[发明专利]泵

说明书

本发明涉及利用活塞或隔膜等，变更泵室内的容积以进行流体移动的泵。

作为以往的这种泵已在特开平10-22 03 57号公报中揭示，一般的构成是在入口流路、出口流路与容积可变的泵室之间装有单向阀。

另外，利用流体的粘性阻力，作为产生向一方向流动的泵构成，已在特开平8-31 25 37号公报中揭示，具有的构成是，在出口流路设置阀，在此阀开阀时，入口流路比出口流路还具有大的流阻。

再者，在阀部不使用可动零件，作为提高泵的可靠性的泵构成，已在特表平8-50 68 74号公报中揭示，具有的构成是，具备在入口流路、出口流路都采取压力降因流动方向而异的流路形状的压缩构成元件。

但是，对于特开平10-22 03 57号公报的构成来说，入口流路与出口流路都需要单向阀，液体通过2处的单向阀时，有压力损失大的问题。另外，由于单向阀反复开闭，有疲劳损伤的危险，还有单向阀数愈多可靠性愈低的问题。

对于特开平8-31 25 37号公报的构成来说，在泵输出行程时，为减少在入口流路产生的逆流，有加大入口侧流路的流阻的必要。于是，在泵吸入行程时，逆其流阻将流体导入泵室内，因而与输出行程相比，吸入行程相当加长。因此，泵的输出吸入循环的频率相当降低。

关于使活塞或隔膜上下动作所用的致动器，使用的压电元件具有的特性是，虽然1周期的位移小，但响应频率高，在到达元件的共振频率之间，愈是以高频驱动愈能取得大的输出能量。由于进行高频驱动，能构成小型轻量高输出的泵。但是，对于特开平8-31 25 37号公报的构成来说，如前所述，由于只能以低频驱动，有不能实现充分发挥压电元件的性能的泵的问题。

特表平8-50 68 74号公报的构成是，随着泵室体积的增减，通过压缩构成元件的流体，由于由其流动方向所决定的压力降不同，由于使净流量流向一方向的构成，随着泵出口侧的外部压力(负荷压力)升高，逆流量增加，对于高负荷压力来说，有不逆行泵动作的问题。根据1996 IEEE g^th International Workshop on Micro ElectroMechanical Systems中发表的论文“An improved valve-less pumpfabricated using deep reactive ion etching”，最大负荷压力为0.76气压程度。

因此，本发明的目的在于提供能实现小型轻量高输出的泵，并且是对高负荷压力也适应的泵，该泵减少机械开闭阀的个数，减少压力损失，同时提高泵的可靠性，再者，缩短增减泵室容积的周期，并在使用压电元件于驱动活塞或隔膜的致动量的情况下，能充分发挥压电元件的性能。

为解决上述课题，方案1所述的发明，其泵具备可利用活塞或隔膜等变更容积的泵室、向该泵室流入动作流体的入口流路、由前述泵室流出动作流体的出口流路，其特征在于：前述入口流路的合成惯性值比前述出口流路的合成惯性值小，再者，前述入口流路备有流阻元件，以使动作流体流入泵室时的流阻比流出时的流阻小。

在此，所谓惯性值L，在设定流路剖面积为S，流路长度为l，动作流体的密度为ρ的情况下，可由L＝ρl/S给出。在设定流路的差压为P、流路中流动的流量为Q的情况下，用惯性值L改写流路内流体的运动方程式，导出P＝L×dQ/dt这一关系。就是说，所谓惯性值，是表示单位压力对流量的时间变化给与的影响程度，惯性值愈大，流量的时间变化愈小；惯性值愈小，流量的时间变化愈大。

另外，关于复数的流路的并联连接与复数的形状不同的流路的串联连接的合成惯性值，可与电路中的电感的并联连接、串联连接同样地将各个流路的惯性值合成而算出。

另外，在此所说的入口流路，是指由泵室内到将泵与外部连接所用的入口连接管的流体流入侧端为止的流路。但是，在后述的连接脉动吸收机构的情况下，是指由泵室内到与脉动吸收机构的连接部为止的流路。再者，如后所述，在复数泵的入口流路是合流的情况下，是指由泵室内到合流部为止的流路。

如方案1那样构成的泵的动作，在活塞或隔膜向泵室容积减小的方向动作的情况下，对于入口流路来说，流体朝向流出的方向，因而流阻元件的流阻大，流体由入口流路的流出微少或是零。另一方面，在出口流路，当泵室内的压力根据流体的压缩率升高时，根据真压力与负荷压力的压力差、惯性值，流体由泵室流出方向的流量增加。