JP2013187989A - Ehd fluid transporting apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an EHD fluid transporting apparatus having a means for removing a foreign matter attached to electrodes of an EHD pump.SOLUTION: An EHD fluid transporting apparatus 11 for transporting an EHD fluid 20 includes: a channel 14 through which the EHD fluid 20 passes; an EHD pump 15 disposed in the channel 14 and having two electrodes 16 and 17; a DC power supply 18 for applying a voltage to the two electrodes 16 and 17; and a polarity reversing device 19 for reversing the polarity of the voltage applied from the DC power supply 18 to the two electrodes 16 and 17.

Description

本発明は、EHD流体の輸送装置に関するものであり、特には、EHDポンプの電極に付着する付着物の除去に関するものである。   The present invention relates to an EHD fluid transport device, and more particularly, to removal of deposits attached to an electrode of an EHD pump.

インバータにおける発熱素子やコンピュータのCPUなどの発熱体の発熱量は増加する傾向にあり、このため、これら発熱体を効率的に冷却するための素子冷却器が必要となる。   The amount of heat generated by a heating element such as a heating element in an inverter or a CPU of a computer tends to increase. Therefore, an element cooler for efficiently cooling these heating elements is required.

冷却器内を液体で満たし、液体を循環させることにより、発熱体の熱を拡散させる液冷方式がある。液冷方式は、空冷方式と比べ、冷媒の熱伝導率が高く、比熱も大きいため、短時間で大量の熱を発熱体から奪い冷却することができる等の利点がある。   There is a liquid cooling method in which the heat of the heating element is diffused by filling the cooler with liquid and circulating the liquid. The liquid cooling method has an advantage that, as compared with the air cooling method, the refrigerant has a high thermal conductivity and a large specific heat, so that a large amount of heat can be taken from the heating element in a short time and cooled.

液冷方式では、装置内で液体を循環させるためのポンプが必要となる。ポンプが故障すると、液体の循環が行われず、冷却効果が得られない。このため、ポンプは、構成が簡単で、耐久性の高いものが求められる。   In the liquid cooling system, a pump for circulating the liquid in the apparatus is required. If the pump fails, the liquid is not circulated and the cooling effect cannot be obtained. For this reason, the pump is required to have a simple configuration and high durability.

液冷方式に用いられるポンプの1つとして、電気流体力学(Electro Hydro Dynamics: EHD)を用いたマイクロポンプがある。EHDポンプは、EHD流体内の電極に電圧を印加することで、電極間に流体の流れが発生する現象を利用するものである。EHDポンプを用いた液冷方式では、冷媒としてEHD流体を用いる。EHDポンプの電極に電圧を印加することにより、EHD流体が流動し、冷却器内を循環する。   One of the pumps used for the liquid cooling system is a micro pump using electrohydrodynamics (EHD). The EHD pump uses a phenomenon in which a fluid flow is generated between electrodes by applying a voltage to the electrodes in the EHD fluid. In a liquid cooling method using an EHD pump, an EHD fluid is used as a refrigerant. By applying a voltage to the electrode of the EHD pump, the EHD fluid flows and circulates in the cooler.

EHDポンプは、電極間に電圧を印加することにより、EHD液体を流動させる。このため、ピストンや羽根など流動性を与える可動部品を必要としない。従って、装置構成が簡素となり、装置を小型化することができる。また、摩擦や振動を伴わないため、故障の発生が少なく、耐久性を高めることができる。   The EHD pump causes the EHD liquid to flow by applying a voltage between the electrodes. For this reason, the movable parts which give fluidity, such as a piston and a blade | wing, are not required. Therefore, the apparatus configuration is simplified and the apparatus can be reduced in size. In addition, since there is no friction or vibration, the occurrence of failure is small and durability can be improved.

EHD流体は、誘電液体であり、電界下において対流する性質を有している。このような対流現象として、液体中に発生するイオン種が電界により移動することにより対流が生じるイオン泳動現象や、不均一電界下において誘電体分子が電界により分極され、電界強度が強い方向や弱い方向へと移動する誘電泳動現象が知られているが、EHD流体の種類により、電界下で生じる現象や発生する流量が異なる。   EHD fluid is a dielectric liquid and has a property of convection under an electric field. Such convection phenomena include iontophoresis in which convection is generated by movement of ion species generated in the liquid by an electric field, or dielectric molecules are polarized by an electric field in a non-uniform electric field, and the direction of the electric field strength is strong or weak. Although the dielectrophoretic phenomenon that moves in the direction is known, the phenomenon that occurs under an electric field and the flow rate that occurs vary depending on the type of EHD fluid.

また、EHD流体の1つの種類として、電界共役流体(Electro−Conjugate Fluid: ECF)がある。ECFにおいても、電極間に電圧を印加することによってジェット流が発生し、ECFが対流する。   In addition, as one type of EHD fluid, there is an electro-conjugate fluid (ECF). Also in the ECF, a jet flow is generated by applying a voltage between the electrodes, and the ECF convects.

EHDポンプの原理を図12に示す。ここでは、電極間にジェット流が発生する様子を説明している。図12において、参照番号101はEHDポンプ装置、102はEHD流体が満たされる容器、103及び104は電極、105は容器102内のEHD流体、106は2つの電極103及び104に電圧を印加するための直流電源を表す。図12においては、電極104にプラスの電圧が、電極103にマイナスの電圧が印加されている。   The principle of the EHD pump is shown in FIG. Here, a state in which a jet flow is generated between the electrodes is described. In FIG. 12, reference numeral 101 is an EHD pump device, 102 is a container filled with EHD fluid, 103 and 104 are electrodes, 105 is an EHD fluid in the container 102, and 106 is for applying a voltage to the two electrodes 103 and 104. Represents the DC power supply. In FIG. 12, a positive voltage is applied to the electrode 104 and a negative voltage is applied to the electrode 103.

電極104にプラス、電極103にマイナスの電圧が印加されることで、電極104から電極103の方向に、即ち、電極のプラスからマイナスの方向にEHD流体のジェット流107が生じる。このジェット流により、EHD流体に対流が生成される。   By applying a positive voltage to the electrode 104 and a negative voltage to the electrode 103, an EHD fluid jet stream 107 is generated in the direction from the electrode 104 to the electrode 103, that is, in the positive to negative direction of the electrode. This jet flow creates convection in the EHD fluid.

図12では、EHD流体の対流は、電極のプラスからマイナスの方向に生じる例を示した。多くのEHD流体においては、電極のプラスからマイナスの方向に対流が生じる。しかし、特定のEHD流体においては、電極のマイナスからプラスの方向に対流が生じる。また、別の特定のEHD流体においては、電極の極性方向に依存せずに、その他の条件、例えば、電極の形状等に依存して流れの方向が決定される。以下の記載においては、混乱を避けるため、電極のプラスからマイナスの方向に対流が生じると仮定して説明を行う。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、電極のマイナスからプラスの方向に対流が生じる場合や、電極の極性の向きに依存せずに電極の形状等に依存して流れの方向が決定される場合などにも適用可能である。   FIG. 12 shows an example in which the convection of the EHD fluid occurs in the positive to negative direction of the electrode. In many EHD fluids, convection occurs in the positive to negative direction of the electrode. However, in certain EHD fluids, convection occurs in the negative to positive direction of the electrode. In another specific EHD fluid, the flow direction is determined depending on other conditions such as the shape of the electrode, without depending on the polarity direction of the electrode. In the following description, in order to avoid confusion, the description will be made on the assumption that convection occurs in the positive to negative direction of the electrode. However, the present invention is not limited to this, and the direction of flow depends on the shape of the electrode, etc., without depending on the polarity direction of the electrode, or when convection occurs in the negative to positive direction of the electrode. It can also be applied to the case where it is determined.

