JP2022102831A - 除塵装置、車両及び除塵方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1~図3を用いて、本発明の第1実施形態に係る除塵装置10について説明する。
次に、本実施形態の除塵装置10を用いた除塵方法について説明する。
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
図4及び図5を用いて、本発明の第2実施形態に係る除塵装置42について説明する。なお、第2実施形態に係る除塵装置42において前述の第1実施形態に係る除塵装置10と対応する要素には第1実施形態に係る除塵装置10と対応する要素と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
次に、レゴリス32を吹き飛ばすために必要な除塵用気体の流速について説明する。
ここで、AはHamaker定数[J]であり、Dpはレゴリス32の粒子径[m]であり、zoは分離距離[m]である。
ここで、ε0は真空透電率8.85e-12[F/m]であり、Qは電荷量(ε0ES)[C]であり、dは2体間距離でレゴリス32の最小粒子径Dpの1/2である。また、Eは電界強度で真空では最大で20[MV/m]であり、Sはレゴリス32の粒子表面積[m2]である。これらの値から算出された付着力Feは3.1e-8[N]である。
ここで、Pdはレゴリス32の粒子に作用する気流の動圧[Pa]であり、kはその粒子に作用する割合を示す係数である。参考文献1によれば、k=0.8が計算と実験の結果において対応している。そのため、本検討においてもk=0.8を採用する。
次に、レゴリス32を吹き飛ばすために必要なイオナイザ部28の印加電圧について説明する。
以上説明した除塵装置10、42の例では、噴射部26の形状を先細ノズルとしている。ここで、図7に示された第3実施形態の除塵装置62のように、噴射部26の形状をラバールノズルの形状とする。これにより、噴射部26の先端開口26Aにおける除塵用気体の流速を超音速以上に引き上げることで除塵用気体の慣性力を上げる。その結果、噴射部26の先端開口26Aにおける除塵用気体の膨張が抑制される。すなわち、噴射部26の先端開口26Aにおける除塵用気体の減速が抑制される。また、この場合、噴射部26の先端開口26Aにおける除塵用気体の流速は超音速である(Mach数が1を超えている)ため、噴射部26の先端開口26Aにおける除塵用気体の流速はおおよそ340[m/s]以上となる。そのため、前述のレゴリス32を除去するために必要な除塵用気体の流速の最下限値は85[m/s]の4倍以上となり、よりきめ細かなレゴリス32の粉塵(20μm以下の粉塵)を効果的に除去することができる。また、このような粉塵を短時間で除去することができる。
次に、図8を用いて、除塵装置64を備えた車両66について説明する。なお、車両66に搭載された除塵装置64において前述の除塵装置10、42、62と対応する要素には前述の除塵装置10、42、62と対応する要素と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
やラジエタ18Bだけではなく、他の対象物18の除塵を行うことができるようにしてもよい。
12 作業室(内部空間形成部)
14 内側の空間
16 外側の空間
18 対象物(噴射対象)
18A ソーラパネル(発電部)
18B ラジエタ(放熱部)
20 回収部
22 圧縮部
26 噴射部
28 イオナイザ部
42 除塵装置
48 制御部
62 除塵装置
64 除塵装置
66 車両
68 車両本体
Claims (11)
- 内外の気体の流通が不能な状態で隔てる内部空間形成部の内側に存在する気体を回収する回収部と、
前記回収部に回収された気体を圧縮する圧縮部と、
前記内部空間形成部の外側の空間に設けられ、前記圧縮部で圧縮された気体が噴射される噴射部と、
前記圧縮部と前記噴射部との間に設けられ、電圧が印加されることで前記噴射部から噴射される気体にイオンを混在させるイオナイザ部と、
を備えた除塵装置。 - 前記内部空間形成部は、宇宙空間にある天体上を移動可能な状態で又は宇宙空間にある天体に固定された状態で設けられている請求項1に記載の除塵装置。
- 前記回収部は、前記内部空間形成部の内側に存在する気体のうち二酸化炭素及び水蒸気の少なくとも一方を回収する請求項1又は請求項2に記載の除塵装置。
- 前記噴射部から噴射される気体が当てられる噴射対象及び該噴射対象に付着している粉塵の情報に基づいて、前記噴射部から噴射される気体の流速を調節する制御部をさらに備えた請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の除塵装置。
- 前記制御部は、前記内部空間形成部の周囲の電位の情報に基づいて前記イオナイザ部に印加される電圧を調節する請求項4に記載の除塵装置。
- 前記内部空間形成部には、光を受けることで発電する発電部が設けられ、
前記噴射部から前記発電部へ気体が噴射される請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の除塵装置。 - 前記内部空間形成部には、熱を放熱する放熱部が設けられ、
前記噴射部から前記放熱部へ気体が噴射される請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の除塵装置。 - その内側に乗員が乗車する空間を有し、該内側の空間と外側の空間とを気体が通過不能な状態で隔て、地上を走行する車両本体と、
前記車両本体の内側に存在する気体を回収する回収部と、
前記回収部に回収された気体を圧縮する圧縮部と、
前記車両本体の外側の空間に設けられ、前記圧縮部で圧縮された気体が噴射される噴射部と、
前記圧縮部と前記噴射部との間に設けられ、電圧が印加されることで前記噴射部から噴射される気体にイオンを混在させるイオナイザ部と、
を備えた車両。 - 内外の気体の流通が不能な状態で隔てる内部空間形成部の内側に存在する気体を回収する気体回収工程と、
前記気体回収工程で回収した気体を圧縮する圧縮工程と、
前記圧縮工程で圧縮した気体を膨張させる際に該気体にイオンを混在させるイオン混在工程と、
前記イオン混在工程でイオンを混在させた気体を前記内部空間形成部の外側の空間の噴射対象に噴射する噴射工程と、
を有する除塵方法。 - 前記噴射部から噴射される気体が当てられる噴射対象及び該噴射対象に付着している粉塵の情報に基づいて、前記噴射部から噴射される気体の流速を調節する請求項9に記載の除塵方法。
- 前記内部空間形成部の周囲の電位の情報に基づいて前記イオナイザ部に印加される電圧を調節する請求項10に記載の除塵方法。
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