2009 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
20760121
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Research Institution | Tokyo Metropolitan College of Industrial Technology |
Principal Investigator |
平野 利幸 Tokyo Metropolitan College of Industrial Technology, ものづくり工学科, 助教 (50469574)
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Keywords | 流体 / 流体工学 / 流体機械 |
Research Abstract |
近年、微細加工技術の発達により分散型電源や超小型航空機用を目指した超小型ガスタービンに関する研究が各要素単位で盛んに行われており、自走型ロボットや携帯機器の発達に伴い小型電源の需要が高まりつつある中、その実用化が期待されている。本研究では超小型遠心圧縮機の設計指針を確立することを目指し、最終寸法モデルの4倍、5倍、6倍サイズ(羽根車直径16mm、20mmおよび24mm)の遠心圧縮機を設計、製作し、性能試験を試みた。さらに、相似則が性能特性に及ぼす影響について比較、検討を行った。 本研究で試作した羽根車の仕様は、圧力比は3、設計回転数(4倍サイズ)は500,000rpmとした。この大きさは既存の機械加工によって3次元形状め流路が十分製造可能であり、また10mm程度まで小型化しても機械加工によって対応出来ると考えられる。ここでは、はるかに小型化された場合やシリコンウエハー上でMEMSを応用した大量生産を行うことを視野に入れ、2次元形状の流路を選択した。一般的な3次元形状の羽根車に対して大幅な性能低下が予測されるが、このような2次元形状の超小型遠心圧縮機に関する設計指針はほとんど存在しないため、新たな知見を得ることが必要と考えられる。 6倍サイズと4倍サイズの性能試験結果を比較すると流量に関しては相似則が成り立ったが、圧力比は相似にならなかった。4倍サイズの羽根車では、チップクリアランスが製作の都合上、6倍サイズと同程度になってしまったため、回転数をあげても得られる全圧力比が上昇しなかった。寸法を完全に相似にすることは極めて困難であり、小型化による性能低下は最終寸法に向けてさらに大きくなることが推察される。
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Research Products
(2 results)