JP3049808B2 - 液体移動用ポンプ - Google Patents
液体移動用ポンプInfo
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- insulating
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は無重力環境下あるいは微
小重力環境下において浮遊している絶縁性液体を特定の
方向に移動させるために用いる液体移動用ポンプに関す
るものである。
小重力環境下において浮遊している絶縁性液体を特定の
方向に移動させるために用いる液体移動用ポンプに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】宇宙環境下で液体（液滴、液塊を含む）
を用いた材料実験や物理計測を行う場合、あるいは実験
等の補助のために液体を用いる場合、浮遊している液体
を水平方向、垂直方向、斜め方向等の特定の方向へ移動
させたり、その移動（運動）を制御することが必要とな
る。
を用いた材料実験や物理計測を行う場合、あるいは実験
等の補助のために液体を用いる場合、浮遊している液体
を水平方向、垂直方向、斜め方向等の特定の方向へ移動
させたり、その移動（運動）を制御することが必要とな
る。
【０００３】地球上の如き重力下で液体を移動させる場
合には、ポンプや加圧機等の装置により液体に外力を発
生させる機械的方式が採用されるのが一般的である。
合には、ポンプや加圧機等の装置により液体に外力を発
生させる機械的方式が採用されるのが一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記機械的
方式の装置を宇宙空間での液体の移動用に用いると、フ
ァンやピストン等の可動部、更にはこれらの駆動部が必
要であることから、その占有面積が広くなるばかりでな
く、重量（宇宙への打ち上げ負荷）的にも不利となる。
又、宇宙空間では微小駆動力で充分であるが、機械的方
式では微小な力の制御が困難である。
方式の装置を宇宙空間での液体の移動用に用いると、フ
ァンやピストン等の可動部、更にはこれらの駆動部が必
要であることから、その占有面積が広くなるばかりでな
く、重量（宇宙への打ち上げ負荷）的にも不利となる。
又、宇宙空間では微小駆動力で充分であるが、機械的方
式では微小な力の制御が困難である。
【０００５】そこで、本発明は、宇宙空間で液体、とり
わけ絶縁性液体を移動させることができると共に、小型
軽量で微小駆動力から大駆動力まで発生させることがで
きる液体移動用ポンプを提供しようとするものである。
わけ絶縁性液体を移動させることができると共に、小型
軽量で微小駆動力から大駆動力まで発生させることがで
きる液体移動用ポンプを提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、絶縁材で被覆された電線からなる各電極
を、三相以上の多相交流電源に順次位相をずらして接続
し、該各電極を、パイプの外周に、該パイプの長手方向
に沿うようにスパイラル状に連続させて且つ密に巻き付
け、且つ上記パイプの一端部側を液体収納容器内の絶縁
性液体中に没入させるように配置し、更に、上記液体収
納容器の側壁部に、液体収納容器内の絶縁性液体中に強
制的に電荷を注入して強い電気力を作用させるための電
荷注入器を貫通設置し、液体収納容器内の絶縁性液体を
パイプの内側に沿わせて不平等進行波電界により移動さ
せるようにしてなる構成とする。
決するために、絶縁材で被覆された電線からなる各電極
を、三相以上の多相交流電源に順次位相をずらして接続
し、該各電極を、パイプの外周に、該パイプの長手方向
に沿うようにスパイラル状に連続させて且つ密に巻き付
け、且つ上記パイプの一端部側を液体収納容器内の絶縁
性液体中に没入させるように配置し、更に、上記液体収
納容器の側壁部に、液体収納容器内の絶縁性液体中に強
制的に電荷を注入して強い電気力を作用させるための電
荷注入器を貫通設置し、液体収納容器内の絶縁性液体を
パイプの内側に沿わせて不平等進行波電界により移動さ
せるようにしてなる構成とする。
【０００７】又、適宜の厚みを有する箔状金属又は導電
性の層からなる帯状の各電極を、三相以上の多相交流電
源に順次位相をずらして接続し、該各電極を、絶縁性を
有するチャンネル材の外側に、該チャンネル材の長手方
向に一定間隔をあけて平行に直接貼り付けた構成を有
し、チャンネル材の内部の絶縁性液体を不平等進行波電
界により移動させるようにしてなる構成としてもよい。
性の層からなる帯状の各電極を、三相以上の多相交流電
源に順次位相をずらして接続し、該各電極を、絶縁性を
