FR2554516A1

FR2554516A1 - Piezoelectric micro-compressor

Info

Publication number: FR2554516A1
Application number: FR8317728A
Authority: FR
Inventors: Christian Val
Original assignee: INF MILIT SPATIALE AERONAUT
Current assignee: INF MILIT SPATIALE AERONAUT
Priority date: 1983-11-08
Filing date: 1983-11-08
Publication date: 1985-05-10

Abstract

The subject of the invention is a micro-compressor using the piezoelectric effect. It is constituted by a flexible membrane 1 and piezoelectric means 5 allowing the position of the membrane to be varied, this positional variation causing a variation of a predetermined volume 4, thus allowing, by the intermediary of two valves 31, 32, a gas to be compressed. Application to the cooling of electronic circuits.

Description

MICROCOM PRESSEUR PIEZOEL ECTRIQ UE
La présente invention a pour objet un microcompresseur utilisant effet piézoélectrique
Ainsi qu'il est connu, les technologies actuelles des circuits intégrés et circuits hybrides et leur haut niveau d'intégration nécessitent l'évacuation de quantités de chaleur assez importantes, afin de garantir la stabilité thermique et d'améliorer la fiabilité des circuits concernés
Différentes solutions à ce problème sont à l'heure actuelle connues:
- le refroidissement par convection, utilisant un radiateur et éventuellement un ventilateur, qui est devenu mal adapté aux nouveaux circuits très performants du fait de son mauvais rendement et de son encombrement important
- des éléments, appelés parfois frigistors, utilisant l'effet Pelletier ; ils sont basés sur la génération d'une différence de température par deux matériaux différents soumis à une différence de potentiel ; ils présentent toutefois un certain nombre d'inconvénients: ils ont un rendement faible, nécessitent de forts courants qui sont difficiles à obtenir en microélectronique et, enfin, ils ne peuvent assurer de refroidissement qu'à l'endroit même où ils sont implantés
- la détente d'un gaz dans une chambre située sous le ou les composants à refroidir; ce dispositif présente l'inconvénient de nécessiter une source gaz de haute pression en amont, qui est en général très volumineuse (bouteille de gaz comprimé par exemple). MICROCOM PIEZOEL ECTRIQ EU PRESSER
The present invention relates to a microcompressor using piezoelectric effect
As is known, current technologies of integrated circuits and hybrid circuits and their high level of integration require the evacuation of fairly large amounts of heat, in order to guarantee thermal stability and improve the reliability of the circuits concerned.
Various solutions to this problem are currently known:
- convection cooling, using a radiator and possibly a fan, which has become ill-suited to new high-performance circuits due to its poor efficiency and its large size
- elements, sometimes called frigistors, using the Pelletier effect; they are based on the generation of a temperature difference by two different materials subjected to a potential difference; However, they have a certain number of drawbacks: they have a low efficiency, require high currents which are difficult to obtain in microelectronics and, finally, they can only provide cooling at the very place where they are located.
- the expansion of a gas in a chamber located under the component or components to be cooled; this device has the drawback of requiring a high pressure gas source upstream, which is generally very bulky (compressed gas cylinder for example).

La présente invention a pour objet un compresseur susceptible de remplacer la source de gaz haute pression précédente, qui soit miniaturisé et fabricable à l'aide des technologies utilisées dans le domaine des composants et des circuits électroniques
Plus précisément, le microcompresseur piézoélectrique selon l'invention comporte à cet effet
- une membrane souple fixée à sa périphérie sur un substrat, en délimitant avec celui un volume fermé par au moins deux soupapes;;
- des moyens piézoélectriques animant, sur commande électrique, la membrane d'un mouvement faisant varier le volume fermé
Le mouvement de la membrane vers la première de ses deux positions extrêmes, qui augmente ledit volume, correspond à une phase de fonctionnement dite d'admission, la première des deux soupapes étant telle qu'elle autorise alors le passage d'un gaz à une pression initiale vers l'intérieur du volume ; le mouvement de la membrane vers la deuxième de ces deux positions extrêmes qui diminue ledit volume, correspond à une phase de fonctionnement, dite de compression, la deuxième des deux soupapes étant telle qu'elle autorise le passage du gaz hors du volume, à une pression supérieure à la pression initiale.The present invention relates to a compressor capable of replacing the previous high pressure gas source, which is miniaturized and can be manufactured using the technologies used in the field of electronic components and circuits.
More specifically, the piezoelectric microcompressor according to the invention comprises for this purpose
- a flexible membrane fixed at its periphery on a substrate, delimiting with that a volume closed by at least two valves;
- piezoelectric means animating, on electrical control, the membrane with a movement varying the closed volume
The movement of the membrane towards the first of its two extreme positions, which increases said volume, corresponds to a so-called intake operating phase, the first of the two valves being such that it then allows the passage of a gas to a initial pressure towards the interior of the volume; the movement of the membrane towards the second of these two extreme positions which decreases said volume, corresponds to an operating phase, called compression, the second of the two valves being such that it allows the passage of gas out of the volume, at a pressure higher than the initial pressure.

