WO2021039632A1 - プラズマアクチュエータ - Google Patents

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WO2021039632A1
WO2021039632A1 PCT/JP2020/031635 JP2020031635W WO2021039632A1 WO 2021039632 A1 WO2021039632 A1 WO 2021039632A1 JP 2020031635 W JP2020031635 W JP 2020031635W WO 2021039632 A1 WO2021039632 A1 WO 2021039632A1
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electrode
conductor
dielectric layer
back surface
plasma actuator
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PCT/JP2020/031635
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武彦 瀬川
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国立研究開発法人産業技術総合研究所
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    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/2406—Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15D—FLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
    • F15D1/00—Influencing flow of fluids
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    • F15D1/0075—Influencing flow of fluids by influencing the boundary layer using active means, e.g. supplying external energy or injecting fluid comprising electromagnetic or electrostatic means for influencing the state of the fluid, e.g. for ionising the fluid or for generating a plasma
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B64C2230/12—Boundary layer controls by using electromagnetic tiles, fluid ionizers, static charges or plasma
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/10—Drag reduction

Definitions

  • the present invention relates to a fluid control technique for a moving body such as a passenger car, a high-speed train, an aircraft, and a high-speed rotating body such as a fluid machine, and particularly to a plasma actuator that induces a jet stream by a dielectric barrier discharge.
  • one electrode is placed on the front surface of an insulator, the other electrode is placed on the back surface of an insulator, and a high AC voltage is applied between both electrodes to generate a dielectric barrier discharge.
  • An induced flow can be generated along the surface of the insulator from the front electrode to the back electrode.
  • Plasma actuators have the advantages of being simple in structure, lightweight, and thin, so they can be applied to moving objects such as passenger cars, high-speed trains, and aircraft, high-speed rotating objects such as hydraulic machines, and wind turbines for wind power generators. Is being considered.
  • Non-Patent Document 1 A practical experiment of a plasma actuator that generates a strong unidirectional ion wind by the applied voltage waveform and electrode arrangement is being conducted (see, for example, Non-Patent Document 1).
  • An object of the present invention is to provide a plasma actuator capable of efficiently increasing the velocity of induced flow.
  • a plasma actuator capable of generating an induced flow is provided on a dielectric layer, a first electrode provided on the surface of the dielectric layer, and a back surface side of the dielectric layer.
  • a surface conductor provided between the second electrode provided in one direction from the first electrode and between the first electrode and the second electrode and arranged on the surface of the dielectric layer.
  • the floating conductor pair which is electrically insulated from the second electrode and is arranged in the order of the back surface conductor and the front surface conductor in one direction from the first electrode in a plan view, and the second electrode.
  • the first electrode is provided with a power source connected to the first electrode and the second electrode, and a high-frequency high voltage is applied between the first electrode and the second electrode by the power source.
  • a dielectric barrier discharge is generated on the surface between the electrode and the back surface conductor and the surface between the surface conductor and the second electrode, and the dielectric barrier discharge is generated from the first electrode in the above one direction.
  • the plasma actuator capable of generating the induced flow along the surface of the dielectric layer.
  • a floating conductor pair having a front surface conductor and a back surface conductor electrically connected to each other is provided between the first electrode and the second electrode, so that the power source can be used for the second electrode.
  • a high-frequency high voltage is applied between the first electrode and the second electrode, there are two locations on the front surface between the first electrode and the back surface conductor and on the surface between the front surface conductor and the second electrode.
  • a dielectric barrier discharge (DBD) is generated in. Since the direction from the first electrode to the back surface conductor and the direction from the front surface conductor to the second electrode are the same, it is generated by the DBD generated on the surface between the first electrode and the back surface conductor. The induced flow is accelerated by the DBD generated on the surface between the surface conductor and the second electrode.
  • the plasma actuator of the above aspect can efficiently increase the velocity of the induced flow.
  • the plasma actuator capable of generating an induced flow includes a dielectric layer, first and third electrodes provided on the surface of the dielectric layer, and the dielectric layer.
  • the second and fourth electrodes are provided on the back surface side of the above, and the second electrode, the third electrode, and the fourth electrode are arranged in this order in one direction from the first electrode in a plan view.
  • the first surface conductor and the dielectric provided between the second and fourth electrodes and between the first electrode and the second electrode and arranged on the surface of the dielectric layer.
  • a first floating conductor pair having a first back surface conductor arranged on the back surface side of the body layer, the first back surface conductor in one direction from the first electrode in a plan view.
  • the first surface conductors are arranged in this order, the first surface conductors and the first back surface conductors are electrically connected to each other, and the first electrode and the second electrode are electrically connected.
  • a second surface conductor provided between the first floating conductor pair and the third electrode and the fourth electrode, which is specifically insulated, and arranged on the surface of the dielectric layer.
  • a second floating conductor pair having a second back surface conductor arranged on the back surface side of the dielectric layer, and the second floating conductor pair in one direction from the third electrode in a plan view.
  • the back surface conductor and the second surface conductor are arranged in this order, and the second surface conductor and the second back surface conductor are electrically connected to each other, and the third electrode and the fourth electrode are connected to each other.
  • the second floating conductor pair which is electrically insulated from the above, and the first electrode, the second electrode, the third electrode, and the power supply connected to the fourth electrode.
  • the first electrode is provided by applying a high-frequency high voltage between the first electrode and the second electrode and between the third electrode and the fourth electrode by the power source.
  • a dielectric barrier discharge is generated on each surface of the dielectric layer between the surface conductor and the fourth electrode, and is induced in one direction from the first electrode along the surface of the dielectric layer.
  • the plasma actuator capable of generating a flow is provided.
  • a first floating conductor pair and a second floating conductor pair are provided between the first electrode and the second electrode, and between the third electrode and the fourth electrode.
  • the first electrode and the first back surface are provided.
  • the surface of the dielectric layer between the conductors, the surface of the dielectric layer between the first surface conductor and the second electrode, the dielectric between the third electrode and the second back electrode Dielectric barrier discharges (DBDs) are generated at four locations on the surface of the layer and on the surface of the dielectric layer between the second surface conductor and the fourth electrode.
  • DBDs Dielectric barrier discharges
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a plasma actuator according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a plan view.
  • the plasma actuator 10 is mounted on the surface of an object, such as a vehicle housing CS.
  • the plasma actuator 10 is provided on the dielectric layer 11, the surface electrode 12 provided on the surface of the dielectric layer 11, and on the back surface side of the dielectric layer 11 in a direction of generating an induced flow along the surface from the surface electrode 12.
  • a high-voltage high-frequency power supply 19 having an output unit 19a connected to the back surface electrode 13 via a wiring 18 and a floating conductor pair 14 provided between the front surface electrode 12 and the back surface electrode 13.
  • the surface electrode 12 is grounded via the wiring 16.
  • the floating conductor pair 14 includes a front surface conductor 14a arranged on the surface of the dielectric layer 11, a back surface conductor 14b arranged on the back surface side of the dielectric layer 11, and a front surface conductor 14a and a back surface conductor 14b. It has a wiring portion 14c that is electrically connected.
  • the front surface conductor 14a and the back surface conductor 14b are electrically insulated from the front surface electrode 12 and the back surface electrode 13 by the dielectric layer 11 and the sealing layer 15, and are electrically connected by a wiring portion 14c, for example, a through hole. It becomes an electric potential.
  • the floating conductor pair 14, that is, the front surface conductor 14a and the back surface conductor 14b is in an electrically floating state.
  • the plasma actuator 10 is arranged in the order of the front electrode 12, the back surface conductor 14b, the front surface conductor 14a, and the back surface electrode 13 in the direction in which the induced flow is generated (X direction shown in FIGS. 1 and 2) in a plan view. ..
  • the front surface electrode 12, the back surface electrode 13, the back surface conductor 14b, and the surface conductor 14a are arranged in the X direction along the surface of the housing CS, for example, as shown in FIG. 2, depending on the range in which the induced flow is generated. Extends in the Y direction at right angles.
  • the gap between the surface conductor 14a and the front electrode 12, that is, the gap between the rear end of the surface conductor 14a and the tip of the front electrode 12, is the gap between the back surface conductor 14b and the front electrode 12, that is, the back surface.
  • a size larger than the gap between the rear end portion of the conductor 14b and the front end portion of the surface electrode 12 is preferable in that the charge distribution described in FIG. 3 is good.
  • the width of the surface conductor 14a is preferably the same as or shorter than the width of the surface electrode 12 in that the induced flow can be smoothly accelerated.
  • the width indicates the length in the X direction.
  • the high-voltage high-frequency power supply 19 is not particularly limited as long as it is a power supply capable of supplying a high-frequency or pulsed high-voltage signal.
  • This high voltage signal is high frequency or pulsed, and the frequency is preferably set to 0.05 kHz to 1000 kHz, and the voltage is 0.1 kV to 100 kV from the practical viewpoint in consideration of the device cost of the power supply. It is preferable to set.
  • the form of the front surface electrode 12, the back surface electrode 13, the back surface conductor 14b and the front surface conductor 14a is not particularly limited. It is preferable that the surface electrode 12 and the surface conductor 14a are flash-mounted on the dielectric layer 11 and arranged so that the surface thereof is exposed from the viewpoint of forming a smooth induced flow on the surface of the dielectric layer.
  • the back surface electrode 13 and the back surface conductor 14b are preferably covered with the dielectric layer 11 and the sealing layer 15 in that the back surface side is prevented from generating DBD, sparks, and corona discharge.
  • the back surface electrode 13 and the back surface conductor 14b may be formed so as to be embedded in the dielectric layer 11.
  • the plasma actuator 10 does not protrude from the surface of the housing, and from that viewpoint, the front electrode 12, the back electrode 13, the back conductor 14, and the front conductor 15 are made of metal materials such as copper, aluminum, gold, and silver. And it is preferably in the form of a thin plate or a thin film formed of a conductive oxide such as indium tin oxide (ITO).
  • the dielectric layer 11 includes, for example, acrylic resin, silicone rubber, silicone resin, alumina ceramics, sapphire (high-purity alumina ceramics), polyimide, polytetrafluoroethylene (PTFE) resin (for example, Teflon (registered trademark)), PET (polyethylene).
  • sealing layer 15 for example, a coating / sealing material such as resist, silicone rubber, polyimide, or PTFE resin (for example, Teflon (registered trademark)) can be used.
  • the sealing layer 15 may use an adhesive, whereby the plasma actuator 10 may be adhered to the surface of the housing CS. Further, an adhesive layer may be provided between the sealing layer 15 and the surface of the housing CS.
  • the plasma actuator 10 grounds the front electrode 12 and electrically connects the back electrode 13 to the output unit 19a of the high voltage high frequency power supply 19. Since the high-voltage high-frequency power supply 19 is grounded, for example, by applying a sinusoidal high-voltage signal of ⁇ Vp (Vp represents the one-sided amplitude of the AC voltage) from the output unit 19a to the back surface electrode 13. A voltage of approximately ⁇ 1 / 2Vp is applied between the front surface electrode 12 and the back surface conductor 14b, and a voltage of approximately ⁇ 1/2 Vp is applied between the front surface conductor 14a and the back surface electrode 13. .
  • a dielectric barrier discharge (DBD,) is applied to the surface of the dielectric layer 11 between the front surface electrode 12 and the back surface conductor 14b and the surface of the dielectric layer 11 between the front surface conductor 14a and the back surface electrode 13.
  • DBD dielectric Barrier Discharge
  • Induced flow IF is generated by DBD.
  • the voltage between the front surface electrode 12 and the back surface conductor 14b and the voltage between the front surface conductor 14a and the back surface electrode 13 are the planes of the front surface electrode 12, the back surface conductor 14b, the front surface conductor 14a, and the back surface electrode 13. Since it differs depending on the degree of overlap when viewed and the thickness of the dielectric layer 11 between the front surface electrode 12 and the back surface conductor 14b and between the front surface conductor 14a and the back surface electrode 13, the induced flow IF The generation may be controlled.
  • the plasma actuator 10 grounds the front electrode 12 and electrically connects the back electrode 13 to the output unit 19a of the high voltage high voltage power supply 19, but conversely, the back electrode 13 is grounded and the front electrode 12 is grounded. May be connected to the output unit 19a of the high voltage high frequency power supply 19. Even in this case, experiments have shown that approximately the same induced flow velocity can be obtained under the same voltage application conditions.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation of the plasma actuator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3A shows the distribution of electric charge when a voltage of + Vp is applied to the back electrode 13
  • FIG. 3B shows the distribution of charges when a voltage of ⁇ Vp is applied to the back electrode 13.
  • the floating conductor pair 14 between the front electrode 12 and the back electrode 13 has a potential of, for example, approximately + 1 / 2Vp.
