JP2785113B2 - Circulation device - Google Patents

Circulation device

Info

Publication number
JP2785113B2
JP2785113B2 JP12296595A JP12296595A JP2785113B2 JP 2785113 B2 JP2785113 B2 JP 2785113B2 JP 12296595 A JP12296595 A JP 12296595A JP 12296595 A JP12296595 A JP 12296595A JP 2785113 B2 JP2785113 B2 JP 2785113B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid
liquid crystal
electrodes
electrode
cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP12296595A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH08296547A (en
Inventor
秀一 大久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eneos Corp
Original Assignee
Japan Energy Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Energy Corp filed Critical Japan Energy Corp
Priority to JP12296595A priority Critical patent/JP2785113B2/en
Publication of JPH08296547A publication Critical patent/JPH08296547A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2785113B2 publication Critical patent/JP2785113B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、誘電性液体、代表的に
液晶の循環装置に関するものであり、特にはセル電極間
に封入した誘電性液体に電界を印加するに際して電極終
端部に発生するうず巻き運動を利用する循環装置に関す
るものである。本発明は、液晶供給ポンプとしてまたマ
イクロマシン用の超小型動力源や各種デバイスの温度制
御装置として応用することができる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for circulating a dielectric liquid, typically a liquid crystal, and more particularly to a liquid crystal generated between cell electrodes when an electric field is applied to the dielectric liquid. The present invention relates to a circulating device utilizing a spiral motion. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied as a liquid crystal supply pump, a micro power source for a micromachine, and a temperature controller for various devices.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、回転系駆動源としては周知の電磁
式モーターや超音波モーターなどが実用化されてきた。
これらは電磁石、誘電体振動子を使用して回転動力を発
生するものである。最近、機械加工、医療、精密計測、
電子デバイス、光学デバイス等の分野においてマイクロ
マシンと呼ばれる超小型の機構が要求されるようにな
り、こうしたマイクロマシンに対しては従来からの回転
系駆動源では対応が限界となりつつある。即ち、従来か
らの回転系駆動源では、小型化自体が限界であり、加え
て慣性に対する動力伝達制御問題、潤滑問題等を解決す
る必要がある。
2. Description of the Related Art Heretofore, well-known electromagnetic motors and ultrasonic motors have been put into practical use as rotary system driving sources.
These generate rotary power using an electromagnet and a dielectric vibrator. Recently, machining, medical, precision measurement,
In the fields of electronic devices, optical devices, and the like, ultra-small mechanisms called micromachines have been required, and such micromachines are becoming increasingly limited with conventional rotary drive sources. That is, in the conventional rotary system drive source, miniaturization itself is the limit, and it is necessary to solve a power transmission control problem with respect to inertia, a lubrication problem, and the like.

【0003】こうした要望にこたえて、本件出願人は、
先に、対面する平行電極間に封入した誘電性液体セルに
電界を印加するに際してセルの電極終端部でうず巻き運
動がが発生するという現象を発見し、この現象にヒント
を得て、うず巻き運動の起こっている部分に回転子を設
置することによりエネルギーを取り出してモーターとす
ることを提唱した(特開平6−294374号参照)。
ここでは、対向する平行な側面に形成した平行電極間に
誘電性液体を充満させた密閉セルと、電極間への電圧印
加に際して電極終端部のうずを起こす領域のうず中心に
配置される回転子と、回転子の回転エネルギーを取り出
す手段と、平行電極に電圧を印加する電圧印加手段とを
具備することを特徴とする動力発生装置が記載されてい
る。
[0003] In response to such a request, the present applicant has
Earlier, we discovered a phenomenon in which a spiral motion occurs at the electrode end of the cell when an electric field is applied to the dielectric liquid cell sealed between the facing parallel electrodes. It has been proposed that a rotor be installed at a portion where the energy is generated to extract energy to form a motor (see JP-A-6-294374).
Here, a sealed cell filled with a dielectric liquid between parallel electrodes formed on opposing parallel side surfaces, and a rotor arranged at the center of the vortex of the region where electrode termination occurs when voltage is applied between the electrodes And a power generating device, comprising: means for extracting rotational energy of the rotor; and voltage applying means for applying a voltage to the parallel electrodes.

