(57)【要約】【課題】  電子機器の放熱ファン等により発生している気流を計測し、放熱効果を解析することにより、電子機器の最適放熱設計を効率的に実施可能な液体微粒子供給装置を提供する。【解決手段】  本発明の液体微粒子供給装置は、オイル微粒子発生部と、前記オイル微粒子発生部が発生したオイル微粒子を内部空間に蓄え、前記内部空間に設置した膨張体の体積を増大させることによりオイル微粒子を含む空気の一部を外部に押し出す筐体と、を有する。【選択図】  図１
2005214834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体微粒子発生部と、
前記液体微粒子発生部が発生した液体微粒子を内部空間に蓄え、前記内部空間の容積を縮小することにより、液体微粒子を含む空気の一部を外部に押し出す筐体と、
を有することを特徴とする液体微粒子供給装置。
【請求項２】
オイル微粒子発生部と、
前記オイル微粒子発生部が発生したオイル微粒子を内部空間に蓄え、前記内部空間に設置した膨張体の体積を増大させることによりオイル微粒子を含む空気の一部を外部に押し出す筐体と、
を有することを特徴とする液体微粒子供給装置。
【請求項３】
オイル微粒子発生部と、
前記オイル微粒子発生部が発生したオイル微粒子を内部空間に蓄える第１の筐体と、
冷却体と膨張体とを有し、第１の筐体から放出された前記オイル微粒子を含む空気を内部空間に導入し、前記冷却体で前記オイル微粒子を含む空気を冷却し、前記内部空間に設置した前記膨張体の体積を増大することによりオイル微粒子を含む空気の一部を外部に押し出す第２の筐体と、
を有することを特徴とする液体微粒子供給装置。
【請求項４】
前記内部空間の容積の縮小速度又は前記膨張体の膨張速度を段階的に制御し、空気中の液体微粒子又はオイル微粒子の濃度に濃淡を生じさせることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかの請求項に記載の液体微粒子供給装置。
【請求項５】
観測対象である機器を内部に収納する可視化ボックスを更に有し、
前記筐体又は前記第２の筐体はオイル微粒子を含む空気を前記可視化ボックスに供給する供給口を有し、
前記供給口に制御弁を設置したことを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかの請求項に記載の液体微粒子供給装置。
【請求項６】
前記膨張体はパルス的な膨張と膨張の停止とを繰り返し、
前記膨張体がパルス的な膨張をする時、前記制御弁が開き、
前記制御弁が閉じている時、前記膨張体が膨張を停止する、
ことを特徴とする請求項５に記載の液体微粒子供給装置。
【請求項７】
前記膨張体は外部から空気を導入する複数の空気導入口を有することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の液体微粒子供給装置。
【請求項８】
観測対象である機器を内部に収納する可視化ボックスを更に有し、
前記筐体又は前記第２の筐体の供給口と前記可視化ボックスとの間を接続し、前記供給口側の開口断面積より前記可視化ボックス側の開口断面積が大きい形状を有する導出経路を有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかの請求項に記載の液体微粒子供給装置。
【請求項９】
前記筐体又は前記第１の筐体は、前記膨張体が収縮する時開いて外部の空気を導入し、前記膨張体が膨張する時閉じる外気吸い込み口を有することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかの請求項に記載の液体微粒子供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体微粒子供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の高機能化及び小型化が進む中で、電子機器の冷却は重要となっている。多くの電子機器において、各部品が所定の限度以上に温度上昇しない様に機器の内部又は外部に冷却用の気流を起こさせる対策を導入している。気流がスムーズに流れるように且つ必要な部位に気流が行き渡るように機器を設計することが、機器の信頼性を高める上で重要である。
電子機器の性能及び長期信頼性確保において熱の効率的な放出は重要であるが、使用するファンの回転数を高めて送風量を増加させると電力消費が増えてしまい電池駆動などのモバイル製品にとって不利である。
例えばパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと略す。）の場合、ＣＰＵ（Central Processing Unit）の付近にはファンが取り付けられており、ファンは気流を発生させてＣＰＵを冷却している。しかし、ＰＣには多くの隙間（空気の通り道）があり、空気が設計上予定していた経路を流れない場合がある。ＣＰＵの周辺空気の交換がうまく行われないと、ＣＰＵは過熱して信頼性が低下する。又はＣＰＵを低速度のクロックで動作させなければいけない。このため、ＰＣが実際に動作している時の気流を計測又は観測し解析することが必要となっている。
【０００３】
気流の計測又は観測方法として、気流の風速、圧力、方向を計測する方法の他に人間が視覚的に気流を観測できるように気流を可視化する方法がある。特許文献１（特開２００２−２２５９７号公報）に、気流を可視化するためにミスト粒子を発生させる従来例の気流可視化装置が開示されている。