有するチャンネル材の外側に、該チャンネル材の長手方
向に一定間隔をあけて平行に直接貼り付けた構成を有
し、チャンネル材の内部の絶縁性液体を不平等進行波電
界により移動させるようにしてなる構成としてもよい。
【０００８】更に、棒状の各電極を、三相以上の多相交
流電源に順次位相をずらして接続し、該各電極を、絶縁
性を有する蓋付きのチャンネル材により形成した流路の
中に、上記蓋を貫通させて該流路の長手方向に一定間隔
をあけて平行に直接配列すると共に、該各電極を、チャ
ンネル材の外部の位置で互いの間隔が保てるように折り
曲げた構成を有し、チャンネル材の内部の絶縁性液体を
不平等進行波電界により移動させるようにしてなる構成
とすることができる。
流電源に順次位相をずらして接続し、該各電極を、絶縁
性を有する蓋付きのチャンネル材により形成した流路の
中に、上記蓋を貫通させて該流路の長手方向に一定間隔
をあけて平行に直接配列すると共に、該各電極を、チャ
ンネル材の外部の位置で互いの間隔が保てるように折り
曲げた構成を有し、チャンネル材の内部の絶縁性液体を
不平等進行波電界により移動させるようにしてなる構成
とすることができる。
【０００９】
【作用】電極に電圧を印加すると、パイプの内側及び外
側に不平等進行波電界が発生するため、この電界中に位
置している絶縁性液体に電気流体力学効果により特定方
向の移動力を与えることができる。この際、電圧を制御
すると、絶縁性液体の移動速度を変えることができる。
更にこの際、電荷注入器により絶縁性液体中に電荷を注
入することにより、電気力が大きくなるため、絶縁性液
体をより移動させ易くなる。
側に不平等進行波電界が発生するため、この電界中に位
置している絶縁性液体に電気流体力学効果により特定方
向の移動力を与えることができる。この際、電圧を制御
すると、絶縁性液体の移動速度を変えることができる。
更にこの際、電荷注入器により絶縁性液体中に電荷を注
入することにより、電気力が大きくなるため、絶縁性液
体をより移動させ易くなる。
【００１０】又、絶縁性を有するチャンネル材の外側に
箔状金属又は導電性の層からなる帯状の各電極を直接貼
り付けても、同様に絶縁性液体を移動させることができ
る。
箔状金属又は導電性の層からなる帯状の各電極を直接貼
り付けても、同様に絶縁性液体を移動させることができ
る。
【００１１】更に、絶縁性を有する蓋付きのチャンネル
材による流路の中に棒状の各電極を直接配列すると、絶
縁性液体に対しより効果的に移動力を与えることができ
るようになる。
材による流路の中に棒状の各電極を直接配列すると、絶
縁性液体に対しより効果的に移動力を与えることができ
るようになる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００１３】先ず、本発明の基本原理を説明する。通常
の機械的ポンプは、ファンのような回転する可動部が必
ず存在するが、流体中の自由電荷または分極電荷と、外
部から加えた電界との相互作用により流体に力学的現象
（攪拌、混合、分離、移動等）を発生させる電気流体力
学（ＥＨＤ：Electro Hydro Dynamics）効果を利用した
ポンプには、上記のような可動部分が全くないことが特
徴である。かかるポンピング作用を発生させるために
は、電界の大きさが時間的に変化すると同時に空間的な
変化が移動するような形態が必要であり、このような電
界を不平等進行波電界という。
の機械的ポンプは、ファンのような回転する可動部が必
ず存在するが、流体中の自由電荷または分極電荷と、外
部から加えた電界との相互作用により流体に力学的現象
（攪拌、混合、分離、移動等）を発生させる電気流体力
学（ＥＨＤ：Electro Hydro Dynamics）効果を利用した
ポンプには、上記のような可動部分が全くないことが特
徴である。かかるポンピング作用を発生させるために
は、電界の大きさが時間的に変化すると同時に空間的な
変化が移動するような形態が必要であり、このような電
界を不平等進行波電界という。
【００１４】上記の不平等進行波電界を最も簡単に作る
ためには、図１２に示す如く、同一平面上に一定間隔で
平行に並べた円筒状の電極１に、三相交流電源２を順次
Ｕ、Ｖ、Ｗの電源位相が得られるように接続した構成と
する。かかる構成において、三相交流電源２によって電
圧を印加すると、各電極１間に不平等進行波電界３が発
生して絶縁性液体４内の電荷４ａとの間で相互作用が起
り、電気流体力学効果により絶縁性液体４を特定の方向
に移動させることができる。
ためには、図１２に示す如く、同一平面上に一定間隔で
平行に並べた円筒状の電極１に、三相交流電源２を順次
Ｕ、Ｖ、Ｗの電源位相が得られるように接続した構成と