【0004】図8は、誘電性液体として液晶を使用した
特開平6−294374号の動力発生装置の原理を示す
説明図である。パイレックスガラスのようなガラスによ
り4側辺を密閉された液晶Lを充満したセル1には、一
対の対面する平行な(+)電極2及び(−)電極3が配
置されている。これら電極間には電源4より電界が印加
される。こうした状態で(+)電極2及び(−)電極3
間に電界を印加すると、(−)に帯電した液晶粒子が
(+)極に移動して電荷がなくなった後、次々と移動し
てくる(−)に帯電した液晶粒子に押進せしめられて電
極終端部で矢印で示すような一対のうず巻き運動が発生
する。うず巻き中心に回転子を配置することによりその
運動エネルギーを取り出してモーターとすることができ
る。
FIG. 8 is an explanatory view showing the principle of a power generating apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-294374 using liquid crystal as a dielectric liquid. A pair of facing parallel (+) electrodes 2 and (-) electrodes 3 are arranged in a cell 1 filled with liquid crystal L whose four sides are sealed by glass such as Pyrex glass. An electric field is applied between these electrodes by a power supply 4. In this state, the (+) electrode 2 and the (-) electrode 3
When an electric field is applied, the (-) charged liquid crystal particles move to the (+) pole and lose their charge, and then are pushed one after another by the (-) charged liquid crystal particles. A pair of swirling motions are generated at the electrode end portions as shown by arrows. By arranging the rotor at the center of the spiral, its kinetic energy can be taken out and used as a motor.

【0005】図9は、うず巻き中心に回転子を配置した
動力発生装置の具体例の斜視図である。セル1内のうず
巻き発生領域に一対の回転子5が配置されている。回転
子は例えば、出力軸6を有するものとされ、セルの上下
面で適宜の手段で支承されている。セルは例えば次のよ
うな寸法を有するものとして作成することができる:電
極間距離d:約1mm、巾a:約1mm弱、セル長辺
l:約20mm、セル高さh:約30mm。
FIG. 9 is a perspective view of a specific example of a power generator in which a rotor is arranged at the center of a spiral. A pair of rotors 5 are arranged in a swirl generating area in the cell 1. The rotor has, for example, an output shaft 6 and is supported by appropriate means on the upper and lower surfaces of the cell. The cell can be made, for example, as having the following dimensions: inter-electrode distance d: about 1 mm, width a: less than about 1 mm, cell long side l: about 20 mm, cell height h: about 30 mm.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記動力発生装置にお
いては、うず巻き中心に直接回転子を配置したために、
動力発生装置としての応用に限界があった。本発明の課
題は、このうず巻き運動現象を、機械加工、医療、精密
計測、電子デバイス、光学デバイス等の分野におけるマ
イクロマシンもしくは超小型の機構や部分に更に有効に
応用することである。例えば、近時、液晶が各種の小さ
な表示デバイスに使用されており、少量の液晶を正確な
量注入することのできるポンプが求められている。これ
までのポンプは大型で、可動部を有し、こうした用途に
おいて使用するには限界があった。また、半導体素子の
ようなミクロ素子の加熱・冷却のためのミクロの温度制
御機構が必要とされている。
In the above-mentioned power generator, the rotor is directly disposed at the center of the spiral.
There was a limit to its application as a power generator. It is an object of the present invention to more effectively apply the spiral motion phenomenon to micromachines or ultra-small mechanisms or parts in the fields of machining, medical treatment, precision measurement, electronic devices, optical devices, and the like. For example, recently, liquid crystals have been used in various small display devices, and there is a demand for a pump capable of injecting a small amount of liquid crystals in an accurate amount. Previous pumps were large, had moving parts, and had limitations for use in such applications. Further, there is a need for a micro temperature control mechanism for heating and cooling micro devices such as semiconductor devices.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者は、研究を続け
るうちに、平行電極終端部での誘電性液体うず巻きの中
心の圧力が減少することから電極の終端部が中心となる
ように配置されそして密閉セル内部に連通する液流入口
と密閉セル内部に連通する液流出口とを設けるとき、入
口と出口間に差圧が発生しそして差圧は印加電界強度に
比例することを確認した。従って、液流入口を誘電性液
体源に接続することによりポンプとして使用できるし、
また外部作動部を介して液流入口と液流出口とを配管に
より連結することにより循環装置として動作し、外部作
動部においてこの循環運動・作用を利用することにより
流体モータ、ポンプその他に応用することができる。こ
の知見に基づいて、本発明は、一定の間隔の2枚の絶縁
体平板の対向する各面に該面の寸法よりわずかに小さな
寸法の電極を取り付けそして該電極間に誘電性液体を充
満させた密閉セルと、前記電極の終端部が中心となるよ
うに配置されそして前記密閉セル内部に連通する少なく
とも一つの液流入口と、前記密閉セル内部に連通する少
なくとも一つの液流出口と、前記電極間に電圧を印加す
る電圧印加手段とを具備することを特徴とする循環装置
を提供する。誘電性液体がネマチック液晶もしくはスメ
クティック液晶に代表される液晶であることが好まし
い。
SUMMARY OF THE INVENTION As the research has been continued, the inventor of the present invention has arranged that the end of the electrode is centered because the pressure at the center of the dielectric liquid spiral at the end of the parallel electrode decreases. When a liquid inlet and a liquid outlet communicating with the inside of the closed cell were provided, a pressure difference was generated between the inlet and the outlet, and it was confirmed that the pressure difference was proportional to the applied electric field strength. . Therefore, it can be used as a pump by connecting the liquid inlet to the dielectric liquid source,
In addition, it operates as a circulating device by connecting the liquid inlet and the liquid outlet with piping via an external operating unit, and is applied to a fluid motor, a pump, and the like by utilizing the circulating motion and action in the external operating unit. be able to. Based on this finding, the present invention provides an electrode having a dimension slightly smaller than the dimension of the surface on two opposing surfaces of two insulating plates at regular intervals, and filling a dielectric liquid between the electrodes. A closed cell, at least one liquid inlet that is disposed such that the terminal end of the electrode is centered and communicates with the inside of the closed cell, and at least one liquid outlet that communicates with the inside of the closed cell; A circulating device comprising: a voltage application unit that applies a voltage between the electrodes. Preferably, the dielectric liquid is a liquid crystal represented by a nematic liquid crystal or a smectic liquid crystal.