D'autres objets, particularités et résultats de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif et illustrée par les dessins annexés, qui représentent:
- la figure 1, un premier mode de réalisation, vu en coupe, du microcompresseur selon l'invention;
- la figure 2, un mode de réalisation des moyens piézo électriques utilisés dans le microcompresseur selon l'invention;
- les figures 3, a, b et c, un mode de réalisation d'un détail de la figure 1 ;
- la figure 4, un autre mode de réalisation, vu en coupe, du microcompresseur selon l'invention;;
- les figures 5 a, b et c, différents modes de réalisation d'un dispositif d'amplification de mouvement, susceptible d'être utilisé dans le microcompresseur selon lqnvention. Other objects, features and results of the invention will emerge from the following description, given by way of nonlimiting example and illustrated by the appended drawings, which represent:
- Figure 1, a first embodiment, seen in section, of the microcompressor according to the invention;
- Figure 2, an embodiment of the piezoelectric means used in the microcompressor according to the invention;
- Figures 3, a, b and c, an embodiment of a detail of Figure 1;
- Figure 4, another embodiment, seen in section, of the microcompressor according to the invention;
- Figures 5 a, b and c, different embodiments of a movement amplification device, capable of being used in the microcompressor according to lqnvention.

Sur ces différentes figures, les mêmes références se rapportent aux mêmes éléments et, pour la clarté de l'exposé, l'échelle réelle des éléments constitutifs n'a pas été respectée. In these different figures, the same references relate to the same elements and, for the sake of clarity, the actual scale of the constituent elements has not been respected.

Sur la figure 1, on a représenté une membrane souple 1, fixée sur sa périphérie à un substrat 2 par l'intermédiaire d'une cale d'épaisseur 61, de façon à ce que la membrane I en position de repos (repéré 11) ne touche pas le substrat 2 mais qu'au contraire soit ménagé un volume fermé 4 entre la membrane et le substrat La membrane I est réalisée par exemple en métal. In FIG. 1, a flexible membrane 1 is shown, fixed on its periphery to a substrate 2 by means of a shim of thickness 61, so that the membrane I in the rest position (marked 11) does not touch the substrate 2 but on the contrary is provided a closed volume 4 between the membrane and the substrate The membrane I is made for example of metal.

La membrane est susceptible de se déplacer (flèche 12) entre deux positions extrêmes 10 et 11 sous l'action de moyens piézoélec triques 5, fixés sur la membrane 1 de préférence au voisinage de son centre et supportés par un capot 6, le capot étant fixé également au substrat 2, par exemple à la périphérie de la membrane. The membrane is capable of moving (arrow 12) between two extreme positions 10 and 11 under the action of triac piezoelectric means 5, fixed on the membrane 1 preferably in the vicinity of its center and supported by a cover 6, the cover being also fixed to the substrate 2, for example at the periphery of the membrane.

La figure 2 représente un mode de réalisation des moyens piézoélectriques 5. FIG. 2 represents an embodiment of the piezoelectric means 5.

Ils se composent d'un empilement de disques piézoélectriques 55 entre lesquels sont glissés des disques minces 54 d'un matériau conducteur tel que le cuivre, formant électrode, le tout étant maintenu en position par un boulon isolé 52 et son écrou 56. Les disques S5 en matériau piézoélectrique sont par exemple constitués par des céramiques commercialisées par la Société LCC sous la référence CPE 205. They consist of a stack of piezoelectric discs 55 between which are slid thin discs 54 of a conductive material such as copper, forming an electrode, the whole being held in position by an insulated bolt 52 and its nut 56. The discs S5 made of piezoelectric material are for example constituted by ceramics sold by the company LCC under the reference CPE 205.