図６を用いて、従来例の気流可視化装置について説明する。図６は、クリーンルームの気流を可視化する従来例の気流可視化装置の構成図である。図６において、６０１は気流可視化装置である。気流可視化装置６０１は、純水容器６１１、供給用弁６１２、水槽６１３、超音波発振機６１４、モータ６１５、モータ駆動ポンプ６１６、空気吐き出しパイプ６１７、圧力タンク６１８、ミスト粒子導出パイプ６１９を有する。
【０００４】
純水容器６１１は、気流可視化装置６０１の上部に設置されている。供給用弁６１２は、純水容器６１１内の純水の水位を保持し、自動的に純水を水槽６１３に蓄える。水槽６１３の下部に設置された超音波発振機６１４は、水槽６１３中の純水に振動を与える。振動を与えられた純水は、ミスト粒子となり水槽６１３の純水表面に漂う。モータ６１５に連結されたモータ駆動ポンプ６１６は、空気吐き出しパイプ６１７、圧力タンク６１８を介して水槽６１３の純水表面の上部に空気を出力する。水槽６１３の純水表面に漂うミスト粒子は、出力された空気と共にミスト粒子導出パイプ６１９を通して外部に吐き出される。
従来例の気流可視化装置は、携帯性に優れた且つ使用時の姿勢の自由度を向上させた気流可視化装置である。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２２５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来例の気流可視化装置においては、ミスト粒子を含む気流を被可視化機器に送り込んで気流を観測した。しかし、ＰＣのように内部に配置されたファンが発生する気流が微弱である場合、気流可視化装置が発生する気流が、機器の内部又は周辺に存在する本来の気流に無視できない外乱を与え、被可視化機器の内部に設置されたファンによって生じる気流を正確に観測できないという問題があった。
【０００７】
又、従来例の気流可視化装置は、電子機器の放熱ファンなどの電子機器外部から空気を吸い込みファンにより冷却し外部に吐き出す循環構成の気流の観測には適用が困難であった。純水ミスト粒子を使用して循環構成の気流の観測を行うと、純水ミスト粒子が電子機器の内部まで到達し電子機器内部において水滴となり絶縁不良を興し誤動作あるいは故障となる可能性があった。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するものであり、観測対象である微弱な気流をほとんど乱すことなく、観測対象の内部又は周囲に存在する気流を可視化する液体微粒子供給装置を提供することを目的とする。
本発明は、電子機器に絶縁不良等に起因する誤動作又は故障を起こさせる恐れがないオイル微粒子を含む空気を発生させる液体微粒子供給装置を提供することを目的とする。
本発明は、ミストに絶縁性オイル微粒子を使用し、断続して粗密状態のオイル微粒子を無風状態の可視化ボックスに供給し、可視化ボックスに内に設置された実駆動の電子機器の放熱ファンが発生させる気流にオイル微粒子粒子を漂わせ、気流状況を効率良く可視化し気流の速度、方向など計測、観測可能にする液体微粒子供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。請求項１に記載の発明は、液体微粒子発生部と、前記液体微粒子発生部が発生した液体微粒子を内部空間に蓄え、前記内部空間の容積を縮小することにより、液体微粒子を含む空気の一部を外部に押し出す筐体と、を有することを特徴とする液体微粒子供給装置である。
【００１０】
所定の出口（典型的には可視化ボックスへ通じる出口）を除いて閉じた内部空間の容積を縮小することにより、液体微粒子を含む空気が出口から外部に押し出される。しかし、内部空間の縮小容積と同一体積の液体微粒子を含む空気が外部に押し出されると、気圧のバランスにより筐体からの液体微粒子を含む空気の流出が停止する。本発明の液体微粒子供給装置は、流速がほとんどゼロの液体微粒子を含む空気の塊を外部（例えば可視化ボックス）に押し出す。本発明は、観測対象である機器の内部又は周囲に存在する微弱な気流をほとんど乱すことなく、その気流を液体微粒子で可視化する液体微粒子供給装置を実現できるという作用を有する。
液体微粒子発生部は筐体の中に配置されていても良い。又は筐体の外に配置された液体微粒子発生部と筐体とが、液体微粒子を筐体に導入する経路で連通されていても良い。液体微粒子は、水であっても良く、オイルであっても良い。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、オイル微粒子発生部と、前記オイル微粒子発生部が発生したオイル微粒子を内部空間に蓄え、前記内部空間に設置した膨張体の体積を増大させることによりオイル微粒子を含む空気の一部を外部に押し出す筐体と、を有することを特徴とする液体微粒子供給装置である。
【００１２】
所定の出口（典型的には可視化ボックスへ通じる出口）を除いて内部空間を閉じた状態において、膨張体の体積を増大させることにより、オイル微粒子を含む空気が出口から外部に押し出される。しかし、膨張体の増加体積と同一体積のオイル微粒子を含む空気が外部に押し出されると、気圧のバランスにより筐体からのオイル微粒子を含む空気の流出が停止する。本発明の液体微粒子供給装置は、流速がほとんどゼロのオイル微粒子を含む空気の塊を外部（例えば可視化ボックス）に押し出す。本発明は、観測対象である機器の内部又は周囲に存在する微弱な気流をほとんど乱すことなく、その気流をオイル微粒子で可視化する液体微粒子供給装置を実現できるという作用を有する。