【0008】本発明は、その利用例として、本循環装置
を使用する誘電性液体ポンプ並びに本循環装置の液流入
口と液流出口とを接続する外部配管系統に羽根車を設置
したモータ及び本循環装置の液流入口と液流出口とを接
続する外部配管系統に温度制御機構を設置した温度制御
装置をも提供するものである。
The present invention is applied to a dielectric liquid pump using the present circulating apparatus, a motor having an impeller installed in an external piping system connecting a liquid inlet and a liquid outlet of the circulating apparatus, and a motor using the same. Another object of the present invention is to provide a temperature control device in which a temperature control mechanism is installed in an external piping system connecting a liquid inlet and a liquid outlet of a circulation device.

【0009】[0009]

【作用】対向する電極間に、誘電性液体、例えば液晶を
封入したセルにおいて、電極間に電界を印加するとき、
(−)に帯電した液晶粒子が(+)極に移動して電荷が
なくなった後、次々と移動してくる(−)に帯電した液
晶粒子に押進せしめられて電極終端部で液晶はうず巻き
運動を起こし、うず巻きの中心部の圧力が減少する。電
極の終端部が中心となるように配置されそして密閉セル
内部に連通する液流入口と密閉セル内部に連通する液流
出口とを設けると入口と出口間に差圧が発生しそして差
圧は印加電界強度に比例する。この印加電界強度により
制御可能な差圧を利用して、誘電性液体供給ポンプとし
てまた外部作動部を介して液流入口と液流出口とを配管
により連結することにより循環装置として動作し、外部
作動部においてこの循環運動・作用を利用することによ
り流体モータその他に応用することができる。
In a cell in which a dielectric liquid, for example, a liquid crystal is sealed between opposing electrodes, when an electric field is applied between the electrodes,
After the (−) charged liquid crystal particles move to the (+) pole and lose their charge, they are pushed one after another by the (−) charged liquid crystal particles, and the liquid crystal is swirled at the electrode end. Exercise causes the pressure in the center of the spiral to decrease. When a liquid inlet that communicates with the inside of the closed cell and a liquid outlet that communicates with the inside of the closed cell are provided such that the terminal end of the electrode is located at the center, a differential pressure is generated between the inlet and the outlet, and the differential pressure is It is proportional to the applied electric field strength. Utilizing a differential pressure that can be controlled by the applied electric field strength, the liquid inlet and the liquid outlet operate as a circulating device by connecting the liquid inlet and the liquid outlet through a pipe via an external operating part, utilizing the differential pressure that can be controlled by the applied electric field strength. By utilizing this circulating motion / action in the operating section, it can be applied to fluid motors and the like.

【0010】[0010]

【実施例】既に図8により説明したように、パイレック
スガラスのようなガラスにより4側辺を密閉された液晶
Lを充満したセルに、セルの内面寸法よりわずかに小さ
い一対の対面する平行な(+)電極2及び(−)電極3
を配置しそしてこれら電極間に電源より電界を印加を印
加すると、(−)に帯電した液晶粒子が(+)極に移動
して電荷がなくなった後、次々と移動してくる(−)に
帯電した液晶粒子に押進せしめられて電極終端部でうず
巻き運動が発生する。
As already described with reference to FIG. 8, a cell filled with liquid crystal L whose four sides are sealed by glass such as Pyrex glass is provided with a pair of facing parallel (slightly smaller than the inner surface dimensions of the cell). +) Electrode 2 and (−) electrode 3
When an electric field is applied from a power source between these electrodes, the liquid crystal particles charged to (−) move to the (+) pole and lose their charge, and then move one after another to (−). The liquid crystal particles are pushed by the charged liquid crystal particles, and a swirling motion is generated at the terminal of the electrode.