する。かかる構成において、三相交流電源２によって電
圧を印加すると、各電極１間に不平等進行波電界３が発
生して絶縁性液体４内の電荷４ａとの間で相互作用が起
り、電気流体力学効果により絶縁性液体４を特定の方向
に移動させることができる。
【００１５】図１は本発明の基本構成を示すもので、
Ｕ、Ｖ、Ｗの電源位相が得られるように、三相交流電源
に接続した３本１組の絶縁された電線（ビニール電線）
１ａ，１ｂ，１ｃを電極として用い、該各電線１ａ，１
ｂ，１ｃを、全体が円管状となるようスパイラルに巻
き、液体に移動力を与える不平等進行波電界３を円管部
の内側及び外側に発生させられるようにしたものであ
る。
Ｕ、Ｖ、Ｗの電源位相が得られるように、三相交流電源
に接続した３本１組の絶縁された電線（ビニール電線）
１ａ，１ｂ，１ｃを電極として用い、該各電線１ａ，１
ｂ，１ｃを、全体が円管状となるようスパイラルに巻
き、液体に移動力を与える不平等進行波電界３を円管部
の内側及び外側に発生させられるようにしたものであ
る。
【００１６】図２は上記基本構成に基づく具体的構成例
を示すもので、パイプ５の外周に、電極となる絶縁され
た３本１組の電線１ａ，１ｂ，１ｃを、長手方向に沿う
ようにスパイラル状に連続させて且つ密に巻き付けて電
気流体力学ポンプ素子（以下ＥＨＤポンプ素子と称す）
６を構成し、且つ該ＥＨＤポンプ素子６における各電線
１ａ，１ｂ，１ｃに、Ｕ、Ｖ、Ｗの電源位相となるよう
に三相交流電源２を接続し、更に、上記ＥＨＤポンプ素
子６をシリンダ状容器７内に挿入配置し、電源２から各
電線１ａ，１ｂ，１ｃに電圧を印加することによりＥＨ
Ｄポンプ素子６の内周部及び外周部に不平等進行波電界
３（図１参照）を発生させ、シリンダ状容器７内に入れ
た絶縁性液体４を電気流体力学効果により容器長手方向
に移動させて上端開口から溢流させられるようにする。
を示すもので、パイプ５の外周に、電極となる絶縁され
た３本１組の電線１ａ，１ｂ，１ｃを、長手方向に沿う
ようにスパイラル状に連続させて且つ密に巻き付けて電
気流体力学ポンプ素子（以下ＥＨＤポンプ素子と称す）
６を構成し、且つ該ＥＨＤポンプ素子６における各電線
１ａ，１ｂ，１ｃに、Ｕ、Ｖ、Ｗの電源位相となるよう
に三相交流電源２を接続し、更に、上記ＥＨＤポンプ素
子６をシリンダ状容器７内に挿入配置し、電源２から各
電線１ａ，１ｂ，１ｃに電圧を印加することによりＥＨ
Ｄポンプ素子６の内周部及び外周部に不平等進行波電界
３（図１参照）を発生させ、シリンダ状容器７内に入れ
た絶縁性液体４を電気流体力学効果により容器長手方向
に移動させて上端開口から溢流させられるようにする。
【００１７】次に、上記構成とした液体移動用ポンプを
用いて行った実験の概要を図３に示す。すなわち、シリ
ンダ状容器７の傾斜角度θを７°に設定して固定した状
態において、パイプ５の外周に電線１ａ，１ｂ，１ｃを
巻き付けてなるＥＨＤポンプ素子６内に、上方にセット
した液体タンク８の排出管９を挿入して、該排出管９に
設けたコック１０の操作で液体タンク８内の絶縁性液体
４をシリンダ状容器７内に注入できるようにし、且つ上
記シリンダ状容器７の底部に、該シリンダ状容器７内の
液面レベルを液面計１１で測定できるように透明なビニ
ール管１２を接続し、更に、上記シリンダ状容器７の上
端開口の下方部に、シリンダ状容器７から溢れた絶縁性
液体４を受けるためのビーカー１３を配置したものであ
る。なお、ＥＨＤポンプ素子６を構成するパイプ５とし
ては２６mmφのものを、電線１ａ，１ｂ，１ｃとしては
外径が３mmφのものを、シリンダ状容器７としてはガラ
ス製の３８０mm×４６mmφのものをそれぞれ用いた。
又、絶縁性液体４としては、比誘電率εｒ＝２．２、抵
抗率ρが約１０11（Ω・ｍ）の灯油（石油）を使用し
た。
用いて行った実験の概要を図３に示す。すなわち、シリ
ンダ状容器７の傾斜角度θを７°に設定して固定した状
態において、パイプ５の外周に電線１ａ，１ｂ，１ｃを
巻き付けてなるＥＨＤポンプ素子６内に、上方にセット
した液体タンク８の排出管９を挿入して、該排出管９に
設けたコック１０の操作で液体タンク８内の絶縁性液体
４をシリンダ状容器７内に注入できるようにし、且つ上
記シリンダ状容器７の底部に、該シリンダ状容器７内の
液面レベルを液面計１１で測定できるように透明なビニ
ール管１２を接続し、更に、上記シリンダ状容器７の上
端開口の下方部に、シリンダ状容器７から溢れた絶縁性
液体４を受けるためのビーカー１３を配置したものであ
る。なお、ＥＨＤポンプ素子６を構成するパイプ５とし
ては２６mmφのものを、電線１ａ，１ｂ，１ｃとしては
外径が３mmφのものを、シリンダ状容器７としてはガラ