EHDポンプを用いた冷却器において、1つの問題点として、EHD流体内に異物や気泡が混入してしまうことがある。EHDポンプの電極には、高電圧が印加されるため、このような異物や気泡が電極近傍に到達すると、放電が発生しやすくなる。放電により、電極の破損やEHD流体の変質が生じる可能性があり、EHDポンプの性能を劣化させて、冷却効率を低下させる。   In a cooler using an EHD pump, one problem is that foreign substances and bubbles are mixed in the EHD fluid. Since a high voltage is applied to the electrode of the EHD pump, discharge easily occurs when such foreign matter or bubbles reach the vicinity of the electrode. Discharging may cause electrode breakage or EHD fluid alteration, degrading the performance of the EHD pump and reducing cooling efficiency.

EHD流体内に異物や気泡が混入しないようにすることは困難である。このため、異物がEHDポンプの電極に接近しない様に、EHD流体内の異物や気泡を捕捉するための手段が提案されている。特許文献1においては、流路にトラップを設けて異物や気泡を捕捉する装置が提案されている。   It is difficult to prevent foreign substances and bubbles from entering the EHD fluid. For this reason, a means for capturing foreign matter and bubbles in the EHD fluid has been proposed so that the foreign matter does not approach the electrode of the EHD pump. Patent Document 1 proposes an apparatus that traps foreign matters and bubbles by providing a trap in a flow path.

特許文献1における異物を捕捉するトラップの例を図13に示す。熱拡散用装置111は、通路形成部材112を有する。通路形成部材112内部では、EHD流体が流れるための流路が形成されている。なお、特許文献1では、流路を流れる液体として、EHD流体の1種であるECFが用いられている。流路にはEHDポンプが設置されている。通路形成部材112には、内部で流路と連結されている上下の突起部113、114が、4つの角部に取り付けられている。突起部内部の空間は、流路の一部として、EHD流体が流れるようになっている。この突起部内部がトラップとなり、異物や気泡が捕捉される。   FIG. 13 shows an example of a trap for capturing foreign matter in Patent Document 1. The thermal diffusion device 111 includes a passage forming member 112. Inside the passage forming member 112, a flow path for the EHD fluid to flow is formed. In Patent Document 1, ECF, which is a kind of EHD fluid, is used as the liquid flowing in the flow path. An EHD pump is installed in the flow path. The passage forming member 112 has upper and lower protrusions 113 and 114 that are connected to the flow path inside and are attached to four corners. In the space inside the protrusion, an EHD fluid flows as a part of the flow path. The inside of this protrusion becomes a trap, and foreign matter and bubbles are captured.

突起部113、114は、通路形成部材112の四隅に設置され、更に上下に取り付けられている。このため、通路形成部材112を含む熱拡散用装置111がどのような姿勢で設置されたとしても、何れかのトラップがEHDポンプよりも高い位置と低い位置に存在する。このような構成により、流体より比重の低い異物や気泡は高い位置のトラップで捕捉され、流体より比重の高い異物は低い位置のトラップで捕捉される。   The protrusions 113 and 114 are installed at the four corners of the passage forming member 112 and are further attached vertically. For this reason, regardless of the posture of the thermal diffusion device 111 including the passage forming member 112, any trap exists at a position higher and lower than the EHD pump. With such a configuration, foreign matter and bubbles having a specific gravity lower than that of the fluid are captured by a trap at a higher position, and foreign matters having a specific gravity higher than that of a fluid are captured by a trap at a lower position.

特開2010−123851号公報JP 2010-123851 A

図13に示される装置にて、EHD流体を流路に循環させる実験を行った結果、突起部113、114のトラップにより異物や気泡が捕捉された。しかし、時間の経過と共に流路内の流量が低下していくことが判明した。   As a result of an experiment in which the EHD fluid was circulated through the flow path using the apparatus shown in FIG. 13, foreign matter and bubbles were trapped by the traps of the protrusions 113 and 114. However, it has been found that the flow rate in the flow path decreases with time.

流量が低下する原因は、異物が帯電や分極することにより電気を帯びて、クーロン力により電極に付着するためである。電極に異物が付着することで、電極の形状が変わり、電極間の流量が低下する。また、付着した異物が大きく成長することで、電極部分での流れが滞り、装置全体の流量を低下させる。更に、異物の付着した電極間、または異物の付着した電極と流体内の異物間で放電が発生する恐れも生じた。   The reason why the flow rate is reduced is that the foreign matter is charged with electricity or polarized and becomes charged and adheres to the electrode due to Coulomb force. When foreign matter adheres to the electrodes, the shape of the electrodes changes, and the flow rate between the electrodes decreases. Further, the adhered foreign matter grows greatly, so that the flow at the electrode portion is stagnated and the flow rate of the entire apparatus is reduced. Furthermore, there is a possibility that electric discharge may occur between electrodes to which foreign matter is attached or between an electrode to which foreign matter is attached and foreign matter in the fluid.

このため、EHDポンプの電極に異物が付着しないように、異物を捕捉する手段を設けると共に、電極に付着した異物を剥離させるための手段を設けることが必要である。   For this reason, it is necessary to provide a means for capturing the foreign matter and a means for separating the foreign matter attached to the electrode so that the foreign matter does not adhere to the electrode of the EHD pump.

本発明の目的は、EHDポンプの電極に付着した異物を剥離させるための手段を有するEHD流体輸送装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide an EHD fluid transport device having means for separating foreign matter adhering to an electrode of an EHD pump.

本発明の他の目的は、EHD流体内の異物を捕捉するための手段を有するEHD流体輸送装置を提供することである。   Another object of the present invention is to provide an EHD fluid transport device having means for capturing foreign matter in the EHD fluid.

本発明によれば、EHD流体(20)を輸送するためのEHD流体輸送装置(11)は、前記EHD流体(20)が流れる流路(14)と、前記流路(14)内に設置されて、2つの電極(16、17)を備えるEHDポンプ(15)と、前記2つの電極(16、17)に電圧を与える直流電源(18)と、前記直流電源(18)から前記2つの電極(16、17)に与える電圧の極性を反転させる極性反転装置(19)と、を有する。   According to the present invention, an EHD fluid transport device (11) for transporting an EHD fluid (20) is installed in a flow path (14) through which the EHD fluid (20) flows and in the flow path (14). An EHD pump (15) having two electrodes (16, 17), a DC power source (18) for applying a voltage to the two electrodes (16, 17), and the two electrodes from the DC power source (18). A polarity inversion device (19) for inverting the polarity of the voltage applied to (16, 17).

このような構成により、EHD流体輸送装置において、電極に付着する異物を、電極から剥離させるという効果が得られる。   With such a configuration, in the EHD fluid transport device, an effect of separating foreign matter adhering to the electrode from the electrode can be obtained.

上記発明において、前記極性反転装置(19)は、前記直流電源(18)が前記2つの電極(16、17)に与える電圧の極性を反転させる切替器(55、56)を有し、前記切替器(55、56)は、手動スイッチで構成されることが好ましい。   In the above invention, the polarity reversing device (19) includes a switch (55, 56) for reversing the polarity of the voltage applied to the two electrodes (16, 17) by the DC power source (18), and the switching The vessel (55, 56) is preferably constituted by a manual switch.

このような構成により、手動により極性反転装置を作動させて、電極の極性を反転させることにより、電極に付着する異物を電極から剥離させるという効果が得られる。   With such a configuration, it is possible to obtain an effect that the foreign matter adhering to the electrode is peeled off from the electrode by manually operating the polarity reversing device to reverse the polarity of the electrode.

