2000 Fiscal Year Annual Research Report
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12555210
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
大坪 泰文 千葉大学, 工学部, 教授 (10125510)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
枝村 一弥 (有)新技術マネイジメント, 代表取締役
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| Keywords | 電気流体力学効果 / ジェット噴流 / 流体デバイス / 液体モーター / インクジェット / マイクロポンプ |
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| Research Abstract |
誘電性液体に直流高電場を印加すると、電極から秒速1m以上の高速ジェット噴流が発生する。本研究は、このジェット噴流の発生メカニズムとその制御法を確立し、新規な流体デバイスを開発するとともに、さらにその機能を実用レベルまで向上させ新しい技術として構築することを目的とする。(1)連続液体中におけるジェット噴流発生の基本メカニズムを解明するために、高速ビデオにより流れの可視化を行った。その結果、ジェット噴流は単純に電場の高い方から低い方へ向かって発生しているのではなく、電場が不均一であるほど噴流は激しく、また複雑な流動パターンとなることがわかった。ジェット噴流を支配するのは導電率と誘電率の空間的不均一性であると推察される。(2)試作ノズルを用いて先端から空中へ噴出する流体ジェットの速度およびジェットの安定連続流動化と断続液滴化に関する実験的研究を行ったところ、新しいインクジェットプリンターの基盤を与える技術として有望であることがわかった。(3)ジェット噴流の規模と流体物性との関係について調べた結果、これを支配しているのは、液体の粘度と導電率であり、これがある範囲に入っていれば高速ジェットが発生するものであり、その発生条件を明らかにした。(4)モーターデザインの改良と性能アップに関して、実用化に即した実験を行った。主に、回転型モーターにおける電極配置と形状、回転ローターの幾何学などについて性能評価の基本となるデータの収集を行った。その結果、サイズが小さくなるほどエネルギー変換効率が上昇することがわかった。マイクロモーターとして高い可能性を秘めていることを明らかにした。(5)直径1cmのマイクロポンプを試作し、その性能について調べ、冷却素子として応用できることを明らかにした。
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[Publications] 横田眞一: "電界共役流体(ECF)を応用したマイクロモータ[ステータ電極(SE)型マイクロECFモータの提案]"日本機械学会論文集(C編). 66巻642号. 627-633 (2000)
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[Publications] 横田眞一: "ECFジェット冷却を用いたSMA駆動マイクロポンプ"日本機械学会論文集(C編). 66巻650号. 3516-3522 (2000)
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[Publications] 横田眞一: "電界共役流体(ECF)を応用したマイクロモータ[ロータ電極(RE)型マイクロECFモータの提案]"日本機械学会論文集(C編). 66巻651号. 3799-3804 (2000)
