2010 Fiscal Year Annual Research Report
熱電素子と熱可変材料を用いた無電源体内埋め込み型マイクロポンプの開発
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20360087
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
鳥居 修一 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (30180201)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊東 繁 国立沖縄工業高等専門学校, 校長 (80069567)
外本 和幸 熊本大学, 衝撃・極限環境研究センター, 教授 (70199462)
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| Keywords | ペルチェ素子 / 熱可変材料 / X線装置 / 流動現象 / デフェーザーバルブ / ノズルバルブ / PIV計測法 |
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| Research Abstract |
昨年度までに製作して実験したポンプの性能を向上させるために、ポンプを改良した。その加工と製作は熊本大学中央工場のマイクロマシニング装置で行った。特に、ポンプ直径を10mm以下にして、ポンプ内部の媒体がスムーズに流れるようにした。作動流体はこの加工内部を流れるようになっており、その流動はマイクロX線装置で観察した。更に、内部流動特性を2次元の簡易的な数値解析コードで行い、流動現象を検討した。その結果、以下の知見を得ることができた。
・ポンプ内部の流動を可視化するために、マイクロバブル、マイクロシラスバルーン、マイクロアルミナをトレーサー粒子として用いて、その動きをマイクロX線装置で記録した。その結果、マイクロバブルがトレーサーとして最適であり、媒体中のマイクロバブルの流れから媒体の流動を把握することができた。
・素子A(12.1×11.2×2.34(mm)のペルチェ素子)において、入力周波数が0.1Hz以下、印加電流が0.6～0.8Aであることが望ましい。
・素子B(4.01×4.01×2.39(mm)のペルチェ素子)において,印加電流が1.0A,入力周波数が1/120Hzが望ましい。
・マイクロX線装置は、マイクロポンプ開発において強力なツールであり、ポンプ内部の流動を投入したマイクロバルブによって確認することができる。
・ポンプ内部流動は、熱可変材料部で軸方向に振動しながら相対的にディフューザバルブ方向に進む。この流動は上記の印加電流や入力周波数によって左右される。
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