|
本年度は、真空環境下において加熱ラチェット（鋸刃形状）上を液滴が自己推進するために必要な加熱温度を調べることを主目的として、実験装置を構築した。液体には脱イオン水を使用した。ラチェットは、100mm×100mm×5mmのアルミ平板に、マシニングセンタあるいはフライス盤を使用して加工した。鋸刃の寸法は、深さ 1.5mm、幅 0.25mm、水平なアルミ板表面に対する鋸刃形状の長辺部分の角度を 10°とした。マシニングセンタによる加工では、直径0.15mmのボールエンドミルを使用した。マシニングセンタによる加工では、切削工具あるいは被切削物を傾ける必要がないが、他方、エンドミルの先端が球形であるため、鋸刃形状の角部を削り取ることができないという欠点を有する。フライス盤による加工では、直径15mmのエンドルミルを用いて、1 つの鋸刃形状を 1 回の切削で削り取るようにした。ここで、傾斜角10°の斜面をもつジグを介してアルミ板をフライス盤に固定することにより、鋸刃を加工した。
ラチェットの温度制御には、150Wのカートリッジヒーター2本、熱電対、PIDコントローラーを用いた。
ラチェットと加熱平板、さらに液滴を発生するためのシリンジポンプとチューブ、そしてニードルを真空デシケーター内に設置し、ダイアフラムポンプによってデシケーター内を減圧した。シリンジポンプを減圧環境下に設置することにより、液滴を安定して発生することができた。
大気圧および減圧環境（20kPa程度）において、水液滴が自己推進するために最低限必要となるラチェット加熱温度を調べた。その結果、大気圧下では300℃程度にまで加熱する必要があるのに対して、減圧下では110℃において安定して水液滴は自己推進した。これらの結果から、減圧による飽和温度の低下に伴う自己推進能力が格段に向上することを、実験的に明らかにした。
|
