JPH01159472A - 圧電ポンプの運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 産業上の利用分野 本発明は燃料油や潤滑油等の液体を送出するためのポン
プに関する。

従来の技術 従来灯油燃焼器における給油ポンプとしては、電磁式ポ
ンプが広く用いられているが、かがるポンプは形状が大
きいうえ周波数制御を行なっているため、低流量とする
場合流量が脈動して燃焼が不安定となる欠点があった。

更にまた、こうした電磁ポンプは騒音が大きく、電動ポ
ンプなどと同様に電力消費も大きいうえ、容量にくらべ
てコストが高いという問題があった。

そこで、従来の電磁式ポンプの代りに圧電振動子を利用
するポンプを用いることが提案されており、たとえば特
公昭５９−９７４１１号には、圧電磁器材料を利用した
振動子を用いて液体加圧部を構成した送油ポ゛ンプが開
示されている（第３図）。

この例の送油ポンプは、金属円板すにピエゾ素子Ｃを接
合して得た振動子ａを対向させて構成した液体加圧室ｄ
の両端に逆止弁ｅ、ｆを設けて、振動子ａが交互に凹凸
に変形することにより液体を吸入しまた吐出するように
しである。

しかし、この形状のポンプでは商用電源を用いて振動子
ａを駆動することができるから低流量でも脈動が少くで
きる利点があるものの、振動子ａの変形量が比較的に小
さいので必要な流量を確保するには面積を大きく取る必
要があり、液体加圧室ｄの形状が大きくならざるを得な
い。そのため、空気などが液体加圧室内に残り易く、そ
れが体積の変化を吸収してポンプの機能を低下させ、ま
た液体の送出速度の安定化が遅れるなどの問題があった
。

本出願人は、上述のような従来の圧電式ポンプの問題点
を解決するため、往復動ピストンにより液体を一定方向
に吸入吐出するポンプ部を液面下に設けると共に片持梁
状に支持された圧電振動子を液面より上方に設け、該圧
電振動子の振動端の運動を該液面を通して設けたジヨイ
ント部材によって該ピストンに伝達するように構成した
ことを特徴とする小型圧電ポンプを提案し、特許出願し
ている。

解決しようとする問題巾 かかる新規な圧電ポンプを、たとえば灯油燃焼暖房器用
の送油ポンプなどとして用いると、気温すなわち送油ポ
ンプの温度が低いときは圧電素子の出力が低く、送油量
が少いため着火性が悪いうえに着火しても暖房器が充分
に働かず、暖房器の温度が高くなってはじめて送油量が
確保できるようになる欠点があった。

そこで本発明は、環境温度に拘らず所定の送油量を維持
することができるポンプの運転方法を提供することを目
的とした。

〔発明の構成〕

皿題立吏照迭エエ友ゑ曵王段 前記の目的を達成することができる本発明の圧電ポンプ
の運転方法は、往復動ピストンにより液体を一定方向に
吸入吐出するポンプ部を液面下に設けると共に片持梁状
に支持された圧電振動子を液面より上方に設け、該圧電
振動子の振動端の運動を該液面を通して設けたジヨイン
ト部材によって該ピストンに伝達するよう構成した圧電
ポンプを交流電力によって駆動するに当り、該圧電振動
子の環境温度の検出手段と該温度検出手段の温度信号に
応じて該圧電振動子の温度による機械的出力の変動を補
償する交流電力制御手段とを用いることにより、所定の
送液量を維持するようにしたものである。

本発明において運転対象となる圧電ポンプは、たとえば
第１図に示すような構造を有するものである。図におい
て、１はポンプケースであり、その下端部にポンプ室１
ａが形成されている。ポンプ室１ａの下側には入口逆止
弁１ｂを介して吸入口ＩＣが設けられ、上側、には出口
逆止弁１ｄを介して供給口１ｅに連絡する通路が設けら
れている。

またポンプ室１ａの側方にはシリンダ部ｉｆが設けられ
ており、ピストン２が摺動自在に装着されている。

３は板状の圧電振動子であり、上端３ａが固定されて片
持梁状となっており、その両面に設けた電極に交流電圧
を印加することによって下端３ｂが振動する（図におけ
る左右方向に）ようになっている。圧電振動子の振動端
３ｂには、電気絶縁性の接手４が固着され、この接手４
を介して棒状のジヨイント部材５が圧電振動子３の延長
方向に添って設けられている。

