JP2009270457A - Liquid circulation system - Google Patents

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Hitoshi Onishi
人司 大西
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid circulation system capable of reducing an influence of pulsation (vibration) caused by the vibration of a diaphragm, in a liquid circulation system using a diaphragm pump. <P>SOLUTION: This liquid circulation system is provided for circulating liquid to a circulating flow passage by discharging the liquid to a discharge port from a pump room by sucking the liquid in the pump room from a suction port by a volumetric change in the pump room. The liquid circulation system is provided so that a pulsation reducing chamber having a pulsation reducing diaphragm composed of an elastic material is arranged at least between the suction port and the circulating flow passage of a diaphragm pump and between the discharge port and the circulating flow passage, and one of front/reverse liquid chambers of the pulsation reducing diaphragm is made to communicate with one of the suction port and the discharge port, and the other is made to communicate with the other of the suction port and the discharge port. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ダイヤフラムポンプ(可変容積ポンプ)を用いた液循環システムに関する。   The present invention relates to a liquid circulation system using a diaphragm pump (variable volume pump).

振動するダイヤフラムによってポンプ作用を得るポンプとして、例えば圧電ポンプがある。圧電ポンプは、平面円形の圧電振動子(ダイヤフラム)とハウジングによってポンプ室を形成する。ハウジングには、ポンプ室に通じる吸入ポートと吐出ポートがそれぞれ形成され、吸入ポートとポンプ室との間には、吸入ポートからポンプ室への流体流を許しその逆方向の流体流を許さない吸入側逆止弁が設けられ、ポンプ室と吐出ポートの間には、ポンプ室から吐出側液溜室への流体流を許しその逆方向の流体流を許さない吐出側逆止弁が設けられている。圧電振動子が振動すると、ポンプ室の容積が大きくなる行程では、流入側逆止弁が開き吐出側逆止弁が閉じて吸入ポートからポンプ室内に流体が流入し、逆にポンプ室の容積が小さくなる行程では、吐出側逆止弁が開き吸入側逆止弁が閉じてポンプ室から吐出ポートに流体が吐出され、ポンプ作用が得られる。   An example of a pump that obtains a pump action by a vibrating diaphragm is a piezoelectric pump. The piezoelectric pump forms a pump chamber by a flat circular piezoelectric vibrator (diaphragm) and a housing. A suction port and a discharge port leading to the pump chamber are formed in the housing, respectively. Between the suction port and the pump chamber, suction is allowed to flow from the suction port to the pump chamber, but not to the opposite direction. A side check valve is provided, and a discharge side check valve is provided between the pump chamber and the discharge port that allows fluid flow from the pump chamber to the discharge side reservoir and does not allow fluid flow in the opposite direction. Yes. When the piezoelectric vibrator vibrates, in the process of increasing the volume of the pump chamber, the inflow side check valve opens and the discharge side check valve closes, and fluid flows into the pump chamber from the suction port. In the smaller stroke, the discharge-side check valve opens and the suction-side check valve closes, and fluid is discharged from the pump chamber to the discharge port, thereby obtaining a pump action.

吐出ポートと吸入ポートの間は、循環流路で接続される。本出願人が開発中のノートPCの発熱源(CPU、GPU、チップセット等)を冷却する水冷システムでは、この循環流路に、発熱源から熱を奪う受熱部と、受熱して昇温した液体の熱を放熱する放熱部とを設けている。
実開平2-112985号公報 実開平6-1780号公報 特開平11-247742号公報 特開2001-227472号公報 特開2002-202061号公報 特開2006-200524号公報 特開2006-316785号公報
The discharge port and the suction port are connected by a circulation channel. In a water cooling system that cools a heat source (CPU, GPU, chipset, etc.) of a notebook PC under development by the present applicant, a heat receiving part that takes heat away from the heat source is received in this circulation channel, and the temperature is increased by receiving heat. And a heat dissipating part for dissipating the heat of the liquid.
Japanese Utility Model Publication No. 2-112985 Japanese Utility Model Publication No. 6-1780 JP 11-247742 A JP 2001-227472 A JP 2002-202061 A JP 2006-200524 JP 2006-316785 A

このような液循環システムでは、振動ダイヤフラムの振動によって、吸入ポートと吐出ポート内の圧力が変動する脈動が避けられない。脈動は、同時に大きな運転音(騒音)や圧電振動子の耐久性の劣化の原因となる。   In such a liquid circulation system, pulsation in which the pressure in the suction port and the discharge port fluctuates due to vibration of the vibration diaphragm is unavoidable. The pulsation simultaneously causes a loud driving sound (noise) and deterioration of the durability of the piezoelectric vibrator.

