
日本のGX文脈において
CCSは日本のGX実現に向けた重点技術であり、特に産業用ガスタービンからのCO2回収コスト低減はGX推進の鍵。本論文のEGRミキサー設計は、国内のCCS実装・カーボンニュートラル政策に資する工学的知見を提供する。
In the global GX context
CCS is central to global decarbonization pathways and transition finance for hard-to-abate sectors. This work advances the engineering efficiency of post-combustion capture on gas turbines, lowering capture costs that underpin credible net-zero transition plans and disclosure of Scope 1 abatement.
👥 読者別の含意
🔬研究者:EGRとCCSを組み合わせた混合器設計のCFD手法と特許化された設計解を参考にできる。
🏢実務担当者:ガスタービン発電設備におけるCCS導入時の排ガス再循環設計の実装可能性を評価する材料になる。
🏛政策担当者:産業用ガスタービンのCCSコスト低減技術の進展を、脱炭素政策・支援策の設計に反映できる。
📄 Abstract（原文）
Exhaust-gas-recirculation (EGR) with a carbon capture and sequestration/storage (CCS) unit for industrial gas turbines is one of the widely explored options towards reducing the harmful impact of greenhouse gas emission on the environment. In order to increase efficiency and reduce the cost of carbon capture (CO2), properly cooled exhaust gas is recirculated back into the compressor inlet system. This paper presents aero design of a novel EGR mixer using CFD analysis. To prevent in-sufficient mixing of the recirculated exhaust (with high CO2 concentration) with the fresh air flow, different options were explored. The design process started from a simple dump of exhaust gas into the inlet duct of fresh air, through multiple iterations, to the final design of a unique EGR mixer box which features many jets and small vortices for intensive mixing in a short distance. The exhaust and fresh air flows have been modeled as turbulent flows of multi-component gas (N2, O2, CO2, H2O …) using the CFD code STAR-CCM+ with RANS turbulence models. The final design of EGR mixer box was shown to provide very effective mixing of re-circulated exhaust gas with fresh air in a small space, leading to fairly uniform flow at the compressor inlet. A patent was granted to this novel EGR mixer box by USA patent office in early 2024. Preliminary tests using Solar’s Taurus 60 turbine engine confirmed the feasibility of this EGR mixer.
🔗 Provenance — このレコードを発見したソース
- semanticscholar https://doi.org/10.1115/gt2026-176057first seen 2026-10-22 05:36:52 · last seen 2026-11-06 05:30:12
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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。