| 研究課題/領域番号 |
21K03867
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| 研究機関 | 大分工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
尾形 公一郎 大分工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (50370028)
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| 研究分担者 |
星 崇仁 筑波大学, 医学医療系, 講師 (10757892)
上野 崇寿 大分工業高等専門学校, 電気電子工学科, 准教授 (30508867)
稲垣 歩 大分工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (50633400)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 粉体輸送 / 流動性 / 付着性 / 加圧流動化 / 薬剤粉体 |
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| 研究実績の概要 |
令和4年度までの研究では，粉体薬剤の管内での安定的な輸送と噴霧を実現するために，振動流動化による粉体輸送実験を行い，輸送特性や圧力特性を調査した．一方で，医療現場では振動装置を使用することへの懸念がある．そこで，令和5年度の研究では空気流を用いて粉体の流動性を向上させて，粉体を輸送及び噴霧する研究に取り組んだ．具体的には，加圧流動化による粉体の輸送実験を行い，輸送特性，圧力特性及び粉体流動の可視化によって粉体の流動特性を調査した．
実験には，粉体薬剤を封入するバイアルを模擬した円筒容器の上部と底部から空気流を送る構造の小型加圧流動化装置を用いた．容器底部側面には輸送管を接続して水平輸送を可能とした．使用粉体はガラスビーズと薬剤粉体である．ガラスビーズと薬剤粉体の初期充てん量は，それぞれ，10gと3gとした．粉体供給容器上部への空気速度を一定とし，粉体供給容器底部の流動化空気速度を5条件変化させた．実験では，加圧流動化輸送時の輸送量と圧力特性を明らかにするために，粉体輸送量，粉体供給容器上部と輸送管出口部の差圧を測定した．さらに，粉体流動の可視化には高速度カメラを使用した．
その結果，小型装置で加圧流動化輸送が可能であり，容器底部の供給空気速度の増加とともに粉体輸送量も増加することが確認できた．また，可視化の結果と併せて粉体輸送時の容器内部と輸送管の圧力変化から輸送状態を推測できることが分かった．ガラスビーズと薬剤粉体の輸送実験からスラグ流やプラグ流で輸送されることが分かった．また，粉体の流動性の違いで輸送状態に変化があることが確認された．
加えて，高電界で発生させたイオン風を用いた粉体輸送実験も行い，粒子速度特性を調査した．
研究期間を通じて，振動流動化や加圧流動化及び高電界を用いた粉体の輸送実験を行い，それぞれの方法で粉体輸送が可能な条件を確認することができた．
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