従来のダイヤフラムポンプの脈動防止構造は一般に、振動ダイヤフラムとは別に設けた弾性材料からなる脈動軽減ダイヤフラムの表裏の一方の室を吸入ポート又は吐出ポートに連通させ、他方の室に空気を封入している。吸入ポート又は吐出ポートの圧力変動を密閉空気室の体積変化で吸収しようという考えであるが、本発明者の解析によると、空気室の体積変化ではその体積の1割から2割程度の体積変化の吸収であり、空気室の体積を大きくしなくては脈動を効果的に軽減することが困難である。また、長期間の使用により空気が減少し、脈動軽減効果が低下する問題もある。   Conventional diaphragm pump pulsation prevention structure generally has one chamber on the front and back of a pulsation reducing diaphragm made of an elastic material provided separately from the vibration diaphragm communicated with an intake port or a discharge port, and air is sealed in the other chamber. Yes. The idea is to absorb the pressure fluctuation of the suction port or the discharge port by the volume change of the sealed air chamber. According to the analysis of the present inventor, the volume change of the air chamber is about 10 to 20% of the volume change. It is difficult to effectively reduce the pulsation without increasing the volume of the air chamber. In addition, there is a problem that air is reduced by long-term use and the pulsation reducing effect is lowered.

本発明は、簡単な構造で効果的に脈動の軽減ができるダイヤフラムポンプを用いた液循環システムを得ることを目的とする。   It is an object of the present invention to obtain a liquid circulation system using a diaphragm pump that can effectively reduce pulsation with a simple structure.

本発明者は、従来装置では、脈動軽減ダイヤフラムの表裏の一方を液室、他方を密閉空気室としていたのに対し、表裏の両方を液室とし、この表裏の液室の一方を吸入ポート又は吐出ポートに連通させ、他方を吐出ポート又は吸入ポートに連通させ、脈動軽減ダイヤフラムの表裏に液体を導入すれば、脈動の軽減効果が高いという事実に着目して本発明を完成したものである。   In the conventional apparatus, the front and back sides of the pulsation reducing diaphragm are liquid chambers and the other side is a sealed air chamber, whereas both front and back sides are liquid chambers, and one of the front and back liquid chambers is a suction port or The present invention has been completed by paying attention to the fact that the effect of reducing the pulsation is high if it is communicated with the discharge port, the other is communicated with the discharge port or the suction port, and the liquid is introduced into the front and back of the pulsation reduction diaphragm.

すなわち、本発明は、振動するダイヤフラムによって形成された可変容積のポンプ室、このポンプ室に通じる吸入ポートに設けた該吸入ポートからポンプ室への流体流を許しその逆方向の流体流を許さない吸入側逆止弁、及び上記ポンプ室に通じる吐出ポートに設けた該ポンプ室から吐出ポートへの流体流を許しその逆方向の流体流を許さない吐出側逆止弁を少なくとも一対有するダイヤフラムポンプ;及びダイヤフラムポンプの吐出ポートから吸入ポートに至る循環流路;を備え、ポンプ室の容積変化によって吸入ポートからポンプ室に液体を吸入し、該ポンプ室から吐出ポートに液体を吐出して上記循環流路に液体を循環させる液循環システムにおいて、ダイヤフラムポンプの吸入ポートと循環流路の間及び吐出ポートと循環流路の間の少なくとも一方に脈動軽減室を形成し、この脈動軽減室に、表裏にそれぞれ液室を形成する弾性材料からなる脈動軽減ダイヤフラムを設け、この脈動軽減ダイヤフラムの表裏の液室の一方を、吸入ポートと吐出ポートのいずれか一方に連通させ、他方を該吸入ポートと吐出ポートの他方に連通させたことを特徴としている。   That is, the present invention allows a fluid flow from a suction port provided in a suction chamber connected to the pump chamber of a variable volume formed by a vibrating diaphragm to the pump chamber to the pump chamber and does not allow a fluid flow in the opposite direction. A diaphragm pump having at least one pair of a suction side check valve and a discharge side check valve that allows fluid flow from the pump chamber to the discharge port provided in the discharge port communicating with the pump chamber and does not allow fluid flow in the opposite direction; And a circulation flow path from the discharge port of the diaphragm pump to the suction port; the liquid is sucked from the suction port into the pump chamber by the volume change of the pump chamber, and the liquid is discharged from the pump chamber to the discharge port. In a liquid circulation system that circulates liquid in a passage, between a suction port of a diaphragm pump and a circulation flow path, and between a discharge port and a circulation flow path At least one of the pulsation reduction chambers is formed, and the pulsation reduction chamber is provided with a pulsation reduction diaphragm made of an elastic material that forms liquid chambers on the front and back sides. And the discharge port, and the other is connected to the other of the suction port and the discharge port.

本発明の一態様では、脈動軽減ダイヤフラムを有する脈動軽減室は、ダイヤフラムポンプの吸入ポートと循環流路の間及び吐出ポートと循環流路の間の双方に形成し、この一対の脈動軽減ダイヤフラムの表裏の液室の一方を吸入ポートと吐出ポートのいずれか一方に連通させ、他方を該吸入ポートと吐出ポートの他方に連通させることができる。   In one aspect of the present invention, the pulsation reduction chamber having the pulsation reduction diaphragm is formed both between the suction port and the circulation flow path of the diaphragm pump and between the discharge port and the circulation flow path, and the pair of pulsation reduction diaphragms. One of the front and back liquid chambers can be communicated with one of the suction port and the discharge port, and the other can be communicated with the other of the suction port and the discharge port.

