Nagoya Institute of Technology Repository System

Gomez Tames, Jose David

Gomez-Tames, Jose

ゴメス タメス, ホセ デイビット

Hirata, Akimasa

Tamura, Manabu

Muragaki, Yoshihiro

English

Corticomotoneuronal model for intraoperative neurophysiological Monitoring During Direct Brain Stimulation

名古屋工業大学博士(工学)Doctor of Engineering主査：佐野　明人doctoral thesi

Fukuda, Tomohiro

Design of Sensory Display Technologies for a Laparoscopic Palpation System in Harmony with a Surgeon

名古屋工業大学博士(工学)Doctor of Engineering主査：平田　晃正doctoral thesi

Kodera, Sachiko

Dosimetric Evaluation in Rats and Humans for Radio-Frequency Exposure with Multiphysics Simulation

名古屋工業大学博士(工学)Doctor of Engineering主査：北村　憲彦doctoral thesi

高木, 智宏

Japanese

ステンレス鋼用塩素フリー加工油の開発とその潤滑性能に関する研究

Egawa, Takashi

江川, 孝志

エガワ, タカシ

　名古屋工業大学極微デバイス次世代材料研究センターは、学内共同教育研究施設として、
｢極微細な構造をした新規半導体材料及び新機能デバイスの研究開発並びに産業・生産技術に
直結した技術の確立等を行い、もうて教育・研究の進展に資すること｣を目的として2015年４月１
日に発足しました。本センターは、従来の極微デバイス機能システム研究センターの設置期間満
了(2003年４月～2015年3月)に伴い、そこでの12年間の研究成果を基にして上記目標を実現
すべく設立されたものであり、現在にいたっております。
　研究体制は教授2名、准教授1名、事務補佐員1名、非常勤研究員４名の専任者と併任のセン
ター長から構成されています。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　犬
　二の報告書第四巻では、この1年間に行ってきた窒化物系半導体の材料研究、光・電子デバイ
スへの応用を目的とした材料の研究およびシステムの研究に分けて成果をまとめております。
　今後も学術ぽかりでな《産業界にも貢献できるよう開かれた研究開発を行っていく所存です。内
外の関係各位のご指導・ご援助に厚ぐ御社申し上げると共に、今後とも私供の活発な活動を見守
り下さいますようお願い申し上げます。　　＼　　　　し
2019年3月
名古屋工業大学
極微デバイス次世代材料研究センター
センター長
江川孝志
　　　　The Research Center f)r Nano Devices and Advanced Materials was established on April L
2015. The purpose of this center is to conduct research OE physical properties of materials with
micro-structure (nano-structure)and their application to electronic and photonic devices, taking
over research works ”Heteroepitaxial Crystal of Micro-Structures", "Basic Characterization" and
¨Device Fabrication and its characterization" studied in the previous Research Center for
Nano-Device and System｡
　　　　In this volume. ａ review paper summarizing the research results related to the study on
Au-free ohmic electrodes on nitride semiconductor and application for GaN HEMT on Si substrate
is involved. Apart from the above mentioned review, papers on materials and devices of(aN in this
financial year are collected.　　　　　　　ト
　　　　My deepest appreciation goes to the researchers at home country and overseas for their
contributions, encouragements and constant support to maintain the research activities of this
center.
March, 2019
TakasM Egawa
Director
Research Center f)rNano Devices
and Advanced Materials
Nagoya Instituteof Technology


序文

― 85 ―
論文投稿規則
「名古屋工業大学　先進セラミックス研究センター年報　論文投稿規則」
1．投稿資格
投稿資格は、名古屋工業大学先進セラミックス研究センター職員または職員が共同執筆者であることを条件とする。
ただし、編集委員会による原稿依頼の場合はこの限りではない。
論文は研究課題に関するものとする。
2．報文の種類
報文の種類は、（1）学術論文（原著に限る）、（2）解説論文、（3）総説論文とする。
3．報文の構成
報文の構成等はそれぞれの分野の慣例に従うものとする。
4．原稿の書き方
論文執筆要領については別に定める。
5．ページ数の制限
以下のページ数はすべて刷り上がりのものを示す。ただし、編集員会で認められた場合にはこの限りではない。
論　　文　原則として 10ページ以内
解　　説　原則として 10ページ以内
総　　説　原則として 10ページ以内
6．提出先
原稿の提出先は名古屋工業大学先進セラミックス研究センター編集委員会委員長とする。そこで受理した日を原稿
受付日とする。
7．提出期限
毎年度 3月 31日とする。
8．採否
投稿原稿はすべて名古屋工業大学先進セラミックス研究センター年報編集委員会で審議する。ただし、学術論文は、 
名古屋工業大学先進セラミックス研究センター年報編集委員会が委嘱する査読者 2名の審査を受ける。査読者の意
見に基づき、学術論文の採否を編集委員会で決定する。編集委員会における採択決定日を受理日とする。解説論文・
総説論文に関しては、編集委員会の校閲を受けた後、編集委員会で掲載決定する。編集委員会における採択決定日を
受理日とする。
9．原稿の責任と権利
掲載された論文等の内容についての責任は著者が負うものとする。また、その著者権は著者に属する。編集出版権
は名古屋工業大学先進セラミックス研究センターに属する。


