高サイクルの高電圧パルス放電による媒体音速差を利用した革新的衝撃波重畳技術の実現

利用高周期高压脉冲放电产生的中声速差异，实现创新的冲击波叠加技术

• 批准号: 20K14728
• 负责人: 比嘉 修
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Okinawa National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K14728/
• 关键词: 水中衝撃波; パルス放電; パルスパワー; 衝撃波重畳; 高電圧パルス; 重畳

衝撃波の産業利用が期待される中、申請者は水中での電気放電を用いた水中衝撃波の生成手法に着目し研究開発を進めている。一方で衝撃波は伝播過程における衝撃圧力の減衰が課題となり産業利用の促進が阻害されている。そこで本研究では高サイクルの高電圧パルス放電により生成される水中衝撃波を任意の伝播距離において重畳させることにより、広範囲に高強度な水中衝撃波の生成及び制御を行うことを目的に技術開発を進めている。本研究ではこれまでにMOS-FETによるスイッチングモジュールを用いた多段マルクス型の高電圧パルス発生装置を開発し、装置の高サイクル化を目指し課題の検証と装置開発に取り組んでいる。これまでに開発した出力電圧8kV、放電エネルギー0.3J/Pulseの高電圧パルス発生装置により、水中衝撃波の発生原点近傍において単波あたり180MPaの高圧力の発生を実現し、また短時間ながら100kHzでのバースト駆動による水中衝撃波の生成を実現した。しかし高電圧パルス発生装置に対して給電を行う一次電源装置の容量不足が要因となり、連続的な駆動や目標とする1MHz以上の高サイクルでの水中衝撃波生成に課題が残っている。そこで2022年度においては一次電源の開発に取り組んだが、高電圧パルス発生装置への電力移送において課題が生じ目標とする1MHz以上の高サイクルでの水中衝撃波生成及び衝撃波重畳には至っていない。2023年度においては装置の改良による高電圧パルス発生装置の高サイクル化に加え、複数の高電圧パルス発生装置の連携による水中衝撃波重畳を視野に加え課題の達成を目指す。

The application of shock wave industry is expected to be carried out in the future. The applicant is interested in the development of underwater shock wave generation methods. On the one hand, shock wave propagation process, shock pressure attenuation, industrial utilization and promotion of resistance. This study aims to develop high voltage underwater shock waves at arbitrary propagation distances. This research aims at the development of multi-stage high voltage power generation devices for MOS-FET applications, and the development of high voltage power generation devices for MOS-FET applications. The generation of underwater shock wave was realized near the origin of underwater shock wave generation. The generation of underwater shock wave was realized near the origin of underwater shock wave generation. The generation of underwater shock wave was realized in a short time. The generation of underwater shock wave was realized in a short time. The problem of underwater shock wave generation at high voltage above 1MHz due to insufficient capacity of primary power supply device for power supply For the year 2022, the development of primary power supply is subject to the generation of underwater shock wave and shock wave repetition at high voltage above 1MHz. In the year 2023, the improvement of high voltage power generation devices, the improvement of high voltage power generation devices, the improvement of underwater shock wave in the field of vision, and the achievement of the project are indicated.

项目成果

Extraction of valuable compounds from plants by underwater shockwaves

通过水下冲击波从植物中提取有价值的化合物

• DOI: 10.1016/b978-0-323-95403-7.00001-5
• 发表时间: 2023
• 期刊: Processing of Food Products and Wastes with High Voltage Electrical Discharges
• 作者: Itoh Shigeru;Kuraya Eisuke;Higa Osamu
• 通讯作者: Higa Osamu

水中衝撃波重畳を目指した高サイクルパルス放電装置の開発

水下冲击波叠加高周脉冲放电装置的研制

• 发表时间: 2021
• 作者: 渡邉聖人，村上祐一;村本裕二;安藤 慧佑;比嘉修
• 通讯作者: 比嘉修