ス製の３８０mm×４６mmφのものをそれぞれ用いた。
又、絶縁性液体４としては、比誘電率εｒ＝２．２、抵
抗率ρが約１０11（Ω・ｍ）の灯油（石油）を使用し
た。
【００１８】上記の諸条件下において、次の如き手順で
実験を行った。コック１０を開いて絶縁性液体４をシ
リンダ状容器７内へ流入させる。しばらくすると、シ
リンダ状容器７の上端開口から絶縁性液体４が溢れ出て
きたので、つまり、オーバーフローとなるので、コック
１０を閉じる。絶縁性液体４のオーバーフローが完全
に止まってからビーカー１３内の絶縁性液体４を液体タ
ンク８内に戻す。ビーカー１３を再セットした後、Ｅ
ＨＤポンプ素子６の電線１ａ，１ｂ，１ｃに三相交流電
圧を印加する。なお、電源周波数は６０（Hz）とした。
電圧を印加してから３０秒毎に絶縁性液体４の吐出量
Ｖ1 （ml）及び吐出温度ｔ1 （℃）を測定し、これを１
８０秒まで続行する。なお、ここで、シリンダ状容器７
内の液面がほぼ一定（たとえば、８．５〜９．０cm）に
なるように、コック１０の操作等を工夫する必要があ
る。上記〜の手順を３回繰り返す。
実験を行った。コック１０を開いて絶縁性液体４をシ
リンダ状容器７内へ流入させる。しばらくすると、シ
リンダ状容器７の上端開口から絶縁性液体４が溢れ出て
きたので、つまり、オーバーフローとなるので、コック
１０を閉じる。絶縁性液体４のオーバーフローが完全
に止まってからビーカー１３内の絶縁性液体４を液体タ
ンク８内に戻す。ビーカー１３を再セットした後、Ｅ
ＨＤポンプ素子６の電線１ａ，１ｂ，１ｃに三相交流電
圧を印加する。なお、電源周波数は６０（Hz）とした。
電圧を印加してから３０秒毎に絶縁性液体４の吐出量
Ｖ1 （ml）及び吐出温度ｔ1 （℃）を測定し、これを１
８０秒まで続行する。なお、ここで、シリンダ状容器７
内の液面がほぼ一定（たとえば、８．５〜９．０cm）に
なるように、コック１０の操作等を工夫する必要があ
る。上記〜の手順を３回繰り返す。
【００１９】以上のような手順でＥＨＤポンプ素子６に
実効値で１２KVの電圧を印加した場合の吐出時間ｔ
1 （ｓ）と全吐出量Ｖ2 （ml）の関係は図４に示す如く
であった。図４において、線Ａ、Ｂ、Ｃは絶縁性液体４
の温度がそれぞれ１８．０℃、２８．９℃、２２．０℃
の場合を示す。
実効値で１２KVの電圧を印加した場合の吐出時間ｔ
1 （ｓ）と全吐出量Ｖ2 （ml）の関係は図４に示す如く
であった。図４において、線Ａ、Ｂ、Ｃは絶縁性液体４
の温度がそれぞれ１８．０℃、２８．９℃、２２．０℃
の場合を示す。
【００２０】以上のことから、全吐出量は液温に影響さ
れるが、印加電圧が一定であれば平均吐出量も一定にな
り、無重力下においては上記実験結果に示す以上の速度
で絶縁性液体４を吐出（移動）させることができるもの
である。なお、上記において、電源２の位相を変化させ
る（正、負を逆にする）ことにより、絶縁性液体４の移
動方向を前後させることができる。
れるが、印加電圧が一定であれば平均吐出量も一定にな
り、無重力下においては上記実験結果に示す以上の速度
で絶縁性液体４を吐出（移動）させることができるもの
である。なお、上記において、電源２の位相を変化させ
る（正、負を逆にする）ことにより、絶縁性液体４の移
動方向を前後させることができる。
【００２１】次に、図５は基本構成に基づく別の具体的
構成例を示すもので、図２に示す液体移動用ポンプと同
様な構成において、補助ＥＨＤポンプ素子６´として、
液化ビニール製とした３２０mm×４２mmφのシリンダ状
容器７の外周に、電線１ａ，１ｂ，１ｃと同様な電線１
ｄ，１ｅ，１ｆを同様に巻き付けたものである。
構成例を示すもので、図２に示す液体移動用ポンプと同
様な構成において、補助ＥＨＤポンプ素子６´として、
液化ビニール製とした３２０mm×４２mmφのシリンダ状
容器７の外周に、電線１ａ，１ｂ，１ｃと同様な電線１
ｄ，１ｅ，１ｆを同様に巻き付けたものである。
【００２２】図５に示す構成とした液体移動用ポンプを
用いて、図３に示すものと同じような形態で上記〜
と同様な手順により、ＥＨＤポンプ素子６及び補助ＥＨ
Ｄポンプ素子６´への印加電圧を実効値で９、１０、１
１、１２、１３（KV）と変化させて実験を行ったとこ
ろ、吐出温度が１５〜１８℃の場合は図６の（イ）に、
吐出温度が２１〜２２℃の場合は図６の（ロ）に、吐出
温度が２５〜２７℃の場合は図６の（ハ）に示す如き結
果が得られた。なお、図６の（イ）（ロ）（ハ）におい
て、線Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈは、印加電圧の実効値がそれ
ぞれ９、１０、１１、１２、１３（KV）の場合を示す。
用いて、図３に示すものと同じような形態で上記〜
