JPH0734663B2 - 電場によるジェット発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、液体中で対向設置された電極間に高電圧を印
加することにより該液体にジェット流を発生させるよう
にした電場によるジェット発生装置の改良に関し、更に
詳しくは該ジェット発生装置に使用される電極の改良に
関する。

（従来の技術） 本発明者等は高電圧電場を利用して液体中にジェット流
を発生させる方法を既に提案している。（特願昭59−66
342号公報参照） この方法を第３図を参照して説明すると、液体１中にお
いて、面電極２に対して所定間隔を隔ててリング状の電
極３を設け、両電極間に高圧を印加する。すると、リン
グ状の電極３を構成する電線の回りに電界の強い部分と
弱い部分が生じ、その電界の強弱により液体はリング状
の電極３の外側より両電極間の間隙を通って電線で囲ま
れたリング状の電極３の内部５を通過し、ジェット流４
となって上方へ流出する。

しかし、この公知の方法では、ジェット流４が狭いリン
グ状の電極３の内部５から噴出するので、全体として流
れが小さすぎ、液全体の流動、攪拌を十分に行ない得な
かった。

前記欠点を改善するため、第４図及び第５図に示すよう
に、多数の電線15を縦横に交叉させ、各電線15の間隔を
異ならせてメッシュの異なる網状電極13（不等間隔電
極）を作り、この網状電極13を面電極12に対向設置した
ジェット発生装置も既に提案されている。

上述構成の電極間に高電圧を印加すると電場が形成さ
れ、電極13の各線状電極材15と面電極12との間には電気
力線が作用するが、その大きさを面電極12に沿った方向
に比較すると電極材により形成する間隔16の狭い領域Ｓ
の電界は間隔16の広い領域Ｗの電界より強くなる。電界
が液体に作用すると、液体の圧力は （1/2）εE² （ε：誘電率、E:電界の強さ） だけ大きくなるので、各線状電極材15の真下が一番大き
くなり、線状電極材15により形成する間隔16の狭い領域
Ｓが次いで大きく、電極材の形成する間隔の広い領域Ｗ
の圧力が一番小さくなる。

その結果、第４図の矢印で示すように液体には線材の構
成する間隔の狭い領域Ｓを通って面電極12へ向かう流れ
が生じ、この流れは面電極12で向きを変えて広い領域Ｗ
へ向かってジェット流となる。

第15図において、 は電極間に流れ込む流れを示す。

即ち、電界の強い狭い領域Ｓの液体の圧力が電界の弱い
広い領域Ｗの液体の圧力より大きくなり、圧力勾配によ
って上記ジェット流の方向が決定される。狭い領域Ｓで
は線状電極材15が互いに接近しているため、間隔が広い
領域Ｗに比べて同じ電圧を印加すればこの付近の電界が
より強くなり、それだけ液体が上昇するものとなり、圧
力勾配が大きくなってジェット流の流速は大きくなる。

電極13を構成する線状電極材15としては真ちゅう、ステ
ンレス等の線材を用いており、線材の直径ｄは0.5〜5m
m、両電極材の狭い領域の間隔Ｓは１〜50mmの範囲が好
い。

上記狭い領域Ｓに対する広い領域Ｗの幅は1.25〜20倍の
範囲、即ち狭い領域の間隔Ｓに対する広い領域の間隔Ｗ
の割合は、S/W＝0.05〜0.8の範囲が良く、面電極12と不
等間隔電極13の間隔Ｄは0.5〜50mmの間隔が好適であ
り、D/d≧1.5になるように上述の範囲で構成した電極に
５〜30KVの電圧を印加すると、電極材の広い領域よりジ
ェット流が効果的に噴射する。

（発明が解決しようとする課題） ところが、前述のリング状の電極３を用いて、多数の不
等間隔電極を製造するには、多数のリング上の電極３を
組み合わせて製造しなければならず、製造工程が複雑で
ある上、製造コストも高くなってしまう。更に加えて、
流体の流入、流出する部分をどのように作成するのか、
更に解決しなければならない点も生じている。

他方、前述のような網状電極13は、金属線を編んで小さ
い網目部分や大きい網目部分等を編み上げなければなら
ず、構成が複雑となって製作精度を上げることが比較的
困難であり、更には製造コストが高くなるおそれがあっ
た。

そこで、本発明の目的は、ジェット流を面電極の全面に
渡って容易に発生させることができ、かつ不等間隔電極
の製造が容易であるジェット発生装置を提供するにあ
る。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明によるジェット発生装
置では面電極と対向する他方の電極を板材を打ち抜いた
多孔板状電極とし、隣合った光の径を異なるように穿孔
したり、隣合った孔同士の間隔を異なるように穿孔した
りして不等間隔電極を構成して成るものである。

