Explication of mechanism for precision conveying and spraying of pharmaceutical powder by pulse-field of taper spiral type

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本研究では，振動流動化で粉体を分散して加圧輸送する技術と，高電場で粉体を輸送する技術に着目して粉体薬剤の輸送噴霧システムの構築と輸送噴霧機構の解明を目的としている。令和4年度の研究においても，粉体特性の測定，振動流動化による粉体の分散輸送特性および高電場での流体と粉体の流動特性の調査，パルス電源製作を行った．令和4年度は前年度に実施できなかった低振動強度の条件での粉体輸送実験を行った．実験条件として，粒子径の異なるシリカ粒子を用いて，粉体分散供給部への空気速度，空気供給管の高さを変化させて供給空気の圧力測定および単位時間あたりの粉体輸送量の測定を行った．また，直流電源による高電場中でのイオン風と粒子の流動特性の調査およびパルス電源の改良と動作確認を行った．電極には線電極と金網電極を使用した．本実験では粒子径や密度が異なるシリカ，ガラスビーズを用い，電極間隔，印加電圧を変化させてイオン風の風速と粒子速度の測定および粒子運動の可視化を行った．振動流動化輸送実験では，低振動強度においても粉体輸送が可能となる条件が確認された．粒子径の異なるシリカを輸送した結果から，粒子径が大きく，振動強度と供給空気速度が高く，供給空気管の高さが低い条件において，供給容器内部の粉体の分散状態が良好で，容器内部の粉体がほぼ全量供給できる条件を明らかにできた．高電界を用いたイオン風について，本実験装置の範囲内では最大風速が1～1.5m/sとなることが分かった．また，電極間隔が短い場合に低印加電圧で風速が増加する傾向が見られた．さらに，PIVで粒子速度を測定した結果，今回使用した粒子では粒子に依らず粒子速度が0.3～0.4m/sに達することが確認された．加えて，パルス電源を改良し，製作したパルス電源が正常に動作して，短パルスを発生できることが確認できた．