  • the positive charge moves to the rear end portion 13 TR side (-X direction) of the back surface electrode 13
  • the negative charge moves to the front end portion 14a LD of the front surface conductor 14a
  • the rear end portion 14b of the back surface conductor 14b moves to the tip 12 LD side (X direction) of the surface electrode 12.
  • an electric field (the magnitude is approximately ⁇ dVp / dx) is formed in the vicinity of the tip portion 12 LD of the surface electrode 12.
  • a DBD is generated on the surface of the dielectric layer 11 between the front electrode 12 and the back surface conductor 14b by an electric field such that the working fluid (air or the like) partially breaks down the insulation.
  • the DBD is generated on the surface of the dielectric layer 11 between the front surface conductor 14a and the back surface electrode 13.
  • a part of the working fluid is ionized by the DBD to generate charged particles. Charged particles are accelerated by the body force generated by the electric field.
  • the collisions between the charged particles and the unionized neutral particles are repeated, resulting in a macroscopic induced flow IF.
  • the direction of the induced flow IF is the direction from the front surface electrode 12 to the back surface conductor 14b, and the direction from the front surface conductor 14a to the back surface electrode 13. Both DBDs induce a flow in the same direction (X direction).
  • the front surface conductor 14a and the back surface conductor 14b are connected by the wiring portion 14c, they have the same potential, and DBD is not generated between the front surface conductor 14a and the back surface conductor 14b. That is, the front surface conductor 14a and the back surface conductor 14b do not generate a DBD in the ⁇ X direction from the rear end portion 14a TR of the front surface conductor 14a. Therefore, the induced flow from the front surface conductor 14a to the back surface conductor 14b does not occur.
  • crosstalk the problem of induced flow that collides with each other due to the presence of a plurality of surface electrodes, that is, so-called crosstalk, which has been a conventional problem, can be solved by the plasma actuator 10 of the present embodiment (for crosstalk, for example, See H. Do et al., Applied Physics Letters, 2008, Vol. 92, 071504).
  • the floating conductor pair 14 has a potential of, for example, ⁇ 1 / 2Vp.
  • the charge distribution is opposite to that in FIG. 3 (a).
  • the DBD is generated on the surface of the dielectric layer 11 between the front surface electrode 12 and the back surface conductor 14b, and the dielectric material between the front surface conductor 14a and the back surface electrode 13 is formed. DBD is generated on the surface of the layer 11, and DBD is not generated between the front surface conductor 14a and the back surface conductor 14b.
  • the direction of the induced flow IF generated by the DBD is the direction from the front surface electrode 12 to the back surface conductor 14b, and the direction from the front surface conductor 14a to the back surface electrode 13. Both DBDs induce a flow in the same direction (X direction).
  • the plasma actuator 10 when a high-frequency voltage of ⁇ Vp is applied, the plasma actuator 10 generates a DBD on the surface of the dielectric layer 11 between the front electrode 12 and the back surface conductor 14b, and the surface conductor 14a and the surface conductor 14a are generated. DBDs are generated on the surface of the dielectric layer 11 between the back surface electrodes 13 and the induced flow generated by these DBDs is generated in the direction from the front surface electrode 12 to the back surface electrodes 13.
  • the floating conductor pair 14 having the front surface conductor 14a and the back surface conductor 14b electrically connected to each other is provided between the front surface electrode 12 and the back surface electrode 13.
  • a high-frequency high voltage is applied between the front electrode 12 and the back electrode 13 by the voltage high-frequency power supply 19
  • the surface between the front electrode 12 and the back surface conductor 14b and the surface between the front surface conductor 14a and the back surface electrode 13 DBD is generated in two places. Since the direction from the front surface electrode 12 to the back surface conductor 14b and the direction from the front surface conductor 14a to the back surface electrode 13 are the same direction, it is generated by the DBD generated on the surface between the front surface electrode 12 and the back surface conductor 14b.
  • the induced flow is accelerated by the induced flow generated by the DBD generated on the surface between the front surface conductor 14a and the back surface electrode 13.
  • the plasma actuator 10 can efficiently increase the velocity of the induced flow.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a modified example of the plasma actuator according to the first embodiment of the present invention.
  • the plasma actuator 50 has an induced flow from the surface electrode 12 to the surface of the dielectric layer 11, the surface electrode 52 provided on the surface of the dielectric layer 11, and the back surface of the dielectric layer 11.
  • the back electrode 13 provided in the direction (X direction) to generate the above, the floating conductor pair 54 provided between the front electrode 52 and the back electrode 13, and the wiring 16 between the front electrode 52 and the back electrode 13. It has a high voltage high frequency power supply 19 connected via 18.
  • the floating conductor pair 54 has a front surface conductor 54a, a back surface conductor 54b, and a wiring portion 54c that electrically connects the front surface conductor 54a and the back surface conductor 54b.
  • the plasma actuator 50 is a modified example of the plasma actuator 10 shown in FIG.
  • the surface electrode 52 and the surface conductor 54a are formed so that their cross sections along the X direction are gradually narrowed toward the tip portions 52 LD and 54a LD, respectively.
  • the charge densities of the tip 52 LD of the surface electrode and the tip 54a LD of the surface conductor increase, and the electric field strength of the surface increases, so that the plasma actuator 50 can easily generate DBD even at a lower voltage. Therefore, the applied voltage can be suppressed.
  • the plasma actuator 50 may have the back surface electrode 13 grounded and the front surface electrode 52 connected to the output unit 19a of the high voltage high frequency power supply 19. Even in this case, experiments have shown that approximately the same induced flow velocity can be obtained under the same voltage application conditions.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of another modified example of the plasma actuator according to the first embodiment of the present invention.
  • the plasma actuator 100 has an induced flow from the surface electrode 12 to the surface of the dielectric layer 11, the surface electrode 12 provided on the surface of the dielectric layer 11, and the back surface of the dielectric layer 11.
  • the back electrode 13 provided in the direction (X direction) to generate the two floating conductor pairs 14 and 114 provided between the front electrode 12 and the back electrode 13, and the back electrode 13 via the wiring 18. It has a high voltage high frequency power supply 19 to which the output unit 19a is connected, and the surface electrode 12 is grounded via the wiring 16.
  • the plasma actuator 100 is a modification of the plasma actuator 10 shown in FIGS. 1 and 2, in which a floating conductor pair 114 is further provided between the floating conductor pair 14 and the back surface electrode 13. The description of the structure of the plasma actuator 110 similar to that of the plasma actuator 10 will be omitted.
  • the floating conductor pair 114 has the same configuration as the floating conductor pair 14.
  • the floating conductor pair 114 includes a front surface conductor 114a arranged on the surface of the dielectric layer 11, a back surface conductor 114b arranged on the back surface side of the dielectric layer 11, and a front surface conductor 114a and a back surface conductor 114b. It has a wiring portion 114c that is electrically connected.
  • the front surface conductor 114a and the back surface conductor 114b are electrically insulated from the front surface electrode 12 and the back surface electrode 13 by the dielectric layer 11 and the sealing layer 15, and are electrically connected by a wiring portion 114c, for example, a through hole. It becomes an electric potential.
  • the floating conductor pair 114 is in an electrically floating state.
  • the front electrode 12 is grounded via the wiring 16 and the back electrode 13 is electrically connected to the output unit 19a of the high voltage high frequency power supply 19. Since the high-voltage high-voltage power supply 19 is grounded, by applying a high-voltage signal of a sinusoidal voltage of ⁇ Vp from the output unit 19a to the back surface electrode 13, for example, the front surface electrode 12 and the back surface conductor 14b can be connected. A voltage of approximately ⁇ 1/3 Vp is applied between them, a voltage of approximately ⁇ 1/3 Vp is applied between the front surface conductor 14a and the back surface conductor 114b, and a voltage of approximately ⁇ 1/3 Vp is applied between the front surface conductor 114a and the back surface electrode 13. A voltage of ⁇ 1/3 Vp is applied.
  • a DBD is generated on the surface of the dielectric layer 11 between the electrodes 13.
  • the induced flow IF generated by the DBD generated on the surface of the dielectric layer 11 between the front electrode 12 and the back surface conductor 14b is in the X direction due to the induced flow generated by the other two DBDs along the X direction.
  • the induced flow IF is accelerated.
  • the plasma actuator 100 can efficiently increase the velocity of the induced flow IF.
  • the plasma actuator 100 includes a floating conductor pair 14 and a floating conductor pair 114, a floating conductor pair may be further provided. As a result, the number of DBD generation points can be increased, and the velocity of the induced flow IF can be further increased.
  • the plasma actuator 100 may ground the back surface electrode 13 and connect the front surface electrode 12 to the output unit 19a of the high voltage high frequency power supply 19. Even in this case, experiments have shown that approximately the same induced flow velocity can be obtained under the same voltage application conditions.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a plasma actuator according to a second embodiment of the present invention.
  • the plasma actuator 200 has a configuration in which two plasma actuators 10 shown in FIG. 1 are combined, and two electrodes (back surface electrode 13 and back surface electrode 13) in which the output unit 19a of the high voltage high frequency power supply 19 is close to each other It has a configuration electrically connected to the surface electrode 212).
  • the plasma actuator 200 includes a dielectric layer 11, a surface electrode 12 and a front electrode 212 provided on the surface of the dielectric layer 11, and a back electrode 13 and a back electrode 213 provided on the back surface side of the dielectric layer 11. Including, the back surface electrode 13, the front surface electrode 212, and the back surface electrode 213 are arranged in this order in the direction (X direction) in which the induced flow is generated from the front surface electrode 12 in a plan view.
  • the plasma actuator 200 includes a floating conductor pair 14 between the front surface electrode 12 and the back surface electrode 13, and a floating conductor pair 214 between the front surface electrode 212 and the back surface electrode 213.
  • the floating conductor pair 214 has the same configuration as the floating conductor pair 14.
  • the floating conductor pair 214 includes a front surface conductor 214a arranged on the surface of the dielectric layer 11, a back surface conductor 214b arranged on the back surface side of the dielectric layer 11, and a front surface conductor 214a and a back surface conductor 214b. It has a wiring unit 214c that is electrically connected.
  • the front surface conductor 214a and the back surface conductor 214b are electrically insulated from the front surface electrode 212 and the back surface electrode 213 by the dielectric layer 11 and the sealing layer 15, and are electrically connected by a wiring portion 214c, for example, a through hole. It becomes an electric potential.
  • the floating conductor pair 214 is in an electrically floating state.
  • the back surface electrode 13 is electrically connected to the output unit 19a of the high voltage high frequency power supply 19 via the wiring 18.
  • the front surface electrode 212 is electrically connected to the output unit 19a of the high voltage high frequency power supply 19 via the wiring unit 218, the back surface electrode 13, and the wiring 18.
  • the front electrode 12 is grounded via the wiring 16, and the back electrode 213 is grounded via the wiring 216.
  • the plasma actuator 200 applies a high-frequency high voltage from the output unit 19a of the high-voltage high-frequency power source 19 to the back surface electrode 13 and the front surface electrode 212, so that the surface of the dielectric layer 11 between the front surface electrode 12 and the back surface conductor 14b is formed.
  • a DBD is generated on the surface of the dielectric layer 11 between the two, and an induced flow IF is generated by the DBD.
  • the induced flow IF is generated in the same direction by each DBD, the induced flow IF is accelerated, and the plasma actuator 200 can efficiently increase the velocity of the induced flow. ..
  • the floating conductor pair 14 and the floating conductor pair 214 each include one pair, but a plurality of floating conductor pairs may be further provided. As a result, the number of DBD generation points can be increased, and the velocity of the induced flow IF can be further increased.
  • the back surface electrode 13 may be grounded, and the front surface electrode 12 and the back surface electrode 213 may be connected to the output unit 19a of the high voltage high frequency power supply 19. Even in this case, experiments have shown that approximately the same induced flow velocity can be obtained under the same voltage application conditions.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a plasma actuator according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a plan view.
  • the plasma actuator 300 is directed to generate an induced flow along the surface from the dielectric layer 11, the surface electrode 12 provided on the surface of the dielectric layer 11, and the surface electrode 12.
  • the back electrode 13 provided on the back surface side of the dielectric layer 11 in the (X direction), the floating conductor pair 314 provided between the front surface electrode 12 and the back surface electrode 13, and the back surface electrode 13 via the wiring 18. It has a high voltage high frequency power supply 19 to which the output unit 19a is connected, and the surface electrode 12 is grounded via the wiring 16.
  • the front electrode 12, the back electrode 13, and the floating conductor pair 314 extend in the Y direction.
  • the plasma actuator 300 is a modified example of the plasma actuator 10 of the first embodiment shown in FIG. 1, and has the same configuration except that the floating conductor pair 314 is different.