また、別の態様では、ダイヤフラムポンプの吸入ポートと循環流路の間及び吐出ポートと循環流路の間にはそれぞれ同一仕様の脈動軽減室を形成し、この一対の脈動軽減室の一方と他方に、脈動軽減ダイヤフラムと穴あきダイヤフラムを設け、この穴あきダイヤフラムを含む流路により、脈動軽減ダイヤフラムの表裏の液室の一方を吸入ポートと吐出ポートのいずれか一方に連通させることができる。   In another aspect, a pulsation reducing chamber of the same specification is formed between the suction port of the diaphragm pump and the circulation channel and between the discharge port and the circulation channel, and one and the other of the pair of pulsation reduction chambers are formed. Further, a pulsation reducing diaphragm and a perforated diaphragm are provided, and one of the liquid chambers on the front and back sides of the pulsation reducing diaphragm can be communicated with either the suction port or the discharge port by the flow path including the perforated diaphragm.

本発明の液循環システムは、具体的には例えば、循環流路に、発熱源から熱を奪う受熱部と、受熱して昇温した液体の熱を放熱する放熱部とを含む液冷システムに用いることができる。   Specifically, the liquid circulation system of the present invention is, for example, a liquid cooling system including a heat receiving part that takes heat from a heat generation source and a heat radiating part that dissipates heat of the liquid that has been heated and received heat in the circulation channel. Can be used.

本発明は、少なくともダイヤフラムとして圧電振動子を用いた圧電ポンプに適用できる。   The present invention can be applied to a piezoelectric pump using a piezoelectric vibrator as at least a diaphragm.

本発明の液循環システムは、ダイヤフラムポンプの吸入ポートと循環流路の間及び吐出ポートと循環流路の間の少なくとも一方に、脈動軽減ダイヤフラムを有する脈動軽減室を形成し、この脈動軽減ダイヤフラムの表裏の液室の一方を、吸入ポートと吐出ポートのいずれか一方に連通させ、他方を該吸入ポートと吐出ポートの他方に連通させたので、吸入ポート(吐出ポート)内の圧力変動を、吐出ポート(吸入ポート)内の液体圧力で吸収し、脈動(振動、騒音)を軽減することができる。   In the liquid circulation system of the present invention, a pulsation reducing chamber having a pulsation reducing diaphragm is formed between at least one of the suction port and the circulation flow path of the diaphragm pump and between the discharge port and the circulation flow path. Since one of the liquid chambers on the front and back sides is connected to one of the suction port and the discharge port, and the other is connected to the other of the suction port and the discharge port, the pressure fluctuation in the suction port (discharge port) is discharged. Absorbed by the liquid pressure in the port (suction port), pulsation (vibration, noise) can be reduced.

図1は、本発明の液循環システムを、圧電ポンプ(ダイヤフラムポンプ)を用いた液冷システムに適用した実施形態を示している。この実施形態は、第1の発熱源10Aと第2の発熱源10Bを有する受熱部10、放熱部20及び圧電ポンプ30を含んでいる。   FIG. 1 shows an embodiment in which the liquid circulation system of the present invention is applied to a liquid cooling system using a piezoelectric pump (diaphragm pump). This embodiment includes a heat receiving unit 10 having a first heat generation source 10A and a second heat generation source 10B, a heat radiation unit 20, and a piezoelectric pump 30.

圧電ポンプ30は、図4に示すように、下方から順にロアハウジング30Lとアッパハウジング30Uを有している。ロアハウジング30Lとアッパハウジング30Uの間には、Oリング33と押えリング34を介して圧電振動子(ダイヤフラム)35が液密に挟着支持されていて、該圧電振動子35とロアハウジング30Lとの間にポンプ室Pを構成している。圧電振動子35とアッパハウジング30Uとの間には、大気室Aが形成される。   As shown in FIG. 4, the piezoelectric pump 30 includes a lower housing 30L and an upper housing 30U in order from the bottom. A piezoelectric vibrator (diaphragm) 35 is sandwiched and supported between the lower housing 30L and the upper housing 30U via an O-ring 33 and a presser ring 34, and the piezoelectric vibrator 35 and the lower housing 30L A pump chamber P is formed between the two. An atmospheric chamber A is formed between the piezoelectric vibrator 35 and the upper housing 30U.

圧電振動子35は、導電性の金属薄板材料、例えば厚さ50〜300μm程度のステンレス、42アロイ等により形成された金属製の薄板からなるシム35aと、このシム35aの表裏の少なくとも一面(図示例は上面のみ)に積層形成した圧電体35bとからなるもので、圧電体35bは、例えば厚さ300μm程度のPZT(Pb(Zr、Ti)O3)から構成され、その表裏方向に分極処理が施されている。このような圧電振動子は周知である。 The piezoelectric vibrator 35 includes a shim 35a formed of a conductive metal thin plate material, for example, a metal thin plate formed of stainless steel having a thickness of about 50 to 300 μm, 42 alloy, or the like, and at least one surface of the shim 35a (see FIG. The example is composed of a piezoelectric body 35b laminated on the upper surface only). The piezoelectric body 35b is made of, for example, PZT (Pb (Zr, Ti) O 3 ) having a thickness of about 300 μm, and is polarized in the front and back directions. Is given. Such a piezoelectric vibrator is well known.