また、上記発明において、前記極性反転装置(19)は、前記直流電源(18)が前記2つの電極(16、17)に与える電圧の極性を反転させる切替器(55、56)およびタイマー(57)を有し、前記切替器(55、56)は、電気的に駆動可能なスイッチで構成され、前記タイマー(57)は、所定の時間間隔を測定し、該所定の時間間隔毎に前記切替器(55、56)を作動させて、前記直流電源(18)が前記2つの電極(16、17)に与える電圧の極性を反転させるように制御することが好ましい。   In the above invention, the polarity reversing device (19) includes a switch (55, 56) and a timer (57) for reversing the polarity of the voltage applied to the two electrodes (16, 17) by the DC power source (18). ) And the switch (55, 56) is configured by an electrically drivable switch, and the timer (57) measures a predetermined time interval and performs the switching at each predetermined time interval. It is preferable to control the DC power supply (18) to reverse the polarity of the voltage applied to the two electrodes (16, 17) by operating the device (55, 56).

このような構成により、タイマーにより自動的に極性反転装置を作動させて、電極の極性を反転させることにより、電極に付着する異物を電極から剥離させるという効果が得られる。   With such a configuration, the polarity reversing device is automatically operated by the timer to reverse the polarity of the electrode, thereby obtaining the effect of separating the foreign matter adhering to the electrode from the electrode.

また、上記発明において、前記流路(14)の壁に凹部(64)又は凸部(65)を設けることが好ましい。   Moreover, in the said invention, it is preferable to provide a recessed part (64) or a convex part (65) in the wall of the said flow path (14).

このような構成により、流路壁の凹部又は凸部に異物が捕捉されるという効果が得られる。   With such a configuration, an effect that foreign matter is captured in the concave portion or the convex portion of the flow path wall is obtained.

また、上記発明において、前記流路(14)の壁に正極又は負極の電圧を印加することが好ましい。   Moreover, in the said invention, it is preferable to apply the voltage of a positive electrode or a negative electrode to the wall of the said flow path (14).

このような構成により、流路壁の電圧が印加される場所に異物が捕捉されるという効果が得られる。   With such a configuration, there is an effect that foreign matter is captured at a place where the voltage of the flow path wall is applied.

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明によるEHD流体輸送装置を示す図(流路及び電極の横断面)である。It is a figure (transverse section of a channel and an electrode) showing an EHD fluid transportation device by the present invention. EHD流体輸送装置を用いた熱拡散装置の1例を示す図である。It is a figure which shows one example of the thermal diffusion apparatus using an EHD fluid transport apparatus. EHDポンプの配置とEHD流体の輸送の例を示す図(その1)である。FIG. 6 is a diagram (part 1) illustrating an example of the arrangement of an EHD pump and the transport of an EHD fluid. EHDポンプの配置とEHD流体の輸送の例を示す図(その2)である。FIG. 6 is a diagram (part 2) illustrating an example of the arrangement of the EHD pump and the transport of the EHD fluid. EHDポンプによるEHD流体輸送の原理を示す図(流路及び電極の上断面)である。It is a figure (upper section of a channel and an electrode) showing a principle of EHD fluid transportation by an EHD pump. EHDポンプの電極の形状を示す図(その1)である。It is a figure (the 1) which shows the shape of the electrode of an EHD pump. EHDポンプの電極の形状を示す図(その2)である。FIG. 3 is a diagram (No. 2) illustrating the shape of an electrode of an EHD pump. 本発明による極性反転装置の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the polarity inversion apparatus by this invention. 本発明による流路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the flow path by this invention. 本発明による流路の形状の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the shape of the flow path by this invention. 本発明による流路に沿って並んで配置された複数のEHDポンプの極性切替の仕方を説明する図である。It is a figure explaining the method of polarity switching of the several EHD pump arrange | positioned along with the flow path by this invention. EHDポンプの原理を示す図である。It is a figure which shows the principle of an EHD pump. 異物捕捉のための突起部を備えたEHD流体輸送装置を示す図である。It is a figure which shows the EHD fluid transport apparatus provided with the projection part for a foreign material capture | acquisition.

以下、本発明に係る実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を付加した形態で実施することも可能である。   Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The technical scope of the present invention is not limited to these embodiments, but covers the invention described in the claims and equivalents thereof. Moreover, it is also possible to implement with the form which added the various change in the range which does not deviate from the meaning of this invention.

まず、図2〜7を用いて、本発明によるEHD流体輸送装置が使用される熱拡散装置、及びEHDポンプを用いた熱拡散の原理を説明する。   First, with reference to FIGS. 2 to 7, the heat diffusion device using the EHD fluid transport device according to the present invention and the principle of heat diffusion using the EHD pump will be described.

図2は、本発明によるEHD流体輸送装置が使用される熱拡散装置31の外観を示した図である。熱拡散装置31は、発熱体36を冷却するための冷却部32と、冷却部32からEHD流体を介して送られて来る熱を外部に放出するための放熱部33と、冷却部32と放熱部33の間の連結部35とにより構成される。冷却部32と放熱部33とは、それぞれ、流路形成板34を有する。流路形成板34内には、流路が形成されて、流路内をEHD流体が運ばれる。流路形成板34の数は、発熱体36の数、発熱量、装置規模等により決めることができる。連結部35内部には、2系統の流路が形成され、EHD液体が、連結部35の2系統の流路を通って冷却部32と放熱部33の間で運ばれる。   FIG. 2 is a view showing the appearance of a heat diffusion device 31 in which the EHD fluid transport device according to the present invention is used. The thermal diffusion device 31 includes a cooling unit 32 for cooling the heating element 36, a heat radiating unit 33 for releasing heat sent from the cooling unit 32 via the EHD fluid to the outside, and the cooling unit 32 and the heat radiating unit. It is comprised by the connection part 35 between the parts 33. FIG. The cooling unit 32 and the heat radiating unit 33 each have a flow path forming plate 34. A flow path is formed in the flow path forming plate 34, and the EHD fluid is carried in the flow path. The number of flow path forming plates 34 can be determined by the number of heating elements 36, the amount of heat generation, the device scale, and the like. Two systems of flow paths are formed inside the connecting portion 35, and the EHD liquid is carried between the cooling section 32 and the heat radiating section 33 through the two systems of the connecting section 35.

冷却部32では、流路形成板34の間に冷却の対象となる発熱体36が挿入される。発熱体36から放射された熱は、流路を流れるEHD流体により、冷却部32から連結部35の一方の系統の流路を通り、放熱部33まで運ばれる。放熱部33の流路形成板34においても同様に流路が形成されており、流路内をEHD流体が流れる。冷却部32から運ばれた発熱体36の熱は、放熱部33の流路形成板34の間に設置される空冷フィン37により、空気中に放出される。冷却されたEHD流体は、連結部35の他方の系統の流路を通って冷却部32に運ばれる。熱拡散装置31では、EHD流体がこのような循環動作を行うことにより、冷却部32の流路形成板34に隣接する発熱体36を冷却する。直流電源38は、EHDポンプを動作させるための電源である。   In the cooling unit 32, a heating element 36 to be cooled is inserted between the flow path forming plates 34. The heat radiated from the heating element 36 is carried by the EHD fluid flowing through the flow path from the cooling section 32 to the heat radiating section 33 through the flow path of one system of the connecting section 35. Similarly, a flow path is formed in the flow path forming plate 34 of the heat radiating section 33, and the EHD fluid flows in the flow path. The heat of the heating element 36 carried from the cooling unit 32 is released into the air by the air cooling fins 37 installed between the flow path forming plates 34 of the heat radiating unit 33. The cooled EHD fluid is conveyed to the cooling unit 32 through the flow path of the other system of the connecting unit 35. In the heat diffusion device 31, the EHD fluid performs such a circulation operation to cool the heating element 36 adjacent to the flow path forming plate 34 of the cooling unit 32. The DC power source 38 is a power source for operating the EHD pump.

図2に示す熱拡散装置31は、1つの例であり、熱拡散装置31は、本発明によるEHD流体輸送装置を備えていれば、他の構成を有していても良い。   The heat diffusing device 31 shown in FIG. 2 is one example, and the heat diffusing device 31 may have other configurations as long as it includes the EHD fluid transport device according to the present invention.