  • the floating conductor pair 314 is formed by arranging a plurality of coated conductive wires 84 composed of a surface conductor 81 and a conductive wire 83 covered with a coating member 82 of a dielectric material to form a band shape, and one end of each conductive wire 83 is mutually arranged. It includes a coated conductor band 85 that is electrically connected, and a wiring portion 86 that electrically connects the surface conductor 81 and the conductive wire 83 of the coated conductor band 85. Since the conductive wire 83 is covered with the covering member 82 made of a dielectric material, the surface of the coated conducting wire band 85 is electrically insulated. As shown in FIGS.
  • the coated wire band 85 may be flash-mounted on the dielectric layer 11, may be arranged on the surface of the dielectric layer 11, and may be Y on the surface of the dielectric layer 11.
  • a recess extending in the direction may be formed and arranged in the recess.
  • the covering member 82 is not particularly limited, but it is easy to install it on the surface of a three-dimensional housing by using a flexible material such as PTFE resin (for example, Teflon (registered trademark)) or silicone resin. ,preferable.
  • a flexible material such as PTFE resin (for example, Teflon (registered trademark)) or silicone resin.
  • a metal material such as copper, gold, silver, tungsten, titanium, stainless steel (SUS), or nickel can be used.
  • the conductive wire 83 may have a circular or elliptical cross-sectional shape, or may have a thin band shape and a rectangular cross-sectional shape.
  • a conductive oxide for example ITO, can be used.
  • the surface conductor 81 and the conductive wire 83 of the coated conductor band 85 are electrically connected by the wiring portion 86 to have the same potential.
  • the floating conductor pair 314 is in an electrically floating state.
  • the plasma actuator 300 has a configuration in which the back surface conductor 14 in the plasma actuator 10 shown in FIGS. 1 and 2 of the first embodiment is replaced with a coated conductor band 85. Therefore, the plasma actuator 300 has the same operation and effect as the plasma actuator 10, and detailed description thereof will be omitted. Further, by using the coated conductor band 85, the plasma actuator 300 can save the trouble of electrically insulating as in the case of using the back surface conductor, and avoid a short circuit with the conductive member of the outside or the housing. Can be done.
  • the plasma actuator 300 may ground the back surface electrode 13 and connect the front surface electrode 12 and the back surface electrode 213 to the output unit 19a of the high voltage high frequency power supply 19. Even in this case, experiments have shown that approximately the same induced flow velocity can be obtained under the same voltage application conditions.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a plasma actuator according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the plasma actuator 350 generates an induced flow along the surface from the dielectric layer 11, the surface electrode 12 provided on the surface of the dielectric layer 11, and the surface electrode 12 (X direction). ), A coated conductor band 353 as a back surface electrode provided on the back surface side of the dielectric layer 11, a floating conductor pair 14 provided between the front surface electrode 12 and the coated wire band 353, and a coated conductor band 353. It has a high-voltage high-frequency power source 19 to which the output unit 19a is connected via the wiring 18, and the surface electrode 12 is grounded via the wiring 16.
  • the surface electrode 12, the coated wire band 353, and the floating conductor pair 14 extend in the Y direction.
  • the plasma actuator 350 is a modified example of the plasma actuator 10 of the first embodiment shown in FIG. 1, and has the same configuration except that the back surface electrode is a covered wire band 353.
  • the coated conductive wire band 353 is formed by arranging a plurality of coated conductive wires 84 made of conductive wires 83 covered with a coating member 82 of a dielectric material and forming them in a band shape, and electrically connecting one ends of the respective conductive wires 83 to each other. is there.
  • the surface of the coated lead wire band 353 is electrically insulated because the conductive wire 83 is covered with the covering member 82 of the dielectric material.
  • the coated wire band 353 may be flash-mounted on the dielectric layer 11, may be arranged on the surface of the dielectric layer 11, and may form a recess extending in the Y direction on the surface of the dielectric layer 11. It may be arranged in the recess.
  • the plasma actuator 350 has a configuration in which the back surface electrode 13 in the plasma actuator 10 shown in FIGS. 1 and 2 of the first embodiment is replaced with a covered wire band 85. Therefore, the plasma actuator 350 has the same operation and effect as the plasma actuator 10, and a detailed description thereof will be omitted. Further, by using the coated conductor band 353, the plasma actuator 350 can save the trouble of electrically insulating as in the case of using the back surface conductor, and avoid a short circuit with the conductive member of the outside or the housing. Can be done.
  • the plasma actuator 350 may use a coated conductor band 85 for the back surface conductor of the floating conductor pair 14 as in the plasma actuator 300 shown in FIG. 7. As a result, it is not necessary to use the sealing layer 15 for electrical insulation of the back surface conductor and the back surface electrode, and the plasma actuator can be easily attached to the housing CS.
  • the plasma actuator 350 may ground the conductive wire 83 of the coated lead wire band 353 and connect the surface electrode 12 to the output unit 19a of the high voltage high frequency power supply 19. Even in this case, experiments have shown that approximately the same induced flow velocity can be obtained under the same voltage application conditions.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a modified example of the plasma actuator according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the plasma actuator 400 generates an induced flow along the surface from the dielectric layer 11, the surface electrode 12 provided on the surface of the dielectric layer 11, and the surface electrode 12 (X direction). ), A coated lead band 353 as a back electrode provided on the back surface side of the dielectric layer 11, floating conductor pairs 14 and 114 provided between the front electrode 12 and the coated lead band 353, and a coated lead band.
  • the 353 has a high-voltage high-frequency power supply 19 to which the output unit 19a is connected via the wiring 18, and the surface electrode 12 is grounded via the wiring 16.
  • the surface electrode 12, the coated wire band 353, and the floating conductor pairs 14, 114 extend in the Y direction.
  • the plasma actuator 400 is a modification of the plasma actuator 350 of the fourth embodiment shown in FIG. 9, except that a floating conductor pair 114 is added between the floating conductor pair 14 and the coated conductor band 353. Is configured in the same way.
  • the plasma actuator 400 is a modification of the plasma actuator 100 of another modification of the plasma actuator according to the first embodiment shown in FIG. 5, and is similarly the same except that the back surface electrode 13 is a covered wire band 353. It is configured. Therefore, the plasma actuator 400 has the same operation and effect as the plasma actuator 100, and detailed description thereof will be omitted. Further, by using the coated conductor band 353, the plasma actuator 400 can save the trouble of electrically insulating the plasma actuator 400 as in the case of using the back surface conductor, and avoid a short circuit with the conductive member of the outside or the housing. Can be done.
  • the plasma actuator 400 may ground the conductive wire 83 of the coated conductor band 353 and connect the surface electrode 12 to the output unit 19a of the high voltage high frequency power supply 19. Even in this case, experiments have shown that approximately the same induced flow velocity can be obtained under the same voltage application conditions.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a plasma actuator according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the plasma actuator 500 has a configuration in which two plasma actuators 350 shown in FIG. 9 are combined, and two electrodes (as backside electrodes) in which the output unit 19a of the high voltage high frequency power supply 19 is close to each other. It has a configuration electrically connected to a covered wire band 353 and a surface electrode 212).
  • the plasma actuator 500 includes a dielectric layer 11, a surface electrode 12 and a surface electrode 212 provided on the surface of the dielectric layer 11, and a coated lead wire band 353 and a back surface electrode 213 provided on the back surface side of the dielectric layer 11.
  • the back electrode 13, the front electrode 212, and the back electrode 213 are arranged in this order in the direction (X direction) in which the induced flow is generated from the front electrode 12 in a plan view.
  • the plasma actuator 500 includes a floating conductor pair 14 between the front surface electrode 12 and the coated conductor band 353, and a floating conductor pair 214 between the front surface electrode 212 and the back surface electrode 213.
  • the configurations of the floating conductor pairs 14 and 214 are the same as those of the plasma actuator 200 according to the second embodiment shown in FIG.
  • the plasma actuator 500 has a configuration in which the back electrode 13 of the plasma actuator 200 according to the second embodiment shown in FIG. 6 is replaced with a covered wire band 353. Therefore, the plasma actuator 500 has the same operations and effects as the plasma actuator 200, and detailed description thereof will be omitted. Further, by using the coated lead wire band 353 in the plasma actuator 500, it is possible to save the trouble of electrically insulating the plasma actuator 500 as in the case of using the back electrode, and to avoid a short circuit with the conductive member of the outside or the housing. it can.
  • the plasma actuator 500 may ground the conductive wire 83 of the coated lead wire band 353 and connect the front electrode 12 and the back electrode 213 to the output unit 19a of the high voltage high frequency power supply 19. Even in this case, experiments have shown that approximately the same induced flow velocity can be obtained under the same voltage application conditions.
  • the dielectric layer is a silicon resin plate having a thickness of 0.4 mm
  • the front electrode, the back electrode, the front conductor and the back conductor have widths (X directions) of 6 mm, 9.5 mm and 6 mm, respectively.
  • a copper foil having a length of 9.5 mm, a length (Y direction) of 80 mm, and a thickness of 17 ⁇ m was used.
  • the surface electrode and the surface conductor were formed on the silicone resin plate.
  • a plasma actuator consisting of a front electrode and a back electrode was used.
  • the dielectric layer is a silicon resin plate with a thickness of 0.4 mm
  • the front and back electrodes are copper foils with widths (X direction) of 5 mm and 15 mm, length (Y direction) of 100 mm, and thickness of 17 ⁇ m, respectively.
  • the surface electrode was formed on a silicone resin plate.
  • a model HAPS-10B40 manufactured by Matsusada Precision Co., Ltd. is used, and the applied voltage Vp is 2.5 kV to 9.0 kV, and a sinusoidal voltage with a frequency of 10 kHz is used. It was applied between the electrodes.
  • FIG. 12 is a velocity distribution diagram of the induced flow of the plasma actuator of the first embodiment.
  • the horizontal axis of the velocity distribution map shows the length direction (X direction) of the plasma actuator, and the configuration of the corresponding plasma actuator is shown below the velocity distribution map.
  • the vertical axis indicates the height direction, and the surface of the dielectric layer is at a position of 2 mm.
  • the direction of the induced flow is indicated by the direction of the arrow, and the velocity of the induced flow is indicated by the length and shade of the arrow.
  • the relationship between the shading and the velocity is shown on the right of the velocity distribution map.
  • the velocity distribution of the induced flow was analyzed by a particle image velocimetry method (PIV (Particle Image Velocimetry)).
  • an induced flow in the X direction is generated from the vicinity of the surface of the dielectric layer near the tip of the surface electrode 12, and the velocity of the induced flow is increased from the vicinity of the tip of the surface conductor 14a.
  • the power consumption at this time was 49.8 W / m.
  • FIG. 13 is a velocity distribution diagram of the induced flow of the plasma actuator of the comparative example.
  • the velocity distribution map is shown in the same manner as in FIG.
  • the surface of the dielectric layer is at a height of 2 mm.
  • the power consumption at this time was 44.2 W / m.
  • FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the maximum velocity u max of the induced flow of the plasma actuators of Examples 1 and Comparative Examples and the power consumption. Velocity distribution maps of induced flow at various power consumptions were measured to obtain the maximum induced flow velocity u max at the evaluation positions shown in FIGS. 12 and 13.
  • Example 1 when the power consumption is 80 W / m or less, the speed of the induced flow with respect to the power consumption is clearly higher in Example 1 than in Comparative Example. In this range, when a linear regression equation was obtained and compared with the same power consumption, it was found that Example 1 was about 1.5 times faster than Comparative Example. As a result, it can be seen that Example 1 is more efficient than Comparative Example.
  • Example 2 the flow characteristics of the induced flow were obtained by using the plasma actuator 200 according to the second embodiment shown in FIG.
  • the materials and sizes of the dielectric layer, the front surface electrode, the back surface electrode, the front surface conductor and the back surface conductor were the same as in Example 1.
  • the surface electrodes and surface conductors were formed on a silicone resin plate.
  • the high-voltage high-frequency power supply uses a model PSI-PG109R5M manufactured by PSI, and applies a pseudo-square wave voltage of 9.0 kV and a frequency of 9.6 kHz to the front electrode 12 and the back electrode 13. It was applied between the square and between the front electrode 212 and the back electrode 213.
  • FIG. 15 is a velocity distribution diagram of the induced flow of the plasma actuator of the second embodiment.
  • the velocity distribution map has the same specifications as those in FIGS. 12 and 13.
  • the surface of the dielectric layer is located at a position of 2 mm in the height direction.
  • an induced flow in the X direction is generated from the vicinity of the surface of the dielectric layer near the tip of the surface electrode 12, and from the vicinity of the respective tips of the surface conductor 14a, the surface electrode 212, and the surface conductor 214a. It can be seen that the velocity of the induced flow is increasing. From this, it was found that the induced flow can be accelerated by the configuration of the plasma actuator 200 according to the second embodiment.
  • the plasma actuator of the present invention can be applied to moving objects such as passenger cars, high-speed trains, and aircraft. Further, the plasma actuator of the present invention can be applied to a blade of a high-speed rotating body such as a fluid machine, for example, a turbine or a wind turbine of a wind power generator.