Les électrodes 54 sont reliées à une alimentation électrique 50, par exemple par l'intermédiaire de trous métallisés 64 et 65. The electrodes 54 are connected to an electrical supply 50, for example by means of metallized holes 64 and 65.

Ainsi qu'il est connu, chacun des disques est susceptible de s'allonger dans le sens transversal (flèche 51) sous l'effet d'un champ appliqué entre ses deux faces par l'intermédiaire des disques 54. En se reportant à la figure I, il apparaît que l'empilement 5 décrit cidessus, fixé à la membrane 1 et au capot 6, permet le mouvement de la membrane comme indiqué par la flèche 12, faisant ainsi varier le volume fermé 4. As is known, each of the discs is capable of elongating in the transverse direction (arrow 51) under the effect of a field applied between its two faces via the discs 54. Referring to the FIG. I, it appears that the stack 5 described above, fixed to the membrane 1 and to the cover 6, allows the movement of the membrane as indicated by the arrow 12, thus varying the closed volume 4.

Le volume 4 est susceptible de recevoir un gaz de l'extérieur (flèche 25) par l'intermédiaire d'un canal 21 tracé dans l'épaisseur du substrat 2 ; ce canal a un orifice 23 débouchant à l'extérieur du capot 6 et, à son autre extrémité débouchant dans le volume 4, une soupape 31 dite d'admission par laquelle le gaz est admis (flèche 25) dans le volume 4.Symétriquement, le substrat 2 comporte un second canal 22, fermé à une de ces extrémités par une soupape 32 dite d'échappement, située dans le volume 4,-et à son autre extrémité par un dispositif 24 permettant de recueillir le gat
Il apparait ainsi que le dispositif de la figure 1 fonctionne en deux étapes:
- lors de la première étape, la membrane 1, initialement en position de repos (11) est déformée vers le haut vers la position 10 par les moyens piézoélectriques 5 ; le volume 4 se trouve donc agrandi et il y a admission, dans ce volume, de gaz à une pression initiale PO par l'intermédiaire du canal 21 et de la soupape 31 ;
- lors de la deuxième étape, la membrane 1 revient, sous l'action des moyens piézoélectriques 5, dans sa position initiale 11, réduis#ant ainsi le volume 4 et comprimant le gaz qui s'y trouve celui s'échappe à une pression P, supérieure à Po, par la soupape 32 et le canal 22 jusqu'à l'orifice 24 où il est prélevé
Les figures 3a, b et c, représentent un mode de réalisation du substrat 2, des canaux et des soupapes qu'il porte. Sur cette figure, on a représenté une vue en coupe partielle du substrat au niveau des soupapes. The volume 4 is capable of receiving a gas from the outside (arrow 25) via a channel 21 traced in the thickness of the substrate 2; this channel has an orifice 23 opening onto the outside of the cover 6 and, at its other end opening into the volume 4, a so-called intake valve 31 through which the gas is admitted (arrow 25) into the volume 4. Symmetrically, the substrate 2 comprises a second channel 22, closed at one of these ends by a so-called exhaust valve 32, located in the volume 4, and at its other end by a device 24 making it possible to collect the gat
It thus appears that the device of FIG. 1 operates in two stages:
- During the first step, the membrane 1, initially in the rest position (11) is deformed upwards towards the position 10 by the piezoelectric means 5; the volume 4 is therefore enlarged and there is admission, in this volume, of gas at an initial pressure PO via the channel 21 and the valve 31;
- during the second step, the membrane 1 returns, under the action of the piezoelectric means 5, to its initial position 11, reducing # ant thus the volume 4 and compressing the gas therein that escapes at a pressure P, greater than Po, through the valve 32 and the channel 22 to the orifice 24 where it is withdrawn
Figures 3a, b and c show an embodiment of the substrate 2, the channels and the valves it carries. In this figure, there is shown a partial sectional view of the substrate at the valves.