【0011】図1は本発明の循環装置を示す。内部を見
えるようにするために上部構造を切り離して示してあ
る。循環装置は、一定の間隔の2枚の絶縁体平行平板1
1、11と、その対向する各面に取り付けられそして対
向面の寸法よりわずかに小さな寸法の電極12、12を
有しそして該電極間に誘電性液体Lを充満させた密閉セ
ル13を備える。密閉セルの上部構造には、電極の終端
部が中心となるように配置されそして前記密閉セル内部
に密閉状態で連通する少なくとも一つの液流入口14
と、前記密閉セル内部に密閉状態で連通する少なくとも
一つの液流出口15とが装着されている。循環装置は更
に、前記平行電極間に電圧を印加する電圧印加手段16
とを具備する。電極間に電界を印加すると、(−)に帯
電した液晶粒子が(+)極に移動して電荷がなくなった
後、次々と移動してくる(−)に帯電した液晶粒子に押
進せしめられて電極終端部で矢印で示すような一対のう
ず巻き運動が発生する。うず巻き運動を起こしている部
分をここでは作用部17と呼ぶ。作用部の中心(うず巻
きの中心)の圧力が減少するので、うずの中心部に液流
入口を配置しそして例えばセル中央部に液流出口を配置
すると入口と出口間に差圧が発生する。
FIG. 1 shows a circulation device according to the present invention. The superstructure has been cut away to show the interior. The circulating device is composed of two insulator parallel plates 1 at regular intervals.
1 and 11 and a closed cell 13 mounted on each of its opposing surfaces and having electrodes 12, 12 of dimensions slightly smaller than the dimensions of the opposing surfaces and filled with a dielectric liquid L between the electrodes. The superstructure of the closed cell has at least one liquid inlet 14 arranged centered on the terminal end of the electrode and in closed communication with the interior of the closed cell.
And at least one liquid outlet 15 which is connected to the inside of the closed cell in a sealed state. The circulation device further includes a voltage applying means 16 for applying a voltage between the parallel electrodes.
And When an electric field is applied between the electrodes, the (-) charged liquid crystal particles move to the (+) pole and lose their charge, and then are pushed one after another to the (-) charged liquid crystal particles. As a result, a pair of swirling motions are generated at the electrode end portions as shown by arrows. The portion in which the swirling motion is occurring is referred to as an action portion 17 here. Since the pressure at the center of the working portion (the center of the spiral) is reduced, placing a liquid inlet at the center of the vortex and, for example, arranging a liquid outlet at the center of the cell creates a pressure difference between the inlet and the outlet.

【0012】平板としては、ガラス、非電導性セラミッ
クス、非電導性プラスチックスなどを使用することがで
きる。電極材料としては、ガラス製のセルが使用される
場合にはITOのような透明電極が使用されるが、金
属、有機導電体、炭素材、導電性セラミックスなどを使
用する金属電極、薄膜電極、バルク電極いずれをも使用
することができる。基板上にITOその他の薄膜電極を
スパッタリングその他の方法により形成したものを対向
させて使用することが好ましい。対向する電極間の間隔
dは0.01〜5.0mmの範囲をとることができる。
電極寸法については、作用部が安定して形成されうるよ
うに1作用部当り電極間隔dの1/2程度対向平板面端
より内側に電極終端部を形成する。液流出口は非作用部
において作用部に影響のない部位に取り付けることがで
きる。セルは図1では矩形断面を有するものとして示し
たが、これに制限されるものではなく、多角形断面のも
のを使用することができる。
As the flat plate, glass, non-conductive ceramics, non-conductive plastics and the like can be used. As the electrode material, when a glass cell is used, a transparent electrode such as ITO is used, but a metal electrode using a metal, an organic conductor, a carbon material, a conductive ceramic, a thin film electrode, Any of the bulk electrodes can be used. It is preferable to use an ITO or other thin film electrode formed on a substrate by sputtering or other methods so as to face each other. The distance d between the opposing electrodes can be in the range of 0.01 to 5.0 mm.
Regarding the dimensions of the electrodes, an electrode terminal portion is formed inside the end of the opposing flat plate surface about 1/2 of the electrode interval d per operating portion so that the operating portion can be formed stably. The liquid outlet can be attached to a portion of the non-working portion that does not affect the working portion. Although the cell is shown in FIG. 1 as having a rectangular cross section, it is not limited to this, and a cell having a polygonal cross section can be used.