  • a fluid machine for example, a turbine or a wind turbine of a wind power generator.
  • the front surface conductor and the back surface conductor are electrically connected to each other
  • the first electrode and the second electrode are electrically insulated from each other
  • the first electrode is electrically insulated from each other.
  • the floating conductor pair which is arranged in the order of the back surface conductor and the front surface conductor in the one direction from the electrode,
  • a power source connected to the first electrode and the second electrode is provided.
  • the plasma actuator capable of generating a dielectric barrier discharge on the surface between the second electrode and generating the induced flow from the first electrode in one direction along the surface of the dielectric layer.
  • Appendix 2 The plasma actuator according to Appendix 1, wherein the gap length between the front surface conductor and the first electrode is larger than the gap length between the back surface conductor and the first electrode.
  • Appendix 3 The plasma actuator according to Appendix 1 or 2, wherein the width of the surface conductor is the same as or shorter than that of the first electrode.
  • Appendix 4 Any one of Appendix 1 to 3, wherein at least one of the first electrode and the surface conductor is flash-mounted on the surface of the dielectric layer while its surface is exposed.
  • the described plasma actuator. (Appendix 5) Of the appendices 1 to 4, at least one of the first electrode and the surface conductor is formed so that the cross section along the one direction is gradually narrowed toward the tip portion in the one direction.
  • the plasma actuator according to any one item.
  • At least one of the second electrode and the back surface conductor is a coated wire band in which a plurality of coated conductors having conductive wires covered with a dielectric material are arranged, and the plurality of coated conductors are electrically connected.
  • first floating conductor pair having a conductor, and is arranged in the order of the first back surface conductor and the first surface conductor in the one direction from the first electrode in a plan view.
  • the first floating conductor in which the first front surface conductor and the first back surface conductor are electrically connected to each other and electrically insulated from the first electrode and the second electrode.
  • Pair and A second surface conductor provided between the third electrode and the fourth electrode and arranged on the surface of the dielectric layer and a second back surface arranged on the back surface side of the dielectric layer.
  • a second floating conductor pair having a conductor, the second back surface conductor and the second front surface conductor are arranged in this order in one direction from the third electrode in a plan view.
  • the second floating conductor in which the second front surface conductor and the second back surface conductor are electrically connected to each other and electrically insulated from the third electrode and the fourth electrode. Pair and The first electrode, the second electrode, the third electrode, and the power supply connected to the fourth electrode are provided. By applying a high-frequency high voltage between the first electrode and the second electrode and between the third electrode and the fourth electrode by the power source, the first electrode and the first electrode are described. Between the first back surface conductor, between the first surface conductor and the second electrode, between the third electrode and the second back surface conductor, and between the second surface conductivity. A dielectric barrier discharge is generated on each surface of the dielectric layer between the body and the fourth electrode to cause the induced flow from the first electrode in one direction along the surface of the dielectric layer.
  • the plasma actuator that can be generated.
  • Appendix 12 At least one of the first electrode, the first surface conductor, the third electrode, and the second surface conductor is flash-mounted on the surface of the dielectric layer.
  • Appendix 13 At least one of the first electrode, the first surface conductor, the third electrode, and the second surface conductor has a cross section along the one direction at the tip in the one direction.
  • the plasma actuator according to Appendix 11 or 12 which is formed gradually narrower toward a portion.
  • the first electrode and the fourth electrode are grounded, and the second electrode and the third electrode are connected to the output unit of the power supply, any of the appendices 11 to 13.
  • At least one of the second electrode and the fourth electrode is a coated wire band in which a plurality of coated conductors having conductive wires covered with a dielectric material are arranged, and the plurality of coated conductors are electric.
  • the plasma according to any one of Supplementary note 11 to 14, which is connected to each other and arranged on the surface of the dielectric layer along the other direction perpendicular to the one direction of the first electrode.
  • Actuator. At least one of the first back surface conductor and the second back surface conductor is a coated lead wire band in which a plurality of coated conductive wires having conductive wires covered with a dielectric material are arranged, and the plurality of coatings are provided.
  • the conductors are electrically connected to each other, and the coated conductor bands are arranged on the surface of the dielectric layer along the other direction perpendicular to the one direction of the first electrode.
  • the plasma actuator according to any one of the items.
  • the plasma actuator according to Supplementary note 17 The plasma actuator according to Supplementary note 15 or 16, wherein the covered wire band is arranged in a recess provided on the surface of the dielectric layer.
  • Appendix 19 Of Appendix 11 to 18, further including at least one other floating conductor pair in the one direction of at least one of the first floating conductor pair and the second floating conductor pair.
  • the plasma actuator according to any one item.
