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ドライガスシールにおける気体流れの可視化とグルーブ形状による特性の比較

研究課題

研究課題/領域番号 16K06050
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
研究機関東海大学

研究代表者

落合 成行  東海大学, 工学部, 教授 (40407995)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワードトライボロジー / ドライガスシール / 可視化 / 最適設計 / 振動 / PIV / 自己組織化アルゴリズム / 両回転シール / 表面テクッスチャリング / セルオートマトン / ミスアライメント
研究成果の概要

本研究では,ドライガスシールの可視化によるメカニズムの解明と溝形状の最適化による特性向上を目的に研究を行った。新たに確立した可視化実験の結果と漏れ量測定結果から,メカニズムを考察した.一方で,新たに自己組織化アルゴリズムとして知られるセルオートマトン法の適用により,シール溝形状の最適設計を行った.最後にこれら一連の研究から得られた知見を活かして新たな溝形状を提案し,実験的に検証した

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究課題は,ターボ機械に使用されるドライガスシールの気体膜流れの可視化と溝形状の最適化に挑戦するものである.本研究の学術的な意義としては,難易度の高いドライガスシールの気体膜流れの可視化(加振条件下も含めて)に取組んでいる点,世の中に提案されている多種の溝形状に対して,最適な形状を提示する点にあると考える.ドライガスシールを利用するターボ機械に関わる産業は多く.社会的意義は高いと考える.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] ドライガスシールにおける気体流れの可視化実験2016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke SUZUKI, Shogo KODAMA, Masayuki OCHIAI, Yuta SUNAMI and Hiromu HASHIMOTO
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Science

      巻: 28 号: 0 ページ: n/a

    • DOI

      10.2978/jsas.11005

    • NAID

      130005519586

    • ISSN
      0915-5651, 1881-3917
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Optimization of Surface Texturing Using Cellular Automaton -Application to Dry Gas Seal-2018

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Ochiai
    • 学会等名
      2018 STLE Tribology Frontiers Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] セルオートマトンを用いた表面テクスチャリング―最適化法の検討とドライガスシールへの適用―2018

    • 著者名/発表者名
      落合成行, 明戸洋介, 橋本巨
    • 学会等名
      日本機械学会 第18回機素潤滑設計部門講演会(MDT2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 周期的加振条件下におけるドライガスシールの流れの可視化2018

    • 著者名/発表者名
      落合成行, 生井達也, 橋本巨
    • 学会等名
      トライボロジー会議2018 秋 伊勢
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 内周リング溝を施したドライガスシールの漏れ量測定とシール面の可視化2018

    • 著者名/発表者名
      大家雄太, 落合成行, 橋本巨
    • 学会等名
      日本機械学会 関東学生会第58回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 加振状態のドライガスシールにおける気体膜の可視化2018

    • 著者名/発表者名
      生井達也, 落合成行, 橋本巨
    • 学会等名
      日本機械学会関東学生会第57回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 潤滑膜外部の流れを考慮したドライガスシールのCFD解析2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木太理,落合成行,砂見雄太,橋本巨
    • 学会等名
      日本機会学会 関東支部第23期総会・講演会
    • 発表場所
      東京理科大学 葛飾キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Visualization Experiment of Dry Gas Seals under Conditions of Bi-directional Rotation2017

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Aketo, Masayuki Ochiai, Hiromu Hashimoto
    • 学会等名
      The 6th World Tribology Congress 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Visualization Experiment on Dry Gas Seals using PIV2017

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Aketo, Masayuki Ochiai, Yuta Sunami, Hiromu Hashimoto
    • 学会等名
      Micro/Nano Technology Center International Symposium 2017 (mntcis2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ドライガスシールにおける潤滑膜および溝外周部のCFD解析2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木太理,明戸洋介,落合成行,橋本巨
    • 学会等名
      トライボロジー会議2016秋 新潟
    • 発表場所
      朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-10-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ドライガスシールの正・逆回転時におけるシール面の可視化実験2016

    • 著者名/発表者名
      明戸洋介,落合成行,橋本巨
    • 学会等名
      トライボロジー会議2016春 東京
    • 発表場所
      国立オリンピック記念青少年総合センター
    • 年月日
      2016-05-23
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Experimental Study of Flow Visualization on Dry Gas Seal Face2016

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Ochiai
    • 学会等名
      The 71st STLE Annual Meeting & Exhibition
    • 発表場所
      Bally's Hotel in Las Vegas
    • 年月日
      2016-05-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PIVを用いたドライガスシールの空気流れの可視化2016

    • 著者名/発表者名
      明戸洋介,砂見雄太,橋本巨,落合成行
    • 学会等名
      東海大学マイクロ・ナノ啓発会【Tμne】第7回学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南校舎17号館2階ネクサスホール
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ドライガスシールにおける溝形状最適化とガス流れの可視化2016

    • 著者名/発表者名
      落合成行
    • 学会等名
      日本トライボロジー学会 第115回シール研究会
    • 発表場所
      国立オリンピック記念青少年総合センター センター棟415号室
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [産業財産権] ドライガスシール2019

    • 発明者名
      落合成行,大家雄太
    • 権利者名
      落合成行,大家雄太
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-035286
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] シールリング2019

    • 発明者名
      落合成行,大家雄太
    • 権利者名
      落合成行,大家雄太
    • 産業財産権種類
      意匠
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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