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超強力な超音波を用いた音波集塵の挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 18K11700
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分64020:環境負荷低減技術および保全修復技術関連
研究機関日本大学

研究代表者

三浦 光  日本大学, 理工学部, 特任教授 (50157434)

研究分担者 河府 賢治  日本大学, 理工学部, 准教授 (10424748)
淺見 拓哉  日本大学, 理工学部, 助教 (60706571)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード超音波 / 煙霧質 / 凝集 / 微粒子 / 集塵 / 定在波音場 / 定在波 / 定在波音波
研究成果の概要

本研究では,強力な空中超音波が得られる装置を用いて煙霧質の凝集を行うことを目的としている。そのために,周波数28kHzの円筒形たわみ振動板型超強力空中超音波発生装置を2台用いて煙霧質が流れるダクトの中に振動板部分を挿入する形式の実験装置を構築し,それによる凝集の実験を行った。その結果,流入する煙霧質が1.0 L/minの場合,2台の超音波発生装置への合計の入力電力が40Wで凝集率が約85%となり,高い凝集率を達成した。更に、周波数60kHzの小型凝集装置を開発し、流入する煙霧質が0.4 L/minの場合,入力電力6 Wで凝集率が約60%となり、この装置においても比較的高い凝集率が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

化石燃料の燃焼等によって発生するPM2.5に代表される大気中の微粒子は,人体の健康への影響が懸念されている。これらを集塵する方法の一つに音波を利用した凝集がある。音波凝集は微粒子が存在する気体中に強力な音波を照射することで,微粒子を凝集肥大化させ回収する技術である。本研究では低騒音にするため可聴周波数範囲外の超音波を用い、煙霧質が流れるダクト内に極めて強力な空中超音波が放射できる超音波源を使って煙霧質の凝集を行った。その結果、比較的大きな凝集効果が得られ、学術的意義及び社会的意義のある成果が得られた。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 4件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Aerosol agglomeration by aerial ultrasonic sources containing a cylindrical vibrating plate with the same diameter as a circular tube2022

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Hoda, Takuya Asami and Hikaru Miura
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 61 号: SG ページ: SG1073-SG1073

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac55db

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of aerial ultrasonic source using cylinder typed vibrating plate with axial nodal mode2018

    • 著者名/発表者名
      Takuya Asami and Hikaru Miura
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 7S1 ページ: 07LE11-07LE11

    • DOI

      10.7567/jjap.57.07le11

    • NAID

      210000149333

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 振動部を一体構造としたフランジ付きボルト締めランジュバン型小型空中超音波源2023

    • 著者名/発表者名
      大渕稜太,笠島 崇,伊藤伸介,淺見拓哉,三浦 光
    • 学会等名
      電子情報通信学会超音波研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 小型空中超音波源を用いた容積の異なる装置による煙霧質の凝集2022

    • 著者名/発表者名
      小野 湧喜,淺見 拓哉,三浦 光
    • 学会等名
      日本音響学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] BLTと一体構造とした小型空中超音波源2022

    • 著者名/発表者名
      大渕 稜太,笠島 崇,伊藤 伸介,淺見 拓哉,三浦 光
    • 学会等名
      日本音響学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Examination of aerosol agglomeration using two small aerial ultrasonic sources2022

    • 著者名/発表者名
      Yuki Ono, Takuya Asami, Hikaru Miura
    • 学会等名
      超音波シンポジウム USE2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Compact aerial ultrasound source integrating vibration surface with ultra-low loss BLT2022

    • 著者名/発表者名
      Ryota Ohfuchi, Takashi Kasashima, Shinsuke Itoh, Takuya Asami, Hikaru Miura
    • 学会等名
      超音波シンポジウム USE2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2つの円筒形振動板型超音波音源を用いた煙霧質の凝集2021

    • 著者名/発表者名
      宝田祐介,淺見拓哉,三浦 光
    • 学会等名
      日本音響学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Agglomeration experiment using enlarged volume by two ultrasonic sound sources using cylinder type vibrating plate2021

    • 著者名/発表者名
      宝田祐介,淺見拓哉,三浦 光
    • 学会等名
      超音波シンポジウム USE2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 2台の空中超音波音源間の位相を変化させた場合の凝集濃度2021

    • 著者名/発表者名
      宝田祐介,淺見拓哉,三浦 光
    • 学会等名
      日本大学理工学部学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 円筒形振動板型空中超音波源を用いた凝集塔の容積を変えた場合の煙霧質の凝集2021

    • 著者名/発表者名
      宝田祐介,淺見拓哉,三浦 光
    • 学会等名
      電子情報通信学会超音波研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 円筒形振動板型超音波音源による煙霧質凝集の基礎検討2021

    • 著者名/発表者名
      宝田 祐介,淺見 拓哉,三浦 光
    • 学会等名
      日本音響学会春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 剛壁一体構造の円筒形振動板を用いた空中超音波音源による定在波音場形成の基礎検討2020

    • 著者名/発表者名
      宝田 祐介,淺見 拓哉,三浦 光
    • 学会等名
      日本大学理工学部学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 空中強力超音波を用いた微粒子凝集の空気流量による影響2019

    • 著者名/発表者名
      本井凜太郎,淺見拓哉,三浦 光
    • 学会等名
      日本音響学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Agglomeration of aerosol using intense standing wave field of cylindrical shape2019

    • 著者名/発表者名
      本井凜太郎,淺見拓哉,三浦 光
    • 学会等名
      International Congress on Acoustics 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characteristics of particle size distribution of agglomerates in an ultrasonic source with a cylindrical rigid wall2019

    • 著者名/発表者名
      本井凜太郎,淺見拓哉,三浦 光
    • 学会等名
      第40回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 円筒剛壁付き超音波凝集装置における空気流量による濃度変化2019

    • 著者名/発表者名
      本井凜太郎,淺見拓哉,三浦 光
    • 学会等名
      日本大学理工学部学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 円筒剛壁一体型空中音源による煙霧質凝集の効果と粒径の関係2019

    • 著者名/発表者名
      本井凜太郎,淺見拓哉,三浦 光
    • 学会等名
      電子情報通信学会超音波研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 空中強力超音波による煙霧質凝集粒子の観察2019

    • 著者名/発表者名
      本井凜太郎,淺見拓哉,三浦 光
    • 学会等名
      電子情報通信学会超音波研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 剛壁付き空中超音波音源による定在波音場を用いた煙霧質の凝集2019

    • 著者名/発表者名
      本井凜太郎,淺見拓哉,三浦 光
    • 学会等名
      日本音響学会春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] FEMを用いた剛壁一体型構造の円筒形振動板の開発2018

    • 著者名/発表者名
      淺見拓哉,三浦 光
    • 学会等名
      電子情報通信学会超音波研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 空中音波による煙霧質の凝集2018

    • 著者名/発表者名
      門前大樹,本井凜太朗,淺見拓哉,三浦 光
    • 学会等名
      若手・学生のためのAESジャパンフォーラム2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 円筒形空中定在波音場による煙霧質の凝集2018

    • 著者名/発表者名
      本井凜太郎,門前大樹,淺見拓哉,三浦 光
    • 学会等名
      日本大学理工学部学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 日本大学 理工学部 電気工学科 三浦・淺見研究室

    • URL

      https://www.ele.cst.nihon-u.ac.jp/miuralab/index.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 日本大学理工学部電気工学科三浦・淺見研究室

    • URL

      https://www.ele.cst.nihon-u.ac.jp/miuralab/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
  • [備考] 日本大学理工学部電気工学科三浦研究室

    • URL

      https://www.ele.cst.nihon-u.ac.jp/miuralab/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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