流路形成板34を図2の「A」方向から見たときの内部構成を図3に示す。流路形成板34は、外側を形成する外部板41と、外部板41の内部で流路を形成する内部板42を用いて構成される。流路は、縦方向流路43と横方向流路44とで構成される。流路43、44内には、EHDポンプ15が、適宜の箇所に適宜の数だけ設置されて、EHD流体20の流れを流路内に形成する。図3においては、流路形成板34の外部(連結部35)から流入したEHD流体20は、左側の縦方向流路43内を上方向45に流れ、分流されて複数の横方向流路44に流入し横方向47に流れる。さらに、複数の横方向流路44の流れは合流して、EHD流体20は、右側の縦方向流路43内を下方向46に流れて、流路形成板34の外部(連結部35)に排出される。   FIG. 3 shows an internal configuration when the flow path forming plate 34 is viewed from the “A” direction of FIG. The flow path forming plate 34 is configured using an external plate 41 that forms the outside and an internal plate 42 that forms a flow path inside the external plate 41. The flow path includes a vertical flow path 43 and a horizontal flow path 44. In the flow paths 43 and 44, an appropriate number of EHD pumps 15 are installed at appropriate positions to form a flow of the EHD fluid 20 in the flow paths. In FIG. 3, the EHD fluid 20 that has flowed in from the outside of the flow path forming plate 34 (connecting portion 35) flows in the left vertical flow path 43 in the upward direction 45, and is divided into a plurality of horizontal flow paths 44. And flows in the lateral direction 47. Furthermore, the flows of the plurality of lateral flow paths 44 merge, and the EHD fluid 20 flows downward in the vertical flow path 43 on the right side 46 to the outside of the flow path forming plate 34 (connecting portion 35). Discharged.

図3に示す流路の構成は、1つの例である。また、流路の数や流路の大きさは、EHD流体の種類や流路形成板の材質、発熱体の発熱量、EHDポンプの能力など、幾つかの条件により決定され得る。更に、流路内に設置されるEHDポンプの数や配置間隔も、これらの条件などを考慮して、設定され得る。   The configuration of the flow path shown in FIG. 3 is one example. The number of flow paths and the size of the flow paths can be determined by several conditions such as the type of EHD fluid, the material of the flow path forming plate, the amount of heat generated by the heating element, and the ability of the EHD pump. Furthermore, the number and arrangement interval of the EHD pumps installed in the flow path can be set in consideration of these conditions.

流路形成板34を図2の「B」方向から見たときの内部構成を図4に示す。2つの流路形成板34と連結部35が示されている。連結部35内の流路48には、EHD流体20が方向49に流れる。2つの流路形成板34の縦方向流路43では、EHDポンプ15により、EHD流体20は上方向に運ばれる。EHDポンプ15は、適宜の箇所に適宜の数だけ設置することができる。   FIG. 4 shows the internal configuration when the flow path forming plate 34 is viewed from the “B” direction of FIG. Two flow path forming plates 34 and a connecting portion 35 are shown. The EHD fluid 20 flows in the direction 49 through the flow path 48 in the connecting portion 35. In the longitudinal flow path 43 of the two flow path forming plates 34, the EHD fluid 20 is carried upward by the EHD pump 15. An appropriate number of EHD pumps 15 can be installed at appropriate locations.

図4を反対側の側面から見た場合、流路形成板34の縦方向流路43をEHD流体20は下方向に流れ、連結部35内の流路48を、方向49と反対の方向に流れることになる。   When FIG. 4 is viewed from the opposite side surface, the EHD fluid 20 flows downward in the longitudinal flow path 43 of the flow path forming plate 34, and the flow path 48 in the connecting portion 35 flows in a direction opposite to the direction 49. Will flow.

図4に示す流路の構成は、1つの例である。また、流路の数や流路の大きさは、上記のような幾つかの条件により決定することができる。図4の例では、連結部35内の流路48に、EHDポンプは配置されていないが、配置することも可能である。   The configuration of the flow path shown in FIG. 4 is one example. Further, the number of channels and the size of the channels can be determined according to some conditions as described above. In the example of FIG. 4, the EHD pump is not disposed in the flow path 48 in the connecting portion 35, but can be disposed.

図5は、EHDポンプを用いたEHD流体輸送の原理を示した図である。流路14内にEHD流体20が満たされているとする。流路14内には、EHDポンプ15が設置される。EHDポンプ15は、2つの電極16、17により構成される。図5では、電源51により、電極16には正極の電位が、電極17には負極の電位が与えられる。これにより、電極16と電極17の間で、EHD流体のジェット流52が生じる。   FIG. 5 is a diagram showing the principle of EHD fluid transport using an EHD pump. It is assumed that the EHD fluid 20 is filled in the flow path 14. An EHD pump 15 is installed in the flow path 14. The EHD pump 15 includes two electrodes 16 and 17. In FIG. 5, the power supply 51 applies a positive potential to the electrode 16 and a negative potential to the electrode 17. Thereby, a jet flow 52 of EHD fluid is generated between the electrode 16 and the electrode 17.

図5においては、電極16は先端部が鋭角の形状を有し、電極17は中空、又は隙間の開いた形状を有している。幾つかのEHD流体においては、このような電極の形状とすることにより、ジェット流52が発生する。しかし、このような形状に制限されるものではない。流路14内に、複数のEHDポンプ15を設置することにより、流路14内に、冷却に必要な所定の熱伝達率となるような流速のEHD流体20の流れ53を発生させる。   In FIG. 5, the electrode 16 has an acute-angled tip, and the electrode 17 has a hollow shape or a gap. In some EHD fluids, the jet flow 52 is generated by adopting such an electrode shape. However, it is not limited to such a shape. By installing a plurality of EHD pumps 15 in the flow path 14, a flow 53 of the EHD fluid 20 having a flow rate that provides a predetermined heat transfer coefficient necessary for cooling is generated in the flow path 14.

図6は、電極16の形状の例を示したものである。電極16は、図5の例では、正極の電位が印加される。図6(a)〜(c)では、各電極の右端が他方の電極17の方向に向いているとする。(a)は、1点を先端とした錐体形状である。底面は四角形で示されているが、これには限定されない。(b)は、先端部が1つの辺で構成された三角形の柱状である。(c)は、同様に、五角形の柱状である。   FIG. 6 shows an example of the shape of the electrode 16. In the example of FIG. 5, a positive electrode potential is applied to the electrode 16. 6A to 6C, it is assumed that the right end of each electrode is directed toward the other electrode 17. (A) is a cone shape with one point as a tip. The bottom surface is shown as a rectangle, but is not limited to this. (B) is a triangular column shape in which the tip portion is constituted by one side. (C) is similarly a pentagonal columnar shape.

図7は、電極17の形状の例を示したものである。電極17は、図5の例では、負極の電位が印加される。図7(a)、(b)では、各電極の左方向に対向する電極16が設置されているとする。(a)は、リング状の形状である。電極16の先端部から電極17のリング中空部に向かってジェット流が発生する。(b)は、電極にスリットを設けた形状である。(a)と同様に、電極16の先端部から電極17のスリット部に向かってジェット流が発生する。なお、図7(a)のリング状の電極17は製作が難しいので、本実施例では、図7(b)のスリット形状の電極17を使用し、スリットの2本の柱部をそれぞれ17a、17bで表す。   FIG. 7 shows an example of the shape of the electrode 17. In the example of FIG. 5, a negative electrode potential is applied to the electrode 17. In FIGS. 7A and 7B, it is assumed that the electrode 16 facing the left direction of each electrode is installed. (A) is a ring-shaped shape. A jet flow is generated from the tip portion of the electrode 16 toward the ring hollow portion of the electrode 17. (B) is the shape which provided the slit in the electrode. Similar to (a), a jet flow is generated from the tip of the electrode 16 toward the slit of the electrode 17. Since the ring-shaped electrode 17 of FIG. 7A is difficult to manufacture, in this embodiment, the slit-shaped electrode 17 of FIG. 7B is used, and the two pillar portions of the slit are 17a, 17b.

