2014 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロスポレーションポリマ粒子の直接噴出・溶発による直流アーク遮断の新技術創出
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25630108
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
田中 康規 金沢大学, 電子情報学系, 教授 (90303263)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石島 達夫 金沢大学, サステナブルエネルギー研究センター, 准教授 (00324450)
堀邊 英夫 大阪市立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00372243)
上杉 喜彦 金沢大学, 電子情報学系, 教授 (90213339)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | アーク / 遮断器 / 電力 / 配線用遮断器 / 直流給電 / ポリマーアブレーション / 溶発 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
3.分子性ガス混入熱プラズマのポリマバルク照射による粒子発現数への影響 これまで実験においてAr熱プラズマをポリアミドポリマバルクに照射すると，溶発するとともにスポレーション現象により，ポリママイクロ粒子が噴出する。このバルクに,ArだけでなくO2あるいはN2混合熱プラズマを照射した際のスポレーション現象の発生頻度を測定した。N2/O2を混合させた理由は気中遮断器を想定したためである。その結果これら分子ガスが導入されるとスポレーションが促進されることが分かった。
4.スクリューディスクノズルの設計・製作 ポリマからのスポレーション粒子を効果的にアーク遮断に応用するためには，アークへの接触面積を多くさせる必要がある。多数のポリマディスクを軸に通したものを想定し，スリットを入れたスクリューディスク型ポリマノズルの設計と制作した。
5.熱プラズマ中におけるマイクロ粒子飛翔の数値解析による，粒子径，粒子アブレーション時間の検討 高速度ビデオから粒子を観測すると，粒子は熱プラズマ中で溶発を起こし，その粒径を特定できない。そこで熱プラズマ中でのポリマ粒子の数値解析を行いその飛翔軌跡と溶発時間を計算し，この結果と実験で得られる飛翔軌跡の平均値とを比較することで噴出する粒子の平均的な粒子径を特定した。
6. スペクトル観測によるポリマ混合アークプラズマ温度の把握 ポリマ粒子混入によるプラズマ減衰効果を明らかにするためにプラズマ温度に着目し分光観測した。ポリマ蒸気からのC2分子スペクトルを捉え，その理論計算と実験データとのFittingによりアーク温度を求めた。その結果，上記温度は4000K程度になっていることがわかった。
7. 熱プラズマ照射・アーク実験のまとめ 以上の熱プラズマ照射によるスポレーション粒子飛散，溶発の様子観察・アークへのポリマ混合実験，アーク温度への影響の結果をまとめた。
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