CN116635632A - 泵装置 - Google Patents

Abstract

泵装置(1)具备压电泵(10)和蓄热部件(51)。压电泵(10)具备在一个主面配置有压电元件(22)的平板(211)、以及在内部配置有平板(211)且将平板(211)支承为能够振动的壳体。蓄热部件(51)配置于壳体。

Description

泵装置

技术领域

本发明涉及具备压电泵的泵装置。

背景技术

在专利文献1中记载有输送流体的鼓风机。鼓风机具备泵部和阀部。泵部具备压电元件和振动板。压电元件安装于振动板。

通过对压电元件施加驱动信号，从而压电元件的压电体形变，通过该形变，振动板振动。由此，泵部输送流体。

此时，压电元件由于驱动信号的施加、形变而发热。

专利文献1：国际公开2017/038565号。

若如上述那样压电元件发热，则泵的温度不稳定，特性也变得不稳定。

发明内容

因此，本发明的目的在于，在压电元件的驱动中也使泵的温度稳定。

本发明的泵装置具备压电泵和蓄热部件。压电泵具备在一个主面配置有压电元件的平板、以及在内部配置有平板且将平板支承为能够振动的壳体。蓄热部件配置于壳体。

在该结构中，来自压电泵的热由蓄热部件蓄热。蓄热部件通过该热而维持大致恒定温度。由此，配置有蓄热部件的压电泵的温度也稳定。

根据本发明，在压电元件的驱动中也能够使泵的温度稳定，泵特性稳定。

附图说明

图1是表示第一实施方式的泵装置的结构的分解立体图。

图2是包含第一实施方式的泵装置的流体的流动的侧剖面的概略图。

图3是表示压电泵的温度变化的一例的概略图表。

图4是包含第二实施方式的泵装置的流体的流动的侧剖面的概略图。

图5是第三实施方式的泵装置的概略侧视图。

图6是第四实施方式的泵装置的侧视图。

图7是表示第五实施方式的泵装置的结构的侧视图。

具体实施方式

[第一实施方式]

参照图对本发明的第一实施方式的泵装置进行说明。图1是表示第一实施方式的泵装置的结构的分解立体图。图2是包含第一实施方式的泵装置的流体的流动的侧剖面的概略图。此外，在包含本实施方式的各实施方式所示的图中，为了容易理解泵装置的结构，将各个结构要素的形状部分地或者整体地夸张记载。

如图1、图2所示，泵装置1具备压电泵10以及蓄热部件51。

压电泵10具备泵主体20、基座壳体30以及盖部件40。通过基座壳体30和盖部件40构成本发明的“壳体”。

泵主体20具备平板211、框体212、支承部213以及压电元件22。平板211在俯视时为圆形。框体212是包围平板211的外周缘的形状，配置在从平板211的外周缘分开的位置。支承部213配置在平板211与框体212之间。支承部213为梁形状，将平板211支承为能够相对于框体212振动。

压电元件22具备圆板状的压电体和驱动用电极。压电元件22设置于平板211中的一个主面。通过驱动信号施加电极251和驱动信号施加电极252对压电元件22施加驱动信号。

基座壳体30具备主部件31、吸入侧喷嘴321、排出侧喷嘴322以及端子载置部35。主部件31、吸入侧喷嘴321、排出侧喷嘴322以及端子载置部35例如由绝缘性的树脂材料一体成型。

主部件31具备底壁311和侧壁312。主部件31具备由底壁311和侧壁312包围的凹部33。凹部33由俯视时的中央的凹部333、配置在其外周的凹部332、进一步配置于其外周且与侧壁312的内缘接触的凹部331构成。凹部333比凹部332深，凹部332比凹部331深。

吸入侧喷嘴321和排出侧喷嘴322安装于主部件31的侧壁312的外表面。设置于吸入侧喷嘴321的吸入口3210穿过在厚度方向上贯通侧壁312的贯通孔而与主部件31的凹部333连通。设置于排出侧喷嘴322的排出口3220穿过在厚度方向上贯通侧壁312的贯通孔而与凹部332连通。

端子载置部35配置在主部件31的侧壁312的外表面上的与将吸入侧喷嘴321和排出侧喷嘴322连接的位置不同的位置。端子载置部35是从主部件31的侧壁312向外侧突出的形状。在端子载置部35载置有驱动信号施加电极251和驱动信号施加电极252的一端。该驱动信号施加电极251和驱动信号施加电极252中的载置于端子载置部35的部分为来自外部的驱动信号的供给部。

盖部件40是平板，例如由金属构成。盖部件40的外形形状与基座壳体30的侧壁312的内侧的形状，即凹部331的外形形状大致相同。此外，盖部件40也可以为树脂，但优选为与基座壳体30相比热传导率较高的材料，更优选如上述那样为金属。