【００１３】
本発明は、電気絶縁性を有するオイルの微粒子を発生させる故に、電子機器に絶縁不良等に起因する誤動作又は故障を起こさせる恐れがない液体微粒子供給装置を実現できるという作用を有する。
純水のミスト粒子大きさは１００〜２００ミクロンであり、オイル微粒子であるオイルミストの各粒子の大きさは数ミクロンである。このため、オイルミストは純水のミスト粒子より発生後空気中を漂っている時間が長い。本発明は、電子機器内部で液化しにくく、電子機器の内部又は周辺に生じる気流を可視化する安価な液体微粒子供給装置を実現できるという作用を有する。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、オイル微粒子発生部と、前記オイル微粒子発生部が発生したオイル微粒子を内部空間に蓄える第１の筐体と、冷却体と膨張体とを有し、第１の筐体から放出された前記オイル微粒子を含む空気を内部空間に導入し、前記冷却体で前記オイル微粒子を含む空気を冷却し、前記内部空間に設置した前記膨張体の体積を増大することによりオイル微粒子を含む空気の一部を外部に押し出す第２の筐体と、を有することを特徴とする液体微粒子供給装置である。
【００１５】
本発明の液体微粒子供給装置は、高温のオイル微粒子を含む空気を例えば常温に冷却した後、観測対象である機器（例えば電子機器）に送り込む。高温のオイル微粒子を含む空気をそのまま機器に送り込むと上昇気流を生じて、機器周辺に元々存在していた気流を乱す恐れがある。本発明は、観測対象である機器に生じる気流をほとんど乱すことなく、その気流をオイル微粒子で可視化する液体微粒子供給装置を実現できるという作用を有する。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、前記内部空間の容積の縮小速度又は前記膨張体の膨張速度を段階的に制御し、空気中の液体微粒子又はオイル微粒子の濃度に濃淡を生じさせることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかの請求項に記載の液体微粒子供給装置である。
空気中の液体微粒子又はオイル微粒子の濃度に濃淡を生じさせることにより、気流の動きが非常に見易くなる。本発明は、電子機器に内蔵されるファン等から生じる気流あるいは放熱により発生する上昇気流をほとんど乱すことなく、その気流を見易く可視化する液体微粒子供給装置を実現できるという作用を有する。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、観測対象である機器を内部に収納する可視化ボックスを更に有し、前記筐体又は前記第２の筐体はオイル微粒子を含む空気を前記可視化ボックスに供給する供給口を有し、前記供給口に制御弁を設置したことを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかの請求項に記載の液体微粒子供給装置である。
本発明は、可視化ボックス内のオイル微粒子を含む空気が、膨張体の収縮時に逆流しない液体微粒子供給装置を実現できるという作用を有する。更に、例えば所定の周期で制御弁を閉じたり開いたりすることにより、空気中のオイル微粒子の濃度に濃淡を生じさせることが出来る。本発明は、濃度に濃淡のある動きが見易い可視化された気流を発生させる液体微粒子供給装置を実現できるという作用を有する。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、前記膨張体はパルス的な膨張と膨張の停止とを繰り返し、前記膨張体がパルス的な膨張をする時、前記制御弁が開き、前記制御弁が閉じている時、前記膨張体が膨張を停止する、ことを特徴とする請求項５に記載の液体微粒子供給装置である。
この構成により、空気中のオイル微粒子の濃度に濃淡を生じさせることが出来る。本発明は、オイル微粒子の濃度に濃淡のある動きが見易い可視化された気流を発生させる液体微粒子供給装置を実現できるという作用を有する。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、前記膨張体は外部から空気を導入する複数の空気導入口を有することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の液体微粒子供給装置である。複数の空気導入口を設けることで、膨張体の膨張速度を速めることができ、又は各空気導入口に制御弁を設け、制御弁を閉じたり開いたりすることにより、膨張体の膨張速度を任意に制御できる。これにより、オイル微粒子を含む空気の押し出し速度を任意に制御できる。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、観測対象である機器を内部に収納する可視化ボックスを更に有し、前記筐体又は前記第２の筐体の供給口と前記可視化ボックスとの間を接続し、前記供給口側の開口断面積より前記可視化ボックス側の開口断面積が大きい形状を有する導出経路を有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかの請求項に記載の液体微粒子供給装置である。
