2018 Fiscal Year Research-status Report
Compact-type superheated steam generator using arc and corona discharge
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17K06291
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
杉本 俊之 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (10282237)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 過熱水蒸気 / コロナ放電 / アーク過熱 / コンパクト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
過熱水蒸気を生成できる小型の装置を開発するため、液体の状態で円筒状電極に水を供給し、円筒の側面をアーク加熱させたときに放出される蒸気温度を測定した。円筒の加熱によって液体の水は飽和水蒸気になるが、円筒内を移動する間にあまり加熱されず、200℃には到達しなかった。しかしながら、円筒の内部にコロナ放電電極を挿入し、円筒の内壁に向かうコロナ放電を起こしたところ、水蒸気を帯電させて円筒電極に駆動することにより、水蒸気が加熱できることが明らかとなった。コロナ放電電極の形状や本数を工夫することにより、円筒電極の出口付近で240℃に至る過熱水蒸気を生成することに成功した。特に、アーク加熱しているアーク点付近に針電極を向けることで高温部に蒸気が当たるようになるため、円筒から出た過熱水蒸気の温度は上昇した。コロナ放電電極の本数は少なすぎても効果は小さいが、多すぎてもあまり効果的ではないことが分かった。3本から6本程度あれば、十分な加熱効果が得られることが分かった。
コロナ放電によるイオン風で円筒内の過熱水蒸気を動かすことができるので、円筒電極を横方向に倒した状態においても過熱水蒸気が生成できた。これは、過熱水蒸気を対象物に当てる際の自由度が大きく向上したことを示しており、大きな成果である。
最後に、コロナ放電電極を過熱水蒸気の出口付近にも加えることによって、過熱水蒸気を帯電させて対象物に供給する方法について試みた。対象物が接地されているものであれば、効果的に過熱水蒸気を当てることができ、樹脂フィルムの物性を変化させることも可能であることが確認された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
過熱水蒸気の温度は、300℃に達していないが、これは、円筒電極の熱的遮蔽が不十分であることによるためであり、本質的な問題ではない。現状の温度で樹脂材料の改質や洗浄等に応用することが可能であることが期待され、十分な成果が得られていると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本方式の大きな特徴は、コンパクトなため過熱対象物に近づけることが可能な点である。過熱水蒸気生成装置（円筒電極）と対象物との距離を変化させたときの対象物温度特性を明らかにする。また、上記をコロナ帯電させたときの効果について明らかにする。さらに、産業応用の一つとして、薄い樹脂材料の改質や洗浄について、実用的なサンプルを用いた確認実験を行いたい。
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| Causes of Carryover |
備品を購入する計画であったが納期が年度内にならなかったため。次年度に購入する予定。
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