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EHD現象を利用した回転型ポンプ及び冷却装置

国内特許コード P110001588
掲載日 2011年3月4日
出願番号 特願2007-294702
公開番号 特開2009-121288
登録番号 特許第5019532号
出願日 平成19年11月13日(2007.11.13)
公開日 平成21年6月4日(2009.6.4)
登録日 平成24年6月22日(2012.6.22)
発明者
  • 三井 和幸
  • 寺阪 澄孝
出願人
  • 学校法人東京電機大学
発明の名称 EHD現象を利用した回転型ポンプ及び冷却装置
発明の概要

【課題】省スペースでかつ発熱量の少ない回転型ポンプと、これを用いた省スペースでかつ冷却能力の高い冷却装置を提供する。
【解決手段】回転型ポンプは、回転可能な羽根車2と、羽根車2の外周に設けられた第1の電極4と、羽根車2に固定され、第1の電極4に対して所定の角度傾斜して配置された第2の電極5と、移送流体の吸入口、流路1b及び吐出口を有し、羽根車2、第1及び第2の電極4,5を内部に収容する容器1と、第1及び第2の電極4,5の間に電圧を印加する電圧印加手段を備え、第1の電極4は羽根車2と流路1bの間に配置された移送流体を透過可能な電極である。
【選択図】図2

従来技術、競合技術の概要

従来、MPUの冷却方法として、MPU表面にヒートシンクを固定し、別に設けたファンで冷却風をヒートシンクに吹き付けることにより強制冷却する方法が一般的である。しかし、MPUの高性能化に伴い、空冷式の強制冷却では、十分な冷却効果を得られなくなってきている。また、電子機器の小型化に伴い、冷却装置の設置スペースの確保が難しくなってきている。

こうした状況下において、特許文献1に示された冷却装置は、MPUに固定された熱伝達体と液体-空気熱交換器を経由する経路にポンプを用いて冷却用液体を循環させ、ファンを用いて液体-空気熱交換器に対し送風することで、強制冷却より高い放熱効果を確保した上で、ポンプとファンの駆動用モータを共通にすることで、省スペース化を実現している。

しかし、特許文献1記載の冷却装置では、ポンプ及びファンを回転駆動するためのモータを必要とし、モータの発熱が冷却用液体に伝わることで冷却能力が損なわれるばかりでなく、モータの設置スペースが必要となる。

そこで、本発明者らは先行技術発明としてEHD現象を利用した回転型ポンプと、その回転型ポンプを応用した冷却装置を提案している(非特許文献1)。この先行技術に係る回転型ポンプは、渦室内に形成された流路の外周に固定された渦状電極、羽根車に固定された羽根電極、および両電極に電圧を印加するための電圧印加手段で構成されており、両電極への電圧の印加によるEHD現象を利用して冷却用液体としての電気応答流体を循環させるものである。当該回転型ポンプは、電磁モータなどの駆動源を必要としないため、省スペースでかつ発熱量が少ない特徴を有する。また先行技術に係る冷却装置は、当該回転型ポンプを応用することで、回転型ポンプの発熱による冷却効果の低下を抑え、冷却能力の向上を図るものである。

【特許文献1】特開2001-320187号公報
【非特許文献1】「EHD現象を応用した回転型ポンプの開発とそのクーラシステムへの応用」、小島他、平成19年春季フルードパワーシステム講演論文集、P.19-21、2007年

産業上の利用分野

本発明は、EHD現象(Electro Hydro Dynamics Phenomenon)を利用した回転型ポンプ及び冷却装置に関するものである。ここでEHD現象とは、キシレン、クロロホルム、シリコーンオイル、機械油等のある種の電気絶縁性流体(電気応答流体)に電極を挿入し、これに高電圧を印加すると、電極間で電気応答流体の拡散、攪拌などの力学的現象が発生する現象のことをいう。

特許請求の範囲 【請求項1】
回転可能に設けられた羽根車と、
前記羽根車の外周に設けられた第1の電極と、
前記羽根車に固定され、前記第1の電極に対して所定の角度傾斜して配置された第2の電極と、
前記羽根車の中心に形成された電気応答流体である移送流体の吸入口、前記羽根車の外周に形成された移送流体の流路及び前記流路の一部に形成された移送流体の吐出口を有し、前記羽根車、前記第1及び第2の電極を内部に収容する容器と、
前記第1及び第2の電極の間に電圧を印加する電圧印加手段と
を備え、
前記第1の電極は、前記羽根車と前記容器の流路の間に配置されており、前記移送流体を透過可能である
ことを特徴とする、EHD現象を利用した回転型ポンプ。
【請求項2】
前記羽根車は、環状に配置された所定方向に渦を巻く複数の羽根から構成される羽根群が前記羽根車の中心から外周にかけて所定の間隙を介して多重に配置された多重羽根車である
ことを特徴とする、請求項1記載のEHD現象を利用した回転型ポンプ。
【請求項3】
前記容器に固定され、前記多重羽根車の各間隙に前記多重羽根車と逆方向の渦を巻く固定羽根を有する
ことを特徴とする、請求項2記載のEHD現象を利用した回転型ポンプ。
【請求項4】
前記多重羽根車の各間隙に配置されており、前記移送流体を透過可能な第3の電極
を備えた
ことを特徴とする、請求項2記載のEHD現象を利用した回転型ポンプ。
【請求項5】
前記移送流体は、請求項1から請求項4のいずれかに記載のEHD現象を利用した回転型ポンプと、
前記移送流体の吸入口と排出口を有するラジエータと、
前記EHD現象を利用した回転型ポンプの吐出口と前記ラジエータの吸入口を接続し、前記移送流体を流通可能な第1の管と、
前記ラジエータの排出口と前記EHD現象を利用した回転型ポンプの吸入口を接続し、前記移送流体を流通可能な第2の管と
を備えたことを特徴とする、EHD現象を利用した冷却装置。
【請求項6】
前記羽根車の回転軸と同軸の回転軸を有し、マグネットカップリングを介して前記羽根車の駆動力が非接触に伝達される、前記ラジエータに送風するファン
を備えたことを特徴とする、請求項5記載のEHD現象を利用した冷却装置。
産業区分
  • 流体移送
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2007294702thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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