（作用） 上記のように不等の孔を穿孔したりあるいは孔の間隔を
異ならせることにより隣合っている電極間の間隔が等間
隔にならないように構成し、上記面電極と上記多孔板電
極間に高電圧を印加すると、多孔板電極の間隔の狭い領
域より液体が両電極間に流入し、間隔の広い領域よりジ
ェット流が流出する。

（実施例） 以下、本発明の実施例について、図を参照して説明す
る。

第１図は本発明によるジェット発生電極の多孔電極13の
一実施例を示すものである。

本発明の多孔板電極は複数の大きな孔19aと小さい孔19b
とを交互に穿設した板状電極材18より構成される。板状
電極材18に穿設された孔は前記第９、10図における間隔
16に相当し、大きな孔19aは広い領域Ｗとなり、小さな
孔19bは狭い領域Ｓの作用を行ない、これらが交互に配
列されていることから、前記実施例と同様にこの構成の
多孔板電極13と面電極12の間に高電圧を印加すると、多
孔板電極13の真下の液体が最も圧力が高く、大きな孔19
aの領域の液体の圧力は最も低くなるので、液体は小さ
な孔19bより両電極間に流れ込み、大きな孔19aよりジェ
ット流となって流出する。

多孔板電極13の穿孔は打ち抜き加工で良く、孔の形状は
円形に限らず、短形、楕円形でも良いが、隣合って穿設
される孔の大きさが少なくとも異なるように配置する。
小さい孔の等価直径Ｗはその比S/Wは前述の実施例と同
様に 0.05〜0.8 の範囲が好ましい。

又、面電極との間隔は 0.5〜5mm の範囲が好適である。

又、ジェット流を発生させるための液体としては、フロ
ン113のような10^-11Ω^-1・m^-1以上の電気伝導度を有す
る液体であれば有効に用い得る。

第２図は本発明のジェット発生装置に不等間隔電極13の
他の実施例を示し、同じ大きさの直径の孔を一つ置きに
ペアになるように間隔を異ならせて穿設し、ペアの孔が
実質的に大きい孔となるようにした板状電極18より構成
される。この場合、高電圧を印加すると、二つの隣接し
た孔20aで広い領域Ｗの働きを行なって、この領域の圧
力は単独の孔20bの領域Ｓの圧力よりも小さくなり、従
って前の実施例と同様に液体は小さな径の孔20bより両
電極間に流れ込み、隣接している二つの孔20aよりジェ
ット状に流出する。これらの二つの孔の間には境界があ
って良く、又二つの孔がつながっていても良い。

（発明の効果） 上記の説明で明らかなように、本発明によると、不等間
隔電極が板体に穿孔するだけで得られるので、不等間隔
電極を簡単かつ低コストに得られる。

更に、本発明の板状の打ち抜き電極は、線材を用いるも
のと比べて、耐久性が高く、かつ長期の使用に当たって
変形がないので、信頼性が向上する。

本発明によれば、可動部が存在せずに、液体中にジェッ
ト流を生起させることができるので、種々の分野への応
用に適用しうる。

例えば、微少重量環境で利用、即ち具体的には宇宙での
液体流水発生装置、ポンプ、熱交換装置などに適用可能
である。

特に、熱交換器への応用は上記微少重量環境ばかりでな
く、地上の高性能熱交換器、発電用熱交換器、トランス
の冷却装置等の熱交換装置に適用することにより、対流
熱伝達、沸騰熱伝達を促進することができる。この場
合、面電極間を伝熱面として用いれば良く、容易に既設
の装置へ適用することができる。

又、気泡の発生を伴なう沸騰、蒸発熱交換の場合はジェ
ットの発生により液体自身の攪拌、移動により面電極を
付着していた気泡は剥離され、面電極における伝達効果
が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例になる板状電極からなる不等
間隔電極を示す平面図、第２図は本発明の他の実施例を
示す平面図、第３図は従来公知のジェット発生装置を説
明するための断面図、第４図は既提案のジェット発生装
置を示す断面図、第５図は第４図の平面図である。 18:板状電極材 19a:大きな孔 19b:小さな孔 20a:二つの隣接した孔 20b:単独の孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体中に所定の間隙を以て対向設置された
   一対の電極に高電圧を印加し、液中に生ずる電場の強弱
   によって液体が力を受けてジェット流を発生させる装置
   において、 前記一対の電極の内、一方の電極が平面状の面電極であ
   り、他方の電極が板材を穿孔した多孔板電極からなり、
   孔の大きさ、間隔を変えることにより該多孔板電極を不
   等間隔電極としてなることを特徴とする電場によるジェ
   ット発生装置。