  • Plasma actuator 11 Dielectric layer 12, 52, 212 Front electrode 13,213 Back electrode 14,54,114,214,314 Floating conductor pair 14a, 54a, 81, 114a, 214a Front surface conductors 14b, 54b, 114b, 214b Back surface conductor 15 Sealing layer 19 High voltage high voltage power supply 82 Coating member 83 Conductive wire 84 Coating conductor wire 85,353 Coated conductor band

Landscapes

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Abstract

本開示では、誘起流れを生成可能なプラズマアクチュエータ１０であって、誘電体層１１と、誘電体層の表面に設けられた第１の電極１２と、誘電体層の裏面側に、第１の電極から一方向に設けられた第２の電極１３と、第１の電極と第２の電極との間に設けられ、誘電体層の表面に配置された表面導電体１４ａと誘電体層の裏面側に配置された裏面導電体１４ｂとを有する浮遊導電体対１４であって、表面導電体と裏面導電体とは互いに電気的に接続され、第１の電極および第２の電極とは電気的に絶縁され、平面視において第１の電極から一方向に、裏面導電体、表面導電体の順に配置される、浮遊導電体対と、第１の電極と第２の電極とに接続された電源１９と、を備え、電源によって第１の電極と第２の電極との間に高周波高電圧を印加することで、第１の電極と裏面導電体との間の表面と、表面導電体と第２の電極との間の表面に誘電体バリア放電を生成して、第１の電極から一方向に誘電体層の表面に沿って誘起流れを発生可能な、プラズマアクチュエータが提供される。

Description

プラズマアクチュエータ
　本発明は、乗用車、高速列車、航空機等の移動体および流体機械等の高速回転体の流体制御技術に関し、特に、誘電体バリア放電によってジェット気流を誘起するプラズマアクチュエータに関する。
　プラズマアクチュエータは，絶縁体の表面に一方の電極を配置し、絶縁体の裏面に他方の電極を配置して、両方の電極間に交流高電圧を印加することで誘電体バリア放電が発生し、表面の電極から裏面の電極の方向に、絶縁体の表面に沿って誘起流れを発生させることができる。
　プラズマアクチュエータは，構造が単純で、軽量で薄型に形成できる等の利点があるため、乗用車、高速列車、航空機等の移動体、流体機械等の高速回転体、風力発電機の風車等への適用が検討されている。
　印加電圧波形および電極配置により一方向性の強いイオン風を発生させるプラズマアクチュエータの実用化実験が行われている（例えば、非特許文献１参照。）。
　本発明は、効率良く誘起流れの速度を高めることが可能なプラズマアクチュエータを提供することを目的とする。
　本発明の一態様によれば、誘起流れを生成可能なプラズマアクチュエータであって、誘電体層と、上記誘電体層の表面に設けられた第１の電極と、上記誘電体層の裏面側に、上記第１の電極から一方向に設けられた第２の電極と、上記第１の電極と上記第２の電極との間に設けられ、上記誘電体層の表面に配置された表面導電体と上記誘電体層の裏面側に配置された裏面導電体とを有する浮遊導電体対であって、該表面導電体と該裏面導電体とは互いに電気的に接続され、上記第１の電極および第２の電極とは電気的に絶縁され、平面視において上記第１の電極から上記一方向に、該裏面導電体、該表面導電体の順に配置される、該浮遊導電体対と、上記第１の電極と上記第２の電極とに接続された電源と、を備え、上記電源によって上記第１の電極と上記第２の電極との間に高周波高電圧を印加することで、上記第１の電極と上記裏面導電体との間の表面と、上記表面導電体と上記第２の電極との間の表面に誘電体バリア放電を生成して、上記第１の電極から上記一方向に上記誘電体層の表面に沿って上記誘起流れを発生可能な、上記プラズマアクチュエータが提供される。
　上記態様によれば、第１の電極と第２の電極との間に、電気的に互いに接続された表面導電体と裏面導電体とを有する浮遊導電体対を設けたことで、電源により第１の電極と第２の電極との間に高周波高電圧を印加すると、第１の電極と裏面導電体との間の表面および表面導電体と第２の電極との間の表面の２か所において誘電体バリア放電（ＤＢＤ）が生成される。第１の電極から裏面導電体への方向と表面導電体から第２の電極への方向が同一方向であるので、第１の電極と裏面導電体との間の表面で生成されたＤＢＤにより発生した誘起流れが、表面導電体と第２の電極との間の表面において発生したＤＢＤにより加速される。これにより、上記態様のプラズマアクチュエータは、効率良く誘起流れの速度を高めることができる。
　本発明の他の態様によれば、誘起流れを生成可能なプラズマアクチュエータであって、誘電体層と、上記誘電体層の表面に設けられた第１および第３の電極と、上記誘電体層の裏面側に設けられた第２および第４の電極であって、平面視において上記第１の電極から一方向に上記第２の電極、上記第３の電極および上記第４の電極の順に配置される、上記第２および第４の電極と、上記第１の電極と上記第２の電極との間に設けられ、上記誘電体層の表面に配置された第１の表面導電体と上記誘電体層の裏面側に配置された第１の裏面導電体とを有する第１の浮遊導電体対であって、平面視において上記第１の電極から上記一方向に、上記第１の裏面導電体、上記第１の表面導電体の順に配置され、上記第１の表面導電体と上記第１の裏面導電体とは互いに電気的に接続され、上記第１の電極および第２の電極とは電気的に絶縁される、上記第１の浮遊導電体対と、上記第３の電極と上記第４の電極との間に設けられ、上記誘電体層の表面に配置された第２の表面導電体と上記誘電体層の裏面側に配置された第２の裏面導電体とを有する第２の浮遊導電体対であって、平面視において上記第３の電極から上記一方向に、上記第２の裏面導電体、上記第２の表面導電体の順に配置され、上記第２の表面導電体と上記第２の裏面導電体とは互いに電気的に接続され、上記第３の電極および第４の電極とは電気的に絶縁される、上記第２の浮遊導電体対と、上記第１の電極、上記第２の電極、上記第３の電極および上記第４の電極に接続された電源と、を備え、上記電源によって上記第１の電極と上記第２の電極との間、および上記第３の電極と上記第４の電極との間に高周波高電圧を印加することにより、上記第１の電極と上記第１の裏面導電体との間、上記第１の表面導電体と上記第２の電極との間、上記第３の電極と上記第２の裏面導電体との間および上記第２の表面導電体と上記第４の電極との間の誘電体層の各表面に誘電体バリア放電を生成して、上記第１の電極から上記一方向に上記誘電体層の表面に沿って上記誘起流れを発生可能な、上記プラズマアクチュエータが提供される。
　上記態様によれば、第１の電極と第２の電極との間、および第３の電極と第４の電極との間に、それぞれ第１の浮遊導電体対および第２の浮遊導電体対を設けたことで、電源により第１の電極と第２の電極との間および第３の電極と第４の電極との間に高周波高電圧を印加すると、第１の電極と第１の裏面導電体との間の誘電体層の表面、第１の表面導電体と第２の電極との間の誘電体層の表面、第３の電極と第２の裏面導電体との間の誘電体層の表面および第２の表面導電体と第４の電極との間の誘電体層の表面の４か所において誘電体バリア放電（ＤＢＤ）が生成される。第１の電極から第１の裏面導電体への方向、第１の表面導電体から第２の電極への方向、第３の電極から第２の裏面導電体への方向および第２の表面導電体から第４の電極への方向がすべて同一方向になっているので、第１の電極と第１の裏面導電体との間の誘電体層の表面で生成されたＤＢＤにより発生した誘起流れが、上記の他の３箇所で発生したＤＢＤにより加速される。これにより、上記態様のプラズマアクチュエータは、効率良く誘起流れの速度を高めることができる。
本発明の第１の実施形態に係るプラズマアクチュエータの概略構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るプラズマアクチュエータの概略構成を示す平面図である。 本発明の第１の実施形態に係るプラズマアクチュエータの動作の説明図である。 本発明の第１の実施形態に係るプラズマアクチュエータの変形例の概略構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るプラズマアクチュエータの他の変形例の概略構成を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るプラズマアクチュエータの概略構成を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態に係るプラズマアクチュエータの概略構成を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態に係るプラズマアクチュエータの概略構成を示す平面図である。 本発明の第４の実施形態に係るプラズマアクチュエータの概略構成を示す断面図である。 本発明の第４の実施形態に係るプラズマアクチュエータの変形例の概略構成を示す断面図である。 本発明の第５の実施形態に係るプラズマアクチュエータの概略構成を示す断面図である。 実施例１のプラズマアクチュエータの誘起流れの速度分布図である。 比較例のプラズマアクチュエータの誘起流れの速度分布図である。 実施例１および比較例のプラズマアクチュエータの誘起流れの最大速度と消費電力の関係を示す図である。 実施例２のプラズマアクチュエータの誘起流れの速度分布図である。
　以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。なお、図面間において共通する要素については同じ符号を付し、その要素の詳細な説明の繰り返しを省略する。
　図１は、本発明の第１の実施形態に係るプラズマアクチュエータの概略構成を示す断面図であり、図２は、平面図である。図１および図２を参照するに、プラズマアクチュエータ１０は、対象物、例えば車両の筐体ＣＳの表面に装着される。プラズマアクチュエータ１０は、誘電体層１１と、誘電体層１１の表面に設けた表面電極１２と、誘電体層１１の裏面側に、表面電極１２から表面に沿った誘起流れを生成する方向に設けられた裏面電極１３と、表面電極１２と裏面電極１３との間に設けられた浮遊導電体対１４と、裏面電極１３に配線１８を介して出力部１９ａが接続された高電圧高周波電源１９とを有し、表面電極１２は配線１６を介して接地されている。
　浮遊導電体対１４は、誘電体層１１の表面に配置された表面導電体１４ａと誘電体層１１の裏面側に配置された裏面導電体１４ｂと、表面導電体１４ａと裏面導電体１４ｂとを電気的に接続する配線部１４ｃとを有する。表面導電体１４ａおよび裏面導電体１４ｂは、誘電体層１１および封止層１５により表面電極１２および裏面電極１３とは電気的に絶縁され、配線部１４ｃ、例えばスルーホールによって電気的に接続され同電位になる。浮遊導電体対１４、つまり表面導電体１４ａおよび裏面導電体１４ｂは電気的に浮いた状態である。
　プラズマアクチュエータ１０は、平面視において、誘起流れを発生させる方向（図１および図２に示すＸ方向）に、表面電極１２、裏面導電体１４ｂ、表面導電体１４ａおよび裏面電極１３の順に配置される。表面電極１２、裏面電極１３、裏面導電体１４ｂおよび表面導電体１４ａは、誘起流れを生成する範囲に応じて、筐体ＣＳの表面に沿って、例えば、図２に示すように、Ｘ方向とは直角をなすＹ方向に延在する。
　表面導電体１４ａと表面電極１２との間隙、すなわち、表面導電体１４ａの後端部と表面電極１２との先端部との間隙が、裏面導電体１４ｂと表面電極１２との間隙、すなわち、裏面導電体１４ｂの後端部と表面電極１２との先端部との間隙よりも大きい方が図３で説明する電荷分布が良好な点で、好ましい。
　表面導電体１４ａの幅は、表面電極１２の幅と同じかそれよりも短い方が誘起流れを円滑に加速できる点で好ましい。幅はＸ方向の長さを示す。
　高電圧高周波電源１９は、高周波あるいはパルス状の高電圧信号を供給可能な電源であれば特に限定されない。この高電圧信号は、高周波あるいはパルス状であり、周波数が、電源の装置コストを考慮した実用的な観点から、０．０５ｋＨｚ～１０００ｋＨｚに設定されることが好ましく、電圧が０．１ｋＶ～１００ｋＶに設定されることが好ましい。
　表面電極１２、裏面電極１３、裏面導電体１４ｂおよび表面導電体１４ａは、その形態は特に限定されない。表面電極１２および表面導電体１４ａは、誘電体層１１にフラッシュマウント化され、その表面が露出するように配置されることが、誘電体層の表面に円滑な誘起流れを形成する点で好ましい。裏面電極１３および裏面導電体１４ｂは、誘電体層１１と封止層１５とに覆われることで、裏面側に、ＤＢＤ、スパークおよびコロナ放電の発生を防止する点で好ましい。なお、裏面電極１３および裏面導電体１４ｂは、誘電体層１１に埋め込まれるように形成してもよい。
　プラズマアクチュエータ１０は、筐体の表面から突出しない方が好ましく、その観点から、表面電極１２、裏面電極１３、裏面導電体１４および表面導電体１５は、金属材料、例えば銅、アルミニウム、金、銀および導電性酸化物、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）で形成された薄板状または薄膜状であることが好ましい。誘電体層１１は、例えば、アクリル樹脂、シリコーンゴム、シリコーン樹脂、アルミナセラミックス、サファイア（高純度アルミナセラミックス）、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂（例えばテフロン（登録商標））、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂、パイレック（登録商標）スガラス、石英ガラス、ＰＥＥＫ、各種油脂などを用いることができる。封止層１５は、例えば、レジスト、シリコーンゴム、ポリイミド、ＰＴＦＥ樹脂（例えばテフロン（登録商標））などのコーティング・封止材料を用いることができる。封止層１５は、接着性剤を用いてもよく、これによってプラズマアクチュエータ１０を筐体ＣＳの表面に接着してもよい。また、封止層１５と筐体ＣＳの表面との間に接着層を設けてもよい。
