マイクロチャンネルにおける分子気体効果を用いた温度差再利用法の開発

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20560158
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 杉元 宏 京都大学, 大学院・工学研究科, 講師 (50222055)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 分子気体 / 希薄気体 / 気体分離 / 熱遷移 / マイクロ・ナノデバイス / MEMS

研究概要

マイクロチャンネル内の分子気体に生じる熱駆動流を用いて、温度差を圧力・濃度差に変換する方法について、解析および実験的研究を行った。その結果、10-1万Paの広い圧力範囲で熱駆動流を誘起する多層網構造を開発した。また、混合気体において、熱尖端ポンプが発生する濃度差の測定に初めて成功した。特に、この種の気体分離効果を応用した、連続運転が可能な、開いた系の気体分離装置を考案したことは重要な成果である。

研究成果

• [雑誌論文] 多層構造の網の温度場によって誘起される希薄気体の流れ (2010)
  • 著者名/発表者名: 門脇征四郎, 杉元宏
  • 雑誌名: ながれ 29 ページ: 455-459
  • 査読あり
• [雑誌論文] 温度場によって誘起される希薄気体の流れを用いた気体分離装置 (2010)
  • 著者名/発表者名: 杉元宏, 篠遠晃
  • 雑誌名: 真空 53 ページ: 347-350
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gas Separator with the Thermal Transpiration in a Rarefied Gas
  • 著者名/発表者名: H.Sugimoto, S.Shinotou
  • 雑誌名: Rarefied Gas Dynamics 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experiment on the Gas Separation Effect of the Pump Driven by the Thermal Edge Flow
  • 著者名/発表者名: 杉元宏
  • 雑誌名: Rarefied Gas Dynamics(ed.by T.Abe)(AIP, NY, 2008) ページ: 1123-1128
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rarefied gas flows induced through a pair of parallel meshes with different temperatures
  • 著者名/発表者名: H.Sugimoto, S.Kawakami, K.Moriuchi
  • 雑誌名: Rarefied Gas Dynamics(ed.by T.Abe)(AIP, NY, 2008) ページ: 1021-1026
  • 査読あり
• [学会発表] Gas Separator with the Thermal Transpiration in Micro Channels (2010)
  • 著者名/発表者名: 杉元宏
  • 学会等名: 7th Micro Alliance Symposium
  • 発表場所: Kyoto University(Japan)
  • 年月日: 2010-11-22
• [学会発表] Numerical Simulation on the Gas Separator with the Thermal Transpiration of a Rarefied Gas, Kyoto-Seul National-Tsinghua University (2010)
  • 著者名/発表者名: 杉元宏
  • 学会等名: 10th Thermal Engineering Conference
  • 発表場所: Tsinghua University (China)
  • 年月日: 2010-10-23
• [学会発表] 多層構造の網の温度場によって誘起される希薄気体の流れ (2010)
  • 著者名/発表者名: 門脇征四郎, 杉元宏
  • 学会等名: 日本流体力学会 年会2010
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2010-09-09
• [学会発表] Gas Separator with the Thermal Transpiration in a Rarefied Gas (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Sugimoto, S.Shinotou
  • 学会等名: 27th International Symposium on Rarefied Gas Dynamics
  • 発表場所: Asilomar, California(USA)
  • 年月日: 2010-07-13
• [学会発表] 温度場によって誘起される希薄気体の流れを用いた気体分離装置 (2009)
  • 著者名/発表者名: 篠遠晃, 杉元宏
  • 学会等名: 第50回真空に関する連合講演会
  • 発表場所: 学習院大学
  • 年月日: 2009-11-04
• [学会発表] 熱尖端ポンプの気体分離効果に関する実験的研究:分子質量比の効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高橋秀, 杉元宏
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2009
  • 発表場所: 東洋大学
  • 年月日: 2009-09-02
• [学会発表] Experiment on the Gas Separation Effect of the Pump Driven by the Thermal Edge Flow (2008)
  • 著者名/発表者名: 杉元宏
  • 学会等名: 8th Kyoto-Seoul National-Tsinghua Univ.Thermal Engineering Conference
  • 発表場所: Seoul National University (Korea)
  • 年月日: 2008-08-27
• [学会発表] Experiment on the Gas Separation Effect of the Pump Driven by the Thermal Edge Flow (2008)
  • 著者名/発表者名: 杉元宏
  • 学会等名: 26th International Symposium on rarefied gas dynamics
  • 発表場所: Kyoto University (Japan)
  • 年月日: 2008-07-22
• [学会発表] Rarefied gas flows induced through a pair of parallel meshes with different temperatures (2008)
  • 著者名/発表者名: H.Sugimoto, S.Kawakami, K.Moriuchi
  • 学会等名: 26th International Symposium on rarefied gas dynamics
  • 発表場所: Kyoto University (Japan)
  • 年月日: 2008-07-22
• [備考]
  • URL: http://fd.kuaero.kyoto-u.ac.jp