供給口側の開口断面積と可視化ボックス側の開口断面積の比を１：ｎとすると（ｎ＞１）、導出経路の供給口側の入口における液体微粒子又はオイル微粒子を含む空気の流出速度と、可視化ボックス側の出口における液体微粒子又はオイル微粒子を含む空気の流出速度との比が１：１／ｎになる。これにより、可視化ボックスに押し出した液体微粒子又はオイル微粒子を含む空気の流速を更に遅くすることが出来る。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、前記筐体又は前記第１の筐体は、前記膨張体が収縮する時開いて外部の空気を導入し、前記膨張体が膨張する時閉じる外気吸い込み口を有することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかの請求項に記載の液体微粒子供給装置である。
膨張体が収縮する時、筐体又は第２の筐体内が陰圧となり、可視化ボックスに押し出した液体微粒子又はオイル微粒子を含む空気が逆流する恐れがある。膨張体が収縮する時、外気吸い込み口から空気を導入することにより、可視化ボックスから筐体又は第２の筐体に空気が逆流することを防止する。好ましくは膨張体が収縮する時、前記筐体又は前記第２の筐体の供給口に設けた制御弁を閉じる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、観測対象である微弱な気流をほとんど乱すことなく、観測対象の内部又は周囲に存在する気流を可視化する液体微粒子供給装置を実現できるという有利な効果が得られる。
本発明によれば、電子機器に絶縁不良等に起因する誤動作又は故障を起こさせる恐れがないオイル微粒子を含む空気を発生させる液体微粒子供給装置を実現できるという有利な効果が得られる。
本発明によれば、粗密状態のオイル微粒子を含む気流を観測対象である機器（例えば電子機器）周辺に漂わすことにより、駆動状態の機器周辺の気流の動きを可視化し計測、観測可能な液体微粒子供給装置を実現できるという有利な効果が得られる。
本発明によれば、高温のオイル微粒子を常温に冷却した後、気流の計測、観測の対称である機器（例えば電子機器）周辺に漂わすことにより、電子機器の放熱ファン等により発生している真の気流を計測、観測可能な液体微粒子供給装置を実現できるという有利な効果が得られる。
本発明によれば、例えば電子機器のファン等による空気吸い込み経路、吐き出し経路など直接的に目視及び可視化画像として捕らえることにより、電子機器のファンによる放熱効果を解析することができ電子機器の最適設計を効率的に実施可能な液体微粒子供給装置を実現できるという有利な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下本発明の実施をするための最良の形態を具体的に示した実施の形態について、図面とともに記載する。
【００２４】
《実施の形態１》
図１、図２を用いて、実施の形態１のオイル微粒子供給装置（液体微粒子供給装置）について説明する。本発明の実施の形態１のオイル微粒子供給装置１０１は、無風状態の可視化ボックスに設置された計測、観測対象である機器（例えば電子機器）の周囲にオイル微粒子（オイルミスト）を含む空気を漂わせて、機器の内部又は周囲に発生する気流を可視化する。ユーザは、電子機器を駆動し電子機器内への空気吸い込み位置と気流の吐き出し状況、具体的には気流の速度，気流の方向などを計測、観測する。機器の筐体を透明の部材にすることにより、機器の内部の気流を観測することも出来る。
【００２５】
図１は、本発明の実施の形態１のオイル微粒子供給装置の構成図である。図１において、１０１はオイル微粒子供給装置である。オイル微粒子供給装置１０１は、オイル微粒子発生部１１１と、可視化ボックス部１１２と、オイル微粒子発生部１１１と可視化ボックス部１１２とを繋ぐ導出部１１３とを有する。オイル微粒子発生部１１１は筐体１２１で覆われているが、図１では説明のため筐体１２１の上部を除いた状態で示している。
【００２６】
オイル微粒子発生部１１１は、筐体１２１と、筐体１２１の外部に設置されたオイル容器１２２と、オイルを筐体１２１内部に供給するパイプ１２３と、筐体１２１内部に設置された加熱部１２４と、筐体１２１内部に設置された膨張体１２５と、筐体１２１外部の空気を膨張体１２５に圧入、圧出する空気圧入出制御パイプ１２６と、空気導入口１２７と、空気導入口１２７を開閉する空気制御弁１２８と、供給口１２９と、供給口１２９を開閉する制御弁１４１とを有する。筐体１２１は、パイプ１２３、空気圧入出制御パイプ１２６、空気導入口１２７、供給口１２９を除いて閉じている。
【００２７】
可視化ボックス部１１２は、可視化ボックス１３１と、気流を計測、観測する対象物を載置する台１３２とを有する。可視化ボックス１３１は、外部の風等の影響を排除して観測対象である機器が動作していない状態において内部を無風状態にする。可視化ボックス１３１の壁面は、電子機器のあらゆる方向から気流状況を観察できるように透明な板（例えば透明な樹脂板）で構成されている。例えば電子機器の周辺の気流に外部から照明を当ててカメラで撮影することもできる。可視化ボックス１３１は、導出部１１３との接続部を除いて閉じている。可視化ボックス１３１は、オイル微粒子を含む空気が次第に排出されるように所定の大きさの排出口を有していても良い。台１３２上には気流の計測、観測の対象である電子機器１３３を設置する。電子機器に限らず、任意の機器を計測、観測の対象とすることが出来る。電子機器１３３は実駆動状態とし、電子機器１３３周辺に発生する気流が定常状態となるようにする。実施の形態１において、電子機器１３３はノート型のパーソナルコンピュータである。