【0013】図2は作用部と液流入口及び出口の取り付
け可能位置を示す。(a)は1作用部の場合で電極の一
端に作用部が形成されている。(b)は2作用部の場合
で、電極の左右両端に形成されている。(c)は3作用
部の場合で、作用部は電極左右両端と下端とに形成され
ている。
FIG. 2 shows the position where the working portion and the liquid inlet and outlet can be attached. (A) is the case of one working part, in which the working part is formed at one end of the electrode. (B) shows a case of a two-action portion, which is formed on both left and right ends of the electrode. (C) shows a case of a three-action part, in which the action parts are formed at both left and right ends and a lower end of the electrode.

【0014】誘電性液体としては液晶が代表的に使用さ
れる。液晶は、或る種の有機化合物結晶を熱すると、一
定の温度で融解し白濁した粘稠な液体となり、白濁した
液体は光学的に異方性であり、光学的に等方な通常液体
と区別して液晶と呼ばれている。本発明で使用する液晶
としては、電圧印加に際して流動し対流現象を発生する
液晶のすべてを対象とする。液晶は、若干の見解の相違
があるものの、基本的には次のように分類することがで
きる: (A)リオトロピック(ライオトロピック)液晶 (B)サーモトロピック液晶 (B−1)ネマチック液晶(コレステリック液晶) (B−2)スメクティック液晶(例:Sm A相、Sm
相、Sm* 相) (B−3)ディスコティック液晶
Liquid crystal is typically used as the dielectric liquid. When a certain kind of organic compound crystal is heated, the liquid crystal melts at a certain temperature to become a cloudy viscous liquid, and the cloudy liquid is optically anisotropic and is optically isotropic ordinary liquid. It is called liquid crystal for distinction. As the liquid crystal used in the present invention, all liquid crystals which flow when a voltage is applied and generate a convection phenomenon are intended. Liquid crystals can be basically classified as follows, although there are some differences in opinion: (A) lyotropic (lyotropic) liquid crystal (B) thermotropic liquid crystal (B-1) nematic liquid crystal (cholesteric) LCD) (B-2) smectic liquid crystal (eg: S m A phase, S m C
Phase, S m C * phase) (B-3) discotic liquid

【0015】リオトロピック液晶は、溶媒との相互作用
で液晶となるもの一般を指し、各種のミセル構造(球
状、柱状、管状)やラメラ構造のような分子集合体を形
成するものである。リオトロピック液晶は、各種の石け
ん類、界面活性剤、脂質類、或る種の金属の水和酸化
物、ブロック共重合体などの親水基と疎水基とを併せ持
つ両親媒性化合物を水またはその他の溶媒と適当な割合
で混合することにより生成する。
A lyotropic liquid crystal generally refers to a liquid crystal that becomes a liquid crystal by interaction with a solvent, and forms a molecular aggregate such as various micellar structures (spherical, columnar, tubular) and lamellar structures. Lyotropic liquid crystals are prepared by adding an amphiphilic compound having both a hydrophilic group and a hydrophobic group, such as various soaps, surfactants, lipids, hydrated oxides of certain metals, and block copolymers, to water or other water. It is produced by mixing with a solvent in an appropriate ratio.

【0016】サーモトロピック液晶は、単一組成或いは
多成分系の物質が温度変化により示す液晶状態をいう。
ベンゼン環を中心としたコアとアルキル鎖、不斉炭素な
どの両側末端基(テイル)を有する構造をとるものが多
い。コアはベンゼン環やシクロヘキサン環などを骨格構
造とするものである。ネマチック液晶は、最も粘度が低
く、流動性が大きいものをいう。スメクティック液晶は
グリース状の粘稠な濁った流体であり、偏光顕微鏡観察
下で種々の特徴的な光学模様を示し、Sm A、Sm B・
・・Sm Iなどの多くの変種相が知られている。このう
ち、温度範囲が広い安定なものとしてSm A相、Sm
相、Sm* 相が知られている。Sm* 相は、Sm
相にキラル基のついた液晶を混合したものである。
[0016] Thermotropic liquid crystal refers to a liquid crystal state of a single-composition or multi-component substance exhibited by a change in temperature.
Many have a structure having a benzene ring-centered core and both terminal groups (tails) such as an alkyl chain and asymmetric carbon. The core has a benzene ring or a cyclohexane ring as a skeleton structure. The nematic liquid crystal has the lowest viscosity and the highest fluidity. Smectic liquid crystal is a greasy viscous cloudy fluid, show various characteristic optical pattern under polarized light microscope, S m A, S m B ·
... many variants phases, such as S m I have been known. Among these, Sm A phase and S m C
The phase, S m C * phase, is known. S m C * phase is S m C
It is a mixture of liquid crystals having a chiral group in the phase.