と同様な手順により、ＥＨＤポンプ素子６及び補助ＥＨ
Ｄポンプ素子６´への印加電圧を実効値で９、１０、１
１、１２、１３（KV）と変化させて実験を行ったとこ
ろ、吐出温度が１５〜１８℃の場合は図６の（イ）に、
吐出温度が２１〜２２℃の場合は図６の（ロ）に、吐出
温度が２５〜２７℃の場合は図６の（ハ）に示す如き結
果が得られた。なお、図６の（イ）（ロ）（ハ）におい
て、線Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈは、印加電圧の実効値がそれ
ぞれ９、１０、１１、１２、１３（KV）の場合を示す。
【００２３】図６（イ）（ロ）（ハ）に示す実験結果か
ら、シリンダ状容器７から流れ出る液体の全吐出量Ｖ2
（ml）は液温が１０℃位異なると、２〜３倍近く変化
し、且つ電圧の制御で微小駆動力から大駆動力まで発生
させることができることが判明した。又、吐出温度が２
１〜２２℃の実験結果を示す図６の（ロ）における印加
電圧１２KVの線Ｇと、図４における吐出温度が２２．０
℃の場合の線Ｃとを比較してみると、平均流量にほとん
ど変化がなく、更に、吐出温度が２５〜２７℃の実験結
果を示す図６の（ハ）における印加電圧１２KVの線Ｇ
と、図４における線Ｃとを比較してみても、多少の流量
差がある程度であった。したがって、図２に示す方式と
しても、図５に示す方式としても不平等進行波電界３に
より絶縁性液体４を移動させることができ、特に、図２
に示す方式とした場合には、図５に示す方式のものより
も装置全体がコンパクトになる利点がある。
ら、シリンダ状容器７から流れ出る液体の全吐出量Ｖ2
（ml）は液温が１０℃位異なると、２〜３倍近く変化
し、且つ電圧の制御で微小駆動力から大駆動力まで発生
させることができることが判明した。又、吐出温度が２
１〜２２℃の実験結果を示す図６の（ロ）における印加
電圧１２KVの線Ｇと、図４における吐出温度が２２．０
℃の場合の線Ｃとを比較してみると、平均流量にほとん
ど変化がなく、更に、吐出温度が２５〜２７℃の実験結
果を示す図６の（ハ）における印加電圧１２KVの線Ｇ
と、図４における線Ｃとを比較してみても、多少の流量
差がある程度であった。したがって、図２に示す方式と
しても、図５に示す方式としても不平等進行波電界３に
より絶縁性液体４を移動させることができ、特に、図２
に示す方式とした場合には、図５に示す方式のものより
も装置全体がコンパクトになる利点がある。
【００２４】図７は上記基本構成を変形させた例を示す
もので、図２に示すものと同様な構成において、シリン
ダ状容器７を不要とし、所要の長さ及び形状に形成して
おいたＥＨＤポンプ素子６の内周に発生させる不平等進
行波電界による電気流体力学効果を利用して液体４を目
的地まで移動させるようにしたものである。なお、上記
ＥＨＤポンプ素子６を構成するパイプ５としては、可撓
性を有するチューブを用いた。
もので、図２に示すものと同様な構成において、シリン
ダ状容器７を不要とし、所要の長さ及び形状に形成して
おいたＥＨＤポンプ素子６の内周に発生させる不平等進
行波電界による電気流体力学効果を利用して液体４を目
的地まで移動させるようにしたものである。なお、上記
ＥＨＤポンプ素子６を構成するパイプ５としては、可撓
性を有するチューブを用いた。
【００２５】図７に示す例の場合には、図２や図５に示
す構成例よりも構造の簡略化を図ることができ、重量的
にも有利となる。
す構成例よりも構造の簡略化を図ることができ、重量的
にも有利となる。
【００２６】次に、図８は上記各具体的構成例を更に発
展させてなる本発明の第１実施例を示すもので、図７に
示すものと同様な構成において、ＥＨＤポンプ素子６の
一端部を液体収納容器１４内の絶縁性液体４中に没入さ
せるようにし、且つ上記液体収納容器１４の側壁部に、
直流電源１５によって駆動されるようにしたイオン注入
器（電荷注入器）１６を貫通設置したものである。該イ
オン注入器１６自体は、低い電圧によって針状体の尖端
から効率よくイオンを発生させることができるようにし
た公知のものである。
展させてなる本発明の第１実施例を示すもので、図７に
示すものと同様な構成において、ＥＨＤポンプ素子６の
一端部を液体収納容器１４内の絶縁性液体４中に没入さ
せるようにし、且つ上記液体収納容器１４の側壁部に、
直流電源１５によって駆動されるようにしたイオン注入
器（電荷注入器）１６を貫通設置したものである。該イ
オン注入器１６自体は、低い電圧によって針状体の尖端
から効率よくイオンを発生させることができるようにし
た公知のものである。
【００２７】図８に示す実施例の場合には、イオン注入
器１６により絶縁性液体４中にイオン（電荷）を強制的