導出部１１３は、筐体１２１の供給口１２９と可視化ボックス１３１との間を接続する導出パイプで構成される。
【００２８】
最初に、膨張体１２５を最も収縮した状態とし、空気導入口１２７（空気制御弁１２８）及び供給口１２９（制御弁１４１）を閉じる。筐体１２１の内部空間は閉じた状態となる。オイル容器１２２からパイプ１２３を介して加熱部（熱せられたヒータ）１２４上にオイルを滴下すると、オイル微粒子であるオイルミストが発生する。オイルの滴下が継続されると、筐体１２１内部にオイル微粒子が充満する。充分な量のオイル微粒子が筐体１２１内部に充満すると、制御弁１４１を閉状態から開状態とし、空気圧入出制御パイプ１２６から膨張体１２５に空気を段階的に圧入し膨張体１２５を段階的に膨張させる。膨張体１２５が膨張すると、筐体１２１内部の容積が減少し、膨張体１２５の膨張容積分のオイル微粒子を含んだ空気が供給口１２９から可視化ボックス１３１へ押し出される。
【００２９】
膨張体１２５を段階的に膨張させることにより、オイル微粒子が粗密状態で可視化ボックス１３１内部に漂う。即ち、可視化ボックス１３１内部において、空気中のオイル微粒子の濃度に濃淡が生じる。電子機器１３３の放熱ファンが、濃度に濃淡を有するオイル微粒子を含む空気を電子機器１３３内に吸い込み、色々な開口部、隙間から吐き出す。可視化ボックス１３１の外部からレーザ光を当て、電子機器１３３のファン等により発生した気流による電子機器１３３周辺のオイル微粒子の粗密状態の流れ及び乱れを高速度カメラ（図示せず。）で撮影する。高速度カメラは１０万コマ／秒で撮影する。撮像画像を解析ソフトにより解析して、粗密状態のオイル微粒子を含む空気が一定時間にどの方向にどれだけ移動したかに基づいて、気流の速度、方向等を解析する。電子機器１３３のファンが吸い込む空気の風速、開口部から吹き出される風の風速及び風の方向、機器の周りの風の分布、風の吸い込み場所と吹き出し場所等を知ることができる。
【００３０】
実施の形態１の膨張体１２５は、側面が蛇腹になった袋状の伸縮体であって、蛇腹が最も畳まれた状態から次第に伸びることにより膨張する。空気圧入出制御パイプ１２６から膨張体１２５に段階的に圧入する空気の圧入速度を制御することにより、オイル微粒子を含んだ空気の外部への押し出し速度を調整できる。膨張体１２５は、体積を段階的に増大させることが出来れば、任意の構成を取ることが出来る。例えば風船でも良い。風船は膨張時の形状に自由度があるため、膨張した風船が筐体１２１の内部容積のほとんど全部を占める程度まで、風船を膨張させることも出来る。
【００３１】
膨張体１２５はパルス的な膨張と膨張の停止とを繰り返す（段階的に膨張する。）。膨張体１２５がパルス的な膨張をする時、供給口１２９（制御弁１４１）が開き、供給口１２９（制御弁１４１）が閉じている時、膨張体１２５が膨張を停止する。これにより、空気中に含まれるオイル微粒子の密度の濃淡（粗密状態）のコントラストが強くなる。実施の形態の構成に代えて、膨張体１２５が段階的に膨張する間、供給口１２９（制御弁１４１）が開きっぱなしになっていても良い。
【００３２】
ファンで送風して、筐体１２１に充満したオイル微粒子を可視化ボックス１３１に導く方法がある。しかし、ファンを用いてオイル微粒子を含む空気を強制的に送り出す方法は、電子機器に内蔵されるファンから生じている気流あるいは放熱時に発生する自然な上昇気流を乱してしまう。それ故に、オイル微粒子を含む空気の可視化ボックス１３１への移動は気流を極力抑制した方法で行うのが望ましい。また電子機器が実駆動している状態における気流を見易く可視化して計測、観測するにはオイル微粒子が粗密状態で電子機器周辺の空気中に漂うことが望ましい。可視化ボックス１３１内において粗密状態のオイルミストが一定時間に移動する距離及び方向を計測して、実駆動状態で電子機器の周辺に発生する気流を計測、観測することができる。
本発明のオイル微粒子供給装置は、電子機器の気流を乱さないで、オイル微粒子を含む空気を可視化ボックス内に押し出し、且つオイルミストの粗密状態を作り出すことが出来る。
【００３３】
測定が終了すると、オイル容器１２２から加熱部１２４へのオイルの供給を停止し、加熱部１２４の加熱を停止する。制御弁１４１を開状態から閉状態とし、空気制御弁１２８を閉状態から開状態とする。空気圧入出制御パイプ１２６を通じて膨張体１２５から空気を抜き、膨張体１２５を体積が最小になるまで縮小させる。膨張体１２５を縮小する時、筐体１２１内部が陰圧となる故に、空気導入口１２７（空気制御弁１２８）を通って外部の空気が筐体１２１内に流入する。膨張体１２５の収縮体積分の空気が空気導入口１２７から筐体１２１に補充される。制御弁１４１を閉じているので、可視化ボックス１３１に押し出したオイル微粒子を含んだ空気が筐体１２１に逆流することが防止される。
【００３４】
図２は、本発明の実施の形態１のオイル微粒子供給装置のオイル微粒子供給方法を示す図である。図１と同様に図２も説明のため筐体１２１の上部を除いた状態で示している。
ステップ２０１は、膨張体１２５は最も縮小した状態であり、制御弁１４１は閉状態である。オイル容器１２２から加熱部１２４へオイルを供給しオイル微粒子を筐体１２１内部に充満させる。オイル微粒子が筐体１２１内部で充満すると、オイル微粒子の製造を一旦停止する。