　プラズマアクチュエータ１０は、表面電極１２を接地して、裏面電極１３を高電圧高周波電源１９の出力部１９ａに電気的に接続する。高電圧高周波電源１９は接地しているので、出力部１９ａから±Ｖp（Ｖpは交流電圧の片側振幅を表す。）の電圧の正弦波の高電圧信号を裏面電極１３に印加することで、例えば、表面電極１２と裏面導電体１４ｂとの間におおよそ±１／２Ｖpの電圧が印加され、それとともに、表面導電体１４ａと裏面電極１３との間におおよそ±１／２Ｖpの電圧が印加される。これにより、表面電極１２と、裏面導電体１４ｂとの間の誘電体層１１の表面と、表面導電体１４ａと裏面電極１３との間の誘電体層１１の表面に誘電体バリア放電（ＤＢＤ、（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｂａｒｒｉｅｒ　Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ））が生成される。ＤＢＤにより誘起流れＩＦが発生する。なお、表面電極１２と裏面導電体１４ｂとの間の電圧および表面導電体１４ａと裏面電極１３との間の電圧は、表面電極１２、裏面導電体１４ｂ、表面導電体１４ａおよび裏面電極１３の平面視した場合の重なり具合や表面電極１２と裏面導電体１４ｂとの間および表面導電体１４ａと裏面電極１３との間の誘電体層１１の厚さに応じて異なるので、これらにより誘起流れＩＦの発生の制御を行ってもよい。
　上記の説明では、プラズマアクチュエータ１０は、表面電極１２を接地し、裏面電極１３を高電圧高周波電源１９の出力部１９ａに電気的に接続したが、逆に裏面電極１３を接地し、表面電極１２を高電圧高周波電源１９の出力部１９ａに接続してもよい。この場合でも、同じ電圧印加条件において概ね同程度の誘起流れ速度が得られることが実験で示されている。
　図３は、本発明の第１の実施形態に係るプラズマアクチュエータの動作の説明図である。図３（ａ）は、裏面電極１３に＋Ｖpの電圧が印加された場合、図３（ｂ）は、裏面電極１３に－Ｖpの電圧が印加された場合の電荷の分布を示している。
　図３（ａ）を参照するに、裏面電極１３に＋Ｖpの電圧が印加され、表面電極１２が接地されているので、裏面電極１３から表面電極１２へ方向の電界が発生する。表面電極１２と裏面電極１３との間にある浮遊導電体対１４は、例えばおおよそ＋１／２Ｖpの電位となる。これにより、裏面電極１３の後端部１３TR側（－Ｘ方向）に正電荷が移動し、表面導電体１４ａの先端部１４ａLDに負電荷が移動し、裏面導電体１４ｂの後端部１４ｂTR側（－Ｘ方向）に正電荷が移動し、表面電極１２の先端部１２LD側（Ｘ方向）に負電荷が移動する。このようにして生じた電位差により、表面電極１２の先端部１２LDの近傍に電界（大きさはおおよそ－ｄＶp／ｄｘとなる。）が形成される。作動流体（空気等）が部分的に絶縁破壊する程度の電界により、表面電極１２と裏面導電体１４ｂとの間の誘電体層１１の表面にＤＢＤが生成される。これと同様にして、表面導電体１４ａと裏面電極１３との間の誘電体層１１の表面にＤＢＤが生成される。ＤＢＤにより作動流体の一部がイオン化して荷電粒子が生成される。荷電粒子は電界によって発生する体積力により加速される。荷電粒子とイオン化されていない中性粒子との衝突が繰り返し行われ、その結果、巨視的な誘起流れＩＦが発生する。誘起流れＩＦの方向は、表面電極１２から裏面導電体１４ｂへの方向であり、表面導電体１４ａから裏面電極１３への方向である。両方のＤＢＤが同じ方向（Ｘ方向）の流れを誘起する。
　他方、表面導電体１４ａと裏面導電体１４ｂは配線部１４ｃで接続されているので同電位となり、表面導電体１４ａと裏面導電体１４ｂと間ではＤＢＤは生成されない。つまり、表面導電体１４ａと裏面導電体１４ｂとによって表面導電体１４ａの後端部１４ａTRから－Ｘ方向にはＤＢＤが生成されない。そのため、表面導電体１４ａから裏面導電体１４ｂの方向への誘起流れは発生しない。これにより、従来問題となっていた複数の表面電極の存在による互いに衝突する誘起流れ、いわゆるクロストークの問題は、本実施形態のプラズマアクチュエータ１０により解決することができる（クロストークについては、例えば、H. Do et al., Applied Physics Letters, 2008, Vol. 92, 071504参照。）。
　図３（ｂ）を参照するに、裏面電極１３に－Ｖpの電圧が印加され、表面電極１２が接地されているので、浮遊導電体対１４は、例えば－１／２Ｖpの電位となる。電荷の分布は、図３（ａ）と逆になる。ＤＢＤは、図３（ａ）と同様に、表面電極１２と裏面導電体１４ｂとの間の誘電体層１１の表面にＤＢＤが生成され、表面導電体１４ａと裏面電極１３との間の誘電体層１１の表面にＤＢＤが生成され、表面導電体１４ａと裏面導電体１４ｂと間ではＤＢＤは生成されない。ＤＢＤにより発生する誘起流れＩＦの方向は、表面電極１２から裏面導電体１４ｂへの方向であり、表面導電体１４ａから裏面電極１３への方向である。両方のＤＢＤが同じ方向（Ｘ方向）の流れを誘起する。
　したがって、±Ｖpの電圧の高周波電圧が印加されることによって、プラズマアクチュエータ１０により、表面電極１２と裏面導電体１４ｂとの間の誘電体層１１の表面にＤＢＤが生成され、表面導電体１４ａと裏面電極１３との間の誘電体層１１の表面にＤＢＤが生成され、これらのＤＢＤによって発生する誘起流れは、表面電極１２から裏面電極１３の方向に発生する。
　本実施形態によれば、表面電極１２と裏面電極１３との間に、電気的に互いに接続された表面導電体１４ａと裏面導電体１４ｂとを有する浮遊導電体対１４を設けたことで、高電圧高周波電源１９により表面電極１２と裏面電極１３との間に高周波高電圧を印加すると、表面電極１２と裏面導電体１４ｂとの間の表面および表面導電体１４ａと裏面電極１３との間の表面の２か所においてＤＢＤが生成される。表面電極１２から裏面導電体１４ｂへの方向と表面導電体１４ａから裏面電極１３への方向が同一方向であるので、表面電極１２と裏面導電体１４ｂとの間の表面で生成されたＤＢＤにより発生した誘起流れが、表面導電体１４ａと裏面電極１３との間の表面において生成されたＤＢＤにより発生した誘起流れによって加速される。これにより、プラズマアクチュエータ１０は、効率良く誘起流れの速度を高めることができる。
　図４は、本発明の第１の実施形態に係るプラズマアクチュエータの変形例の概略構成を示す断面図である。図４を参照するに、プラズマアクチュエータ５０は、誘電体層１１と、誘電体層１１の表面に設けた表面電極５２と、誘電体層１１の裏面に、表面電極１２から表面に沿った誘起流れを発生させる方向（Ｘ方向）に設けられた裏面電極１３と、表面電極５２と裏面電極１３との間に設けられた浮遊導電体対５４と、表面電極５２と裏面電極１３とに配線１６，１８を介して接続された高電圧高周波電源１９とを有する。浮遊導電体対５４は、表面導電体５４ａと裏面導電体５４ｂと、表面導電体５４ａと裏面導電体５４ｂとを電気的に接続する配線部５４ｃとを有する。プラズマアクチュエータ５０は、図１に示したプラズマアクチュエータ１０の変形例である。表面電極５２および表面導電体５４ａは、Ｘ方向に沿った断面がそれぞれ先端部５２LD、５４ａLDに向かって次第に狭く形成される。これにより、表面電極の先端部５２LDおよび表面導電体の先端部５４ａLDの電荷密度が増加し、その表面の電界強度が増加するので、プラズマアクチュエータ５０は、より低い電圧でもＤＢＤが生成し易くなり、印加する電圧を抑制できる。
　なお、プラズマアクチュエータ５０は、裏面電極１３を接地し、表面電極５２を高電圧高周波電源１９の出力部１９ａに接続してもよい。この場合でも、同じ電圧印加条件において概ね同程度の誘起流れ速度が得られることが実験で示されている。
　図５は、本発明の第１の実施形態に係るプラズマアクチュエータの他の変形例の概略構成を示す断面図である。図５を参照するに、プラズマアクチュエータ１００は、誘電体層１１と、誘電体層１１の表面に設けた表面電極１２と、誘電体層１１の裏面に、表面電極１２から表面に沿った誘起流れを生成する方向（Ｘ方向）に設けられた裏面電極１３と、表面電極１２と裏面電極１３との間に設けられた２つの浮遊導電体対１４、１１４と、裏面電極１３に配線１８を介して出力部１９ａが接続された高電圧高周波電源１９とを有し、表面電極１２は配線１６を介して接地されている。プラズマアクチュエータ１００は、図１および２に示したプラズマアクチュエータ１０の変形例であり、浮遊導電体対１４と裏面電極１３との間に浮遊導電体対１１４をさらに設けたものである。プラズマアクチュエータ１１０は、プラズマアクチュエータ１０と同様の構成については説明を省略する。
　浮遊導電体対１１４は、浮遊導電体対１４と同様の構成を有する。浮遊導電体対１１４は、誘電体層１１の表面に配置された表面導電体１１４ａと誘電体層１１の裏面側に配置された裏面導電体１１４ｂと、表面導電体１１４ａと裏面導電体１１４ｂとを電気的に接続する配線部１１４ｃとを有する。表面導電体１１４ａおよび裏面導電体１１４ｂは、誘電体層１１および封止層１５により表面電極１２および裏面電極１３とは電気的に絶縁され、配線部１１４ｃ、例えばスルーホールによって電気的に接続され同電位になる。浮遊導電体対１１４は電気的に浮いた状態である。
　プラズマアクチュエータ１００は、表面電極１２を配線１６を介して接地して、裏面電極１３を高電圧高周波電源１９の出力部１９ａに電気的に接続する。高電圧高周波電源１９は接地しているので、出力部１９ａから±Ｖpの電圧の正弦波の高電圧信号を裏面電極１３に印加することで、例えば、表面電極１２と、裏面導電体１４ｂとの間におおよそ±１／３Ｖpの電圧が印加され、表面導電体１４ａと裏面導電体１１４ｂとの間におおよそ±１／３Ｖpの電圧が印加され、表面導電体１１４ａと裏面電極１３との間におおよそ±１／３Ｖpの電圧が印加される。これにより、表面電極１２と裏面導電体１４ｂとの間の誘電体層１１の表面と、表面導電体１４ａと裏面導電体１１４ｂとの間の誘電体層１１の表面と、表面導電体１１４ａと裏面電極１３との間の誘電体層１１の表面にＤＢＤが生成される。表面電極１２と裏面導電体１４ｂとの間の誘電体層１１の表面で生成されたＤＢＤにより発生した誘起流れＩＦは、Ｘ方向に沿った他の２つのＤＢＤにより発生した誘起流れによってＸ方向の誘起流れＩＦが加速される。これにより、プラズマアクチュエータ１００は、効率良く誘起流れＩＦの速度を高めることができる。
　なお、プラズマアクチュエータ１００は、浮遊導電体対１４および浮遊導電体対１１４を含むが、浮遊導電体対をさらに設けてもよい。これにより、ＤＢＤの生成箇所を増やして、誘起流れＩＦの速度をさらに高めることができる。
　プラズマアクチュエータ１００は、裏面電極１３を接地し、表面電極１２を高電圧高周波電源１９の出力部１９ａに接続してもよい。この場合でも、同じ電圧印加条件において概ね同程度の誘起流れ速度が得られることが実験で示されている。
　図６は、本発明の第２の実施形態に係るプラズマアクチュエータの概略構成を示す断面図である。図６を参照するに、プラズマアクチュエータ２００は、図１に示したプラズマアクチュエータ１０を２つ組み合わせた構成を有し、高電圧高周波電源１９の出力部１９ａが近接する２つの電極（裏面電極１３および表面電極２１２）に電気的に接続された構成を有する。プラズマアクチュエータ２００は、誘電体層１１と、誘電体層１１の表面に設けられた表面電極１２および表面電極２１２と、誘電体層１１の裏面側に設けられた裏面電極１３および裏面電極２１３とを含み、平面視において表面電極１２から誘起流れを発生させる方向（Ｘ方向）に裏面電極１３、表面電極２１２および裏面電極２１３の順に配置される。
　プラズマアクチュエータ２００は、表面電極１２と裏面電極１３との間に浮遊導電体対１４と、表面電極２１２と裏面電極２１３との間に浮遊導電体対２１４とを含む。浮遊導電体対２１４は、浮遊導電体対１４と同様の構成を有する。浮遊導電体対２１４は、誘電体層１１の表面に配置された表面導電体２１４ａと誘電体層１１の裏面側に配置された裏面導電体２１４ｂと、表面導電体２１４ａと裏面導電体２１４ｂとを電気的に接続する配線部２１４ｃとを有する。表面導電体２１４ａおよび裏面導電体２１４ｂは、誘電体層１１および封止層１５により表面電極２１２および裏面電極２１３とは電気的に絶縁され、配線部２１４ｃ、例えばスルーホールによって電気的に接続され同電位になる。浮遊導電体対２１４は電気的に浮いた状態である。
　裏面電極１３は、高電圧高周波電源１９の出力部１９ａに配線１８を介して電気的に接続される。表面電極２１２は、配線部２１８、裏面電極１３および配線１８を介して高電圧高周波電源１９の出力部１９ａに電気的に接続される。表面電極１２は配線１６を介して接地され、裏面電極２１３は配線２１６を介して接地される。
　プラズマアクチュエータ２００は、高電圧高周波電源１９の出力部１９ａから高周波高電圧を裏面電極１３および表面電極２１２に印加することで、表面電極１２と裏面導電体１４ｂとの間の誘電体層１１の表面と、表面導電体１４ａと裏面電極１３との間の誘電体層１１の表面と、表面電極２１２と裏面導電体２１４ｂとの間の誘電体層１１の表面と、表面導電体２１４ａと裏面電極１３との間の誘電体層１１の表面にＤＢＤが生成され、ＤＢＤにより誘起流れＩＦが発生する。第１の実施形態で説明したように、各々のＤＢＤにより全て同じ方向に誘起流れＩＦが発生するので、誘起流れＩＦは加速され、プラズマアクチュエータ２００は、効率良く誘起流れの速度を高めることができる。
　なお、プラズマアクチュエータ２００は、浮遊導電体対１４および浮遊導電体対２１４はそれぞれ１対を含むが、それぞれ複数の浮遊導電体対をさらに設けてもよい。これにより、ＤＢＤの生成箇所を増やして、誘起流れＩＦの速度をさらに高めることができる。
　プラズマアクチュエータ２００は、裏面電極１３を接地し、表面電極１２および裏面電極２１３を高電圧高周波電源１９の出力部１９ａに接続してもよい。この場合でも、同じ電圧印加条件において概ね同程度の誘起流れ速度が得られることが実験で示されている。