Dans ce mode de réalisation, le substrat 2 est constitué d'une pluralité de couches repérées 26 à 29 à savoir, sur la partie droite de la figure:
- une couche épaisse 26, formant support, dans laquelle est gravé le canal d'admission 21 ; ceIui#i se termine par une chambre 34, par exemple circulaire comme montré sur la figure 3c, qui est une vue de dessus du support 26 au niveau de la chambre 34
- une première couche fine repérée 28, recouvrant le s#upport 26, constituée par exemple par une tôle mince, comportant un trou, par exemple de section circulaire et de diamètre inférieur à celui de la chambre 34, sensiblement coaxial avec celle-ci. In this embodiment, the substrate 2 consists of a plurality of layers marked 26 to 29, namely, on the right part of the figure:
- A thick layer 26, forming a support, in which the intake channel 21 is engraved; ceIui # i ends with a chamber 34, for example circular as shown in FIG. 3c, which is a top view of the support 26 at the level of the chamber 34
- A first thin layer marked 28, covering the s # upport 26, constituted for example by a thin sheet, having a hole, for example of circular section and of diameter smaller than that of the chamber 34, substantially coaxial with the latter.

- une plaque 27, recouvrant la couche 28, par exemple également constituée par une t61e mais d'épaisseur de préférence supérieure, présentant également un trou coaxial avec celui de la couche 28, de préférence de mêmes caractéristiques, ces trous étant destinés à former un conduit 33 entre la chambre 34 et la soupape d'admission 31
- une deuxième couche 29, recouvrant la plaque 27, de préférence constituée comme la couche 28, dans laquelle une découpe par exemple rectangulaire réalise la soupape 31.- A plate 27, covering the layer 28, for example also constituted by a t61e but preferably of greater thickness, also having a hole coaxial with that of the layer 28, preferably with the same characteristics, these holes being intended to form a conduit 33 between chamber 34 and inlet valve 31
a second layer 29, covering the plate 27, preferably constituted like the layer 28, in which a cut, for example rectangular, produces the valve 31.

Le dispositif fonctionne de la façon suivante : lors de la première étape décrite dessus, les moyens piézoélectriques 5 (figure 1) mettent la membrane dans sa position 10, créant une dépression dessus de la soupape 31 ; de ce fait, celle-ci se soulève autorisant ainsi l'admission du gaz du conduit 21 vers le volume 4 (flèche 251
Sur la partie gauche de la figure 3a, on a représenté de façon analogue la coupe du substrat 2 au niveau de la soupape d'échappement 32. Comme précédemment, le canal d'échappement 22 est creusé dans le support 26, lequel est recouvert successivement par la couche 28, la plaque 27 et la couche 29.Comme précédemment également, le canal 22 se termine par une chambre 36, par exemple circulaire et dont les dimensions sont de préférence identiques à celles de la chambre d'admission 34 ;la chambre 36 est représentée vue de dessus figure 3h La soupape 32 étant destinée à s'ouvrir lorsque la membrane 1 passe de la position 10 à la position 11 (figure 1), de façon à laisser passer le gaz comprimé, c'est la couche 28 qui présente une découpe mobile formant la soupape 32, la plaque 27 étant perçée comme précédemment d'un trou 35 de préférence de mêmes dimensions que le trou 33 et la couche supérieure 29 est perçée d'un trou de préférence identique au trou 35 afin de former un conduit 35.The device operates as follows: during the first step described above, the piezoelectric means 5 (FIG. 1) put the membrane in its position 10, creating a vacuum above the valve 31; therefore, it is raised thereby authorizing the admission of gas from line 21 to volume 4 (arrow 251
On the left-hand side of FIG. 3a, the section of the substrate 2 at the level of the exhaust valve 32 has been shown in an analogous manner. As before, the exhaust channel 22 is hollowed out in the support 26, which is successively covered. by the layer 28, the plate 27 and the layer 29. As previously also, the channel 22 ends in a chamber 36, for example circular and whose dimensions are preferably identical to those of the intake chamber 34; the chamber 36 is represented seen from above figure 3h The valve 32 being intended to open when the membrane 1 passes from position 10 to position 11 (figure 1), so as to let pass the compressed gas, it is the layer 28 which has a movable cutout forming the valve 32, the plate 27 being pierced as previously with a hole 35 preferably of the same dimensions as the hole 33 and the upper layer 29 is pierced with a hole preferably identical to the hole 35 in order to form a conduit 35.

Le mode de réalisation décrit sur les figures 3 présente l'avantage d'une grande facilité de réalisation : en effet, les canaux 21 et 22 sont réalisés par fraisage dans le support 26 et les soupapes sont obtenues par des découpes identiques mais symétriques, par attaque chimique par exemple, les éléments 26 à 29 étant par exemple en acier inoxydable. The embodiment described in Figures 3 has the advantage of great ease of implementation: in fact, the channels 21 and 22 are produced by milling in the support 26 and the valves are obtained by identical but symmetrical cuts, by chemical attack for example, the elements 26 to 29 being for example stainless steel.