投稿規則

松野, 昌幸

鈴木, 啓扶

佐藤, あかり

Furukawa, Haruki

古川, 陽輝

フルカワ, ハルキ

Kato, Yoshihito

加藤, 禎人

カトウ, ヨシヒト

1
グラスライニングHB撹拌翼の開発
松野昌幸1・鈴木啓扶2・佐藤あかり2・古川陽輝2・加藤禎人2++
1八光産業(株), 871-8688 大分県中津市大字是則1136番地
2名古屋工業大学 工学部 生命･応用化学科，466-8555 名古屋市昭和区御器所町
  キーワード: 混合，撹拌，新型翼，グラスライニング
筆者らは流脈の可視化に基づき，3S(Simple, Speedy, Stable)の性能を持つ新規な撹拌翼(HB翼)を開発した(Kato
et al., 2015a,2015b)．本報では，HB翼の実用化の一環として，グラスライニング化を試みた．従来大型翼のグラ
イスライニング化と同様に上下で翼を分割した形状とした．混合特性を評価した結果，上下分割の影響はほとんど
無く，良好な混合性能を示した．これによりHB翼の実用化の幅はさらに拡がったと考えられる．
緒   言
筆者らは，前報 (Kato et al. 2015a, 2015b) において，井上らの
開発した流脈の可視化法 (Inoue et al. 2009a, 2009b, 2012) を用い，
流脈が槽底部から槽壁部を一気に液自由表面まで駆け上がる撹
拌翼を開発した．現在上市されている大型翼より幾何形状が単
純(Simple)で，迅速(Speedy)な混合性能を持ち，流脈が安定
(Stable)に撹拌槽内に広がる撹拌翼であり，その幾何形状は野球
で使用するホームベースの形状に酷似しているためHB翼（Home
Base型撹拌翼）と名付けた．さらに，相似スケールアップをラボ
スケールから検討できるように，マグネチックスターラーのス
ターラーチップに HB 翼を応用した結果，HB スターラーチップ
は層流の混合特性に優れていた上，邪魔板無し乱流撹拌でも固
体的回転部が生じにくく小規模のビーカーに対して非常に優れ
た特性を有していることがわかった(Suzuki et al. 2018)．
そこで，本報では HB 翼のさらなる実用化の一環として，グ
ラスライニング化のための検討を行った．グラスライニングは
シャフトと翼の接合部に焼成にともなう応力が発生し、その溶
接部分が大きくなることで応力も大きくなり、グラスが破損し
やすくなるという製造上の問題があり，一体化が困難である．
そのため，既存のグラスライニング大型翼（マックスブレンド，
フルゾーン，ベンドリーフ）では上下で分割された構造となって
いる．
したがって，HB翼の上下分割によりどのような影響が生じる
か実験的に検討した．その結果，特に問題は無く，グラスライ
ニング化の目処が立ったのでここに報告する．
1. 実験装置および方法
本実験に用いたHB撹拌翼をFigure 1に示す．基本構造の考え
方は以下の通りである．(1)HB 形状を上部の三角部分と下部の長
方形部分で分割する．(2)上下の取り付け方はマックスブレンドや
ベンドリーフと同様，90°の位相差を付けたものとする．(3)グラ
スのはがれ等の原因となるシャフトと翼の接合部を可能な限り
短くするために，上部翼，下部翼とも切り欠きを設けた構造とす
る．(4)撹拌槽は10％皿底槽を想定し，下部翼の下端は槽底形状に
近い傾斜を設けたものとする．
Fig.1 Separate type HB impeller
2
撹拌所要動力および混合時間の測定には撹拌槽の内径を
D=185mmとした(液量を約5Lとする)．下部翼の最大径である翼
径はd=118mm，上部翼から下部翼を含めた翼上端から下端までの
翼幅は b=207mm とした．翼はグラスライニングを想定し，ステ
ンレス製で表面を研磨したものを使用した．混合不良部の有無を
迅速に判断できる流脈の可視化には翼を透明アクリル樹脂で製
作し，撹拌槽の内径は 150mm とし，ステンレス製翼と相似形状
とした．
混合時間の測定には水飴水溶液を使用し，最も一般的なヨウ素
とチオ硫酸ナトリウム水溶液を用いた脱色法を使用した．流脈の
可視化には水飴水溶液を使用し，ウラニン蛍光法を使用した．
2. 実験結果と考察
2.1 動力特性と混合特性
動力数Npと撹拌レイノルズ数Reの関係をFigure 2に示す．図
中の〇が邪魔板無し，△が槽径の1/10の邪魔板を1枚設置したも
の，□が邪魔板2枚の動力線図である．これは同サイズの分割の
ないHB翼とほぼ同じ値であった(Kato et al. 2015b)．
槽内すべての領域が脱色される完全混合時間 θM を，遷移域～
乱流域において測定した．θMに回転数nを乗じた無次元混合時間
nθMを，Reに対してプロットしたものをFigure 3に示す．ここで
Fig.2 Relationship between power number and Reynolds number
〇:no baffle, △:one baffle, □:two baffles
Fig.3 Relationship between mixing time and Reynolds number
●:no baffle, ●:one baffle, ●:two baffles
Fig.4 Effect of the number of baffle on mixing process (a)nB=0, (b) nB=1, (c) nB=2