　図７は、本発明の第３の実施形態に係るプラズマアクチュエータの概略構成を示す断面図であり、図８は平面図である。図７および図８を参照するに、プラズマアクチュエータ３００は、誘電体層１１と、誘電体層１１の表面に設けられた表面電極１２と、表面電極１２から表面に沿った誘起流れを生成する方向（Ｘ方向）に誘電体層１１の裏面側に設けられた裏面電極１３と、表面電極１２と裏面電極１３との間に設けられた浮遊導電体対３１４と、裏面電極１３に配線１８を介して出力部１９ａが接続された高電圧高周波電源１９とを有し、表面電極１２は配線１６を介して接地されている。表面電極１２、裏面電極１３および浮遊導電体対３１４はＹ方向に延在する。プラズマアクチュエータ３００は、図１に示した第１の実施形態のプラズマアクチュエータ１０の変形例であり、浮遊導電体対３１４が異なっている以外は同様に構成されている。
　浮遊導電体対３１４は、表面導電体８１と、誘電体材料の被覆部材８２に覆われた導電線８３からなる被覆導線８４を複数配列し帯状に形成してそれぞれの導電線８３の一端を互いに電気的に接続した被覆導線帯８５と、表面導電体８１と被覆導線帯８５の導電線８３とを電気的に接続する配線部８６からなる。被覆導線帯８５は、導電線８３が誘電体材料の被覆部材８２に覆われているのでその表面が電気的に絶縁されている。被覆導線帯８５は、図７および図８に示すように、誘電体層１１にフラッシュマウント化されてもよく、誘電体層１１の表面に配置してもよく、誘電体層１１の表面にＹ方向に延在する凹部を形成し、凹部内に配置してもよい。
　被覆部材８２は、特に限定されないが、ＰＴＦＥ樹脂（例えばテフロン（登録商標））、シリコーン樹脂等の可撓性を有する材料を用いることが、３次元形状の筐体の表面に設置しやすい点で、好ましい。導電線８３は、銅、金、銀、タングステン、チタン、ステンレススチール（ＳＵＳ）、ニッケル等の金属材料を用いることができる。なお、導電線８３は、図７に示したように断面形状が円形でもよく楕円形でもよく、薄帯状で断面形状が長方形でもよい。薄帯状の場合は、導電性酸化物、例えばＩＴＯを用いることができる。
　浮遊導電体対３１４は、表面導電体８１と被覆導線帯８５の導電線８３とが配線部８６によって電気的に接続され同電位になる。浮遊導電体対３１４は電気的に浮いた状態である。
　プラズマアクチュエータ３００は、第１の実施形態の図１および図２に示したプラズマアクチュエータ１０における裏面導電体１４を被覆導線帯８５に置換した構成を有する。したがって、プラズマアクチュエータ３００は、プラズマアクチュエータ１０と同様の作用および効果を有し、その詳細な説明を省略する。さらに、プラズマアクチュエータ３００は、被覆導線帯８５を用いることで、裏面導電体を用いた場合のような電気的に絶縁する手間を省略でき、外部あるいは筐体の導電部材との短絡を回避することができる。
　プラズマアクチュエータ３００は、裏面電極１３を接地し、表面電極１２および裏面電極２１３を高電圧高周波電源１９の出力部１９ａに接続してもよい。この場合でも、同じ電圧印加条件において概ね同程度の誘起流れ速度が得られることが実験で示されている。
　図９は、本発明の第４の実施形態に係るプラズマアクチュエータの概略構成を示す断面図である。図９を参照するに、プラズマアクチュエータ３５０は、誘電体層１１と、誘電体層１１の表面に設けられた表面電極１２と、表面電極１２から表面に沿った誘起流れを生成する方向（Ｘ方向）に誘電体層１１の裏面側に設けられた裏面電極としての被覆導線帯３５３と、表面電極１２と被覆導線帯３５３との間に設けられた浮遊導電体対１４と、被覆導線帯３５３に配線１８を介して出力部１９ａが接続された高電圧高周波電源１９とを有し、表面電極１２は配線１６を介して接地されている。表面電極１２、被覆導線帯３５３および浮遊導電体対１４はＹ方向に延在する。プラズマアクチュエータ３５０は、図１に示した第１の実施形態のプラズマアクチュエータ１０の変形例であり、裏面電極が、被覆導線帯３５３となっている以外は同様に構成されている。
　被覆導線帯３５３は、誘電体材料の被覆部材８２に覆われた導電線８３からなる被覆導線８４を複数配列し帯状に形成してそれぞれの導電線８３の一端を互いに電気的に接続したものである。被覆導線帯３５３は、導電線８３が誘電体材料の被覆部材８２に覆われているのでその表面が電気的に絶縁されている。被覆導線帯３５３は、誘電体層１１にフラッシュマウント化されてもよく、誘電体層１１の表面に配置してもよく、誘電体層１１の表面にＹ方向に延在する凹部を形成し、凹部内に配置してもよい。
　被覆導線帯３５３は、被覆導線帯８５の導電線８３に高電圧高周波電源１９の出力部１９ａが接続されているので、表面電極１２との間に高周波高電圧が印加される。プラズマアクチュエータ３５０は、第１の実施形態の図１および図２に示したプラズマアクチュエータ１０における裏面電極１３を被覆導線帯８５に置換した構成を有する。したがって、プラズマアクチュエータ３５０は、プラズマアクチュエータ１０と同様の作用および効果を有し、その詳細な説明を省略する。さらに、プラズマアクチュエータ３５０は、被覆導線帯３５３を用いることで、裏面導電体を用いた場合のような電気的に絶縁する手間を省略でき、外部あるいは筐体の導電部材との短絡を回避することができる。
　なお、プラズマアクチュエータ３５０は、図７に示したプラズマアクチュエータ３００のように、浮遊導電体対１４の裏面導電体に被覆導線帯８５を用いてもよい。これにより、裏面導電体および裏面電極の電気的な絶縁のための封止層１５を用いなくてもよく、プラズマアクチュエータの筐体ＣＳへの取り付けが容易になる。
　プラズマアクチュエータ３５０は、被覆導線帯３５３の導電線８３を接地し、表面電極１２を高電圧高周波電源１９の出力部１９ａに接続してもよい。この場合でも、同じ電圧印加条件において概ね同程度の誘起流れ速度が得られることが実験で示されている。
　図１０は、本発明の第４の実施形態に係るプラズマアクチュエータの変形例の概略構成を示す断面図である。図１０を参照するに、プラズマアクチュエータ４００は、誘電体層１１と、誘電体層１１の表面に設けられた表面電極１２と、表面電極１２から表面に沿った誘起流れを生成する方向（Ｘ方向）に誘電体層１１の裏面側に設けられた裏面電極としての被覆導線帯３５３と、表面電極１２と被覆導線帯３５３との間に設けられた浮遊導電体対１４および１１４と、被覆導線帯３５３に配線１８を介して出力部１９ａが接続された高電圧高周波電源１９とを有し、表面電極１２は配線１６を介して接地されている。表面電極１２、被覆導線帯３５３および浮遊導電体対１４、１１４はＹ方向に延在する。プラズマアクチュエータ４００は、図９に示した第４の実施形態のプラズマアクチュエータ３５０の変形例であり、浮遊導電体対１１４が、浮遊導電体対１４と被覆導線帯３５３との間に追加された以外は同様に構成されている。また、プラズマアクチュエータ４００は、図５に示した第１の実施形態に係るプラズマアクチュエータの他の変形例のプラズマアクチュエータ１００の変形例であり、裏面電極１３を被覆導線帯３５３とした以外は同様に構成されている。したがって、プラズマアクチュエータ４００は、プラズマアクチュエータ１００と同様の作用および効果を有し、その詳細な説明を省略する。さらに、プラズマアクチュエータ４００は、被覆導線帯３５３を用いることで、裏面導電体を用いた場合のような電気的に絶縁する手間を省略でき、外部あるいは筐体の導電部材との短絡を回避することができる。
　プラズマアクチュエータ４００は、被覆導線帯３５３の導電線８３を接地し、表面電極１２を高電圧高周波電源１９の出力部１９ａに接続してもよい。この場合でも、同じ電圧印加条件において概ね同程度の誘起流れ速度が得られることが実験で示されている。
　図１１は、本発明の第５の実施形態に係るプラズマアクチュエータの概略構成を示す断面図である。図１１を参照するに、プラズマアクチュエータ５００は、図９に示したプラズマアクチュエータ３５０を２つ組み合わせた構成を有し、高電圧高周波電源１９の出力部１９ａが近接する２つの電極（裏面電極としての被覆導線帯３５３および表面電極２１２）に電気的に接続された構成を有する。プラズマアクチュエータ５００は、誘電体層１１と、誘電体層１１の表面に設けられた表面電極１２および表面電極２１２と、誘電体層１１の裏面側に設けられた被覆導線帯３５３および裏面電極２１３とを含み、平面視において表面電極１２から誘起流れを発生させる方向（Ｘ方向）に裏面電極１３、表面電極２１２および裏面電極２１３の順に配置される。
　プラズマアクチュエータ５００は、表面電極１２と被覆導線帯３５３との間に浮遊導電体対１４と、表面電極２１２と裏面電極２１３との間に浮遊導電体対２１４とを含む。浮遊導電体対１４および２１４の構成は、図６に示した第２の実施形態に係るプラズマアクチュエータ２００と同様である。
　プラズマアクチュエータ５００は、図６に示した第２の実施形態に係るプラズマアクチュエータ２００の裏面電極１３を被覆導線帯３５３に置換した構成を有する。したがって、プラズマアクチュエータ５００は、プラズマアクチュエータ２００と同様の作用および効果を有し、その詳細な説明を省略する。さらに、プラズマアクチュエータ５００は、被覆導線帯３５３を用いることで、裏面電極を用いた場合のような電気的に絶縁する手間を省略でき、外部あるいは筐体の導電部材との短絡を回避することができる。
　プラズマアクチュエータ５００は、被覆導線帯３５３の導電線８３を接地し、表面電極１２および裏面電極２１３を高電圧高周波電源１９の出力部１９ａに接続してもよい。この場合でも、同じ電圧印加条件において概ね同程度の誘起流れ速度が得られることが実験で示されている。
　図１および図２に示した第１の実施形態に係るプラズマアクチュエータ１０を用いて誘起流れの流動特性を得た。実施例１として、誘電体層は厚さ０．４ｍｍのシリコーン樹脂板、表面電極、裏面電極、表面導電体および裏面導電体は、幅（Ｘ方向）がそれぞれ、６ｍｍ、９．５ｍｍ、６ｍｍ、９．５ｍｍ、長さ（Ｙ方向）が８０ｍｍ、厚さが１７μｍの銅箔を用いた。なお、表面電極および表面導電体はシリコーン樹脂板上に形成した。
　比較例として、表面電極および裏面電極からなるプラズマアクチュエータを用いた。誘電体層は厚さ０．４ｍｍのシリコーン樹脂板、表面電極および裏面電極は、幅（Ｘ方向）がそれぞれ、５ｍｍ、１５ｍｍ、長さ（Ｙ方向）が１００ｍｍ、厚さが１７μｍの銅箔を用いた。なお、表面電極はシリコーン樹脂板上に形成した。
　高電圧高周波電源は、松定プレシジョン社製モデルＨＡＰＳ－１０Ｂ４０を使用して印加電圧Ｖpを２．５ｋＶから９．０ｋＶ、周波数１０ｋＨｚの正弦波の電圧を実施例１および比較例の表面電極と裏面電極との間に印加した。
　図１２は、実施例１のプラズマアクチュエータの誘起流れの速度分布図である。速度分布図の横軸は、プラズマアクチュエータの長さ方向（Ｘ方向）を示しており、速度分布図の下に、対応するプラズマアクチュエータの構成を示している。表面電極１２の先端部はＸ＝６．２ｍｍ、表面導電体１４ａの先端部はＸ＝２１．７ｍｍである。縦軸は高さ方向を示しており、誘電体層表面は２ｍｍの位置である。速度分布図は、誘起流れの方向を矢印の方向で示し、誘起流れの速度を矢印の長さおよび濃淡で示す。その濃淡と速度との関係を速度分布図の右に示す。誘起流れの速度分布は、粒子画像流速測定法（ＰＩＶ（Ｐａｒｔｉｃｌｅ　Ｉｍａｇｅ　Ｖｅｌｏｃｉｍｅｔｒｙ））により解析した。
　図１２を参照するに、表面電極１２の先端部付近の誘電体層の表面付近からＸ方向の誘起流れが生じ、表面導電体１４ａの先端部付近から誘起流れの速度が増加していることが分かる。最大誘起流れ速度ｕmaxの評価位置は表面電極１２の先端部から２５ｍｍ（Ｘ＝３１．２ｍｍ）の位置であり、ｕmax（３００回平均値）は１．０６ｍ／ｓであった。このときの消費電力は４９．８Ｗ／ｍであった。
　図１３は、比較例のプラズマアクチュエータの誘起流れの速度分布図である。速度分布図は図１２と同様に示している。表面電極１２の先端部はＸ＝７．２ｍｍである。誘電体層表面は高さ２ｍｍの位置である。
　図１３を参照するに、表面電極の先端部付近の誘電体層の表面付近からＸ方向の誘起流れが生じ、先端部から１３ｍｍ（Ｘ＝２０ｍｍ）の位置ではほぼ誘起流れの速度が飽和していることが分かる。最大誘起流れ速度ｕmaxの評価位置は表面電極の先端部から２５ｍｍ（Ｘ＝３２．２ｍｍ）の位置であり、ｕmax（３００回平均値）は０．６２ｍ／ｓであった。このときの消費電力は４４．２Ｗ／ｍであった。
　図１４は、実施例１および比較例のプラズマアクチュエータの誘起流れの最大速度ｕmaxと消費電力の関係を示す図である。種々の消費電力における誘起流れの速度分布図を測定し、図１２および図１３に示した評価位置における最大誘起流れ速度ｕmaxを得た。
　図１４を参照するに、消費電力が８０Ｗ／ｍ以下では、明らかに実施例１が比較例よりも消費電力に対する誘起流れの速度が高まっていることが分かる。この範囲において、線形回帰式を求めて同じ消費電力で比較すると、実施例１が比較例よりも約１．５倍の速度になっていることが分かった。これにより、実施例１が比較例よりも高効率化されていることが分かる。
　実施例２として、図６に示した第２の実施形態に係るプラズマアクチュエータ２００を用いて誘起流れの流動特性を得た。実施例２は、誘電体層、表面電極、裏面電極、表面導電体および裏面導電体の材料および大きさを実施例１と同様とした。表面電極および表面導電体はシリコーン樹脂板上に形成した。高電圧高周波電源は、ピー・エス・アイ社製、モデルＰＳＩ－ＰＧ１０９Ｒ５Ｍを使用して印加電圧Ｖｐを９．０ｋＶ、周波数９．６ｋＨｚの疑似矩形波の電圧を表面電極１２と裏面電極１３との間および表面電極２１２と裏面電極２１３との間に印加した。
　図１５は、実施例２のプラズマアクチュエータの誘起流れの速度分布図である。速度分布図は、図１２および図１３と同様の仕様である。誘電体層表面は高さ方向２ｍｍの位置である。
　図１５を参照するに、表面電極１２の先端部付近の誘電体層の表面付近からＸ方向の誘起流れが生じ、表面導電体１４ａ、表面電極２１２、表面導電体２１４ａのそれぞれの先端部付近から誘起流れの速度が増加していることが分かる。これにより、第２の実施形態に係るプラズマアクチュエータ２００の構成により、誘起流れを加速できることが分かった。
　以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、各実施形態のプラズマアクチュエータを互いに組み合わせてもよい。
　本発明のプラズマアクチュエータは、乗用車、高速列車、航空機等の移動体に適用することができる。また、本発明のプラズマアクチュエータは、流体機械、例えばタービン、風力発電機の風車等の高速回転体のブレードに適用することができる。
　なお、以上の説明に関してさらに実施形態として以下の付記を開示する。
（付記１）　誘起流れを生成可能なプラズマアクチュエータであって、
