1．緒言
　多相交流アークは，熱プラズマの中でもエネルギー効率が高く，プラズマ体積が大きいといった利点を持つ．そのため，インフライトガラス溶融やナノ粒子合成などの多量の粉体処理プロセスへの応用が期待されている．多相交流アークをより効率的にプロセスに適用するためには，アークの安定性や高温場の温度特性の解明が必要不可欠である．しかし，非定常かつ非軸対称な多相交流アークの温度特性に関する研究は十分でない．そこで本研究では，時間的・空間的により均一な温度場をえることを目的とし，電極の傾斜角度が多相交流アークの温度特性に及ぼす影響の解明を試みた．

2．実験方法
　多相交流アーク発生装置は，放射状に配置した電極に位相の異なる交流電圧を印加することで，連続的に熱プラズマを発生させる．本研究では，電極の水平からの傾斜角度を変更しつつ，駆動周波数を60〜180Hzの範囲で変化させ，温度特性に及ぼす影響を評価した．プラズマ発生の操作条件として，放電相数を6相，電極1本当たりのアーク電流を120 A，雰囲気圧力を100 kPaとした．プラズマガスとシールドガスにはArを用いた．
　本研究では，主にAr原子の輝線スペクトルが透過する675±5 nm，795±5 nmのバンドパスフィルタを高速度カメラに組み合わせた計測システムを用いた．得られた画像からアークの空間分布，時間平均したアーク面積，アーク温度を算出した．温度計測には，Arの線スペクトルに連続スペクトルを加味した発光強度の比から温度を算出する発光強度比法を採用した．

3．実験結果
　周波数60Hzにおいて電極傾斜角度60，45，30，5度に調整した多相交流アークの温度分布を計算した．アークの温度域は7,000〜16,000 Kである．60，45度では隣接する電極間で，30，5度では対面にある電極間でアークが形成された．
　各電極傾斜角度において周波数を変化させた場合の平均アーク面積において，周波数の増加にともないアークの発生するスパンは短くなるため，平均アーク面積の増加傾向が見られた．電極傾斜角度が増大するにつれ平均アーク面積は小さくなった．理由として2つあげられる．第一に，電極の傾斜が小さいほどアークは電極ジェット流の影響により中央部まで到達するためである．第二に，傾斜が大きいほどアークは電極間で山なりに形成され，電流が平行に流れることにより，反発する向きに電磁力が働くためである．

4．結言
　本研究では，高速度カメラを用いた計測システムにより，非定常，非軸対称な多相交流アークの変動現象や温度場の可視化に成功した．電極傾斜角度の制御により，変動を有する高温場の制御が可能であることが示された．

		The 13th Asian-European International Conference on Plasma Surface Engineering Student Award (2023年11月) Fluctuation Characteristics in The Discharge Region of Multiphase AC Arc
		化学工学会第54回秋季大会 プラズマシンポジウム最優秀学生賞 (2023年9月) 多相交流アークにおける温度変動特性の二方向同期計測

業績は修士論文をご覧ください。