( Re=204, ρ=1319kg・m-3,μ=0.15Pa・s, n=100rpm, H=0.185m )
(a) nt=  0        10            20            30
(b) nt=  0        10           20            30            40            50
(c) nt=  0        10           20            30             40            50            200
3
●が邪魔板無し，●が邪魔板1枚，●が邪魔板2枚のデータであ
る．翼はステンレス製のものを用いた．
通常，無次元混合時間は邪魔板無しよりも邪魔板有りの方が小
さくなる傾向にある．しかし，Fig.3の緑線の間の範囲100＜Re＜
1000において，邪魔板無しの方が，無次元混合時間が小さくなる
という結果が得られた．Figure 4の混合過程の写真に示すように，
Re=200近傍の邪魔板の有無によらず，ドーナツリングのような混
合不良域が発生するのではなく，図中赤い楕円で示した邪魔板裏
面から槽壁に沿って伸びる筋状で薄い膜状の未脱色域が存在し
たからである．これは致命的な混合不良部ではない．この邪魔板
有りの方が混合時間が長くなる領域は Fig.2 の HB 翼の動力線図
と比較すると，この範囲が邪魔板有りと邪魔板無しで動力数に差
が生じはじめる遷移域の範囲と一致することがわかった．この筋
は通常のパドル翼を使用した場合も発生するごく一般的な現象
である．
遷移域においては邪魔板有りよりも邪魔板無しの方が，素早く
(無次元混合時間が邪魔板無しのときは 30)槽内全体を良好に混
合できることがわかった．Re=200近傍の同一条件下(液高さ、翼
径、翼幅をほぼ同じとしたとき)でのマックスブレンドとフルゾ
ーンの無次元混合時間は50であり(Furukawa et al. 2013)、邪魔板
設置を好まない(マンホールの設置数減少やコンタミ防止の考
え方を優先したとき)グラスライニングの条件では安全側に働
いている。
2.2 液高さの混合性能に及ぼす影響
Figure 5 に大型翼の有効適用範囲となりはじめる Re=100 近傍
の液高さをH/D=0.37, 0.57, 1.0,でのグラスライニング用HB翼の流
脈パターンを示す．図中の赤線が液高さを表している．H/D=0.37
がちょうど下段翼の上端が液面になる液高さで，H/D=1.0 が，翼
の上端が液面になる高さである．全ての液深において槽内に流脈
が素早く広がり，スムーズに槽底から液自由表面に向かう流脈パ
ターンが観察された．通常のHB翼と比較すると，上段翼と下段
翼の位相差が 90°で存在するために，流脈の乱れが見られるが，
混合不良部は形成されず，十分に混合に対応できた．マックスブ
レンドやフルゾーンではこのレイノルズ数近傍で液高さが小さ
Fig.5  Effect of liquid height on streak line of HB impeller  (Re=103, ρ=1243kg・m-3 ,μ=0.046Pa・s )
(c) H/D=1.0 T= 1       3          5          7          9         11         13        15
(b) H/D=0.57 T= 1      3         5           7          9         11         13        15
(a) H/D=0.37 T= 1       3         5           7          9         11         13        15
4
くなると上下で混合領域の分割が観察されたが(Kato et al. 2015a)，
HB 翼ではそれは存在しなかった．グラスライニングを想定した
位相差を付けた翼においてもHB翼の有効性が示された．
結   論
 ホームベース型撹拌翼(HB 翼)をグラスライニングに適用すべ
くHB翼を上下2段に分割し位相差を付けた翼の混合特性を検証
した．その結果，通常のHB翼と比較して特に問題となる点は観
察されず，有効であることが示された．これにより，HB 翼の実
用性がより高まったと考えられる．
Nomenclature
b = height of impeller blade [m]
BW = baffle width [m]
D = vessel diameter [m]
d = impeller diameter [m]
H = liquid depth [m]
NP = power number  (=P/n3d5) [－]
n = impeller rotational speed [s-1]
nB = number of baffle [－]
Re = impeller Reynolds number (=nd2 ) [－]
T = impeller period [－]
 = liquid viscosity [Pa・s]
 = liquid density [kg・m-3]
θM = mixing time [s]
Literature Cited
Furukawa,H., Y. Kato, T. Kato and Y. Tada; ”Power Correlations and
Mixing Patterns of Several Large Paddle Impellers with Dished