ロアハウジング30Lには、外方に突出する吐出ポート31及び吸入ポート32(図1参照)と、この吐出ポート31及び吸入ポート32にそれぞれ連通する吐出室31a及び吸入室32aが形成されている。この吐出室31aと吸込室32aには、ポンプ室Pとの境界部にそれぞれ、逆止弁(アンブレラ)36と37が設けられている。逆止弁36は、ポンプ室Pから吐出室31aへの流体流を許してその逆の流体流を許さない吐出側逆止弁であり、逆止弁37は、吸込室32aからポンプ室Pへの流体流を許してその逆の流体流を許さない吸入側逆止弁である。   The lower housing 30L is formed with a discharge port 31 and a suction port 32 (see FIG. 1) protruding outward, and a discharge chamber 31a and a suction chamber 32a communicating with the discharge port 31 and the suction port 32, respectively. The discharge chamber 31a and the suction chamber 32a are provided with check valves (umbrellas) 36 and 37 at the boundary between the discharge chamber 31a and the suction chamber 32a, respectively. The check valve 36 is a discharge-side check valve that allows a fluid flow from the pump chamber P to the discharge chamber 31a and does not allow a reverse fluid flow. The check valve 37 is a pump chamber P from the suction chamber 32a to the pump chamber P. This is a suction-side check valve that permits the fluid flow of the fluid and does not permit the reverse fluid flow.

逆止弁36、37は、同一の形態であり、流路に接着固定される穴あき基板36a、37aに、弾性材料からなるアンブレラ36b、37bを装着してなっている。このような逆止弁(アンブレラ)自体は周知である。   The check valves 36 and 37 have the same configuration, and are provided with umbrellas 36b and 37b made of an elastic material on perforated substrates 36a and 37a that are bonded and fixed to the flow path. Such a check valve (umbrella) itself is well known.

以上の圧電ポンプ30は、圧電振動子35が正逆に弾性変形(振動)すると、ポンプ室Pの容積が拡大する行程では、吸入側逆止弁37が開いて吐出側逆止弁36が閉じるため、吸入ポート32(吸込室32a)からポンプ室P内に冷媒が流入する。一方、ポンプ室Pの容積が縮小する行程では、吐出側逆止弁36が開いて吸入側逆止弁37が閉じるため、ポンプ室Pから吐出ポート31(吐出室31a)に冷媒が流出する。したがって、圧電振動子35を正逆に連続させて弾性変形させる(振動させる)ことで、ポンプ作用が得られる。   In the piezoelectric pump 30 described above, when the piezoelectric vibrator 35 is elastically deformed (vibrated) in the forward and reverse directions, the suction-side check valve 37 is opened and the discharge-side check valve 36 is closed in a stroke in which the volume of the pump chamber P is increased. Therefore, the refrigerant flows into the pump chamber P from the suction port 32 (suction chamber 32a). On the other hand, in the stroke in which the volume of the pump chamber P is reduced, the discharge check valve 36 is opened and the suction check valve 37 is closed, so that the refrigerant flows out from the pump chamber P to the discharge port 31 (discharge chamber 31a). Therefore, the pump action can be obtained by elastically deforming (vibrating) the piezoelectric vibrator 35 continuously in the forward and reverse directions.

この圧電ポンプ30の吐出ポート31と吸入ポート32は、一連の循環流路40に接続されており、この循環流路40上に、前述の受熱部10と放熱部20が設置されている。圧電ポンプ30の吐出ポート31及び吸入ポート32と循環流路40の間には脈動軽減ブロック50が介在している。なお、上記圧電ポンプ30は吐出側逆止弁と吸入側逆止弁を1対設けた2バルブタイプであるが、吐出側逆止弁と吸入側逆止弁を2対設けた4バルブタイプの圧電ポンプでも良いことは勿論である。   The discharge port 31 and the suction port 32 of the piezoelectric pump 30 are connected to a series of circulation channels 40, and the heat receiving unit 10 and the heat dissipation unit 20 are installed on the circulation channel 40. A pulsation reducing block 50 is interposed between the discharge port 31 and the suction port 32 of the piezoelectric pump 30 and the circulation flow path 40. The piezoelectric pump 30 is a two-valve type in which a pair of discharge-side check valves and suction-side check valves are provided, but a four-valve type in which two pairs of discharge-side check valves and suction-side check valves are provided. Of course, a piezoelectric pump may be used.

脈動軽減ブロック50は、図2に示すように、アッパハウジング51とロアハウジング52を有している。アッパハウジング51には同一形状の一対の円形凹部511と、この凹部511と同心の環状突起512が形成され、ロアハウジング52には、この円形凹部511に対応する同一形状の一対の円形凹部521と、環状突起512に対応する環状溝522が形成されている。凹部511と凹部521によって脈動軽減室53が形成されている。   The pulsation reduction block 50 includes an upper housing 51 and a lower housing 52 as shown in FIG. A pair of circular recesses 511 having the same shape and an annular protrusion 512 concentric with the recess 511 are formed in the upper housing 51, and a pair of circular recesses 521 having the same shape corresponding to the circular recess 511 is formed in the lower housing 52. An annular groove 522 corresponding to the annular protrusion 512 is formed. A pulsation reducing chamber 53 is formed by the recess 511 and the recess 521.