【0017】本発明は、液晶のうちでも、特定的には、
サーモトロピック液晶、特にはネマチック液晶並びにS
m A相、及びSm* 相を代表例とするスメクティック
液晶を使用することが好ましい。特には、Sm* 相ス
メクティック液晶を使用することが好ましい。
According to the present invention, among liquid crystals, specifically,
Thermotropic liquid crystal, especially nematic liquid crystal and S
m A phase, and it is preferable to use a smectic liquid crystal typified example S m C * phase. In particular, it is preferable to use S m C * phase smectic liquid crystal.

【0018】表1及び2は、市販のSm* 相スメクテ
ィック液晶の構造式及び温度特性を挙げたものである。
Tables 1 and 2 list structural formulas and temperature characteristics of commercially available S m C * phase smectic liquid crystals.

【0019】[0019]

【表1】 [Table 1]

【0020】[0020]

【表2】 [Table 2]

【0021】本循環装置は、液流入口を誘電性液体源に
接続しそして液流出口を各種デバイスの誘電性液体注入
口に接続することにより可動部のないポンプとして使用
できる。近時、液晶が各種の小さな表示デバイスに使用
されており、少量の液晶を正確な量注入することが求め
られる。そうした場合に、本循環装置をポンプとして利
用することができる。
The present circulation device can be used as a pump without moving parts by connecting the liquid inlet to the dielectric liquid source and connecting the liquid outlet to the dielectric liquid inlet of various devices. Recently, liquid crystals are used in various small display devices, and it is required to inject a small amount of liquid crystals in an accurate amount. In such a case, the present circulation device can be used as a pump.

【0022】図3は、マイクロマシンの動力源としての
応用例を示す。本循環装置の外部の配管系統に羽根車1
8を備える外部モータ19を介在させることによりモー
タ軸出力を取り出すことができる。この軸出力は、機械
加工、医療、精密計測、電子デバイス、光学デバイス等
の分野のマイクロマシンの動力源として使用でき、また
ポンプの動力源として利用することができる。
FIG. 3 shows an application example as a power source of a micromachine. The impeller 1 is installed in the piping system outside the circulation device.
The motor shaft output can be taken out by interposing an external motor 19 provided with the motor 8. This shaft output can be used as a power source of a micromachine in the fields of machining, medical care, precision measurement, electronic devices, optical devices, and the like, and can also be used as a power source of a pump.

【0023】図4は、本循環装置の外部の配管系統に温
度制御機構を組み込んだ応用例を示す。熱媒乃至冷却水
を含めての冷媒を流すことにできる熱交換器20或いは
ペルチェ素子等の温度制御装置と本循環装置とを用い
て、通常では使用できないような半導体素子21のよう
な微小素子もしくは微小部分の温度制御機構を実現する
ことができる。例えば、半導体素子21と温度調整装置
22との間にサーモカップル23を取付け、温度調整装
置22を直流電源24に接続することにより、必要とさ
れる加熱・冷却量に応じて循環する誘電性液体の量を設
定することができる。
FIG. 4 shows an application example in which a temperature control mechanism is incorporated in a piping system outside the circulation apparatus. A micro element such as a semiconductor element 21 that cannot be normally used by using the heat exchanger 20 or a temperature control device such as a Peltier element and a circulating device through which a refrigerant including a heat medium or cooling water can flow. Alternatively, a temperature control mechanism for a minute portion can be realized. For example, by attaching a thermocouple 23 between the semiconductor element 21 and the temperature control device 22 and connecting the temperature control device 22 to a DC power supply 24, the dielectric liquid circulating according to the required heating / cooling amount The amount of can be set.

【0024】(実施例)図5に示すよう寸法を有する循
環装置を作製した。循環装置の仕様は次の通りである: セル平板材質:多成分系ガラス ガラス寸法:20×30×2mm 電極材質:錫系透明導電膜 電極寸法:10×20mm セル内部寸法:12×21×1mm 電極間距離:1mm 液流入口:電極の両側終端部に2本 液流出口:入口の中央に1本
(Example) A circulation device having dimensions as shown in FIG. 5 was manufactured. The specifications of the circulation device are as follows: Cell plate material: Multi-component glass Glass dimensions: 20 × 30 × 2 mm Electrode material: Tin-based transparent conductive film Electrode dimensions: 10 × 20 mm Cell internal dimensions: 12 × 21 × 1 mm Distance between electrodes: 1 mm Liquid inlet: Two at both ends of the electrode Liquid outlet: One at the center of the inlet