ジヨイント部材５は、その先端付近でピストン２の後端
部に形成された透孔２ａに挿通されており、圧電振動子
３の左右振動を増幅してピストン２に伝え、ピストン２
がシリンダ部ｉｆ内を往復動するように構成されている
。

６はポンプ室１ａ部分や吸入口１ｃ、シリンダ部１ｆ、
ピストン２などを含むポンプ部を囲むように設けられた
保護カバーであり、その側面に設けられた窓部６ａはた
とえば目の細かい織網などからなる濾材７で遮断してあ
り、液体のみが通過できるようになっている。

ここでＨｏＬ、は高位限界液面であり、Ｌ、　　Ｌ。

は低位限界液面である。

このように構成された圧電ポンプのたとえば圧電振動子
３を収容する空間などには、たとえばサーミスタのよう
な温度検知素子８が設けであるが、かかる温度検知素子
としてはたとえば室温を検出するための感温素子などを
利用してもよい。温度検知素子８からは信号線８ａによ
って制御回路９に温度検知信号が送られる。制御回路９
は、たとえば第２図のような構成のものを用いることが
できるが、この例では温度検知信号ｔは関数変換部Ｃで
出力制御信号Ｓに変換され、ホトカプラＰＣを介してポ
ンプＰＵへ入力される交流電力のレベルを制御するよう
に構成されている。ここでＶＲは送液量を設定するため
の可変抵抗器である。

一方、制御回路９へは給電線９ａを経て、たとえば１０
０ｖの交流電力が供給され、信号線９ｂから入力される
流量調節信号によって制御された駆動信号が、出力線９
ｃを経て圧電振動子３へ出力される。

このような制御回路９は圧電振動子３の温度が低いとき
の機械的出力の減少を補償できるように、圧電振動子３
の温度特性に対して逆の関係となるような出力特性を関
数変換部Ｃに与えである。従って、圧電振動子３の環境
温度が低いときは大きな駆動出力が出力線９ｃを経て圧
電振動子３に供給され、環境温度が高くなるに従って駆
動出力が小さくなって、結果として圧電振動子３の機械
的出力を所定レベルに維持することができるものである
。

〔発明の効果］ 本発明の圧電ポンプの運転方法によれば、気温の高低、
ひいては圧電ポンプの温度の高低に拘らず、所定レベル
の送液量を維持することができる。

従って、灯油燃焼式暖房器などに送油ポンプとして用い
ると室内が寒冷のときでも送油量が確保でき、運転開始
時から何等の支障もなく灯油の点火・燃焼を行なうこと
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の圧電ポンプの運転方法を使用するに適
した圧電ポンプの１例の構造を示す断面図、 第２図は同じくかかる圧電ポンプの制御回路の１例の構
成図であり、 第３図は従来の圧電送油ポンプの断面図である。 １・・・ポンプケース、１ａ・・・ポンプ室、１ｆ・・
・シリング部、２・・・ピストン、３・・・圧電振動子
、４・・・接手、５・・・ジヨイント部材、６・・・保
護カバー、７・・・濾材、８・・・温度検知素子、９・
・・制御回路、Ｃ・・・関数変換部、ＰＣ・・・ホトカ
プラ、ＰＵ・・・ポンプ。 特許出願人　　　　株式会社鷺宮製作所第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 往復動ピストンにより液体を一定方向に吸入吐出するポ
   ンプ部を液面下に設けると共に片持梁状に支持された圧
   電振動子を液面より上方に設け、該圧電振動子の振動端
   の運動を該液面を通して設けたジョイント部材によって
   該ピストンに伝達するよう構成した圧電ポンプを交流電
   力によって駆動するに当り、該圧電振動子の環境温度の
   検出手段と該温度検出手段の温度信号に応じて該圧電振
   動子の温度による機械的出力の変動を補償する交流電力
   制御手段とを用いることにより、所定の送液量を維持す
   るようにしたことを特徴とする、圧電ポンプの運転方法
   。