JP7421210B2 - プラズマアクチュエータ - Google Patents
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Description
図1乃至図9は、本発明の実施の形態のプラズマアクチュエータを示している。
図1乃至図4に示すように、プラズマアクチュエータ10は、誘電体層11と複数の電極対12と最下流電極13と電圧印加手段14とを有している。
プラズマアクチュエータ10は、まず、電圧印加手段14で、交流電圧または繰り返しパルス電圧に、DC電圧を重畳した電圧を印加することにより、各電極対12の上流電極21と下流電極22との間に放電プラズマを発生させる。これにより、図1に示すように、誘電体層11の一方の表面の、隣り合う電極対12の上流電極21の間、および最も下流側の電極対12の上流電極21と最下流電極13との間の放電領域Aに、プラズマが形成されて、上流側から下流側への流れ(図1中の矢印)を誘起することができる。
図6に示すように、プラズマアクチュエータ10で、電圧印加手段14は、DC電源24と第1スイッチ33と第2スイッチ34とを有し、印加する電圧の極性が隣り合う電極対12で反転するよう、各電極対12の上流電極21および下流電極22のいずれか一方を、第1スイッチ33を介してDC電源24に電気的に接続すると共に第2スイッチ34を介して接地し、さらに各電極対12の上流電極21および下流電極22の他方を接地し、第1スイッチ33をONにすると共に第2スイッチ34をOFFにし、第1スイッチ33をOFFにすると共に第2スイッチ34をONにする動作を繰り返すよう構成されていてもよい。この場合にも、繰り返しパルス電圧にDC電圧を重畳した電圧を、各電極対12に印加することができる。なお、第1スイッチ33および第2スイッチ34は、例えば、MOSFETやIGBTなどの半導体素子から成っていてもよい。また、図6に示す一例では、電極対12は3つ以上であるが、電極対12は1対であってもよく、2つであってもよい。
11 誘電体層
12 電極対
21 上流電極
22 下流電極
13 最下流電極
14 電圧印加手段
23 交流電源またはパルス電源
24 DC電源
25 ハイパスフィルタ
26 ローパスフィルタ
31a、31b 分割電極
32 抵抗器
33 第1スイッチ
34 第2スイッチ
35 第3スイッチ
36 第4スイッチ
Claims (8)
- 誘電体層と、
前記誘電体層の一方の表面に沿って、所定の方向に向かって上流側から下流側に並べて前記誘電体層に設けられた複数の電極対と、
各電極対の下流側で前記誘電体層に設けられた最下流電極と、
交流電圧または繰り返しパルス電圧を含む電圧を、各電極対に印加可能に設けられた電圧印加手段とを有し、
各電極対は、前記誘電体層の一方の表面側に設けられた上流電極と、前記上流電極との間に前記誘電体層を挟むよう前記誘電体層の他方の表面側に設けられ、前記上流電極から下流側にずれて配置された下流電極とを有し、
隣り合う電極対は、下流側の電極対の前記上流電極が、上流側の電極対の前記下流電極から下流側にずれて配置されており、
前記最下流電極は、前記誘電体層の一方の表面側に、最も下流側の電極対の前記下流電極から下流側にずれて配置され、最も下流側の電極対の前記下流電極と同じ電位になるよう設けられており、
前記電圧印加手段は、印加する前記電圧の極性が隣り合う電極対で反転するよう、前記電圧を印加可能に構成されていることを
特徴とするプラズマアクチュエータ。 - 前記電圧印加手段は、各電極対の前記上流電極および前記下流電極のいずれか一方に前記電圧を印加したとき、他方を接地するよう構成されていることを特徴とする請求項1記載のプラズマアクチュエータ。
- 前記電圧印加手段は、上流側から奇数番目の電極対の前記上流電極と上流側から偶数番目の電極対の前記下流電極とに前記電圧を印加したとき、上流側から奇数番目の電極対の前記下流電極と上流側から偶数番目の電極対の前記上流電極とを接地するよう構成されている、および/または、上流側から奇数番目の電極対の前記下流電極と上流側から偶数番目の電極対の前記上流電極とに前記電圧を印加したとき、上流側から奇数番目の電極対の前記上流電極と上流側から偶数番目の電極対の前記下流電極とを接地するよう構成されていることを特徴とする請求項1または2記載のプラズマアクチュエータ。
- 前記電圧は、前記交流電圧または前記繰り返しパルス電圧に、DC電圧を重畳した電圧から成ることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のプラズマアクチュエータ。
- 前記電圧印加手段は、DC電源と第1スイッチと第2スイッチとを有し、各電極対の前記上流電極および前記下流電極のいずれか一方を、前記第1スイッチを介して前記DC電源に電気的に接続すると共に前記第2スイッチを介して接地しており、他方を接地しており、前記第1スイッチをONにすると共に前記第2スイッチをOFFにし、前記第1スイッチをOFFにすると共に前記第2スイッチをONにする動作を繰り返すよう構成されていることを特徴とする請求項4記載のプラズマアクチュエータ。
- 前記電圧印加手段は、DC電源と第1スイッチと第2スイッチと第3スイッチと第4スイッチとを有し、各電極対の前記上流電極および前記下流電極のいずれか一方を、前記第1スイッチを介して前記DC電源に電気的に接続すると共に前記第2スイッチを介して接地しており、他方を、前記第3スイッチを介して前記DC電源に電気的に接続すると共に前記第4スイッチを介して接地しており、前記第1スイッチおよび前記第4スイッチをONにすると共に前記第2スイッチおよび前記第3スイッチをOFFにし、前記第1スイッチおよび前記第4スイッチをOFFにすると共に前記第2スイッチおよび前記第3スイッチをONにする動作を繰り返すよう構成されていることを特徴とする請求項4記載のプラズマアクチュエータ。
- 誘電体層と、
前記誘電体層の一方の表面側に設けられた上流電極と、
前記上流電極との間に前記誘電体層を挟むよう前記誘電体層の他方の表面側に設けられ、前記上流電極から所定の方向にずれて配置された下流電極と、
前記誘電体層の一方の表面側に、前記下流電極から前記所定の方向にずれて配置され、前記下流電極と同じ電位になるよう設けられた最下流電極と、
交流電圧または繰り返しパルス電圧を含む電圧を、前記上流電極および前記下流電極のいずれか一方に印加可能に設けられ、前記一方に前記電圧を印加したとき、他方を接地するよう構成された電圧印加手段とを有し、
前記上流電極および前記最下流電極は、それぞれ前記所定の方向に沿って並んだ1対の分割電極に分割されており、各対の上流側または下流側の分割電極に、抵抗器が接続されていることを
特徴とするプラズマアクチュエータ。 - 前記上流電極および前記最下流電極は、それぞれ前記所定の方向に沿って並んだ1対の分割電極に分割されており、各対の上流側または下流側の分割電極に、抵抗器が接続されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のプラズマアクチュエータ。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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---|---|---|---|---|
JP2008001354A (ja) | 2006-05-24 | 2008-01-10 | Toshiba Corp | 気流発生装置、気流発生ユニット、気流発生方法および気流制御方法 |
JP2008167584A (ja) | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Sawafuji Electric Co Ltd | 高電圧印加装置 |
JP2011142025A (ja) | 2010-01-07 | 2011-07-21 | Daihatsu Motor Co Ltd | プラズマアクチュエータ |
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