平面円形をなす弾性材料からなる脈動軽減ダイヤフラム54の周縁ビード部541は、ロアハウジング52の環状溝522に嵌められる。そして、ロアハウジング52上にアッパハウジング51を重ねて環状突起512を環状溝522に嵌め、周縁ビード部541を圧縮することで、脈動軽減ダイヤフラム54の表裏(図の上下)にそれぞれ液室531と532が形成される。つまり、脈動軽減室53内に、脈動軽減ダイヤフラム54によって液室531と532が形成される。吐出ポート31と吸入ポート32は、一対の脈動軽減室53の図の下方の液室532にそれぞれ開口している。   The peripheral bead portion 541 of the pulsation reducing diaphragm 54 made of an elastic material having a flat circular shape is fitted into the annular groove 522 of the lower housing 52. Then, the upper housing 51 is overlaid on the lower housing 52, the annular protrusion 512 is fitted into the annular groove 522, and the peripheral bead portion 541 is compressed, so that the liquid chamber 531 and 532 is formed. That is, liquid chambers 531 and 532 are formed in the pulsation reduction chamber 53 by the pulsation reduction diaphragm 54. The discharge port 31 and the suction port 32 open to the liquid chamber 532 below the pair of pulsation reduction chambers 53 in the drawing.

アッパハウジング51とロアハウジング52には、一方の脈動軽減室53の液室531と他方の脈動軽減室53の液室532をそれぞれ連通させる連通路55が形成されている。その結果、一対の脈動軽減室53の脈動軽減ダイヤフラム54の表裏の液室は、吐出ポート31と吸入ポート32にそれぞれ連通している。   In the upper housing 51 and the lower housing 52, a communication passage 55 is formed to communicate the liquid chamber 531 of one pulsation reduction chamber 53 with the liquid chamber 532 of the other pulsation reduction chamber 53. As a result, the liquid chambers on the front and back sides of the pulsation reduction diaphragm 54 of the pair of pulsation reduction chambers 53 communicate with the discharge port 31 and the suction port 32, respectively.

図3は、循環流路40上に設けた発熱源10A、10Bの受熱構造例を示している。発熱源10Aは例えばPCのCPU、発熱源10Bは同チップセットであり、液流ジャケット101(201)上に熱的に接触させて配置したヒートスプレッダ102(202)上に載置されている。液流ジャケット101(201)は、循環流路40に連通する蛇行流路101a(201a)を有している。液流ジャケット101(201)は、3枚の積層板(ブレージングシート)の中心板に蛇行流路101aと201aを穿設してなっている。液流ジャケット101(201)上には、これらヒートスプレッダ102(202)と発熱源10A(チップセット200)、及び押え板103(203)が重ねて配置され、締結手段104(204)を介して結合されている。   FIG. 3 shows an example of a heat receiving structure of the heat sources 10A and 10B provided on the circulation flow path 40. The heat source 10A is, for example, a CPU of a PC, and the heat source 10B is the same chip set, and is placed on a heat spreader 102 (202) disposed in thermal contact with the liquid flow jacket 101 (201). The liquid flow jacket 101 (201) has a meandering flow path 101 a (201 a) that communicates with the circulation flow path 40. The liquid flow jacket 101 (201) has meandering channels 101a and 201a formed in the center plate of three laminated plates (brazing sheets). On the liquid flow jacket 101 (201), the heat spreader 102 (202), the heat source 10A (chip set 200), and the presser plate 103 (203) are arranged in an overlapping manner, and are coupled via the fastening means 104 (204). Has been.

放熱部20は、循環流路40に連通するラジエータ21と、このラジエータ21に対して冷却風を送るファン22からなっている。   The heat dissipating unit 20 includes a radiator 21 that communicates with the circulation flow path 40 and a fan 22 that sends cooling air to the radiator 21.

本実施形態の液冷システム(液循環システム)は従って、圧電ポンプ30の吐出ポート31から出た冷媒は、脈動軽減ブロック50を通過した後受熱部10に至る。受熱部10では、発熱源10Aの直下の液流ジャケット(受熱部)101の蛇行流路101aを通って発熱源10Aから熱を奪う。液流ジャケット101を出た冷媒は、循環流路40を通って発熱源10Bの直下の液流ジャケット(受熱部)201の蛇行流路201aを通り、発熱源10Bから熱を奪う。液流ジャケット201を出た冷媒は、循環流路40を通って放熱部20のラジエータ21に至り、ラジエータ21を流れる間、冷却ファン22から冷却風を受けて冷却される。その後、循環流路40を通って脈動軽減室脈動軽減ブロック50に入り、圧電ポンプ30の吸入ポート32に戻る。以下、以上の循環が繰り返されて発熱源10Aと発熱源10Bが冷却される。   Accordingly, in the liquid cooling system (liquid circulation system) according to the present embodiment, the refrigerant discharged from the discharge port 31 of the piezoelectric pump 30 reaches the heat receiving unit 10 after passing through the pulsation reducing block 50. In the heat receiving part 10, heat is taken from the heat generating source 10 </ b> A through the meandering channel 101 a of the liquid flow jacket (heat receiving part) 101 immediately below the heat generating source 10 </ b> A. The refrigerant that has exited the liquid flow jacket 101 passes through the circulation flow path 40, passes through the meandering flow path 201a of the liquid flow jacket (heat receiving part) 201 immediately below the heat generation source 10B, and takes heat from the heat generation source 10B. The refrigerant that has exited the liquid flow jacket 201 reaches the radiator 21 of the heat radiating section 20 through the circulation flow path 40 and is cooled by receiving cooling air from the cooling fan 22 while flowing through the radiator 21. Thereafter, the pulsation reducing chamber pulsation reducing block 50 is entered through the circulation channel 40 and returned to the suction port 32 of the piezoelectric pump 30. Thereafter, the above circulation is repeated to cool the heat source 10A and the heat source 10B.

