ラ ッパ管状 EHD最適発 電 ダク ト内 流動絶縁油 中の負 イオン移動度
佐 藤 正 毅
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/1obility of Negative lon in Flow of insulating〈
Эil
in Trumpet― Shaped EHD Optimal Generator Duct
卜′Iasaki SATOキ
Abstract
This paper presents the mobility of a negative ion that are transported by the insulating oil in the trumpet―
shaped electrohydrodynarnic(EHD)optimal generator duct Tili now,the design of the generator duct、 、 ア
as performed by using the mobility of a negative ion in theinsulating oil that were pure,static at 25° C So that,the ion rnObility in dynaHlic condaition M/as needed Therefore,the electric potential of the probe that ttras inserted into the generator duct and the probe leakage current郡 /ere measured From the relation betttreen the electric potential Of the probe and the prObe leakage current,the ion mobility in floM′ of the insulating oil ttras
obtained The mObility of a negative ion in noM′ of the insulating Oil is (35‑40)×10‑6 m2v‑ls‑l at 60° C and a hundred times as large as the insulating oil that is pure,static at 20° C
′ で
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rtrs: EHD generator,RoMr of the insulating Oil,sphere probe method,rnobility of anegative ion
1. は じ め に
絶縁性流体が電界 に逆 らって単極性電荷 を輸 送 す る過程 で ,流 体 エ ネル ギー を電 気 エ ネル ギーに直接変換す る電気流体力学 (EHD)発 電 の実用化研究 を進 めてめている。
EHD発電 は
,構造単純 ,低 コス トの上 に ,保 守が簡単で ,容
易 に直流高電圧 を発生で きるな どの数々の長所 を有する。 しか し ,低 コス トの単極性電荷大量 発生法
,さらに ,絶 縁耐力の大 きい作業流体 の 開発が遅れているために ,大 電力直流電源 とし ては
,いまだに実用化 していない。 しか しなが ら ,低 電流高電圧直流電源 として特殊 な用途 に 限れば ,現 在で も実用面 は多様 に開 けて くる。
これ まで
,EHD発電機 の低 出力性 を改善 す
平成 9年10月 15日受理学電気工学科・教授
るために
,発電 ダク ト形状の最適化 を変分法
,最大値原理 によって進 めて きた
10。その結果
,発電 ダク トをラッパ管状 に細長 く設計す ると ,共
通 のダク ト全容積 お よび出入 口の境界条件下 で ,最 大出力 を取 り出せ ることが判 った
1'0。こ れ まで ,発 電 ダク トの最適設計 は ,作 業流体 と して変圧器用高圧
2号絶縁油 を用いる場合 につ いて行 った。この場合
,静止状態で純度 も高い
,温度
25℃の絶縁油の物性定数 を用いていた。し か し,実 際の
EHD発電では,絶 縁油 は流動状態
にあ り
,しか も実験装置 を循環 している間に
,絶縁油 は ,水 分 な どを取 り込む。 また ,絶 縁油が 流動開始後
,その温度 は 60°
Cにまで上昇 した。
従 って
,EHD発電機の設計 に際 し ,絶 縁油の物 性定数 として は現実的 な値 を用 い る必 要が あ る。 ところで ,種 々の物性定数の中で ,流 動絶 縁油中イオ ンの移動度が最 も重要である。移動
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