上記説明したEHDポンプによる熱拡散装置を用いた場合、EHD流体内に異物が混入した際に異物が帯電してEHDポンプの電極に付着するという場合があった。EHD流体の流路が密閉される構造においては、EHD流体の挿入時に異物が混入したり、流路の腐食物がEHD流体に流れ出すことが考えられる。EHD流体内の異物の混入を完全に防ぐことは困難であることから、EHD流体内を流れる異物を捕捉すると共に、電極に付着してしまった異物を電極から剥離させることが必要となる。なお、EHD流体の流路は、密閉せずに解放された構造とすることも可能であるが、その場合には空気中のごみが混入するため、EHD流体内に混入する異物の量が増加する。   When the above-described heat diffusion device using the EHD pump is used, there is a case where the foreign matter is charged and attached to the electrode of the EHD pump when the foreign matter is mixed in the EHD fluid. In the structure in which the EHD fluid flow path is sealed, it is conceivable that foreign substances are mixed in when the EHD fluid is inserted, and corrosive substances in the flow path flow out to the EHD fluid. Since it is difficult to completely prevent the contamination of foreign substances in the EHD fluid, it is necessary to capture the foreign substances flowing in the EHD fluid and to separate the foreign substances attached to the electrodes from the electrodes. Note that the EHD fluid flow path may have a structure that is released without being sealed, but in that case, dust in the air is mixed, increasing the amount of foreign matter mixed in the EHD fluid. To do.

図1は、本発明によるEHDポンプを用いたEHD流体輸送装置11を示す図である。(a)は流路を側面から見た側面断面図であり、(b)は(a)の「A」方向から見た正面断面図である。EHD流体輸送装置11は、EHD流体20が流れる流路14、EHDポンプ15、直流電源18、極性反転装置19を備える。なお、電極17がスリット形状の場合、図1において、「A」方向に垂直な上方から見た場合に、1つの電極16およびスリット形状の2つの電極17a、17bは、図5の電極16および17のように見えることになる。   FIG. 1 is a diagram showing an EHD fluid transport device 11 using an EHD pump according to the present invention. (A) is side surface sectional drawing which looked at the flow path from the side surface, (b) is front sectional drawing seen from the "A" direction of (a). The EHD fluid transport device 11 includes a flow path 14 through which the EHD fluid 20 flows, an EHD pump 15, a DC power supply 18, and a polarity reversing device 19. In the case where the electrode 17 has a slit shape, when viewed from above perpendicular to the “A” direction in FIG. 1, one electrode 16 and two slit-shaped electrodes 17 a and 17 b are the same as the electrode 16 in FIG. It will look like 17.

流路14は、流路上面12、流路下面13及び二つの流路壁により形成されている。ただし、流路14の流れ方向に対して垂直方向断面の形状は、四角形や円形、あるいはその他の形状とすることができる。流路断面の形状により、流路壁の構成は、異なることになる。EHDポンプ15は、主に、1つの電極16および1組の電極17a、17bにより構成される。流路内には、複数のEHDポンプ15を設置することができる。EHDポンプ15の個数や設置間隔は、様々な条件に応じて決定することが出来る。例えば、EHD流体の種類、流路の大きさや長さ、装置全体の規模、冷却対象の発熱体の発熱量等である。また、電極16および電極17a、17bに電圧を印加するための配線は、二つの流路壁22,23及び流路下面13に設けることが可能であり、配線の金属層が流路に露出していてもよい。なお、配線は、流路の構造等に応じて適宜の構造および形状とすればよい。   The flow path 14 is formed by the flow path upper surface 12, the flow path lower surface 13, and two flow path walls. However, the shape of the cross section in the direction perpendicular to the flow direction of the flow path 14 can be a square, a circle, or other shapes. Depending on the shape of the channel cross-section, the configuration of the channel wall varies. The EHD pump 15 is mainly composed of one electrode 16 and a pair of electrodes 17a and 17b. A plurality of EHD pumps 15 can be installed in the flow path. The number and installation interval of the EHD pumps 15 can be determined according to various conditions. For example, the type of EHD fluid, the size and length of the flow path, the scale of the entire apparatus, the amount of heat generated by the heating element to be cooled, and the like. Moreover, the wiring for applying a voltage to the electrode 16 and the electrodes 17a and 17b can be provided on the two flow path walls 22, 23 and the flow path lower surface 13, and the metal layer of the wiring is exposed to the flow path. It may be. Note that the wiring may have an appropriate structure and shape depending on the structure of the flow path and the like.

EHDポンプ15の1つの電極16および1組の電極17a、17bのそれぞれには、直流電源18により、正極と負極の電圧が印加される。以下の説明では、1組の電極17a、17bを電極17として表す。使用するEHD流体20が、例えば、電極に電圧を印加した場合に、正極から負極に向かう流れを生じさせる性質を有するものであれば、直流電源18は、電極16に正極の電位を、電極17に負極の電位を印加する。これにより、電極16から電極17に向かうEHD流体20の流れが生じる。その他のEHDポンプ15においても、同様に電圧を印加することにより、同方向の流れが生じ、流路内には、EHD流体20の全体的な流れ21が生じて、流路14内をEHD流体20が輸送される。2つの電極に印加される電圧の極性は一定であり、EHD流体20は、常に1つの方向21に流れる。   A DC power supply 18 applies a positive electrode voltage and a negative electrode voltage to one electrode 16 and one set of electrodes 17 a and 17 b of the EHD pump 15. In the following description, one set of electrodes 17 a and 17 b is represented as an electrode 17. If the EHD fluid 20 to be used has a property of causing a flow from the positive electrode toward the negative electrode when a voltage is applied to the electrode, for example, the DC power supply 18 supplies the electrode 16 with the positive electrode potential and the electrode 17. A negative electrode potential is applied to. Thereby, the flow of the EHD fluid 20 from the electrode 16 toward the electrode 17 is generated. In the other EHD pumps 15 as well, by applying a voltage in the same manner, a flow in the same direction is generated, and an overall flow 21 of the EHD fluid 20 is generated in the flow path, and the EHD fluid is flown in the flow path 14. 20 are transported. The polarity of the voltage applied to the two electrodes is constant, and the EHD fluid 20 always flows in one direction 21.

本発明では、極性反転装置19を設けて、直流電源18とEHDポンプ15との間に接続する。極性反転装置19は、直流電源18から各EHDポンプ15の電極16、17に印加される電圧の極性を反転させる。上記の例の様に、電極16に正極の電位、電極17に負極の電位が印加されている場合、極性反転装置19は、短時間のみ、電極16が負極に、電極17が正極になるよう作動する。このような処理は、例えば、所定の時間毎に実施され、短時間のみ極性が反転される。即ち、電極17に負極の電圧が加えられている場合、短時間、正極となった後、負極に戻される。電極の極性が反転することで、例えば、プラスに帯電し、負極の電極に付着している異物には、付着先の電極の極性が正極になるため、電極との間に斥力が生じる。このため、電極に付着していた異物は、電極から剥離されて、EHD流体20内に放出される。極性を反転する時間は、適宜設定することが可能であり、例えば、数msから数秒の間であり得る。   In the present invention, a polarity inverting device 19 is provided and connected between the DC power supply 18 and the EHD pump 15. The polarity inverting device 19 inverts the polarity of the voltage applied from the DC power source 18 to the electrodes 16 and 17 of each EHD pump 15. When the positive potential is applied to the electrode 16 and the negative potential is applied to the electrode 17 as in the above example, the polarity reversing device 19 causes the electrode 16 to be the negative electrode and the electrode 17 to be the positive electrode only for a short time. Operate. Such processing is performed, for example, every predetermined time, and the polarity is inverted only for a short time. That is, when a negative electrode voltage is applied to the electrode 17, it becomes a positive electrode for a short time and then returns to the negative electrode. By reversing the polarity of the electrode, for example, a foreign material charged positively and adhering to the negative electrode has a repulsive force between the electrode and the polarity of the adhering electrode. For this reason, the foreign matter adhering to the electrode is peeled off from the electrode and released into the EHD fluid 20. The time for reversing the polarity can be set as appropriate, and can be, for example, between a few ms and a few seconds.