La figure 4 représente un autre mode de réalisation du microcompresseur selon lqnvention. FIG. 4 represents another embodiment of the microcompressor according to the invention.

Dans ce mode de réalisation, on retrouve une membrane souple 1 fixée sur sa périphérie au substrat 2 et, de préférence au voisinage de son centre, à des moyens piézoélectriques 5 ; ceuxci sont par exemple constitués comme représenté sur la figure 2 ; les moyens 5 sont fixés par ailleurs au capot 6, lui-meme fixé par l'intermédiaire d'un scellement 61 au substrat 2. In this embodiment, there is a flexible membrane 1 fixed on its periphery to the substrate 2 and, preferably in the vicinity of its center, to piezoelectric means 5; these are for example formed as shown in Figure 2; the means 5 are also fixed to the cover 6, itself fixed by means of a seal 61 to the substrate 2.

Dans ce mode de réalisation, une cuvette 203 est creusée dans le substrat 2 sous la membrane 1, celieci portant des soupapes 15 et 16 fermant des trous respectivement 14 et 16 traversant la membrane. In this embodiment, a bowl 203 is dug in the substrate 2 under the membrane 1, celieci carrying valves 15 and 16 closing holes 14 and 16 respectively passing through the membrane.

Le dispositif comporte encore une membrane souple 204 assurant l'étanchéité entre la membrane 1 et le capot 6 entre les trous 14 et 16, délimitant deux volumes 41 et 42. The device also comprises a flexible membrane 204 ensuring the seal between the membrane 1 and the cover 6 between the holes 14 and 16, delimiting two volumes 41 and 42.

Enfin, le dispositif comporte deux canaux, 201 et 202, permettant de mettre les volumes 41 et 42 en relation avec l'extérieur. Finally, the device has two channels, 201 and 202, allowing the volumes 41 and 42 to be connected to the outside.

Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant : sous l'action des moyens piézoélectriques 5, la membrane vient occuper une position repérée 18 dans la cuvette 203, permettant ainsi l'admission de gaz à la pression initiale PO par l'intermédiaire du canal 201 dans le volume 41 et dans celui uniquement, la soupape 15 étant alors fermée Lorsque, toujours sous l'action des moyens piézoélectriques 5, la membrane 13 revient dans sa position initiale représentée sur la figure, la soupape 15 s'ouvre, laissant passer le gaz dans la cuvette 203.Lorsque la membrane revient à sa position 18, le gaz contenu dans la cuvette 203 se trouve comprimé, donc porté à une pression supérieure à Po, du fait de la réduction de volume de ladite cuvette. 11 s'échappe alors par l'intermédiaire de la soupape 7 dans le volume 42 d'où il ne peut plus sortir tant que le canal 202 reste fermé à son extrémité. On obtient donc dans l'espace 42 un gaz à une pression supérieure à la pression initiale PO. The operation of this device is as follows: under the action of the piezoelectric means 5, the membrane comes to occupy a position marked 18 in the bowl 203, thus allowing the admission of gas at the initial pressure PO via the channel 201 in volume 41 and in that only, the valve 15 then being closed When, still under the action of the piezoelectric means 5, the membrane 13 returns to its initial position shown in the figure, the valve 15 opens, letting the gas in the bowl 203. When the membrane returns to its position 18, the gas contained in the bowl 203 is compressed, therefore brought to a pressure greater than Po, due to the reduction in volume of said bowl. 11 then escapes via the valve 7 into the volume 42 from which it can no longer exit as long as the channel 202 remains closed at its end. A space is thus obtained in space 42 at a pressure higher than the initial pressure PO.

Les figures 5, a, b et c, représentent trois variantes d'un dispositif d'amplification de mouvement susceptible d'être utilisé dans le microcompresseur selon l'invention. Figures 5, a, b and c show three variants of a movement amplification device capable of being used in the microcompressor according to the invention.