に注入することができるので、電気的な相互作用が強く
なり、絶縁性液体４に対し、より効果的に移動力を与え
ることができる。
器１６により絶縁性液体４中にイオン（電荷）を強制的
に注入することができるので、電気的な相互作用が強く
なり、絶縁性液体４に対し、より効果的に移動力を与え
ることができる。
【００２８】又、図９及び図１０は本発明の第２及び第
３実施例を示すものである。すなわち、上記第１実施例
では、電極として絶縁性の電線１ａ，１ｂ，１ｃ等を用
いた場合を示したが、図９の実施例では、絶縁性を有す
るチャンネル材１７に、帯状の電極として、適宜の厚み
を有する箔状の金属１ｇ，１ｈ，１ｉを、チャンネル材
１７の長手方向に所要の間隔をあけて順次平行に直接貼
り付けてＥＨＤポンプ素子６を構成し、且つ上記各箔状
金属１ｇ，１ｈ，１ｉにＵ、Ｖ、Ｗの電源位相が得られ
るように電源２を接続したものであり、又、図１０の実
施例では、蓋１８を有するチャンネル材１７に対して図
９の実施例と同様な構成を施したものである。
３実施例を示すものである。すなわち、上記第１実施例
では、電極として絶縁性の電線１ａ，１ｂ，１ｃ等を用
いた場合を示したが、図９の実施例では、絶縁性を有す
るチャンネル材１７に、帯状の電極として、適宜の厚み
を有する箔状の金属１ｇ，１ｈ，１ｉを、チャンネル材
１７の長手方向に所要の間隔をあけて順次平行に直接貼
り付けてＥＨＤポンプ素子６を構成し、且つ上記各箔状
金属１ｇ，１ｈ，１ｉにＵ、Ｖ、Ｗの電源位相が得られ
るように電源２を接続したものであり、又、図１０の実
施例では、蓋１８を有するチャンネル材１７に対して図
９の実施例と同様な構成を施したものである。
【００２９】これら図９及び図１０に示す実施例として
も、各箔状金属１ｇ，１ｈ，１ｉでチャンネル材１７の
内側に発生させる不平等進行波電界によって、チャンネ
ル材１７の中に入れた絶縁性液体をチャンネル材１７に
沿わせて移動させることができる。なお、上記箔状金属
１ｇ，１ｈ，１ｉに代えて、無電解メッキあるいは蒸着
等の加工技術によって成形した導電性の層を帯状の電極
として用いるようにしてもよい。
も、各箔状金属１ｇ，１ｈ，１ｉでチャンネル材１７の
内側に発生させる不平等進行波電界によって、チャンネ
ル材１７の中に入れた絶縁性液体をチャンネル材１７に
沿わせて移動させることができる。なお、上記箔状金属
１ｇ，１ｈ，１ｉに代えて、無電解メッキあるいは蒸着
等の加工技術によって成形した導電性の層を帯状の電極
として用いるようにしてもよい。
【００３０】更に、図１１は本発明の第４実施例を示す
もので、上記図１０に示す如き蓋１８を有するチャンネ
ル材１７により液体の流路を形成し、該流路の中に、蓋
１８を貫通させて棒状の電極１ｊ，１ｋ，１ｌを、流路
の長手方向に一定間隔をあけて直接配列したものであ
る。なお、チャンネル材１７の外部で放電が起らないよ
うに、各電極１ｊ，１ｋ，１ｌには折り曲げ部を作り互
いの間隔が保たれるようにしてある。
もので、上記図１０に示す如き蓋１８を有するチャンネ
ル材１７により液体の流路を形成し、該流路の中に、蓋
１８を貫通させて棒状の電極１ｊ，１ｋ，１ｌを、流路
の長手方向に一定間隔をあけて直接配列したものであ
る。なお、チャンネル材１７の外部で放電が起らないよ
うに、各電極１ｊ，１ｋ，１ｌには折り曲げ部を作り互
いの間隔が保たれるようにしてある。
【００３１】図１１の実施例の場合には、チャンネル材
１７による流路の中に棒状の電極１ｊ，１ｋ，１ｌを直
接配列したので、絶縁性液体４に対してより有効に移動
力を与えることができる。
１７による流路の中に棒状の電極１ｊ，１ｋ，１ｌを直
接配列したので、絶縁性液体４に対してより有効に移動
力を与えることができる。
【００３２】なお、上記実施例では、いずれも三相電極
の場合について示したが、六相であってもよいこと、そ
の他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更
を加え得ることは勿論である。
の場合について示したが、六相であってもよいこと、そ
の他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更
を加え得ることは勿論である。
【００３３】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の液体移動用ポ
ンプによれば、絶縁材で被覆された電線からなる各電極
を、三相以上の多相交流電源に順次位相をずらして接続
し、該各電極を、パイプの外周に、該パイプの長手方向
に沿うようにスパイラル状に連続させて且つ密に巻き付
け、且つ上記パイプの一端部側を液体収納容器内の絶縁