この液循環は、上述のように、圧電振動子35を正逆に連続させて弾性変形させる圧電ポンプ30のポンプ作用によって生じ、このポンプ作用により吸入側逆止弁37と吐出側逆止弁36が交互に開閉を繰り返すため、吐出ポート31と吸入ポート32で圧力変動が発生する。この吐出ポート31と吸入ポート32内の圧力変動は、脈動軽減ブロック50の一対の脈動軽減室53の液室531と532に及ぼされ、脈動軽減ダイヤフラム54が弾性変形する。   As described above, this liquid circulation is caused by the pump action of the piezoelectric pump 30 that elastically deforms the piezoelectric vibrator 35 continuously in the forward and reverse directions, and this pump action causes the suction-side check valve 37 and the discharge-side check valve 36. Open and close alternately so that pressure fluctuations occur at the discharge port 31 and the suction port 32. The pressure fluctuation in the discharge port 31 and the suction port 32 is applied to the liquid chambers 531 and 532 of the pair of pulsation reduction chambers 53 of the pulsation reduction block 50, and the pulsation reduction diaphragm 54 is elastically deformed.

本実施形態において特徴的なことは、脈動軽減ダイヤフラム54の表裏の液室531と532が、常に吐出ポート31と吸入ポート32に連通していることである。このため、脈動軽減ダイヤフラム54は、吐出ポート31と吸入ポート32の圧力差に応じて弾性変形し、吐出ポート31と吸入ポート32内の液体圧力に表れる脈動(振動、騒音)を減少させることができる。つまり、ポンプの吐出工程において、吐出ポート31に連通する液室532(531)内の液体の圧力が上昇するときには、脈動軽減ダイヤフラム54の反対側の吸入ポート32に連通する液室531(532)内の圧力が相対的に下降しているから、同脈動軽減ダイヤフラム54はそれぞれ、液室531(532)側に弾性変形して脈動を吸収する。ポンプの吸入工程においても同様である。   What is characteristic in this embodiment is that the liquid chambers 531 and 532 on the front and back of the pulsation reducing diaphragm 54 are always in communication with the discharge port 31 and the suction port 32. For this reason, the pulsation reducing diaphragm 54 is elastically deformed according to the pressure difference between the discharge port 31 and the suction port 32, and can reduce pulsation (vibration, noise) appearing in the liquid pressure in the discharge port 31 and the suction port 32. it can. That is, in the pump discharge process, when the pressure of the liquid in the liquid chamber 532 (531) communicating with the discharge port 31 rises, the liquid chamber 531 (532) communicating with the suction port 32 on the opposite side of the pulsation reducing diaphragm 54. Since the internal pressure is relatively lowered, each of the pulsation reducing diaphragms 54 is elastically deformed toward the liquid chamber 531 (532) to absorb the pulsation. The same applies to the pump suction process.

図5と図6はそれぞれ、本発明の別の実施形態を示している。図5の実施形態は、吸入ポート32に連通する脈動軽減室53側のダイヤフラムとして、穴Hを有する穴あきダイヤフラム54Hを用い、図6の実施形態は、吐出ポート31に連通する脈動軽減室53側のダイヤフラムとして、穴Hを有する穴あきダイヤフラム54Hを用いた実施形態である。アッパハウジング51には、穴あきダイヤフラム54Hを介して吸入ポート32(吐出ポート31)を吐出ポート31(吸入ポート32)側の脈動軽減ダイヤフラム54の上側の液室531に連通させる連通路56が形成されている。この他の構成は、図2の実施形態と同一であり、同一要素には同一の符号を付した。   5 and 6 each show another embodiment of the present invention. The embodiment of FIG. 5 uses a perforated diaphragm 54H having a hole H as the diaphragm on the pulsation reduction chamber 53 side communicating with the suction port 32, and the embodiment of FIG. 6 has a pulsation reduction chamber 53 communicating with the discharge port 31. In this embodiment, a perforated diaphragm 54H having a hole H is used as the side diaphragm. The upper housing 51 is formed with a communication path 56 that allows the suction port 32 (discharge port 31) to communicate with the liquid chamber 531 above the pulsation reducing diaphragm 54 on the discharge port 31 (suction port 32) side through a perforated diaphragm 54H. Has been. Other configurations are the same as those in the embodiment of FIG. 2, and the same reference numerals are given to the same elements.

