2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of innovative electromagnetic pump using permanent magnet
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16K14541
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
吉橋 幸子 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (20403157)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀池 寛 福井工業大学, 工学部, 教授 (20252611)
砂川 武義 福井工業大学, 工学部, 教授 (60329456)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 液体リチウム / 電磁ポンプ / 永久磁石 / 磁束密度 / 進行波 / 推力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
国際核融合材料照射施設IFMIFや高速炉において高温の液体金属リチウムやナトリウム流が利用されている。その駆動ポンプは一般的に軸受けが無く密閉性と安全性に優れるポンプが重要である。しかし既存の交流進行波電磁ポンプは、三相多極の電磁石から構成され大型かつ複雑で、高温にも耐える構造とするため、電磁石電源や冷却ブロアーまで備え非常に大がかりで効率が悪い。また、近年小型加速器中性子源のターゲットとして液体または固体のリチウムを利用することが行われており、小型リチウムループまたは固体リチウムターゲット製作ループのため小型のポンプのニーズが増加している。そこで本研究では小型で簡便なポンプとして永久磁石を回転体に取り付け進行波を生成する電磁ポンプを提案し、そのポンプの製作と原理実証試験を行った。
平成29年までで永久磁石列を2つ組み合わせたポンプを製作し、数値解析による磁場分布を求め、ガウスメータによる実験値と比較した。さらに金属基板を用いた原理実証実験により推力を確認した。
平成30年では、さらにポンプ性能を向上させるため、永久磁石の個数および回転数を変化させ金属基板を用いた推力計測実験を実施し、平成29年度よりも推力を向上させることに成功した。さらに、このポンプによる液体金属リチウムを用いた流動実験を試みた。しかしながら、本ポンプにおいて英期待リチウムの流動を得ることが出来なかった。原因としては、リチウム流の配管の厚みおよびリチウムを高温に保つため、配管温度は高く維持する必要があり、そのため2つの永久磁石列の間隔が広くなり、流動に必要な磁場をリチウムに到達させれなかったことが原因と考えられる。しかしながら、本ポンプの構造は非常に基礎的な電磁気学の原理を用いたものであり、学生実験や模擬講義における電磁気学教育に役立てることが出来る装置が完成したと言える。
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