制御弁１４１を開状態とし、空気圧入出制御パイプ１２６から膨張体１２５に空気を圧入する。空気圧入量はオイル微粒子を含んだ空気が供給口１２９から導出部１１３を経由して押し出される量にほぼ等しくなることを考慮し決定する。
【００３５】
ステップ２０２は、膨張体１２５は数段階膨張した後の中間サイズの状態であり、制御弁１４１は開状態である。中間サイズまでの膨張分のオイル微粒子を含む空気が可視化ボックス１３１に押し出される。膨張体１２５に段階的に（膨張、停止を繰り返す。）空気を圧入することにより、オイル微粒子を含む空気がパルス的に押し出され、可視化ボックス１３１内部でオイル微粒子が粗密状態を形成する。
ステップ２０３は、さらに膨張体１２５は数段階膨張した後の最大サイズの状態であり、制御弁１４１は開状態である。最大サイズまでの膨張分のオイル微粒子を含む空気が可視化ボックス１３１に押し出される。可視化ボックス１３１内部でさらに多くのオイル微粒子が粗密状態を形成する。
【００３６】
実施の形態１において空気圧入出制御パイプ１２６は２本であるが、２本以外の本数であっても良い。空気圧入出制御パイプ１２６の本数が多いほど、膨張速度を速めることができ、オイル微粒子を含む空気の押し出し速度が速まる。これにより、オイル微粒子の粗密状態をはっきりさせることができるため、気流をよりはっきると可視化できる。
【００３７】
本発明は、電子機器周辺で生じる気流をほとんど乱さず、粗密状態のオイル微粒子を計測対象である電子機器の周辺に漂わすことにより、電子機器の周辺の気流の速度、方向等を計測することができるオイル微粒子供給装置を実現する。
本発明は、空気が測定対象である電子機器内部へ吸い込まれる場所、吸い込まれる速度、電子機器から吐き出される場所、吐き出される速度等を計測することにより、電子機器の放熱状態を適切に評価し及び効率的な放熱設計をすることができるオイル微粒子供給装置を実現する。
複数の照明を当てて複数の高速度カメラにより複数方向から撮影したりすることもできる。本発明は、複数の視点から電子機器の周辺の気流の速度、方向等を計測することができるオイル微粒子供給装置を実現する。
本発明は、更に電子機器周辺に温度計を設置することにより、周辺温度と関連付けて効率的な電子機器の最適放熱設計を行うことができるオイル微粒子供給装置を実現する。
【００３８】
《実施の形態２》
図３、図４を用いて、実施の形態２のオイル微粒子供給装置について説明する。オイル微粒子発生部において、加熱部にオイルが滴下され、オイルが２００℃前後の高温になると蒸発する（高温のミスト状の微粒子となる。）。実施の形態１では、オイル微粒子は高温のまま可視化ボックス１３１に押し出される。可視化ボックス１３１内部で高温のオイル微粒子は上昇気流を起こしてしまい、自然対流が発生し、気流の計測にノイズとして作用する。このノイズを含めて計測した場合、時間が経過しオイル微粒子の温度が低下すると更に気流が変化してしまう。この問題を解決するため、オイル微粒子を可視化ボックス１３１に移動させた後、オイル微粒子を常温となるまで一定時間冷却する方法が考えられる。しかし、可視化ボックス１３１内でオイル微粒子を常温となるまで一定時間冷却すると、可視化ボックス１３１内部でオイル微粒子が拡散し均一になってしまい、気流が見えなくなるという問題があった。実施の形態２では、高温のオイル微粒子を常温まで冷却し、常温となったオイル微粒子を可視化ボックス１３１に粗密状態で押し出す。この構成により、上記問題を解決して、気流を可視化できる。
【００３９】
図３は、本発明の実施の形態２のオイル微粒子供給装置３０１の構成図である。図３（実施の形態２）が図１（実施の形態１）と異なる点は、高温となったオイル微粒子の温度を常温まで冷却するオイル微粒子冷却部３１２をオイル微粒子発生部３１１から可視化ボックス部１１２までの中間に設置したことである。図１（実施の形態１）と同様の構成要素には同様の符号を付す。図３において、３０１はオイル微粒子供給装置である。オイル微粒子供給装置３０１は、オイル微粒子発生部３１１と、オイル微粒子冷却部３１２と、可視化ボックス部１１２と、オイル微粒子発生部３１１とオイル微粒子冷却部３１２とを繋ぐ第１の導出部３１４と、オイル微粒子冷却部３１２と可視化ボックス部１１２とを繋ぐ第２の導出部３１３とを有する。オイル微粒子発生部３１１、オイル微粒子冷却部３１２はそれぞれ第１の筐体３２１、第２の筐体３３１で覆われているが、図３では説明のため第１の筐体３２１、第２の筐体３３１の上部を除いた状態で示している。
【００４０】
オイル微粒子発生部３１１は、第１の筐体３２１と、第１の筐体３２１の外部に設置されたオイル容器１２２と、オイルを第１の筐体３２１内部に供給するパイプ１２３と、第１の筐体３２１内部に設置された加熱部１２４と、空気導入口１２７と、空気導入口１２７を開閉する空気制御弁１２８と、第１の供給口３２２と、第１の供給口３２２を開閉する第１の制御弁３５１とを有する。第１の筐体３２１は、パイプ１２３、空気導入口１２７、第１の供給口３２２を除いて閉じている。
【００４１】
オイル微粒子冷却部３１２は、第２の筐体３３１と、第２の筐体３３１内部に設置された冷却体３３２と、第２の筐体３３１内部に設置された膨張体１２５と、第２の筐体３３１外部の空気を膨張体１２５に圧入、圧出する空気圧入出制御パイプ１２６と、第２の供給口３３５と、第２の供給口３３５を開閉する第２の制御弁３４１とを有する。第２の筐体３３５は、第１の導出部３１４と接続する開口部、空気圧入出制御パイプ１２６、第２の供給口３３５を除いて閉じている。
【００４２】
