JPH0615957B2 - 電場によるジェット発生装置の電極 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、液体中に対向して設けられた二電極間に高電
圧をかけることにより、前記液体にジェットを発生させ
る電場によるジェット発生装置に関し、更に詳しくはそ
の電極の構造に関する。

（従来の技術） 電場により液体にジェットを発生させるジェット発生装
置が、従来、提案されている。（特開昭５９−６６３４
２号公報） このジェット発生装置は、熱交換器に熱媒体の沸騰、対
流伝達熱促進用、反応槽や混合槽の撹拌用、又は電気機
器における冷却液の循環用等種々の用途に適用されるこ
とが期待されている。

第５図を参照して従来公知の電場によるジェット発生装
置を説明すると、液体１中に配置された面電極２と中央
に空間４を有するリング状電極３が対向して設置されて
構成され、両電極２、３間に高電圧がかけられる。リン
グ状電極３の形状は、断面が円形の線をリング状とし、
中央に空間４を形成してなっている。

今、リング状電極３に高電圧がかけられると、該リング
状電極３と面電極２との間ではリング状電極３側により
強い電界が形成され、他方リング状電極３とその空間４
との間ではリング状電極３側の電界がより強いものとな
る。このような不平等電界の中において、誘電体である
液体１にはその分極電荷のうち電界の強い方の分極電荷
により強い力が働き、液体１は中空電極の方に引かれ、
圧力が上昇する。そして、電界の強弱によって液体１中
に圧力勾配が生じ、液体１にリング状電極３の空間４を
貫く上昇ジェットが発生する。このジェットはＥＨＤ(e
lectro-hydro-dynamic、電気流体力学)ジェットあるい
はＥＨＤ対流と称せられている。

（発明が解決しようとする問題点） ジェット発生装置に使用される電極は、ジェットが貫通
して噴流する空間がなければならない。このため、従来
は前述のような断面が円形の線をリング状とした電極を
用いていたが、断面円形の線をリング状とすることは必
ずしも要件ではなく、中央にジェットが貫通して噴流す
る空間があればその断面は円形に限らないはずである。

又、前記従来公知のリング状電極３は面電極２との間の
間隔を１mmとし、リング状電極３の線の径を１mmφと
し、リングの径を４mmとしている。この構造によると、
ジェットの流速が５０cm／secとなる。

ところが、前記従来のリング状電極３で得られる流速
(５０cm／sec)が必ずしも最高速度であるとは限らな
い。それよりも更に大きい流速となるリング状電極３の
仕様がある可能性を追及したい。

そこで、本発明の目的は、電場によるジェット発生装置
の電極形状のジェットの流速との関係を研究し、電極の
線の断面形状のいかんを問わず常に高速度の流速が得ら
れるようにした電極構造を得んとするにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明は、中空電極の中空
スペースの間隔をＤとし、断面形状のいかんを問わず断
面周囲の長さをＥとし、 Ｅ＞πＤ、Ｅ＞１５mmの関係にあるように電極を構成し
てなるものである。

（実施例） 本発明者らは、中空電極における断面周囲の長さとジェ
ットの噴流速度の関係を調べる実験を行ったので、この
実験結果を第２図及び第３図を参照して説明する。

第２図に示されているように、中空電極３として断面が
円形の線をリング状としたものを使用し、この中空電極
３の相似の電極で種々の大きさについてその流速を測定
した。液体１としてフロン１１３を９４％、エチルアル
コール６％の溶液を使用した。そして、中空電極３の径
をＤ、中空電極３の中心間距離を２Ｄ(中空スペース４
の間隔はＤ)、中空電極３と面電極２との間隔をＤ／
２、中空スペース４の中心線上において面電極２から２
Ｄの位置を流速測定位置５とした。径がＤであるから、
断面周囲長さはπＤとなる。又、電界は１４kv／mmとし
た。

第３図は、横軸にＤ(mm)をとり、縦軸に流速(cm／sec)
をとったグラフである。これによると、Ｄの大きさが５
mm付近になるまで次第に流速が増大し、５mm付近以上で
は流速はほぼ一定になることが認められる。中空電極３
の断面周囲の長さπＤに流速が依存するので、πＤが略
１５ｍｍとなるまではジェット効果が上昇し、略１５ｍ
ｍ以上になるとジェット効果はサチュレートして良くな
らないのである。

上の実験結果により、中空電極３は、中空スペースの間
隔をＤとし、断面周囲長さをＥとするると、 Ｅ＞πＤ、Ｅ＞１５mm の関係にあるように構成することが望ましいとの結論に
達した。

次に、本発明の実施例を第１図(イ)(ロ)(ハ)に示すが、
いずれもＥ＞πＤ、Ｅ＞１５mmの関係にあるのは勿論で
ある。

第１図(イ)はリング状のものであり、その電極の径が太
いものとなっている。第１図(ロ)は球体に筒状の中空ス
ペース４の形成されたものである。第１図(ハ)は椀状の
ものである。ここで、断面周囲長さは片側の断面の外周
の長さをいうものである。

次に、液体１の電気伝導度とジェットの流速との関係を
電界強さを変えて調べた実験結果を第４図に示す。

第４図は、横軸に力学の電気伝導度(１／Ωm)をとり、
縦軸に流速(cm／sec)をとり、電界を２、６、１０kv／m
mと変えて測定した結果を示したグラフである。

これによると、ジェットの流速が液体１及び電圧に依存
することが判る。即ち、液体１の電気伝導度が大きくな
ればなるほど、又電圧を上げれば上げるほど流速は大き
くなる。

この現象は、例えば次のように利用できる。

熱交換器の熱媒体又は電気機器類の冷却液を選択する際
に、電気伝導度の大きい液体１を使用することにより、
少ない電気エネルギ消費でも熱媒体又は冷却液の流速を
大きなものとすることができる。

又、電圧を変えることにより、任意の流速に設定できる
ものとなる。

（発明の効果） 本発明によれば、中空電極の中空スペースの間隔をＤと
し、断面周囲長さの長さをＥとして、Ｅ＞πＤ、Ｅ＞１
５mmの関係にあるように構成されているので、中空電極
を備えた電場によるジェット発生装置により発生するジ
ェットの速度を増加させることができる。

又、中空電極の断面形状のいかんを問わず、ジェットの
流速を増大させることができるものとなるので、ジェッ
ト発生に効果的な形状の電極を採用することができるも
のとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は(イ)(ロ)(ハ)は、それぞれ本発明の実施例に係
る中空電極に縦断面図である。 第２図は、実験に使用した中空電極の断面図である。 第３図は、第２図の中空電極の径と流速の関係を示した
グラフである。 第４図は、液体の電気伝導と流速の関係を示したグラフ
である。 第５図は、従来技術の断面図である。 １：液体、２：面電極、３：中空電極、 ４：中空スペース、Ｄ：中空スペースの間隔、 Ｅ：中空電極の断面周囲長さ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体中に対向して設けられた二電極間に高
   電圧をかけて、前記液体にジェットを発生させる電場に
   よるジェット発生装置において、 前記二電極のうち一方の電極は面状に形成された面電極
   であり、他方の電極は中空スペースを有する中空電極で
   あり、該中空電極の中空スペースの間隔をＤとし、断面
   周囲の長さをＥとした場合、 Ｅ＞πＤ、Ｅ＞１５mm の関係にあることを特徴とする電場によるジェット発生
   装置の電極。