図5の実施形態では、吐出ポート31に連通する脈動軽減室53側の脈動軽減ダイヤフラム54の表裏に、吐出ポート31と吸入ポート32の圧力が及ぼされているため、主にポンプの吐出工程において脈動軽減作用が得られる。また、図6の実施形態では、吸入ポート32に連通する脈動軽減室53側の脈動軽減ダイヤフラム54の表裏に、吐出ポート31と吸入ポート32の圧力が及ぼされているため、主にポンプの吸入工程において脈動軽減作用が得られる。脈動軽減効果は、同時に運転音(振動、騒音)の軽減効果につながる。   In the embodiment of FIG. 5, since the pressure of the discharge port 31 and the suction port 32 is applied to the front and back of the pulsation reduction diaphragm 54 on the pulsation reduction chamber 53 side communicating with the discharge port 31, mainly in the pump discharge process. A pulsation reducing action is obtained. Further, in the embodiment of FIG. 6, the pressure of the discharge port 31 and the suction port 32 is exerted on the front and back of the pulsation reduction diaphragm 54 on the pulsation reduction chamber 53 side communicating with the suction port 32. A pulsation reducing action is obtained in the process. The pulsation reducing effect leads to a driving noise (vibration, noise) reduction effect at the same time.

図5の実施形態と図6の実施形態は、脈動軽減ダイヤフラム54と穴あきダイヤフラム54Hを交換することで、ポンプの吸入工程での脈動軽減作用と吐出工程での脈動軽減作用とを選択できるという利点がある。穴あきダイヤフラムには勿論ダイヤフラムとしての機能はなく、実質的にはシール部材として機能している。穴あきダイヤフラムを用いることなく、同様の流路を形成することは可能である。つまり、脈動軽減室53を吐出ポート31と吸入ポート32のいずれか一方に設ける態様では、その脈動軽減ダイヤフラム54の表裏の液室を、吐出ポート31と吸入ポート32に連通させればよい。また、穴あきダイヤフラム54H側の液室53を小さくし、脈動軽減ダイヤフラム54側の液室53を大きくすることで脈動軽減効果をさらに高めることが可能である。   The embodiment of FIG. 5 and the embodiment of FIG. 6 can select the pulsation reducing action in the pump suction process and the pulsation reducing action in the discharge process by exchanging the pulsation reducing diaphragm 54 and the perforated diaphragm 54H. There are advantages. Of course, the perforated diaphragm does not function as a diaphragm, but substantially functions as a seal member. It is possible to form a similar flow path without using a perforated diaphragm. That is, in the aspect in which the pulsation reducing chamber 53 is provided in either the discharge port 31 or the suction port 32, the liquid chambers on the front and back sides of the pulsation reduction diaphragm 54 may be communicated with the discharge port 31 and the suction port 32. Further, the pulsation reducing effect can be further enhanced by reducing the size of the liquid chamber 53 on the perforated diaphragm 54H side and increasing the size of the liquid chamber 53 on the pulsation reducing diaphragm 54 side.

以上の実施形態では、ダイヤフラムとして圧電振動子を例示したが、本発明は他の振動するダイヤフラムを用いた液体ポンプに広く適用できる。   In the above embodiment, the piezoelectric vibrator is exemplified as the diaphragm. However, the present invention can be widely applied to liquid pumps using other vibrating diaphragms.

上記実施形態では、ハウジング及びこれに関連する要素に便宜上「アッパ」「ロア」の名前を付けたが、使用状態でのそれを限定するものではないことは明らかである。   In the above embodiment, the housing and related elements are named “upper” and “lower” for convenience, but it is obvious that the housing and the elements are not limited to those in use.

本発明による液循環システムの一実施形態を示す系統接続平面図である。It is a system connection top view which shows one Embodiment of the liquid circulation system by this invention. 図1のII-II線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the II-II line of FIG. 図1のIII-III線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the III-III line of FIG. 図1のIV-IV線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the IV-IV line of FIG. 本発明による液循環システムの別の実施形態を示す、図2に対応する断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 2, showing another embodiment of the liquid circulation system according to the present invention. 本発明による液循環システムのさらに別の実施形態を示す、図2に対応する断面図である。It is sectional drawing corresponding to FIG. 2 which shows another embodiment of the liquid circulation system by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 受熱部
10A 発熱源
10B 発熱源
101 201 液流ジャケット(受熱部)
101a 201a 蛇行流路
102 202 ヒートスプレッダ
103 203 押え板
104 204 締結手段
20 放熱部
21 ラジエータ
22 冷却ファン
30 圧電ポンプ(ダイヤフラムポンプ)
31 吐出ポート
32 吸入ポート
35 圧電振動子
36 吐出側逆止弁
37 吸入側逆止弁
40 循環流路
50 脈動軽減ブロック
51 アッパハウジング
511 凹部
512 環状突起
52 ロアハウジング
521 凹部
522 環状溝
53 脈動軽減室
531 532 液室
54 脈動軽減ダイヤフラム
541 周縁ビード部
54H 穴あきダイヤフラム
55 56 連通路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Heat receiving part 10A Heat generating source 10B Heat generating source 101 201 Liquid flow jacket (heat receiving part)
101a 201a Meandering channel 102 202 Heat spreader 103 203 Presser plate 104 204 Fastening means 20 Radiating part 21 Radiator 22 Cooling fan 30 Piezoelectric pump (diaphragm pump)
31 Discharge port 32 Suction port 35 Piezoelectric vibrator 36 Discharge side check valve 37 Suction side check valve 40 Circulation flow path 50 Pulsation reduction block 51 Upper housing 511 Recess 512 Recess 512 Lower housing 521 Recess 522 Annular groove 53 Pulsation reduction chamber 531 532 Liquid chamber 54 Pulsation reduction diaphragm 541 Peripheral bead portion 54H Perforated diaphragm 55 56 Communication path