【0025】図6に示すように、セルに直流1000V
まで発生することのできる定電圧電源を接続し、液流入
口及び出口を細管により延長し、内部にメルク社製ネマ
ティック液晶ZLI−4446(25センチポアズの粘
度、0.05Pa・S、比重0.7)を充満し、液流入
口及び出口の差圧を印加電界毎に測定した。その結果、
図7のグラフに示す発生差圧(mmH2 O)を測定する
ことができた。発生差圧は印加電界強度(KV/mm)
に正比例していることがわかる。
As shown in FIG. 6, DC 1000 V is applied to the cell.
A constant voltage power supply capable of generating a liquid crystal is connected, and a liquid inlet and an outlet are extended by a thin tube, and a nematic liquid crystal ZLI-4446 manufactured by Merck Co., Ltd. (viscosity of 25 centipoise, 0.05 Pa · S, specific gravity 0.7) ) Was filled, and the pressure difference between the liquid inlet and the outlet was measured for each applied electric field. as a result,
The generated differential pressure (mmH 2 O) shown in the graph of FIG. 7 could be measured. The generated differential pressure is the applied electric field strength (KV / mm)
It can be seen that it is directly proportional to

【0026】上記実施例では、2枚の絶縁体平板、電極
を平行に対向するように配置したが、2枚の絶縁体平
板、電極は厳密に平行に対向するように配置されている
必要はなく、多少平行からずれていても対向して配置さ
れていれば良い。
In the above embodiment, the two insulator flat plates and the electrodes are arranged so as to face in parallel. However, it is not necessary that the two insulator flat plates and the electrodes are arranged so as to face strictly in parallel. However, even if they are slightly displaced from parallel, they may be arranged so as to face each other.

【0027】[0027]

【発明の効果】新たな原理に基づいて、印加電界強度に
より制御可能な差圧を利用して、可動部のない誘電性液
体供給ポンプとしてまた外部作動部を介して液流入口と
液流出口とを配管により連結することにより循環装置と
して動作し、外部作動部においてこの循環運動・作用を
利用することによりマイクロマシン用流体モータ、微小
素子温度制御装置その他に応用することができる。
According to a new principle, a liquid inlet and a liquid outlet can be provided as a dielectric liquid supply pump having no movable parts by using a differential pressure which can be controlled by an applied electric field strength and via an external operating part. By connecting these to each other by a pipe, they operate as a circulating device, and can be applied to a fluid motor for a micromachine, a micro-element temperature control device, and the like by utilizing this circulating motion and action in an external operating unit.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の循環装置を示す斜視図であるが、但し
内部を見えるようにするために上部構造を切り離して示
してある。
FIG. 1 is a perspective view of the circulation device of the present invention, but with the upper structure cut away to show the interior.

【図2】作用部と液流入口及び出口の取り付け可能位置
を示す説明図であり、(a)は1作用部の場合、(b)
は2作用部の場合、そして(c)は3作用部の場合であ
る。
FIGS. 2A and 2B are explanatory diagrams showing positions where an operation portion and a liquid inlet and an outlet can be attached; FIG.
Is the case of two working parts, and (c) is the case of three working parts.

【図3】マイクロマシンの動力源としての応用例を示す
概略説明図である。
FIG. 3 is a schematic explanatory view showing an application example as a power source of a micromachine.

【図4】本循環装置の外部の配管系統に温度制御機構を
組み込んだ応用例を示す概略説明図である。
FIG. 4 is a schematic explanatory view showing an application example in which a temperature control mechanism is incorporated in a piping system outside the present circulation device.

【図5】実施例で使用した循環装置の寸法を示す正面、
側面及び上面図である。
FIG. 5 is a front view showing dimensions of a circulation device used in the embodiment;
It is a side view and a top view.

【図6】実施例において、液流入口及び出口の差圧を印
加電界毎に測定した様相を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state in which a differential pressure between a liquid inlet and an outlet is measured for each applied electric field in an example.

【図7】実施例における発生差圧(mmH2 O)と印加
電界強度(KV/mm)との関係を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing a relationship between a generated differential pressure (mmH 2 O) and an applied electric field strength (KV / mm) in an example.

【図8】誘電性液体として液晶を使用した特開平6−2
94374号の動力発生装置の原理を示す説明図であ
る。
FIG. 8: JP-A-6-2 using liquid crystal as a dielectric liquid
It is explanatory drawing which shows the principle of a power generation device of 94374.

【図9】うず巻き中心に回転子を配置した特開平6−2
94374号の動力発生装置の具体例の斜視図である。
FIG. 9 is a Japanese Patent Laid-Open No. 6-2 where a rotor is arranged at the center of a spiral.
It is a perspective view of a specific example of the power generation device of No. 94374.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

L 液晶 11 絶縁体平行平板 12 電極 13 セル 14 液流入口 15 液流出口 16 電圧印加手段 17 作用部 18 羽根車 19 モータ 20 熱交換器 21 半導体素子 22 温度調整装置 23 サーモカップル 24 直流電源 L Liquid crystal 11 Insulator parallel plate 12 Electrode 13 Cell 14 Liquid inlet 15 Liquid outlet 16 Voltage applying means 17 Working part 18 Impeller 19 Motor 20 Heat exchanger 21 Semiconductor element 22 Temperature controller 23 Thermocouple 24 DC power supply