極性の反転は、タイマー等を用いて自動的に、又は手動により実施される。極性の切替えは、機械的、又は電気的に行うことができるが、これらに制限されるものではない。例えば、タイマーを用いて、数時間毎に、数m秒の間、極性を反転させることができる。このような短時間での極性反転は、各EHDポンプにより生じるEHD流体の流れを低下させない。あるいは、タイマーを用いて、ランプの点滅やブザー音等により、使用者に手動での極性反転を促すこともできる。更に、手動での極性反転を促した後、反転が実行されないと、自動で行うなどとすることもできる。極性を反転させる間隔や反転している時間は、EHD流体の種類、装置規模、異物の混入状態などを考慮して設定することができる。   Polarity reversal is performed automatically using a timer or the like or manually. The polarity switching can be performed mechanically or electrically, but is not limited thereto. For example, using a timer, the polarity can be reversed every few hours for several milliseconds. Such polarity reversal in a short time does not reduce the flow of EHD fluid generated by each EHD pump. Alternatively, the user can be prompted to manually reverse the polarity by blinking a lamp, a buzzer sound, or the like using a timer. Furthermore, after prompting the manual polarity reversal, if the reversal is not executed, it may be performed automatically. The interval at which the polarity is reversed and the time during which the polarity is reversed can be set in consideration of the type of EHD fluid, the scale of the apparatus, the contamination state of foreign matter, and the like.

図8に極性反転装置19の1つの例を示す。極性反転装置19は、2個の切替器55および56、並びにタイマー57を有する。切替器55は、電極16を電源51の正極に接続するか、負極に接続するかを切り替える。切替器56は、電極17を電源51の正極に接続するか、負極に接続するかを切り替える。切替器55と切替器56は、電極16および17を、電源51の異なる極に接続するように、すなわち、電極16を電源51の正極に接続する場合には、電極17を電源51の負極に接続し、電極16を電源51の負極に接続する場合には、電極17を電源51の正極に接続するように動作する。図8は、電極16が、切替器55により、電源51の正極に接続され、電極17が、切替器56により、負極に接続されている状態が示されている(実線)。点線は、もう1つの接続状態を示す。   FIG. 8 shows an example of the polarity inverting device 19. The polarity inverting device 19 includes two switches 55 and 56 and a timer 57. The switch 55 switches whether the electrode 16 is connected to the positive electrode or the negative electrode of the power source 51. The switch 56 switches whether the electrode 17 is connected to the positive electrode or the negative electrode of the power source 51. The switch 55 and the switch 56 are configured so that the electrodes 16 and 17 are connected to different poles of the power source 51, that is, when the electrode 16 is connected to the positive electrode of the power source 51, the electrode 17 is connected to the negative electrode of the power source 51. When connecting and connecting the electrode 16 to the negative electrode of the power source 51, the electrode 17 operates to connect to the positive electrode of the power source 51. FIG. 8 shows a state in which the electrode 16 is connected to the positive electrode of the power source 51 by the switch 55 and the electrode 17 is connected to the negative electrode by the switch 56 (solid line). The dotted line shows another connection state.

切替器55、56は、電極16と電極17との間に印加する電圧、例えば5kV以上の耐電圧を有する電気的に駆動可能な高耐圧スイッチで構成される。切替器55は、1入力1出力のスイッチであれば2個のスイッチで、1入力2出力のスイッチであれば1個のスイッチで構成できる。切替器56も同様である。   The switches 55 and 56 are configured by electrically driven high voltage switches having a voltage applied between the electrode 16 and the electrode 17, for example, a withstand voltage of 5 kV or more. The switch 55 can be composed of two switches if it is a switch with one input and one output, and one switch if it is a switch with one input and two outputs. The same applies to the switch 56.

タイマー57は、切替器55、56の接続状態を制御し、通常は、図8で実線で示した接続状態、すなわち、切替器55は電極16を電源51の正極に、切替器56は電極17を電源51の負極に、接続するように制御する。タイマー57は、例えば、発振回路とカウンタ回路を有し、所定の時間間隔を計測し、所定の時間間隔を計測すると、切替器55、56の接続状態を切り替え、所定の反転時間を経過した後、再び元の接続状態に復帰するように、切替器55、56を制御する。具体的には、短時間の間点線で示すように、切替器55が電極16を電源51の負極に、切替器56が電極17を電源51の正極に接続するように制御し、その後、実線で示す接続状態に戻す。タイマー57は、所定の反転時間を経過した後、カウンタ回路をリセットし、所定の時間間隔の計測を再開する。   The timer 57 controls the connection state of the switching devices 55 and 56. Normally, the connection state shown by the solid line in FIG. 8, that is, the switching device 55 makes the electrode 16 the positive electrode of the power source 51, and the switching device 56 makes the electrode 17 Is connected to the negative electrode of the power source 51. The timer 57 includes, for example, an oscillation circuit and a counter circuit, measures a predetermined time interval, switches the connection state of the switches 55 and 56 when a predetermined time interval is measured, and passes a predetermined inversion time. Then, the switches 55 and 56 are controlled so as to return to the original connection state again. Specifically, as indicated by the dotted line for a short time, the switch 55 controls the electrode 16 to be connected to the negative electrode of the power source 51, and the switch 56 is connected to the electrode 17 to the positive electrode of the power source 51. Return to the connection status shown in. After a predetermined inversion time has elapsed, the timer 57 resets the counter circuit and restarts measuring a predetermined time interval.

図8に示す極性反転装置19は、1つの例であり、これに限定されるものではない。例えば、切替器55、56のスイッチは、電気的な動作により機械的に接点を作動させる電磁スイッチが使用できるが、電気的に駆動可能な高耐圧スイッチであれば、どのようなものでも使用できる。また、窒化シリコン(SiN)、窒化ガリウム(GaN)などを用いた高耐圧トランジスタで、電極16と電極17との間に印加する電圧以上の耐圧を有するものが利用可能であれば、そのようなトランジスタで切替器55、56を構成することも可能である。   The polarity inverting device 19 shown in FIG. 8 is one example, and the present invention is not limited to this. For example, the switches 55 and 56 can be electromagnetic switches that mechanically actuate contacts by electrical operation, but any switch that can be electrically driven can be used. . In addition, if a high breakdown voltage transistor using silicon nitride (SiN), gallium nitride (GaN), or the like having a breakdown voltage higher than the voltage applied between the electrode 16 and the electrode 17 is available, such a It is also possible to configure the switching devices 55 and 56 with transistors.

更に、切替器55、56のスイッチを、スライドスイッチやトグルスイッチなどの手動操作のスイッチで構成することもできる。この場合、タイマー57は切替器55、56の制御は行わない。タイマー57は、図示されないランプやブザー等に接続され、所定の時間間隔を計測すると、ランプの点滅やブザー音等により、使用者にスイッチ及び切替器55、56の作動を促す。これに応じて、操作者が、切替器55、56のスイッチを操作して、短時間電極16、17に印加する電圧の極性を切り替える。   Furthermore, the switches of the switching devices 55 and 56 can be configured by manually operated switches such as slide switches and toggle switches. In this case, the timer 57 does not control the switches 55 and 56. The timer 57 is connected to a lamp, buzzer, etc. (not shown). When a predetermined time interval is measured, the timer 57 prompts the user to operate the switches and switches 55 and 56 by blinking the lamp, a buzzer sound, and the like. In response to this, the operator operates the switches of the switches 55 and 56 to switch the polarity of the voltage applied to the electrodes 16 and 17 for a short time.