泵主体20嵌入基座壳体30的凹部332。更具体而言，泵主体20被嵌入成平板211中的设置有压电元件22的一个主面与凹部331为相反侧。此时，框体212与凹部332的表面抵接，平板211和支承部213不与凹部332抵接。即，如图2所示，在平板211和支承部213与凹部331的表面之间形成有吸引侧空间101。

盖部件40嵌入基座壳体30的凹部331。此时，通过调整凹部332的高度，从而如图2所示，在盖部件40与泵主体20的平板211和支承部213之间形成排出侧空间102。此时，泵主体20被配置为不会由于平板211的振动而使平板211、支承部213以及压电元件22与盖部件40接触。

通过这样的结构，泵主体20以平板211能够振动的状态配置在壳体的内部空间内。而且，壳体中的吸引侧空间101侧的壁(与本发明的“第二壁”对应)的外表面为吸入侧外壁面130，排出侧空间102侧的壁(与本发明的“第一壁”对应)的外表面为排出侧外壁面140。

针对这样的结构的压电泵10，通过驱动信号施加电极251和驱动信号施加电极252施加驱动信号，从而压电元件22的压电体变形，平板211进行弯曲振动。通过该弯曲振动，主要是吸引侧空间101的压力分布发生变化。

由此，如图2的粗箭头所示，流体(例如，空气)从吸入侧喷嘴321的吸入口3210流入吸引侧空间101。流入到吸引侧空间101的流体经过支承部213之间的连通口103而输送到排出侧空间102。输送到排出侧空间102的流体被输出到排出侧喷嘴322的排出口3220，并排出到外部。

此时，通过压电元件22的驱动，压电元件22发热，壳体的内部空间的温度上升。尤其成为流体的输送方向的下游侧的排出侧空间102的温度容易大幅上升。

蓄热部件51是具有规定厚度的平板状，具有蓄热性。蓄热部件51优选为潜热蓄热材料。例如，更具体而言，蓄热部件51为石蜡系蓄热材料，优选为正构烷烃，特别是像十九烷、二十烷、二十一烷、二十四烷、三十烷等那样熔点为30℃至70℃的物质。此外，蓄热部件51不限于潜热蓄热材料、石蜡系蓄热材料，只要是在规定时间内在一定的温度范围内保持温度的材料即可。

例如，通过使用潜热蓄热材料，能够提高蓄热部件51的蓄热密度，能够将一定的温度保持得更长。另外，通过使用石蜡系蓄热材料，能够实现温度的保持能力以及轻型化。

蓄热部件51配置在压电泵10的壳体中的排出侧外壁面140。此时，蓄热部件51是覆盖排出侧外壁面140的整面的形状。

在这样的结构中，若压电泵10驱动而发热，则该热传输到蓄热部件51。

蓄热部件51通过该热进行相变、相转移，将与之相伴的转移热(潜热)作为热能蓄积。由此，蓄热部件51在施加热的规定时间长度内，维持恒定温度。

这样，通过使蓄热部件51为恒定温度，从而设置有蓄热部件51的压电泵10的温度也稳定为恒定温度。

图3是表示压电泵的温度变化的一例的概略图表。在图3中，横轴是从压电元件22的驱动开始起的经过时间(时刻)，纵轴是压电泵10的温度，更具体而言是排出侧外壁面140的温度。在图3中，实线表示本申请发明的结构(有蓄热部件)的情况，虚线是比较结构(无蓄热部件)的情况。

如图3的实线所示，在具备蓄热部件51的情况下，压电泵10的温度在规定时间内为大致恒定。另一方面，在不具备蓄热部件51的情况下，压电泵10的温度与经过时间一同向一方上升。

这样，在泵装置1中，通过将蓄热部件51设置于压电泵10，能够使压电泵10以规定的温度保持恒定。由此，能够使压电泵10的泵特性稳定。

另外，在泵装置1中，能够抑制压电泵10成为比由蓄热部件51决定的温度高温这一情形。由此，能够减少压电泵10的热应力，能够实现长寿命化。此外，由蓄热部件51决定的温度例如是指在蓄热部件51为潜热蓄热材料的情况下，从固相相变为液相的温度。即，由蓄热部件51决定的温度是指蓄热部件51在规定时间内保持在恒定的温度范围内的温度。

另外，在上述的结构的压电泵10中，与吸引侧空间101相比，排出侧空间102容易成为高温。因此，通过在压电泵10的排出侧外壁面140配置蓄热部件51，能够有效地抑制高温化，能够更有效地实现压电泵10的温度的稳定化。

并且，在上述的结构中，在排出侧外壁面140的整面配置蓄热部件51。由此，相比于在排出侧外壁面140的一部分配置蓄热部件51，基于上述的蓄热的效果提高。换言之，即使是在排出侧外壁面140的一部分配置蓄热部件51的结构，也能够得到基于上述的蓄热的效果，但通过在排出侧外壁面140的整面配置蓄热部件51，能够实现更有效的蓄热，能够更可靠地将压电泵10的温度稳定化。

