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2015 Fiscal Year Research-status Report

演色性とランプ効率の向上を目指した水渦冷却型高輝度アークランプの開発

Research Project

Project/Area Number 26420251
Research InstitutionTokyo City University

Principal Investigator

岩尾 徹  東京都市大学, 工学部, 准教授 (80386359)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords高輝度アークランプ / 水渦流冷却 / 器壁安定化アーク / 演色性 / ランプ効率
Outline of Annual Research Achievements

水渦流冷却型の器壁安定化プラズマアーク発生装置の設計と製作、並びに、実験を行った。昨年度の結果より、大電流化と器壁径を小さくすることが必須なため、この対応を行った。結果として、小口径としたため、水渦流の旋回とプラズマガスの排出、並びに、電極の冷却に問題が生じた。具体的には、器壁内の圧力上昇により水とガスの排出がうまくいかなかったことや、陽極の冷却不足による溶損があった。これらを解決するため、設計やアーク発生手順の見直しを図り、安定したアークを発生することができた。

ランプの性能の観点では、演色性は良い結果を得ているが、ランプ効率は未だ低いままとなっている。アークの電界-電流特性に鑑み、小電流で電圧の垂下特性を活かすことで、ランプ効率が向上することが予想されるため、予備実験を行った。この結果を基に、更に来年度も詳細な実験を行う。

シミュレーションでは、昨年に引き続き器壁安定化アークを模擬した詳細な計算に取り組み、電流と半径を用いることで、放射の理論に関し体系化を行うことができた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

今年度行う予定であった、水渦流冷却型の器壁安定化プラズマアーク発生装置の設計と製作を行うことができたため。また、実験も行い、結果に応じて、設計の見直しやアーク発生手順の見直しを図り、安定したアークを発生することができたことによる。更に、シミュレーションにより理論体系も固めることができた。最終年度である来年度に向け、装置の改良も行うことができたため、来年度はスムーズに研究を進め、まとめることが可能となった。

Strategy for Future Research Activity

予定通り、水渦流冷却型の器壁安定化プラズマアーク発生装置が完成、かつ、改良もしたため、実際に、演色性とランプ効率の向上を目指した実験を行う。具体的には、演色評価係数や照度、明度、電流、電圧の測定をする。また、シミュレーションに関しても、旧来の器壁安定化アーク理論と、最新の電磁熱流体プログラムを用いた解析、並びに、本実験を比較検討し、目的である演色性とランプ効率の向上に関する提言を行う。

シミュレーションと実験に関し、報告書をまとめると同時に、国際会議や国内会議での発表、並びに、学会誌へ投稿をし、広く国内外での討論を通して、知見を広める。

また、ホームページを活用し、本成果を一般社会にも紹介する試みも行う。

Causes of Carryover

実験で用いるアルゴンガスの残量が十分残っていたため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

アルゴンガスの購入代金に充てる。

  • Research Products

    (8 results)

All 2016 2015

All Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Presentation] Development of Wall-stabilized Arc of Water-cooled Vortex Type with Small Caliber near 40 A2016

    • Author(s)
      Toru IWAO, Yuta SHIMIZU, Kentaro YANAGI, Takaya NAKAMURA, Yoko ISHII and Shinji YAMAMOTO
    • Organizer
      International Conference on Electrical Engineering 2016 (ICEE2016)
    • Place of Presentation
      Okinawa Jichikaikan (Okinawa)
    • Year and Date
      2016-07-03 – 2016-07-07
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] DEVELOPMENT OF WALL-STABILIZED ARC OF WATER-COOLED VORTEX TYPE WITH SMALL CALIBER FOR HIGH INTENSE RADIATION2016

    • Author(s)
      Toru Iwao, Yuta Shimizu, Kazuki Sone, Yoshifumi Maeda, Shinji Yamamoto
    • Organizer
      2016 IEEE International Conference on Plasma Science (ICOPS)
    • Place of Presentation
      Banff (Canada)
    • Year and Date
      2016-06-23
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 水渦流冷却型器壁安定化アークにおける入力電力変化時の温度と平均演色評価数2015

    • Author(s)
      柳健太郎,中村駿哉,鹿野竜大,曽根和貴,岩尾徹
    • Organizer
      放電学会年次大会
    • Place of Presentation
      防衛大学校(横須賀)
    • Year and Date
      2015-12-05
  • [Presentation] Radiation Power Affected by Current and Wall Radius in Water Cooled Vortex Wall-stabilized Arc2015

    • Author(s)
      Toru Iwao, Takaya Nakamura, Kentaro Yanagi, Shinji Yamamoto
    • Organizer
      57th Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
    • Place of Presentation
      Savannah (USA)
    • Year and Date
      2015-11-16
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] General Color Rendering Index of Wall-stabilized Arc of Water-cooled Vortex Type2015

    • Author(s)
      Takaya Nakamura, Kentaro Yanagi, Shinji Yamamoto, Toru Iwao
    • Organizer
      57th Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
    • Place of Presentation
      Savannah (USA)
    • Year and Date
      2015-11-16
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 電流と器壁半径が及ぼす器壁安定化アルゴンアークの演色性への寄与2015

    • Author(s)
      曽根和貴,山本真司,岩尾徹
    • Organizer
      電気学会 放電,高電圧,開閉保護合同研究会
    • Place of Presentation
      姫路市商工会議所(兵庫)
    • Year and Date
      2015-11-04
  • [Presentation] 水渦流冷却型器壁安定化アークにおける電流変化時の平均演色評価数2015

    • Author(s)
      清水雄太,中村駿哉,柳健太郎,山本真司,岩尾徹
    • Organizer
      電気学会 基礎・材料・共通部門大会
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川)
    • Year and Date
      2015-09-17
  • [Presentation] Temperature Distribution Affected by Plasma Gas Velocity in Wall-stabilized Arc2015

    • Author(s)
      Toru Iwao, Kazuki Sone, Shinji Yamamoto
    • Organizer
      International Symposium on Applied Plasma (ISAPS)
    • Place of Presentation
      Nara Hotel (Nara)
    • Year and Date
      2015-08-31
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-01-06  

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