2018 Fiscal Year Research-status Report
次世代エネルギー社会のための低温液体中で動作する小型推進マシン
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17K06267
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| Research Institution | Akita Prefectural University |
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Principal Investigator |
二村 宗男 秋田県立大学, システム科学技術学部, 助教 (80404854)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 明 秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (50211941)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 小型遊泳マシン / 液体窒素 / 噴流 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今後の超電導応用システムの普及や新エネルギー媒体としての液体水素の関連機器の普及に対応し，これら低温流体利用機器中のメンテナンスをおこなうために，低温流体中で推進可能な小型マシンの開発をおこなった．
液体窒素中を推進するマイクロマシンとして，これまでの研究において最も効率がよかった液体窒素ガスの噴射を利用したジェット推進方式を主として，引き続き検討した．マシンボディ内のニクロム線を通電加熱することによって液体窒素を気化し，窒素ガスと液体窒素の複合流体を噴射し，その反力で推進する．ボディをFDM-3Dプリンタで製作し，噴射口径やボディサイズを変更することによって，これらのパラメータが噴射速度に与える影響を調べ，推進に与える影響を明らかにした．
ジェット噴射推進において欠点であった「連続動作ができない」ことの解決を目指して，吸入機構を検討した．コイルと永久磁石を用いた電磁振動子の往復運動によって液体窒素の吸入機構について検討して試作したが，液体窒素の吸入が不十分であり，引き続き検討が必要である．低粘度流体である液体窒素の吸入のためには，部品の形状の再検討および隙間精度の向上が必要なことを確認した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
液体窒素の噴射推進について，単発の推進動作は可能であるが，連続動作が不可能な状態である．連続動作をおこなうための液体窒素吸入機構について検討中であるが，未だ十分な動作にいたっていない．低粘度の液体窒素を効率よく吸入できるよう，動作部品の形状の再検討および寸法精度の向上が必要であり，検討から部品加工まで時間を要す．
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| Strategy for Future Research Activity |
液体窒素のジェット噴射を用いることで，本研究独自の効率的な推進方式を開発中である．現在は単発の推進動作のみが可能であり，連続動作のためには引き続き検討が必要である．連続推進のための液体窒素吸入機構について，部品の形状と加工法を再検討することで解決できる見込みである．当初計画より若干遅れているが，時間をかければ問題解決の見通しは立っており，連続の推進動作を実現させる．その後，消費電圧や周囲の流れなど諸特性を測定する．
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| Causes of Carryover |
液体窒素の連続吸入機構の導入に時間を要しているため，当初計画の国際会議発表のための旅費を当該年度に使用できなかった．計画より少し遅れてはいるが，解決に向かっているため，翌年度に学会発表等に使用し，その他の経費も当初予定通りに使用する予定である．
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