性液体中に没入させるように配置し、更に、上記液体収
納容器の側壁部に、液体収納容器内の絶縁性液体中に強
制的に電荷を注入して強い電気力を作用させるための電
荷注入器を貫通設置し、液体収納容器内の絶縁性液体を
パイプの内側に沿わせて不平等進行波電界により移動さ
せるようにしてなる構成としてあるので、電圧の制御の
みで微小駆動力から大駆動力まで発生させることができ
ると共に、絶縁性液体中に強制的に電荷を注入すること
により電気力を大きくしてポンプ効果を向上させること
ができ、且つ機械的な装置の如き可動部分がなく非常に
簡単な構造で、小型軽量、コンパクト設計が可能である
ため、宇宙への打上げ時の負荷を軽減できると共に、宇
宙環境下で浮遊している絶縁性液体の移動用に使用して
極めて有効である。又、箔状金属又は導電性の層からな
る帯状の各電極を、絶縁性を有するチャンネル材の外側
に、該チャンネル材の長手方向に一定間隔をあけて平行
に直接貼り付けた構成とすることにより、構造の簡略化
を一層図ることができ、更に、棒状の各電極を、絶縁性
を有する蓋付きのチャンネル材により形成した流路の中
に、上記蓋を貫通させて該流路の長手方向に一定間隔を
あけて平行に直接配列すると共に、該各電極を、チャン
ネル材の外部の位置で互いの間隔が保てるように折り曲
げた構成を採用することにより、外部放電を起すことな
く、絶縁性液体により有効に移動力を与えることができ
る、等の優れた効果を発揮する。
ンプによれば、絶縁材で被覆された電線からなる各電極
を、三相以上の多相交流電源に順次位相をずらして接続
し、該各電極を、パイプの外周に、該パイプの長手方向
に沿うようにスパイラル状に連続させて且つ密に巻き付
け、且つ上記パイプの一端部側を液体収納容器内の絶縁
性液体中に没入させるように配置し、更に、上記液体収
納容器の側壁部に、液体収納容器内の絶縁性液体中に強
制的に電荷を注入して強い電気力を作用させるための電
荷注入器を貫通設置し、液体収納容器内の絶縁性液体を
パイプの内側に沿わせて不平等進行波電界により移動さ
せるようにしてなる構成としてあるので、電圧の制御の
みで微小駆動力から大駆動力まで発生させることができ
ると共に、絶縁性液体中に強制的に電荷を注入すること
により電気力を大きくしてポンプ効果を向上させること
ができ、且つ機械的な装置の如き可動部分がなく非常に
簡単な構造で、小型軽量、コンパクト設計が可能である
ため、宇宙への打上げ時の負荷を軽減できると共に、宇
宙環境下で浮遊している絶縁性液体の移動用に使用して
極めて有効である。又、箔状金属又は導電性の層からな
る帯状の各電極を、絶縁性を有するチャンネル材の外側
に、該チャンネル材の長手方向に一定間隔をあけて平行
に直接貼り付けた構成とすることにより、構造の簡略化
を一層図ることができ、更に、棒状の各電極を、絶縁性
を有する蓋付きのチャンネル材により形成した流路の中
に、上記蓋を貫通させて該流路の長手方向に一定間隔を
あけて平行に直接配列すると共に、該各電極を、チャン
ネル材の外部の位置で互いの間隔が保てるように折り曲
げた構成を採用することにより、外部放電を起すことな
く、絶縁性液体により有効に移動力を与えることができ
る、等の優れた効果を発揮する。
【図１】液体移動用ポンプの基本構成を示す図である。
【図２】液体移動用ポンプの基本構成に基づく具体的構
成例を示す概要図である。
成例を示す概要図である。
【図３】実験装置の全体を示す概略図である。
【図４】図３の実験装置における実験結果を示すグラフ
である。
である。
【図５】基本構成に基づく別の具体的構成例を示す概要
図である。
図である。
【図６】図５のポンプにおける実験結果を示すもので、
液体の吐出温度が（イ）は１５〜１８℃の場合、（ロ）
は２１〜２２℃の場合、（ハ）は２５〜２７℃の場合の
グラフである。
液体の吐出温度が（イ）は１５〜１８℃の場合、（ロ）
は２１〜２２℃の場合、（ハ）は２５〜２７℃の場合の
グラフである。
【図７】基本構成の変形例を示す概要図である。
【図８】本発明の第１実施例を示す概要図である。
【図９】本発明の第２実施例を示す概要図である。
【図１０】本発明の第３実施例を示す概要図である。
【図１１】本発明の第４実施例を示す概要図である。
【図１２】本発明の基本原理を示す概略図である。
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ 電線（電極） １ｇ，１ｈ，１ｉ 金属（電極） １ｊ，１ｋ，１ｌ 電極 ２ 電源 ３ 不平等進行波電界 ４ 絶縁性液体 ４ａ 電荷 ５ パイプ １６ イオン注入器（電荷注入器） １７ チャンネル材 １８ 蓋
