酸素-沃素レーザーのための静電霧化効果を利用した新しい励起酸素発生器の研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11450033
• Research Institution: TOKAI UNIVERSITY
• Principal Investigator: 南里 憲三 東海大学, 理学部, 教授 (20056211)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 武石 勝治 東海大学, 理学部, 助教授 (80056259) ; 山口 滋 東海大学, 理学部, 助教授 (40297205) ; 藤岡 知夫 東海大学, 理学部, 教授 (70051381) ; 遠藤 雅守 東海大学, 理学部, 講師 (60317758)
• Keywords: 酸素-沃素レーザー / 励起酸素発生器 / 塩基性過酸化水素水溶液 / 過酸化水素 / 過酸化水素消費率 / 塩素ガス反応効率 / 励起酸素効率

Research Abstract

励起酸素の発生率を高くし、KOHを混合した塩基性過酸化水素水溶液(BHP)の過酸化水素H_2O_2の高効率利用法を確立し、現在1%以下しか利用できないという欠点を克服し、BHPの使い切りを可能とする新しい型の霧化型励起酸素発生器(SOG)を開発した。
得られた結果は次の通りである。
1)BHP利用率の向上
BHP液滴を粒径15μmの霧状に微粒化したところ、塩素流量9.0mmol/sにおいて理論限界に近いBHP利用率41.5%を達成することができた。この結果は従来型Jet-SOGのBHP循環による利用率15%に比べて大幅な向上を実現している。
2)水蒸気除去
発生した水蒸気は共振器内部で励起沃素原子を失活することが知られている。本研究は-35℃に冷却した過酸化水素水溶液をガス流に直接噴霧することで。励起酸素を失活させることなく,最大で励起酸素の1/3まで水蒸気を抑制することができた。
3)霧化型SOGの数値計算
霧化型SOGの動作条件を最適化し、観測不能な物理現象への洞察を与えるための数値シミュレーションコードの開発を行った。その結果、塩素流量とSOGから排出されるガス分圧について実験結果と一致しており、コードの有効性が確認できた。

Research Products

• [Publications] M.Endo, S.Muto, K.Nanri, T.Fujioka: "Numerical Simulation of a Mist Singlet Oxygen Generator"Jpn.J.Appl.Phys.. 41(1). 125-133 (2002)
• [Publications] M.Endo, K.Nanri, S.Takeda, T.Fujioka: "History of COIL development in Japan:1982-2002"Proc.SPIE. 4631(印刷中). (2002)