可視化ボックス部１１２は、実施の形態１と同様であるため説明を省略する。
第１の導出部３１４は、第１の筐体３２１の第１の供給口３２２と第２の筐体３３１との間を接続する導出パイプで構成される。第２の導出部３１３は、第２の筐体３３１の第２の供給口３３５と可視化ボックス１３１との間を接続する導出パイプで構成される。
【００４３】
最初に、膨張体１２５を最も収縮した状態とし、空気導入口１２７（空気制御弁１２８）、第１の供給口３２２（第１の制御弁３５１）、及び第２の供給口３３５（第２の制御弁３４１）を閉じる。第１の筐体３２１及び第２の筐体３３１の内部空間は閉じた状態となる。オイル容器１２２からパイプ１２３を介して加熱部（熱せられたヒータ）１２４上にオイルを滴下すると、２００℃前後のオイル微粒子であるオイルミストが発生する。オイルの滴下が継続されると、第１の筐体３２１内部に高温のオイル微粒子が充満する。
【００４４】
充分な量のオイル微粒子が第１の筐体３２１内部に充満すると、第１の制御弁３５１を閉状態から開状態とし、第２の筐体３３１内部にもオイル微粒子を充満させる。オイル微粒子は、冷媒が循環する冷却体３３２を通過する際冷却される。充分な量の常温のオイル微粒子が第２の筐体３３１内部に充満すると、第２の制御弁３４１を閉状態から開状態とし、オイル微粒子を含んだ空気が逆流することを防止するために、第１の制御弁３５１を開状態から閉状態とする。空気圧入出制御パイプ１２６から膨張体１２５に空気を段階的に圧入し、膨張体１２５を段階的に膨張させる。膨張体１２５が膨張すると、第２の筐体３３１内部の容積が減少し、膨張体１２５の膨張容積分のオイル微粒子を含んだ空気が第２の供給口３３５から可視化ボックス１３１へ押し出される。
【００４５】
膨張体１２５はパルス的な膨張と膨張の停止とを繰り返す（段階的に膨張する。）。膨張体１２５がパルス的な膨張をする時、第２の供給口３３５（第２の制御弁３４１）が開き、第２の供給口３３５（第２の制御弁３４１）が閉じている時、膨張体１２５が膨張を停止する。実施の形態の構成に代えて、膨張体１２５が段階的に膨張する間、第２の供給口３３５（第２の制御弁３４１）が開きっぱなしになっていても良い。
膨張体１２５を段階的に膨張させることにより、オイル微粒子が粗密状態で可視化ボックス１３１内部に漂う。可視化ボックス１３１の外部からレーザ光を当て、電子機器１３３のファン等により発生した気流による電子機器１３３周辺のオイル微粒子の粗密状態の乱れを高速度カメラ（図示せず。）で撮影する。高速度カメラは１０万コマ／秒で撮影する。
【００４６】
測定が終了すると、オイル容器１２２から加熱部１２４へのオイルの供給を停止し、加熱部１２４の加熱を停止する。第２の制御弁３４１を開状態から閉状態とし、第１の制御弁３５１及び空気制御弁１２８を閉状態から開状態とする。空気圧入出制御パイプ１２６を通じて膨張体１２５から空気を抜き、膨張体１２５を体積が最小になるまで縮小させる。膨張体１２５を縮小する時、第１の筐体３２１及び第２の筐体３３１の内部が陰圧となる故に、空気導入口１２７（空気制御弁１２８）及び第１の供給口３２２（第１の制御弁３５１）を通って外部の空気が第１の筐体３２１及び第２の筐体３３１の内部に流入する。膨張体１２５の収縮体積分の空気が空気導入口１２７から第１の筐体３２１及び第２の筐体３３１に補充される。第２の制御弁３４１を閉じているので、可視化ボックス１３１に押し出したオイル微粒子を含んだ空気が第２の筐体３３１に逆流することが防止される。
【００４７】
図４は、本発明の実施の形態２のオイル微粒子供給装置のオイル微粒子供給方法を示す図である。図３と同様に図４も説明のため第１の筐体３２１、第２の筐体３３１の上部を除いた状態で示している。
ステップ４０１は、膨張体１２５は最も縮小した状態であり、第２の制御弁３４１は閉状態であり、第１の制御弁３５１は開状態である。オイル容器１２２（図示せず。）から加熱部１２４（図示せず。）へオイルを供給しオイル微粒子を第１の筐体３２１（図示せず。）及び第２の筐体３３１内部に充満させる。オイル微粒子が第２の筐体３３１内部で充満すると、オイル微粒子の製造を一旦停止する。第２の筐体３３１内にあるオイル微粒子は、冷却体３３２によって冷却される。
第２の制御弁３４１を開状態とし第１の制御弁３５１を閉状態とし、空気圧入出制御パイプ１２６から膨張体１２５に段階的に空気を圧入する。圧入量はオイル微粒子を含んだ空気が第２の供給口３３５から第２の導出部３１３を経由して押し出される量にほぼ等しくなることを考慮し決定する。
【００４８】
ステップ４０２は、膨張体１２５は数段階膨張した後の中間サイズの状態であり、第２の制御弁３４１は開状態であり、第１の制御弁３５１は閉状態である。中間サイズまでの膨張分のオイル微粒子を含む空気が可視化ボックス１３１に押し出される。膨張体１２５に段階的に（膨張、停止を繰り返す。）空気を圧入することにより、オイル微粒子を含む空気がパルス的に押し出され、可視化ボックス１３１内部でオイル微粒子が粗密状態を形成する。
【００４９】
ステップ４０３は、さらに膨張体１２５は数段階膨張した後の最大サイズの状態であり、第２の制御弁３４１は開状態であり、第１の制御弁３５１は閉状態である。最大サイズまでの膨張分のオイル微粒子を含む空気が可視化ボックス１３１に押し出される。可視化ボックス１３１内部でさらに多くのオイル微粒子が粗密状態を形成する。