此外，在该局部配置蓄热部件51的方式中，只要在俯视泵装置1时，蓄热部件51被配置为至少与压电元件22重叠即可。如上述那样，主要的发热源是压电元件22。因此，通过将蓄热部件51配置为与压电元件22重叠，从而蓄热部件51能够更高效地、有效地对在压电泵10内产生的热进行蓄热。

另外，蓄热部件51也可以不是石蜡系蓄热材料等潜热蓄热材料，而是其他的蓄热材料。然而，通过采用潜热蓄热材料，能够增大蓄热部件51的蓄热密度，能够加长保持恒定温度的时间。另外，通过采用石蜡系蓄热材料，能够将蓄热部件51轻型化。由此，能够轻型地实现具有稳定的泵特性的泵装置1。

另外，在上述的结构中，蓄热部件51可以具有挠性。由此，即使盖部件40由于平板211的振动而振动，也能够通过蓄热部件51吸收振动。由此，例如，泵装置1能够抑制振动声。

此时，蓄热部件51与排出侧外壁面140为相似形，更优选与盖部件40为相似形。由此，在俯视时，在以压电元件22为中心的全方位方向上，大致均匀地吸收振动。因此，能够抑制各方位的振动的差，抑制在壳体产生的形变。其结果为泵装置1的可靠性提高。

另外，在该结构中，吸入侧喷嘴321和排出侧喷嘴322配置于壳体的侧壁312。由此，吸入口3210和排出口3220的开口面不直接朝向蓄热部件51。因此，能够抑制所吸入的流体、所排出的流体对蓄热部件51造成的影响。其结果为，泵装置1的温度能够更可靠地稳定化，能够更可靠地实现稳定的泵性能。

[第二实施方式]

参照图对本发明的第二实施方式的泵装置进行说明。图4是包含第二实施方式的泵装置的流体的流动的侧剖面的概略图。

如图4所示，第二实施方式的泵装置1A在第一实施方式的泵装置1中追加了蓄热部件52的方面不同。泵装置1A的其他结构与泵装置1相同，省略相同的部位的说明。

泵装置1A具备蓄热部件52。蓄热部件52例如为与蓄热部件51相同的材料。此外，蓄热部件52可以是与蓄热部件51不同的材料，也可以与蓄热部件51相比蓄热容量较小。

蓄热部件52配置于压电泵10的壳体中的吸入侧外壁面130。此时，蓄热部件52是覆盖吸入侧外壁面130的整面的形状。

通过这样的结构，泵装置1A在压电泵10的吸入侧也能够将温度稳定化。由此，泵装置1A能够将压电泵10的温度进一步稳定化。

此外，蓄热部件51的形状与蓄热部件52的形状可以相同，也可以不同。

[第三实施方式]

参照图对本发明的第三实施方式的泵装置进行说明。图5是第三实施方式的泵装置的概略侧视图。

如图5所示，第三实施方式的泵装置1B相对于第一实施方式的泵装置1，在具备蓄热部件50的方面不同。泵装置1B的其他结构与泵装置1相同，省略相同的部位的说明。

泵装置1B具备蓄热部件50。蓄热部件50由与第一实施方式的蓄热部件51相同的材料构成。

蓄热部件50覆盖压电泵10的吸入侧外壁面130、排出侧外壁面140、侧壁312的外表面。

通过这样的结构，泵装置1B在压电泵10中的与压电元件22重叠的两主面、二侧面蓄热。因此，泵装置1B能够将压电泵10的温度进一步稳定化。

此外，在本实施方式中，在压电泵10中的吸入侧喷嘴321和排出侧喷嘴322的形成面未配置蓄热部件50。然而，蓄热部件50也可以配置在压电泵10中的吸入侧喷嘴321和排出侧喷嘴322的形成面。

[第四实施方式]

参照图对本发明的第四实施方式的泵装置进行说明。图6是第四实施方式的泵装置的侧视图。

如图6所示，第四实施方式的泵装置1C相对于第一实施方式的泵装置1在具备多个压电泵和多个蓄热部件的方面不同。

泵装置1C具备压电泵10A、压电泵10B以及连接管80。压电泵10A和压电泵10B具备与第一实施方式的压电泵10相同的结构。

压电泵10A与压电泵10B由连接管80连接。更具体而言，压电泵10A的排出侧喷嘴322A与压电泵10B的吸入侧喷嘴321B由连接管80连接。压电泵10A的排出侧喷嘴322A的排出口与压电泵10B的吸入侧喷嘴321B的吸入口穿过连接管80的空洞而连通。