なお、上記の例では、複数のEHDポンプ15の電極16、17の極性切替は、切替器55、56により同時に行われる。しかし、複数組の切替器55、56を設けて、各EHDポンプ15の電極16、17ごとに極性切替を可能にし、EHDポンプ15の配置順にしたがって、時間差をもって極性切替を行うようにしてもよい。この場合、切替器55、56を電気的に駆動可能なスイッチで構成する。具体的には、EHDポンプ15の配置間隔を流速で除した時間だけずらしてEHDポンプ15の極性切替を順次行う。極性切替により電極から剥離した異物は、流れに従って次に配置されているEHDポンプ15付近に到達するが、この時に次のEHDポンプ15の極性切替を行う。これにより流速を低下させることなく極性切替が可能になり、電極から剥離した異物が他の電極に付着するのを低減できる。   In the above example, the polarity switching of the electrodes 16 and 17 of the plurality of EHD pumps 15 is simultaneously performed by the switching devices 55 and 56. However, a plurality of sets of switchers 55 and 56 may be provided to enable polarity switching for each of the electrodes 16 and 17 of each EHD pump 15 and to perform polarity switching with a time difference according to the arrangement order of the EHD pumps 15. . In this case, the switching devices 55 and 56 are configured by electrically drivable switches. Specifically, the polarity of the EHD pump 15 is sequentially switched by shifting the arrangement interval of the EHD pump 15 by the time divided by the flow velocity. The foreign matter peeled off from the electrode due to the polarity switching reaches the vicinity of the EHD pump 15 disposed next according to the flow. At this time, the polarity of the next EHD pump 15 is switched. This makes it possible to switch the polarity without lowering the flow rate, and to reduce the adhesion of foreign matter peeled off from the electrode to other electrodes.

なお、流路に沿って並んで配置された複数のEHDポンプ15を複数のグループに分け、極性反転装置が、グループごとに時間をずらして極性切替を行うようにしてもよい。同じグループに属するEHDポンプ15は同時に極性が切替えられる。グループ分けは適宜行う。例えば、流路の流れに沿って連続した複数個のEHDポンプ15を1つのグループとし、グループごとに極性切替の時間をずらす。図10(a)を参照して説明すると、流路14に沿って、複数のEHDポンプ15a〜15iが並んで配置されており、3つのグループA、B,Cに分けられている。グループAに属するEHDポンプ15a〜15cは同時に極性が切替えられ、グループBに属するEHDポンプ15d〜15fは同時に極性が切替えられ、グループCに属するEHDポンプ15g〜15iは同時に極性が切替えられる。これにより、切替器55、56の個数を低減できる。   Note that the plurality of EHD pumps 15 arranged side by side along the flow path may be divided into a plurality of groups, and the polarity inversion device may perform polarity switching while shifting the time for each group. The polarities of the EHD pumps 15 belonging to the same group are simultaneously switched. Grouping is performed as appropriate. For example, a plurality of EHD pumps 15 continuous along the flow of the flow path are made into one group, and the polarity switching time is shifted for each group. Referring to FIG. 10A, a plurality of EHD pumps 15 a to 15 i are arranged along the flow path 14, and are divided into three groups A, B, and C. The polarities of the EHD pumps 15a to 15c belonging to the group A are simultaneously switched, the polarities of the EHD pumps 15d to 15f belonging to the group B are simultaneously switched, and the polarities of the EHD pumps 15g to 15i belonging to the group C are simultaneously switched. Thereby, the number of the switchers 55 and 56 can be reduced.

また、流路に沿って並んで配置された複数個のEHDポンプ15を複数の群に分け、各群において流路に沿って並んだ同じ順番のEHDポンプ15を同一のグループとし、極性反転装置が、上記と同様に流速を勘案してグループごとに時間をずらして極性切替を行うようにしてもよい。これにより、複数の群で、上記の動作が並行して行われることになる。図10(b)を参照して説明すると、流路14に沿って、複数のEHDポンプ15a〜15iが並んで配置されており、3つの群A、B,Cに分けられている。群Aにおいて、流路に沿ってEHDポンプが15a、15b、15cの順番に並んでおり、群Bにおいて、流路に沿ってEHDポンプが15d、15e、15fの順番に並んでおり、群Cにおいて、流路に沿ってEHDポンプが15g、15h、15iの順番に並んでいる。各群において流路に沿って並んだ1番目のEHDポンプ15a、15d、15gをグループ1とし、各群において流路に沿って並んだ2番目のEHDポンプ15b、15e、15hをグループ2とし、各群において流路に沿って並んだ3番目のEHDポンプ15c、15f、15iをグループ3とする。極性反転装置は、グループ1,2,3の順番に時間をずらして極性切替を行う。これにより、切替器55、56の個数を低減できる。   A plurality of EHD pumps 15 arranged along the flow path are divided into a plurality of groups, and the EHD pumps 15 arranged in the same order along the flow path in each group are grouped into the same group. However, as described above, the polarity may be switched by shifting the time for each group in consideration of the flow velocity. As a result, the above operations are performed in parallel in a plurality of groups. Referring to FIG. 10B, a plurality of EHD pumps 15a to 15i are arranged side by side along the flow path 14, and are divided into three groups A, B, and C. In group A, the EHD pumps are arranged in the order of 15a, 15b, 15c along the flow path, and in group B, the EHD pumps are arranged in the order of 15d, 15e, 15f along the flow path. The EHD pumps are arranged in the order of 15 g, 15 h, and 15 i along the flow path. In each group, the first EHD pumps 15a, 15d, and 15g arranged along the flow path in each group are group 1, and in each group, the second EHD pumps 15b, 15e, and 15h arranged in the flow path are group 2. The third EHD pumps 15c, 15f, and 15i arranged along the flow path in each group are referred to as a group 3. The polarity inversion device performs polarity switching by shifting the time in the order of groups 1, 2, and 3. Thereby, the number of the switchers 55 and 56 can be reduced.

EHD流体20内に混入した異物が、帯電して電極に付着する。電極に付着した異物は、流路内の流れを妨害し、また、EHDポンプからの流量を減少させる。更に、異物間で放電が発生する可能性があり、電極の破壊やEHD流体の劣化の可能性がある。これらを原因として、EHD流体輸送の効率が、大きく低下してしまう。   The foreign matter mixed in the EHD fluid 20 is charged and adheres to the electrode. Foreign matter adhering to the electrode obstructs the flow in the flow path and reduces the flow rate from the EHD pump. Furthermore, there is a possibility that a discharge occurs between the foreign substances, and there is a possibility that the electrode is broken or the EHD fluid is deteriorated. For these reasons, the efficiency of EHD fluid transportation is greatly reduced.

本発明によるEHD流体輸送装置では、極性反転装置を用いて、所定の時間間隔毎にEHDポンプの電極の極性を反転させる。電極の極性反転により、電極に付着した異物は斥力により電極から剥離される。これにより、EHDポンプの性能を劣化させずに、EHD流体輸送装置を長期時間において、効率的に稼動させることができる。   In the EHD fluid transport device according to the present invention, the polarity of the electrode of the EHD pump is reversed at predetermined time intervals using a polarity reversing device. Due to the polarity reversal of the electrode, the foreign matter adhering to the electrode is peeled off from the electrode by repulsion. As a result, the EHD fluid transport device can be operated efficiently over a long period of time without degrading the performance of the EHD pump.