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−34405（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−134760（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−209462（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−36717（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02K 44/06
Claims (3)
- 【請求項１】 絶縁材で被覆された電線からなる各電極
を、三相以上の多相交流電源に順次位相をずらして接続
し、該各電極を、パイプの外周に、該パイプの長手方向
に沿うようにスパイラル状に連続させて且つ密に巻き付
け、且つ上記パイプの一端部側を液体収納容器内の絶縁
性液体中に没入させるように配置し、更に、上記液体収
納容器の側壁部に、液体収納容器内の絶縁性液体中に強
制的に電荷を注入して強い電気力を作用させるための電
荷注入器を貫通設置し、液体収納容器内の絶縁性液体を
パイプの内側に沿わせて不平等進行波電界により移動さ
せるようにしてなることを特徴とする液体移動用ポン
プ。 - 【請求項２】 適宜の厚みを有する箔状金属又は導電性
の層からなる帯状の各電極を、三相以上の多相交流電源
に順次位相をずらして接続し、該各電極を、絶縁性を有
するチャンネル材の外側に、該チャンネル材の長手方向
に一定間隔をあけて平行に直接貼り付けた構成を有し、
チャンネル材の内部の絶縁性液体を不平等進行波電界に
より移動させるようにしてなることを特徴とする液体移
動用ポンプ。 - 【請求項３】 棒状の各電極を、三相以上の多相交流電
源に順次位相をずらして接続し、該各電極を、絶縁性を
有する蓋付きのチャンネル材により形成した流路の中
に、上記蓋を貫通させて該流路の長手方向に一定間隔を
あけて平行に直接配列すると共に、該各電極を、チャン
ネル材の外部の位置で互いの間隔が保てるように折り曲
げた構成を有し、チャンネル材の内部の絶縁性液体を不
平等進行波電界により移動させるようにしてなることを
特徴とする液体移動用ポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3089416A JP3049808B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 液体移動用ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3089416A JP3049808B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 液体移動用ポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04304157A JPH04304157A (ja) | 1992-10-27 |
| JP3049808B2 true JP3049808B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
ID=13970052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3089416A Expired - Lifetime JP3049808B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 液体移動用ポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3049808B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0736692B2 (ja) * | 1988-12-21 | 1995-04-19 | 川崎重工業株式会社 | 電磁力発生装置 |
| JP2911905B2 (ja) * | 1989-01-09 | 1999-06-28 | 株式会社東芝 | 電磁ポンプ |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP3089416A patent/JP3049808B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04304157A (ja) | 1992-10-27 |
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