第２の制御弁３４１を閉状態とし、第１の制御弁３５１及び空気制御弁１２８を開状態とし、膨張体１２５を一端縮小する。その後、再度上記のステップを繰り返して、オイル微粒子の発生を行う。このように膨張体１２５は膨張収縮を繰り返す。第２の制御弁３４１と第１の制御弁３５１とは、一方が開く時他方が閉じ、一方が閉じる時他方が開き、互いに相反するように開閉状態を繰り返す。
【００５０】
実施の形態２においてはオイル微粒子は冷却体３３２を通過する際冷却される。これに代えて、高温のオイル微粒子を含む空気を、外周に冷媒を流すパイプ内を通過させて冷却することとしても良い。
実施の形態２においては膨張体１２５は蛇腹状の伸縮体であるが、これに代えて風船などでも良い。
実施の形態２においては空気圧入出制御パイプ１２６は２本であるが、２本以外の本数であっても良い。
【００５１】
本発明は、高温のオイル微粒子を常温に冷却した後、可視化ボックス１３１に押し出すことにより、機器周辺の気流に与える外乱を更に抑制して、電子機器の周辺の気流の速度、方向等を計測することができるオイル微粒子供給装置を実現する。
【００５２】
《実施の形態３》
図５を用いて、実施の形態３のオイル微粒子供給装置について説明する。実施の形態３のオイル微粒子供給装置５０１は、実施の形態２の第２の導出部３１３に代えて、オイル微粒子冷却部３１２と可視化ボックス部１１２とを繋ぐ第２の導出部５１３を有する。それ以外の点において、実施の形態３のオイル微粒子供給装置は、実施の形態２と同一の構成を有する。
【００５３】
実施の形態２の第２の導出部３１３は、第２の筐体３３１の第２の供給口３３５側から可視化ボックス１３１側まで一定の径を有する導出パイプであった。この導出パイプを介して可視化ボックス１３１に押し出されるオイル微粒子を含む空気の押し出し速度が速い場合、押し出された空気が、可視化ボックス１３１内の電子機器１３３周辺の気流を変化させてしまう恐れがある。
【００５４】
実施の形態３の第２の導出部５１３は、第２の筐体３３１の第２の供給口３３５と可視化ボックス１３１との間を接続し、第２の供給口３３５側の開口断面積より可視化ボックス１３１側の開口断面積が大きい形状を有する導出パイプで構成される。第２の筐体３３１からオイル微粒子を含んだ空気を可視化ボックス１３１に送り出す時、膨張体１２５の膨張速度で空気が移動する。導出パイプを、第２の供給口３３５側の開口断面積より可視化ボックス１３１側の開口断面積が大きい形状とすることにより、空気の移動速度が導出パイプの出口で低下する。また可視化ボックス１３１側の開口部を広くすることで、可視化ボックス１３１の内部に粗密状態のオイル微粒子を含む空気が有効に広がり、計測対象である機器の周辺にむら無く漂うようにできる。
【００５５】
実施の形態１において、筐体１２１の供給口１２９と可視化ボックス１３１との間を接続する導出部１１３を構成する導出パイプが、供給口１２９側の開口断面積より可視化ボックス１３１側の開口断面積が大きい形状を有していても良い。
【００５６】
上記の実施の形態の液体微粒子供給装置は、オイル微粒子を含む空気を出力した。電気絶縁性が要求されない機器の周辺の気流を観測する場合には、実施の形態の構成に代えて、水の微粒子を含む空気を出力しても良い。
上記の実施の形態の液体微粒子供給装置においては、筐体の内部に配置された膨張体が段階的に膨張して、液体微粒子を含む空気を押し出した。これに代えて、筐体の外壁が段階的に筐体の内側に移動して、液体微粒子を含む空気を押し出しても良い。例えば、筐体の側壁の一部をゴムのような伸縮性の部材で形成し、外部から伸縮性を有する側壁を段階的に内側に向かって押すことにより、液体微粒子を含む空気を所定量ずつ押し出しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の液体微粒子供給装置は、例えば電子機器周辺に生じる気流を計測するための計測装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態１のオイル微粒子供給装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態１のオイル微粒子供給装置のオイル微粒子供給方法を示す図
【図３】本発明の実施の形態２のオイル微粒子供給装置の構成図
【図４】本発明の実施の形態２のオイル微粒子供給装置のオイル微粒子供給方法を示す図
【図５】本発明の実施の形態３のオイル微粒子供給装置の構成図
【図６】従来例の気流可視化装置の構成図
【符号の説明】
【００５９】
１０１、３０１、５０１  オイル微粒子供給装置
１１１、３１１  オイル微粒子発生部
１１２  可視化ボックス部
１１３  導出部
１２１  筐体
１２２  オイル容器
１２３  パイプ
１２４  加熱部
１２５  膨張体
１２６  空気圧入出制御パイプ
１２７  空気導入口
１２８  空気制御弁
１２９  供給口
１３１  可視化ボックス
１３２  台
１３３  電子機器
１４１  制御弁
３１２  オイル微粒子冷却部
３１４  第１の導出部
３２１  第１の筐体
３２２  第１の供給口
３５１  第１の制御弁
３１３、５１３  第２の導出部
３３１  第２の筐体
３３２  冷却体
３３５  第２の供給口
３４１  第２の制御弁
【図１】
2005214834.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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