Sur la figure Sa, on a représenté une première variante dans laquelle on distingue un empilement de plaquettes piézoélectrique tels que décrit figure 2, globalement repéré 5, enserré entre deux flasques 57 et 58 par le boulon 52 et son écrou 56. L'empilement est, contrairement à ce qui a été décrit précédemment, placé horizontalement, c'està-dire qu'il fournit un déplacement (flèche 51) parallèle à la membrane 1 et au capot 6.Le dispositif d'amplification comporte quatre bras, repérés 71 à 74, montés de façon à obtenir un polygone déformable deux bras 71 et 74 relient les flasques 57 et 58 par l'intermédiaire de trois aiguilles de roulement, repérées 73, placées respectivement entre les bras et les flasques et entre les deux bras ; l'aiguille centrale placée entre les bras 71 et 74 assure également la fixation de l'ensemble au capot 6 par exemple au moyen d'une encoche (non représentée) pratiquée dans le capot 6, destinée à recevoir l'aiguille 75. De la même façon, du côté de la membrane I, les flasques 57 et 58 sont réunies par deux bras (72 et 73) et trois aiguilles (75), l'aiguille centrale assurant la fixation sur la membrane 1 par exemple comme sur le capot 6. Afin de recevoir les aiguilles 75, les flasques comportent des épaulements et les bras sont terminés à leurs extrémités par un V. Enfin, les deux aiguilles centrales 75 sont retenues par un ressort de maintien 76. In Figure Sa, there is shown a first variant in which there is a stack of piezoelectric plates as described in Figure 2, generally identified 5, sandwiched between two flanges 57 and 58 by the bolt 52 and its nut 56. The stack is , unlike what has been described above, placed horizontally, that is to say that it provides a displacement (arrow 51) parallel to the membrane 1 and to the cover 6. The amplification device comprises four arms, marked 71 to 74, mounted so as to obtain a deformable polygon two arms 71 and 74 connect the flanges 57 and 58 by means of three rolling needles, marked 73, placed respectively between the arms and the flanges and between the two arms; the central needle placed between the arms 71 and 74 also secures the assembly to the cover 6, for example by means of a notch (not shown) formed in the cover 6, intended to receive the needle 75. From the similarly, on the side of the membrane I, the flanges 57 and 58 are joined by two arms (72 and 73) and three needles (75), the central needle ensuring attachment to the membrane 1 for example as on the cover 6 In order to receive the needles 75, the flanges have shoulders and the arms are terminated at their ends by a V. Finally, the two central needles 75 are retained by a retaining spring 76.

La figure 5b représente une autre variante de réalisation des moyens d'amplification du mouvement. FIG. 5b represents another alternative embodiment of the means for amplifying the movement.

Sur cette figure, on a représenté deux empilements piézoélectriques tels que décrit figure 2, repérés respectivement 50 et 59, placés horizontalement et reliés chacun, d'une part, à la partie latérale du capot 6 par l'intermédiaire d'une aiguille de roulement 63 se logeant dans des logements en V prévus à cet effet dans le capot et dans l'empilement piézoélectrique et, d'autre part, à un dispositif central d'amplification de mouvement, réalisé par un polygone constitué de façon analogue à ce qui est décrit figure Sa en faisant abstraction des empilements piézoélectriques 5, c'esta'dire de quatre bras tels que 71 (figure 5a), s'appuyant d'une part sur la partie horizontale du capot 6- et sur la membrane 1 et, d'autre part, sur les flasques portant les empilements piézoélectriques Enfin, l'une des parties latérales du capot 6 recevant l'empilement piézoélectrique peut être constituée par un dispositif de réglage 6L
La figure 5c représente une troisième variante d'un dispositif d'amplification de mouvement
Sur cette figure, on a représenté le substrat 2, la membrane 1 et le capot 6. Comme pour la figure précédente, ce mode de réalisation comporte deux empilements piézoélectriques 50 et 59 fixés d'une part sur les parties latérales du capot 6 et d'autre part un dispositif central d'amplification de mouvement. Celui-ci est constitué par un liquide 79 disposé dans une enveloppe 78#, celle-ci étant fixée sur la partie horizontale du capot 6 et recevant sur ses parties latérales les efforts exercés par les empilements piézoélectriques 50 et 59.La partie inférieure du boîtier 78 est terminée par un piston 80 qui se déplace sous l'action du liquide 79 et qui est en contact avec la membrane 1.In this figure, two piezoelectric stacks have been shown as described in FIG. 2, marked respectively 50 and 59, placed horizontally and each connected, on the one hand, to the lateral part of the cover 6 by means of a rolling needle. 63 being housed in V-shaped housings provided for this purpose in the cover and in the piezoelectric stack and, on the other hand, to a central movement amplification device, produced by a polygon constituted in a manner analogous to that which is describes figure Sa by disregarding the piezoelectric stacks 5, that is to say of four arms such as 71 (figure 5a), resting on the one hand on the horizontal part of the cover 6- and on the membrane 1 and, d on the other hand, on the flanges carrying the piezoelectric stacks Finally, one of the lateral parts of the cover 6 receiving the piezoelectric stack can be constituted by an adjustment device 6L
FIG. 5c represents a third variant of a movement amplification device
In this figure, the substrate 2, the membrane 1 and the cover 6 are shown. As for the previous figure, this embodiment comprises two piezoelectric stacks 50 and 59 fixed on the one hand to the lateral parts of the cover 6 and d on the other hand, a central movement amplification device. This consists of a liquid 79 placed in an envelope 78 #, this being fixed on the horizontal part of the cover 6 and receiving on its lateral parts the forces exerted by the piezoelectric stacks 50 and 59. The lower part of the housing 78 is terminated by a piston 80 which moves under the action of the liquid 79 and which is in contact with the membrane 1.