Claims (5)

振動するダイヤフラムによって形成された可変容積のポンプ室、このポンプ室に通じる吸入ポートに設けた該吸入ポートからポンプ室への流体流を許しその逆方向の流体流を許さない吸入側逆止弁、及び上記ポンプ室に通じる吐出ポートに設けた該ポンプ室から吐出ポートへの流体流を許しその逆方向の流体流を許さない吐出側逆止弁を少なくとも一対有するダイヤフラムポンプ;及び
上記ダイヤフラムポンプの吐出ポートから吸入ポートに至る循環流路;
を備え、
上記ポンプ室の容積変化によって吸入ポートからポンプ室に液体を吸入し、該ポンプ室から吐出ポートに液体を吐出して上記循環流路に液体を循環させる液循環システムにおいて、
上記ダイヤフラムポンプの吸入ポートと循環流路の間及び吐出ポートと循環流路の間の少なくとも一方に脈動軽減室を形成し、
この脈動軽減室に、表裏にそれぞれ液室を形成する弾性材料からなる脈動軽減ダイヤフラムを設け、
この脈動軽減ダイヤフラムの表裏の液室の一方を、上記吸入ポートと吐出ポートのいずれか一方に連通させ、他方を該吸入ポートと吐出ポートの他方に連通させたことを特徴とする液循環システム。
A variable-volume pump chamber formed by an oscillating diaphragm, a suction-side check valve that allows fluid flow from the suction port to the pump chamber provided in a suction port that communicates with the pump chamber and does not allow fluid flow in the opposite direction; And a diaphragm pump having at least a pair of discharge-side check valves that permit fluid flow from the pump chamber to the discharge port and that do not allow fluid flow in the opposite direction provided in the discharge port communicating with the pump chamber; and discharge of the diaphragm pump A circulation path from the port to the suction port;
With
In a liquid circulation system that sucks liquid from the suction port into the pump chamber by the volume change of the pump chamber, discharges the liquid from the pump chamber to the discharge port, and circulates the liquid in the circulation channel.
Forming a pulsation reducing chamber between at least one of the diaphragm pump suction port and the circulation flow path and between the discharge port and the circulation flow path;
This pulsation reducing chamber is provided with a pulsation reducing diaphragm made of an elastic material that forms liquid chambers on the front and back sides,
One of the liquid chambers on the front and back sides of the pulsation reducing diaphragm is connected to one of the suction port and the discharge port, and the other is connected to the other of the suction port and the discharge port.
請求項1記載の液循環システムにおいて、上記脈動軽減ダイヤフラムを有する脈動軽減室は、ダイヤフラムポンプの吸入ポートと循環流路の間及び吐出ポートと循環流路の間の双方に形成されている液循環システム。 2. The liquid circulation system according to claim 1, wherein the pulsation reducing chamber having the pulsation reducing diaphragm is formed between both the suction port and the circulation flow path of the diaphragm pump and between the discharge port and the circulation flow path. system. 請求項1記載の液循環システムにおいて、上記ダイヤフラムポンプの吸入ポートと循環流路の間及び吐出ポートと循環流路の間にはそれぞれ同一仕様の脈動軽減室が形成されていて、この一対の脈動軽減室の一方と他方に、脈動軽減ダイヤフラムと穴あきダイヤフラムが設けられており、この穴あきダイヤフラムを含む流路により、脈動軽減ダイヤフラムの表裏の液室の一方が上記吸入ポートと吐出ポートのいずれか一方に連通している液循環システム。 2. The liquid circulation system according to claim 1, wherein pulsation reducing chambers having the same specifications are formed between the suction port and the circulation flow path of the diaphragm pump and between the discharge port and the circulation flow path, respectively. A pulsation reduction diaphragm and a perforated diaphragm are provided on one and the other of the reduction chambers, and one of the liquid chambers on the front and back of the pulsation reduction diaphragm is connected to either the suction port or the discharge port by the flow path including the perforated diaphragm. A fluid circulation system that communicates with either of these. 請求項1ないし3のいずれか1項記載の液循環システムにおいて、上記循環流路には、発熱源から熱を奪う受熱部と、受熱して昇温した液体の熱を放熱する放熱部とが含まれている液循環システム。 4. The liquid circulation system according to claim 1, wherein the circulation flow path includes a heat receiving portion that takes heat away from a heat generation source, and a heat radiating portion that dissipates heat of the liquid that has been heated and heated. Liquid circulation system included. 請求項1ないし4のいずれか1項記載の液循環システムにおいて、上記ダイヤフラムポンプは、圧電ポンプである液循環システム。 5. The liquid circulation system according to claim 1, wherein the diaphragm pump is a piezoelectric pump. 6.
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