在该结构中，对压电泵10A和压电泵10B进行驱动。由此，流体被从压电泵10A的吸入侧喷嘴321A的吸入口吸入压电泵10A。压电泵10A将所吸入的流体从压电泵10A的排出侧喷嘴322A的排出口排出到连接管80。排出到连接管80的流体被从压电泵10B的吸入侧喷嘴321B的吸入口吸入压电泵10B。压电泵10B将所吸入的流体从压电泵10B的排出侧喷嘴322B的排出口排出到外部。

通过这样的结构，由压电泵10A和压电泵10B输送流体，因此与单独使用压电泵10A或者压电泵10B相比，能够实现较大的流量。

此时，如图6所示，压电泵10A和压电泵10B被配置为压电泵10A的吸入侧外壁面130A与压电泵10B的吸入侧外壁面130B对置。更具体而言，压电泵10A和压电泵10B被配置为压电泵10A的吸入侧外壁面130A与压电泵10B的吸入侧外壁面130B对置并接近，并且相互大致平行。

换言之，压电泵10A被配置为排出侧外壁面140A朝向与压电泵10B侧相反的一侧。压电泵10B被配置为排出侧外壁面140B朝向与压电泵10A侧相反的一侧。

蓄热部件51A配置在压电泵10A的排出侧外壁面140A。蓄热部件51B配置在压电泵10B的排出侧外壁面140B。即，在泵装置1C中，对多个压电泵10A、10B中的各个压电泵配置蓄热部件51A、51B。

通过这样的结构，即使泵装置1C具备各自成为热源的多个压电泵10A、10B，也能够将温度稳定化。

[第五实施方式]

参照图对本发明的第五实施方式的泵装置进行说明。图7是表示第五实施方式的泵装置的结构的侧视图。

如图7所示，第五实施方式的泵装置1D相对于第四实施方式的泵装置1C，在压电泵10A和压电泵10B的配置上不同。泵装置1D的其他结构与泵装置1C相同，省略相同的部位的说明。

在泵装置1D中，压电泵10A和压电泵10B被配置为压电泵10A的排出侧外壁面140A与压电泵10B的排出侧外壁面140B对置并接近，并且相互大致平行。

蓄热部件51D被排出侧外壁面140A和排出侧外壁面140B夹着。

通过这样的结构，即使泵装置1D具备各自成为热源的多个压电泵10A、10B，也能够将温度稳定化。

此外，在第四实施方式和第五实施方式中，表示具备两个压电泵的方式。然而，也可以是具备三个以上的压电泵的结构。在具备三个以上的压电泵的情况下，可以在各个压电泵配置单独的蓄热部件，也可以在多个压电泵配置共用的蓄热部件。

另外，在上述的各实施方式中，表示将蓄热部件与压电泵直接抵接的方式。然而，也可以不使蓄热部件与压电泵直接抵接。例如，也可以在蓄热部件与压电泵之间配置具有热传导性的粘接层，或者在压电泵与蓄热部件之间存在从压电泵向蓄热部件传输热的程度的间隙。

此外，上述的各实施方式的结构能够适当地组合，能够实现与各个组合对应的作用效果。

附图标记的说明

1、1A、1B、1C、1D...泵装置；10、10A、10B...压电泵；20...泵主体；22...压电元件；30...基座壳体；31...主部件；33、331、332、333...凹部；35...端子载置部；40...盖部件；50、51、51A、51B、51D、52...蓄热部件；80...连接管；101...吸引侧空间；102...排出侧空间；103...连通口；130、130A、130B...吸入侧外壁面；140、140A、140B...排出侧外壁面；211...平板；212...框体；213...支承部；251、252...驱动信号施加电极；311...底壁；312...侧壁；321、321A、321B...吸入侧喷嘴；322、322A、322B...排出侧喷嘴；3210...吸入口；3220...排出口。

Claims (6)

1.一种泵装置，其具备：

压电泵，其具备在一个主面配置有压电元件的平板、以及在内部配置有所述平板且将所述平板支承为能够振动的壳体；以及

蓄热部件，其配置于所述壳体。

2.根据权利要求1所述的泵装置，其中，

所述壳体具备夹着所述平板而对置的第一壁和第二壁，

所述蓄热部件配置于所述第一壁与所述第二壁中的至少一方。

3.根据权利要求2所述的泵装置，其中，

所述第一壁与所述平板的所述一个主面对置，

所述蓄热部件配置于所述第一壁。

4.根据权利要求3所述的泵装置，其中，

在从所述平板的一个主面向另一个主面方向俯视时，所述蓄热部件配置于与压电元件重叠的位置。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的泵装置，其中，

所述蓄热部件为潜热蓄热材料。

6.根据权利要求5所述的泵装置，其中，

所述蓄热部件为石蜡系蓄热材料。