Bottom,” J. Chem. Eng. Japan, 46, 255-261 (2013)
Inoue, Y., B.Okada and S.Hashimoto; ”Simplified Model of 3D Velocity
Field in a Stirred Tank,” Kagaku Kogaku Ronbunshu, 35, 201－
210 (2009a)
Inoue,Y., D.Takaoka, B.Okada, K.Natami, S.Hashimoto and Y.
Hirata; ”Analysis of Fluid Mixing in an Agitated Vessel Based on
a Streakline,” Kagaku Kogaku Ronbunshu, 35, 265－273 (2009b)
Inoue, Y., Y. Kato, R. Osaka, K. Natami, O. L. Onyanfo, M.  Kawamata
and S. Hashimoto; ”Enhancement of Fluid Mixing by
Deformations of Streak Surface,” Kagaku Kogaku Ronbunshu, 38,
191－202 (2012)
Kato, Y., M. Hiramatsu, S. Ohtani, M. Yoshida and K. Shiobara;
“Development of New Large Paddle (HB Type) Impeller Based
on Streak Line Observation,” Kagaku Kogaku Ronbunshu, 41,
16-20 (2015a)
Kato, Y., S. Ohtani and H. Furukawa; “Characteristics of Power
Consumption and Mixing Time of New Large Paddle (HB Type)
Impeller,” Kagaku Kogaku Ronbunshu,41, 276-280 (2015b)
Suzuki, K., Y. Ikeda, H. Furukawa and Y.Kato; “Application of a New
Large Paddle (HB Type) Impeller to Magnetic Stirring,” Kagaku
Kogaku Ronbunshu, 44, 91-93 (2018)
Development of Glass-lined HB Impeller
Masayuki MATSUNO1, Keisuke SUZUKI2, Akari Sato2, Haruki FURUKAWA2 and Yoshihito KATO2++
1 Hakko Sangyo Co.., Ltd.,1136 Oaza, Korenori, Nakatsu-shi, Oita,871-8688, Japan
2 Department of Life and Materials Engineering, Nagoya Institute of Technology, Gokiso-cho, Showa-ku, Nagoya-shi, Aichi 466-8555, Japan
Keyword :  Mixing, Agitation, New Type Impeller, Glass-lined Impeller
A new home base (HB) impeller with 3S performance (simple, speedy and stable) was developed based on the streak line
visualization method (Kato et al., 2015a, 2015b). The new HB impeller was a typical glass-lined impeller of the dual type, separated
into upper and lower parts. Compared with the normal HB impeller, the new type of HP impeller was found to have the same
mixing performance.


Development of Glass-Lined HB Impeller

名古屋工業大学博士(工学)Doctor of Engineering主査：渡辺　研司doctoral thesi

Aoyama, Tomomi

Control Systems Security and Communication- Achieving Organizational Resilience through Exercise

application/pdfdepartmental bulletin pape

坂野, 史弥

サカノ, フミヤ

ウーバーテクノロジーズ, 世界初自動運転試験中に発生した死亡事故について

Ichimura, Masaya

On the Possibility of Valence Control of Aluminum Oxide for Electronics Applications

Nagoya Institute of Technology

Not a member yet