　誘電体層と、
　前記誘電体層の表面に設けられた第１の電極と、
　前記誘電体層の裏面側に、前記第１の電極から一方向に設けられた第２の電極と、
　前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられ、前記誘電体層の表面に配置された表面導電体と前記誘電体層の裏面側に配置された裏面導電体とを有する浮遊導電体対であって、該表面導電体と該裏面導電体とは互いに電気的に接続され、前記第１の電極および第２の電極とは電気的に絶縁され、平面視において前記第１の電極から前記一方向に、該裏面導電体、該表面導電体の順に配置される、該浮遊導電体対と、
　前記第１の電極と前記第２の電極とに接続された電源と、を備え、
　前記電源によって前記第１の電極と前記第２の電極との間に高周波高電圧を印加することで、前記第１の電極と前記裏面導電体との間の表面と、前記表面導電体と前記第２の電極との間の表面に誘電体バリア放電を生成して、前記第１の電極から前記一方向に前記誘電体層の表面に沿って前記誘起流れを発生可能な、前記プラズマアクチュエータ。
（付記２）　前記表面導電体と前記第１の電極との間隙長さが、前記裏面導電体と前記第１の電極との間隙長さよりも大きい、付記１記載のプラズマアクチュエータ。
（付記３）　前記表面導電体の幅は、前記第１の電極と同じかそれよりも短い、付記１または２記載のプラズマアクチュエータ。
（付記４）　前記第１の電極および前記表面導電体の少なくとも一方は、その表面が露出するとともに前記誘電体層の表面にフラッシュマウント化されてなる、付記１～３のうち、いずれか一項記載のプラズマアクチュエータ。
（付記５）　前記第１の電極および前記表面導電体の少なくとも一方は、前記一方向に沿った断面が該一方向の先端部に向かって次第に狭く形成されてなる、付記１～４のうち、いずれか一項記載のプラズマアクチュエータ。
（付記６）　前記浮遊導電体対と前記第２の電極との間に、前記誘電体層の表面に配置された他の表面導電体と前記誘電体層の裏面側に配置された他の裏面導電体とを有する他の浮遊導電体対を少なくとも一つさらに備え、平面視において前記第１の電極から前記一方向に、前記裏面導電体、前記表面導電体、該他の裏面導電体、該他の表面導電体の順に配列される、付記１～５のうちいずれか一項記載のプラズマアクチュエータ。
（付記７）　前記他の表面導電体は、前記一方向に沿った断面が該一方向の先端部に向かって次第に狭く形成されてなる、付記６記載のプラズマアクチュエータ。
（付記８）　前記第２の電極および前記裏面導電体の少なくとも一方は、誘電体材料に覆われた導電線を有する被覆導線を複数配列した被覆導線帯であり、該複数の被覆導線は電気的に互いに接続され、前記誘電体層の表面に前記第１の電極の前記一方向と垂直をなす他の方向に沿って配置してなる、付記１～５のうちいずれか一項記載のプラズマアクチュエータ。
（付記９）　前記被覆導線帯は、前記誘電体層の表面に設けられた凹部に配置してなる、付記８記載のプラズマアクチュエータ。
（付記１０）　前記被覆導線帯は、前記誘電体層にフラッシュマウント化してなる、付記８または９記載のプラズマアクチュエータ。
（付記１１）　誘起流れを生成可能なプラズマアクチュエータであって、
　誘電体層と、
　前記誘電体層の表面に設けられた第１および第３の電極と、
　前記誘電体層の裏面側に設けられた第２および第４の電極であって、平面視において前記第１の電極から一方向に該第２の電極、前記第３の電極および該第４の電極の順に配置される、該第２および第４の電極と、
　前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられ、前記誘電体層の表面に配置された第１の表面導電体と前記誘電体層の裏面側に配置された第１の裏面導電体とを有する第１の浮遊導電体対であって、平面視において前記第１の電極から前記一方向に、該第１の裏面導電体、該第１の表面導電体の順に配置され、該第１の表面導電体と該第１の裏面導電体とは互いに電気的に接続され、前記第１の電極および第２の電極とは電気的に絶縁される、前記第１の浮遊導電体対と、
　前記第３の電極と前記第４の電極との間に設けられ、前記誘電体層の表面に配置された第２の表面導電体と前記誘電体層の裏面側に配置された第２の裏面導電体とを有する第２の浮遊導電体対であって、平面視において前記第３の電極から前記一方向に、該第２の裏面導電体、該第２の表面導電体の順に配置され、該第２の表面導電体と該第２の裏面導電体とは互いに電気的に接続され、前記第３の電極および第４の電極とは電気的に絶縁される、前記第２の浮遊導電体対と、
　前記第１の電極、前記第２の電極、前記第３の電極および前記第４の電極に接続された電源と、を備え、
　前記電源によって前記第１の電極と前記第２の電極との間、および前記第３の電極と前記第４の電極との間に高周波高電圧を印加することにより、前記第１の電極と前記第１の裏面導電体との間、前記第１の表面導電体と前記第２の電極との間、前記第３の電極と前記第２の裏面導電体との間および前記第２の表面導電体と前記第４の電極との間の誘電体層の各表面に誘電体バリア放電を生成して、前記第１の電極から前記一方向に前記誘電体層の表面に沿って前記誘起流れを発生可能な、前記プラズマアクチュエータ。
（付記１２）　前記第１の電極、前記第１の表面導電体、前記第３の電極および前記第２の表面導電体の少なくとも一つは、前記誘電体層の表面にフラッシュマウント化されてなる、付記１１記載のプラズマアクチュエータ。
（付記１３）　前記第１の電極、前記第１の表面導電体、前記第３の電極および前記第２の表面導電体の少なくとも一つは、前記一方向に沿った断面が該一方向の先端部に向かって次第に狭く形成されてなる、付記１１または１２記載のプラズマアクチュエータ。
（付記１４）　前記第１の電極および前記第４の電極は接地され、前記第２の電極および前記第３の電極は前記電源の出力部に接続されてなる、付記１１～１３のうちいずれか一項記載のプラズマアクチュエータ。
（付記１５）　前記第２の電極および前記第４の電極の少なくとも一方は、誘電体材料に覆われた導電線を有する被覆導線を複数配列した被覆導線帯であり、該複数の被覆導線は電気的に互いに接続され、前記誘電体層の表面に前記第１の電極の前記一方向と垂直をなす他の方向に沿って配置してなる、付記１１～１４のうちいずれか一項記載のプラズマアクチュエータ。
（付記１６）　前記第１の裏面導電体および第２の裏面導電体の少なくとも一方は、誘電体材料に覆われた導電線を有する被覆導線を複数配列した被覆導線帯であり、該複数の被覆導線は電気的に互いに接続され、該被覆導線帯が前記誘電体層の表面に前記第１の電極の前記一方向と垂直をなす他の方向に沿って配置してなる、付記１１～１５のうちいずれか一項記載のプラズマアクチュエータ。
（付記１７）　前記被覆導線帯は、前記誘電体層の表面に設けられた凹部に配置してなる、付記１５または１６記載のプラズマアクチュエータ。
（付記１８）　前記被覆導線帯は、前記誘電体層にフラッシュマウント化してなる、付記１５～１７のうちいずれか一項記載のプラズマアクチュエータ。
（付記１９）　前記第１の浮遊導電体対および前記第２の浮遊導電体対の少なくとも一方の前記一方向に、さらに少なくとも一つの他の浮遊導電体対をさらに備える、付記１１～１８のうちいずれか一項記載のプラズマアクチュエータ。
１０，５０，１００，２００，３００，３５０，４００，５００　　　プラズマアクチュエータ
１１　　　誘電体層
１２，５２，２１２　　　表面電極
１３，２１３　　　裏面電極
１４，５４，１１４，２１４，３１４　　　浮遊導電体対
１４ａ，５４ａ，８１，１１４ａ，２１４ａ　　　表面導電体
１４ｂ，５４ｂ，１１４ｂ，２１４ｂ　　　裏面導電体
１５　　　封止層
１９　　　高電圧高周波電源
８２　　　被覆部材
８３　　　導電線
８４　　　被覆導線
８５，３５３　　　被覆導線帯

 

Claims (15)

  1. 　誘起流れを生成可能なプラズマアクチュエータであって、
    　誘電体層と、
    　前記誘電体層の表面に設けられた第１の電極と、
    　前記誘電体層の裏面側に、前記第１の電極から一方向に設けられた第２の電極と、
    　前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられ、前記誘電体層の表面に配置された表面導電体と前記誘電体層の裏面側に配置された裏面導電体とを有する浮遊導電体対であって、該表面導電体と該裏面導電体とは互いに電気的に接続され、前記第１の電極および第２の電極とは電気的に絶縁され、平面視において前記第１の電極から前記一方向に、該裏面導電体、該表面導電体の順に配置される、該浮遊導電体対と、
    　前記第１の電極と前記第２の電極とに接続された電源と、を備え、
    　前記電源によって前記第１の電極と前記第２の電極との間に高周波高電圧を印加することで、前記第１の電極と前記裏面導電体との間の表面と、前記表面導電体と前記第２の電極との間の表面に誘電体バリア放電を生成して、前記第１の電極から前記一方向に前記誘電体層の表面に沿って前記誘起流れを発生可能な、前記プラズマアクチュエータ。
  2. 　前記表面導電体と前記第１の電極との間隙長さが、前記裏面導電体と前記第１の電極との間隙長さよりも大きい、請求項１記載のプラズマアクチュエータ。
  3. 　前記表面導電体の幅は、前記第１の電極と同じかそれよりも短い、請求項１または２記載のプラズマアクチュエータ。
  4. 　前記第１の電極および前記表面導電体の少なくとも一方は、その表面が露出するとともに前記誘電体層の表面にフラッシュマウント化されてなる、請求項１～３のうち、いずれか一項記載のプラズマアクチュエータ。
  5. 　前記第１の電極および前記表面導電体の少なくとも一方は、前記一方向に沿った断面が該一方向の先端部に向かって次第に狭く形成されてなる、請求項１～４のうち、いずれか一項記載のプラズマアクチュエータ。
  6. 　前記第２の電極および前記裏面導電体の少なくとも一方は、誘電体材料に覆われた導電線を有する被覆導線を複数配列した被覆導線帯であり、該複数の被覆導線は電気的に互いに接続され、前記誘電体層の表面に前記第１の電極の前記一方向と垂直をなす他の方向に沿って配置してなる、請求項１～５のうちいずれか一項記載のプラズマアクチュエータ。
  7. 　前記被覆導線帯は、前記誘電体層の表面に設けられた凹部に配置してなる、請求項６記載のプラズマアクチュエータ。
  8. 　前記被覆導線帯は、前記誘電体層にフラッシュマウント化してなる、請求項６または７記載のプラズマアクチュエータ。
  9. 　誘起流れを生成可能なプラズマアクチュエータであって、
    　誘電体層と、
    　前記誘電体層の表面に設けられた第１および第３の電極と、
    　前記誘電体層の裏面側に設けられた第２および第４の電極であって、平面視において前記第１の電極から一方向に該第２の電極、前記第３の電極および該第４の電極の順に配置される、該第２および第４の電極と、
    　前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられ、前記誘電体層の表面に配置された第１の表面導電体と前記誘電体層の裏面側に配置された第１の裏面導電体とを有する第１の浮遊導電体対であって、平面視において前記第１の電極から前記一方向に、該第１の裏面導電体、該第１の表面導電体の順に配置され、該第１の表面導電体と該第１の裏面導電体とは互いに電気的に接続され、前記第１の電極および第２の電極とは電気的に絶縁される、前記第１の浮遊導電体対と、
    　前記第３の電極と前記第４の電極との間に設けられ、前記誘電体層の表面に配置された第２の表面導電体と前記誘電体層の裏面側に配置された第２の裏面導電体とを有する第２の浮遊導電体対であって、平面視において前記第３の電極から前記一方向に、該第２の裏面導電体、該第２の表面導電体の順に配置され、該第２の表面導電体と該第２の裏面導電体とは互いに電気的に接続され、前記第３の電極および第４の電極とは電気的に絶縁される、前記第２の浮遊導電体対と、
    　前記第１の電極、前記第２の電極、前記第３の電極および前記第４の電極に接続された電源と、を備え、
    　前記電源によって前記第１の電極と前記第２の電極との間、および前記第３の電極と前記第４の電極との間に高周波高電圧を印加することにより、前記第１の電極と前記第１の裏面導電体との間、前記第１の表面導電体と前記第２の電極との間、前記第３の電極と前記第２の裏面導電体との間および前記第２の表面導電体と前記第４の電極との間の誘電体層の各表面に誘電体バリア放電を生成して、前記第１の電極から前記一方向に前記誘電体層の表面に沿って前記誘起流れを発生可能な、前記プラズマアクチュエータ。
  10. 　前記第１の電極、前記第１の表面導電体、前記第３の電極および前記第２の表面導電体の少なくとも一つは、前記誘電体層の表面にフラッシュマウント化されてなる、請求項９記載のプラズマアクチュエータ。
  11. 　前記第１の電極、前記第１の表面導電体、前記第３の電極および前記第２の表面導電体の少なくとも一つは、前記一方向に沿った断面が該一方向の先端部に向かって次第に狭く形成されてなる、請求項９または１０記載のプラズマアクチュエータ。
  12. 　前記第２の電極および前記第４の電極の少なくとも一方は、誘電体材料に覆われた導電線を有する被覆導線を複数配列した被覆導線帯であり、該複数の被覆導線は電気的に互いに接続され、前記誘電体層の表面に前記第１の電極の前記一方向と垂直をなす他の方向に沿って配置してなる、請求項９～１１のうちいずれか一項記載のプラズマアクチュエータ。
  13. 　前記第１の裏面導電体および第２の裏面導電体の少なくとも一方は、誘電体材料に覆われた導電線を有する被覆導線を複数配列した被覆導線帯であり、該複数の被覆導線は電気的に互いに接続され、該被覆導線帯が前記誘電体層の表面に前記第１の電極の前記一方向と垂直をなす他の方向に沿って配置してなる、請求項９～１２のうちいずれか一項記載のプラズマアクチュエータ。
  14. 　前記被覆導線帯は、前記誘電体層の表面に設けられた凹部に配置してなる、請求項１２記載のプラズマアクチュエータ。
  15. 　前記被覆導線帯は、前記誘電体層にフラッシュマウント化してなる、請求項１２～１４のうちいずれか一項記載のプラズマアクチュエータ。
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