極性反転装置19により、電極から剥離された異物、あるいはEHD流体内にある異物が、再び、電極に付着しないようにすることも必要となる。   It is also necessary for the polarity reversing device 19 to prevent foreign matter peeled off from the electrode or foreign matter in the EHD fluid from adhering to the electrode again.

図9に示す例では、流路を形成する流路壁61、62の一方の流路壁61に、電源63により負極の電圧を印加する。上記のように、異物はプラスに帯電し易い傾向があるため、負極の電圧が印加される流路壁61に付着し易くなる。これにより、電極から剥離されてEHD流体内を流れる異物が、流路壁61に捕捉される。流路壁に印加される電圧は、EHDポンプに印加される電圧より低い電圧としても良い。   In the example shown in FIG. 9, a negative voltage is applied by a power source 63 to one of the channel walls 61 and 62 that form the channel. As described above, since foreign matter tends to be positively charged, it easily adheres to the channel wall 61 to which the negative voltage is applied. As a result, the foreign matter that is separated from the electrode and flows in the EHD fluid is captured by the flow path wall 61. The voltage applied to the flow path wall may be lower than the voltage applied to the EHD pump.

EHD流体の種類等によっては、流路壁61、62の一方の流路壁に、正極の電圧を印加して、異物を捕捉することもできる。また、流路壁61に正極の電位を印加し、路壁62に負極の電位を印加することもできる。   Depending on the type of EHD fluid or the like, foreign matter can be captured by applying a positive voltage to one of the flow path walls 61 and 62. It is also possible to apply a positive potential to the channel wall 61 and apply a negative potential to the channel wall 62.

流路壁に電圧を印加する際、一部の流路壁にのみ電圧を印加することができる。あるいは、装置内部の全流路の流路壁に電圧を印加することもできる。例えば、流路壁には、電極16、17に電圧を印加するための配線が設けられるが、これらの配線を避けて異物を捕捉するための電極を設ける。また、流路壁に形成される、電極16、17に電圧を印加するための配線も、異物を捕捉するための電極として機能する。   When a voltage is applied to the flow path wall, the voltage can be applied only to a part of the flow path walls. Alternatively, a voltage can be applied to the channel walls of all the channels inside the apparatus. For example, although wiring for applying a voltage to the electrodes 16 and 17 is provided on the flow path wall, electrodes for avoiding these wirings and capturing foreign substances are provided. In addition, wiring for applying a voltage to the electrodes 16 and 17 formed on the flow path wall also functions as an electrode for capturing foreign matter.

図10に示すように、流路壁61に凹部又は凸部を設けることができる。図10(a)では、流路壁61に凹部64が設けられ、(b)では、凸部65が設けられている。凹凸部に設けることで、これら凹凸部に異物が捕捉され易くなる。図10では、凹部、又は凸部としたが、これらに限定されるものではない。たとえば、凹部と凸部の両方を交互に設けても良い。あるいは、その他の形状とすることもできる。更に、凹部又は凸部を設けた流路壁に、図9に示すように、電圧を印加することができる。これにより、更に異物が補足され易くなる。   As shown in FIG. 10, the flow path wall 61 can be provided with a concave portion or a convex portion. In FIG. 10A, the channel wall 61 is provided with a concave portion 64, and in FIG. 10B, a convex portion 65 is provided. By providing the projections and depressions, foreign matter is easily captured by these projections and depressions. In FIG. 10, although it was set as the recessed part or the convex part, it is not limited to these. For example, both concave and convex portions may be provided alternately. Alternatively, other shapes can be used. Furthermore, as shown in FIG. 9, a voltage can be applied to the flow path wall provided with the concave portion or the convex portion. This makes it easier for foreign matter to be captured.

流路壁に電圧を印加する、又は凹部又は凸部を設けることにより、EHDポンプの電極より剥離された異物が、流路壁に捕捉され、再び、EHDポンプの電極に付着することを防止する。   By applying a voltage to the flow path wall or providing a concave or convex portion, foreign matter separated from the electrode of the EHD pump is captured by the flow path wall and is prevented from adhering to the electrode of the EHD pump again. .

11 EHD流体輸送装置
12 流路上面
13 流路下面
61、62 流路壁
14 流路
15 EHDポンプ
16、17 電極
18、38、51、63 直流電源
19 極性反転装置
20 EHD流体
31 熱拡散装置
34 流路形成板
36 発熱体
55、56 極性切替えスイッチ
57 タイマー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 EHD fluid transport apparatus 12 Channel upper surface 13 Channel lower surface 61, 62 Channel wall 14 Channel 15 EHD pump 16, 17 Electrode 18, 38, 51, 63 DC power supply 19 Polarity inversion device 20 EHD fluid 31 Heat diffusion device 34 Flow path forming plate 36 Heating element 55, 56 Polarity changeover switch 57 Timer

Claims (5)

EHD流体(20)を輸送するためのEHD流体輸送装置(11)であって、
前記EHD流体(20)が流れる流路(14)と、
前記流路(14)内に設置されて、2つの電極(16、17)を備えるEHDポンプ(15)と、
前記2つの電極(16、17)に電圧を与える直流電源(18)と、
前記直流電源(18)から前記2つの電極(16、17)に与える電圧の極性を反転させる極性反転装置(19)と、
を有することを特徴とする、EHD流体輸送装置。
An EHD fluid transport device (11) for transporting an EHD fluid (20) comprising:
A flow path (14) through which the EHD fluid (20) flows;
An EHD pump (15) installed in the flow path (14) and comprising two electrodes (16, 17);
A DC power supply (18) for applying a voltage to the two electrodes (16, 17);
A polarity inversion device (19) for inverting the polarity of the voltage applied to the two electrodes (16, 17) from the DC power source (18);
An EHD fluid transport device characterized by comprising:
前記極性反転装置(19)は、前記直流電源(18)が前記2つの電極(16、17)に与える電圧の極性を反転させる切替器(55、56)を有し、前記切替器(55、56)は、手動スイッチで構成される、請求項1に記載のEHD流体輸送装置。   The polarity reversing device (19) includes a switch (55, 56) that reverses the polarity of the voltage applied to the two electrodes (16, 17) by the DC power supply (18), and the switch (55, 56. The EHD fluid transport device of claim 1, wherein 56) comprises a manual switch. 前記極性反転装置(19)は、前記直流電源(18)が前記2つの電極(16、17)に与える電圧の極性を反転させる切替器(55、56)およびタイマー(57)を有し、
前記切替器(55、56)は、電気的に駆動可能なスイッチで構成され、
前記タイマー(57)は、所定の時間間隔を測定し、該所定の時間間隔毎に前記切替器(55、56)を作動させて、前記直流電源(18)が前記2つの電極(16、17)に与える電圧の極性を反転させるように制御する、請求項1に記載のEHD流体輸送装置。
The polarity reversing device (19) includes a switch (55, 56) and a timer (57) for reversing the polarity of the voltage applied to the two electrodes (16, 17) by the DC power source (18),
The switch (55, 56) is composed of an electrically drivable switch,
The timer (57) measures a predetermined time interval, operates the switch (55, 56) at each predetermined time interval, and the DC power source (18) causes the two electrodes (16, 17) to operate. 2. The EHD fluid transport device according to claim 1, wherein the EHD fluid transport device is controlled so as to reverse a polarity of a voltage applied to.
前記流路(14)の壁には、凹部(64)又は凸部(65)が設けられる、請求項1〜3のいずれか1項に記載のEHD流体輸送装置。   The EHD fluid transport device according to any one of claims 1 to 3, wherein the wall of the flow path (14) is provided with a concave portion (64) or a convex portion (65). 前記流路(14)の壁には、正極又は負極の電圧が印加される、請求項1〜4のいずれか1項に記載のEHD流体輸送装置。   5. The EHD fluid transport device according to claim 1, wherein a positive or negative voltage is applied to a wall of the flow path (14).
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