研究課題/領域番号 |
19K04200
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研究種目 |
基盤研究(C)
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配分区分 | 基金 |
応募区分 | 一般 |
審査区分 |
小区分19010:流体工学関連
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研究機関 | 摂南大学 |
研究代表者 |
堀江 昌朗 摂南大学, 理工学部, 教授 (10388639)
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研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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キーワード | 流体機械 / ポンプ効率 / 漏れ流れ / スクリューポンプ / ポンプ性能 / 効率 / 漏れ特性 / ポンプ / マイクロ波成形 / トルク低減 / 効率向上 / 比速度 / 樹脂成形 |
研究開始時の研究の概要 |
本研究は低流量であっても高い圧力を得ることができる高効率・小型二重回転スクリューポンプの開発を目指している.本ポンプはロータの回転に伴いステータが受動的に回転する構造であるが,ステータの内壁面の表面粗さによるロータ回転トルクの増加と,漏れ損失がポンプ性能の低下を招いていると考えられている.そこで,本ポンプの小型化と高効率化を実現するために,マイクロ波成型機を用いて樹脂製ステータを製作し,樹脂ステータの表面粗さと材質がロータ回転トルクに及ぼす影響,また,ロータとステータの形状がポンプ性能と漏れ流れに及ぼす影響について検討し,高効率・小型二重回転スクリューポンプの最適な形状について検討する.
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研究成果の概要 |
本研究では低流量で高い圧力を得ることができる小型高効率ポンプを開発することを目的として、ステータがロータの回転に伴って受動的に回転する二重回転スクリューポンプを用いて、ステータの形状と材質がポンプ性能に及ぼす影響について調査した。 その結果、ステータの段数が少なくポンプ内部の流路部が少ない形状であっても、一般的な容積型ポンプや小型の低比速度遠心ポンプに比べて高い効率を得ることができ、また、ステータの材質を金属に比べて質量が軽い樹脂にすることによりロータの回転トルクが減少するため効率が向上し、この傾向は作動流体の粘性が低い場合に顕著であった。
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研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では低流量で高い圧力が得られる高効率の小型ポンプの開発を行うことが目標であり、これを実現するために二重回転スクリューポンプの駆動トルクと漏れ流れによる損失の低減を図り、ポンプ内部の一部の部品を金属から樹脂に変更することによりポンプ性能を向上させることができることを実験的に明らかにした。このことは、容積型ポンプのように駆動トルクが問題となるポンプに対しても適用が可能であるだけでなく、摩擦熱による薬品や食品,血液などの成分を変性させずに搬送できる高効率で小型・軽量な新しい低比速度ポンプを実現し,様々な分野で利用できると考える.
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