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 一定の間隔の2枚の絶縁体平板の対向す
る各面に該面の寸法よりわずかに小さな寸法の電極を取
り付けそして該電極間に誘電性液体を充満させた密閉セ
ルと、前記電極の終端部が中心となるように配置されそ
して前記密閉セル内部に連通する少なくとも一つの液流
入口と、前記密閉セル内部に連通する少なくとも一つの
液流出口と、前記電極間に電圧を印加する電圧印加手段
とを具備することを特徴とする循環装置。
1. A closed cell, comprising: two oppositely-spaced insulating flat plates having electrodes spaced slightly smaller than the dimensions of said surfaces and filled with a dielectric liquid between the electrodes; At least one liquid inlet communicating with the inside of the closed cell, and at least one liquid outlet communicating with the inside of the closed cell, and a voltage is applied between the electrodes. A circulating device comprising: voltage applying means for applying the voltage.
【請求項2】 誘電性液体が液晶であることを特徴とす
る請求項1の循環装置。
2. The circulation device according to claim 1, wherein the dielectric liquid is a liquid crystal.
【請求項3】 液晶がネマチック液晶もしくはスメクテ
ィック液晶である請求項2の循環装置。
3. The circulation device according to claim 2, wherein the liquid crystal is a nematic liquid crystal or a smectic liquid crystal.
【請求項4】 請求項1の循環装置を使用する誘電性液
体ポンプ。
4. A dielectric liquid pump using the circulation device according to claim 1.
【請求項5】 請求項1の循環装置の液流入口と液流出
口とを接続する外部配管系統に羽根車を設置したモー
タ。
5. A motor in which an impeller is installed in an external piping system connecting a liquid inlet and a liquid outlet of the circulation device according to claim 1.
【請求項6】 請求項1の循環装置の液流入口と液流出
口とを接続する外部配管系統に温度制御機構を設置した
温度制御装置。
6. A temperature control device, wherein a temperature control mechanism is installed in an external piping system connecting a liquid inlet and a liquid outlet of the circulating device of claim 1.
JP12296595A 1995-04-25 1995-04-25 Circulation device Expired - Fee Related JP2785113B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12296595A JP2785113B2 (en) 1995-04-25 1995-04-25 Circulation device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12296595A JP2785113B2 (en) 1995-04-25 1995-04-25 Circulation device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08296547A JPH08296547A (en) 1996-11-12
JP2785113B2 true JP2785113B2 (en) 1998-08-13

Family

ID=14849003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12296595A Expired - Fee Related JP2785113B2 (en) 1995-04-25 1995-04-25 Circulation device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2785113B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI396105B (en) 2009-07-21 2013-05-11 Univ Nat Taiwan Digital data processing method for personalized information retrieval and computer readable storage medium and information retrieval system thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08296547A (en) 1996-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7081189B2 (en) Microfluidic pumps and mixers driven by induced-charge electro-osmosis
Fuhr et al. Travelling wave-driven microfabricated electrohydrodynamic pumps for liquids
Lavrentovich Active colloids in liquid crystals
Darabi et al. Design, fabrication, and testing of an electrohydrodynamic ion-drag micropump
Darabi et al. An electrohydrodynamic polarization micropump for electronic cooling
US8363172B2 (en) Liquid crystal motor making use of flow of liquid crystal
El Moctar et al. Electro-hydrodynamic micro-fluidic mixer
US20040241004A1 (en) Electroosmotic micropump with planar features
EP1548487B1 (en) Micro-actuators with dielectrophoretic micro- emulsions
Otsubo et al. Dielectric fluid motors
CN205055830U (en) Electric osmose micropump device
CN204746344U (en) Electric osmose micropump device
JP2785113B2 (en) Circulation device
Jákli et al. Colloidal micromotor in smectic A liquid crystal driven by DC electric field
Mohammad Jafarpour et al. Experimental study on the performance of a mini-scale Y-type mixer with two liquid metal-enabled pumps
CN103566987B (en) A kind of electroosmotic pump and pump body design technological process thereof
JP2617413B2 (en) Power generator
WO2004105923A2 (en) Electrohydrodynamic microfluidic mixer using transverse electric field
JPH11230023A (en) Liquid crystal-system power generator
JPH11223178A (en) Liquid crystal system power generator
JP2000297741A (en) Liquid crystal system power generator
JP2000297740A (en) Liquid crystal system power generator
JP2000297739A (en) Liquid crystal system power generator
Pearson et al. Single-and Two-Phase Flow in Microchannels With Heat Transfer and Driven by an EHD Conduction Pump
CN203610146U (en) Electro-osmotic flow pump

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19980407

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees