2019 Fiscal Year Annual Research Report
Small Propulsion Machine in Cryogenic Fluid in Next-Generation Energy Society
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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 |
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．
FDM-3Dプリンタで製作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後方の開口部から噴射し，その反力で推進する．従来は，一度噴射するとボディ内が窒素ガスで満たされるために「連続動作ができない」という欠点があった．これの解決を目指して，ガス排気と液体吸入の機構を考案した．マシンボディを分割式にし，コイルと永久磁石の電磁力によってボディが開閉する．一度噴射した後にボディが開くことで内部をガスから液体窒素に置換し，ボディが閉じることで，再度噴射が可能になる．可動部形状やコイルと永久磁石の配置を検討して改良と試作を繰り返すことで，液体窒素中においても確実な開閉動作が可能になり，閉じた際の密閉度を高めることに成功した．一旦噴射して開閉動作した後でも，後方の開口部からの噴射を確認することができ，引き続き検討することで連続動作の可能性を見出した．
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