A titre d'exemple, l'invention a été réalisée selon le mode représenté figures 1, 2 et 3, avec les caractéristiques suivantes:
- une pression de l'ordre de 20 bars;
- un substrat 2 constitué d'un support 26 de 9mm d'épaisseur, de deux couches 28 et 29 de 0,1 mm d'épaisseur et d'une plaque 27 de lmm d'épaisseur, dans lesquels sont réalisés deux conduits 33 et 35 de 0,6mm de diamètre, ces différents éléments étant réalisés en acier 23CN 18.10 et assemblés par brasure sous vide;
- des moyens piézoélectriques comportant des disques (55) de 15mm de diamètre, de 2mm d'épaisseur, comportant une ouverture centrale de 5mm, et des électrodes 54 de mêmes diamètres et d'épaisseur de l'ordre de 30um, l'allongement obtenu pour chaque disque sous 1000v. étant de l'ordre de 0,45um. By way of example, the invention has been carried out according to the mode shown in FIGS. 1, 2 and 3, with the following characteristics:
- a pressure of the order of 20 bars;
a substrate 2 consisting of a support 26 9 mm thick, two layers 28 and 29 0.1 mm thick and a plate 27 l mm thick, in which two conduits 33 and 35 of 0.6mm in diameter, these various elements being made of 23CN 18.10 steel and assembled by vacuum brazing;
- piezoelectric means comprising discs (55) 15mm in diameter, 2mm thick, having a central opening of 5mm, and electrodes 54 of the same diameters and thickness of the order of 30um, the elongation obtained for each disc under 1000v. being of the order of 0.45um.

Claims

1. Piezoelectric microcompressor characterized in that it comprises:

- a flexible membrane (1) fixed at its periphery on a substrate (2) defining therewith a volume closed by at least two valves;

- piezoelectric means (5) animating, on electrical control, the membrane with a movement varying the closed volume, the movement of the membrane towards the first of its two extreme positions, which increases said volume, corresponding to an operating phase said intake, the first of the two valves being such that it then allows the passage of a gas at an initial pressure towards the interior of the volume, and the movement of the membrane towards the second of its two extreme positions, which decreases said volume, corresponding to a so-called compression operating phase, the second of the two valves being such that it allows the passage of gas outside the volume, at a pressure greater than the initial pressure.

2. Microcompressor according to claim 1, characterized in that the piezoelectric means (5) consist of at least one stack of disks alternately of piezoelectric material (55) and of conductive material (54 #

3. Microcompressor according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a cover (6) carrying the piezoelectric means (5), fixed in leaktight manner on the substrate (2).

4. Microcompressor according to one of the preceding claims, characterized in that the substrate (2) successively comprises

a support (26) in which two channels (21, 22) are produced, each of the channels communicating at one of its ends with the outside and being closed at its other end by one of the two valves,

- a first layer (28) deposited on the substrate above the channels;

- a second layer <29); the two valves (31, 32) being produced by cutting respectively in the two layers

5. Microcompressor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the substrate comprises a cavity (203) above which the membrane (I) is placed, the latter comprising two orifices closed respectively by the two valves ( 15, 17), the membrane performing its movement in the cavity

6. Microcompressor according to claim 3 and one of the preceding claims, characterized in that it further comprises means for amplifying the movement provided by the piezoelectric means, these amplification means receiving the movement provided by the piezoelectric means and being mounted between the cover and the membrane.