JP2004092588A - Pump - Google Patents

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JP2004092588A
JP2004092588A JP2002257681A JP2002257681A JP2004092588A JP 2004092588 A JP2004092588 A JP 2004092588A JP 2002257681 A JP2002257681 A JP 2002257681A JP 2002257681 A JP2002257681 A JP 2002257681A JP 2004092588 A JP2004092588 A JP 2004092588A
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JP
Japan
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pump
diaphragm
fluid
pump chamber
discharge
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Application number
JP2002257681A
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Japanese (ja)
Inventor
Masao Kasashima
笠嶋 正男
Kenji Yamazaki
山崎 健二
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Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pump capable of efficiently executing intake and discharge of a fluid by making amplitude of a vibrating plate be enlarged. <P>SOLUTION: The pump 1, 23 is characterized in that the fluid is inhaled inside a pump chamber 3, 27 by vibrating the vibrating plate 15, 18 and the fluid which has been inhaled inside the pump chamber 3, 27 is discharged outside the pump chamber 3, 27 simultaneously, and weights 17, 29 are provided at the above vibrating plate 15, 18. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、ポンプに係り、特に、振動板の振動を利用してポンプ室内への流体の吸入とポンプ室外への流体の吐出とを行うのに好適なポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般的なポンプとして、ポンプ機能は回転電動機を用いて、流体ブレードを回転させて流体を吸入・吐出させるか、または往復ピストン運動に変換させダイヤフラムを通して圧力の移動により流体を移動させる形が良く知られている。また、大気汚染等の環境問題を背景として、環境汚染を引き起こさないクリーンな電力の供給手段が求められており、その一例として、アルコール等の燃料を分解化学反応させることによって所望の電力を得る燃料電池が開発されていた。この燃料電池は、例えば自動車用のバッテリ等をはじめとした種々の分野においてその有用性が期待されている。
【0003】
さらに、近年においては、電子機器用のバッテリとして、小型の燃料電池を用いるといった新たな発想が生まれている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述した小型の燃料電池を用いる場合、電池に燃料を補給する手段として、燃料補給用のポンプが必要になるが、このようなポンプとしては、既に実用新案登録第2578977号に、圧電素子の振動を利用して流体の吸入および吐出を行う圧電ポンプが開示されている。
【0005】
しかし、このような圧電素子のみを利用したポンプは、振動板の振幅が小さいため、わずかな流量しか流体を吸入あるいは吐出することができないといった欠点を有している。
【0006】
一方、単位時間あたりの流量を多くするために振動板の駆動周波数を高くしたとしても、却って振動板を駆動するために消費電力が大きくなってしまう。
【0007】
本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、振動板の振幅を大きくすることによって、流体の吸入および吐出を効率的に行うことができるポンプを提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明に係るポンプの特徴は、振動板に錘を設けた点にある。
【0009】
そして、このような構成を採用したことにより、錘の質量によって振動の際の振動板の振幅を大きくすることができる。
【0010】
また、本発明に係るポンプの特徴は、振動板が、磁性体材料から形成され、かつ、電磁石の駆動によって振動可能とされている点にある。
【0011】
そして、このような構成を採用したことにより、電磁石によって磁性体材料からなる振動板に対して吸引力と反発力とを交互に作用させることができ、これによって振動板を簡便かつ効率的に振動させることができる。
【0012】
さらに、本発明に係るポンプの特徴は、錘が、磁性体材料から形成され、かつ、電磁石の駆動によって振動可能とされている点にある。
【0013】
そして、このような構成を採用したことにより、電磁石によって磁性体材料からなる錘に対して吸引力と反発力とを交互に作用させることができ、これによって振動板を簡便かつ効率的に大きな振幅で振動させることができる。
【0014】
さらにまた、本発明に係るポンプの特徴は、振動板が、圧電素子から形成されている点にある。
【0015】
そして、このような構成を採用したことにより、圧電素子からなる振動板に所定の電力を供給することによって振動板を振動させることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るポンプの第1実施形態について図1乃至図6を参照して説明する。
【0017】
図1乃至図3に示すように、本実施形態におけるポンプ1は、平面略正方形状のケーシング2の内部に、所定の厚みの空隙部からなるポンプ室3を有しており、このポンプ室3は、流体の吸入や吐出を行わない通常の状態においては、密封状態に保持されるようになっている。
【0018】
前記ケーシング2の図1における上壁部には、流体を前記ポンプ室3の内部へ吸入するための円筒形状の吸入部4と、ポンプ室3に吸入された流体をポンプ室3の外部へ吐出するための円筒形状の吐出部5とが、互いに所定の間隔を設けて形成されている。
【0019】
図4、図5に示すように、前記吸入部4の中央には、吸入部4の長手方向に沿って長尺な吸入孔6が穿設されている。そして、前記ケーシング2の内部における前記吸入孔6に臨む位置には、円弧状の開口部7が形成された平面略円形状の吸入弁8が、前記ケーシング2における上壁部と、前記ケーシング2の内部に設けられた弁保持用壁部9との間に挟持されるようにして保持されている。この吸入弁8は、ポンプ室3の内部の空気が膨張することにともなって、弁保持用壁部9に形成された凹部9aを介して図4における下方へ弾性変形するようになっている。そして、この下方への弾性変形によって、前記吸入孔6をわずかに開放するとともに、前記開口部7を通してポンプ室3への流体の吸入を許容するようになっている。一方、前記吸入弁8は、通常の状態、あるいは、ポンプ室3の内部の空気が圧縮した状態においては、吸入孔6を遮蔽してポンプ室3への流体の吸入を規制するようになっている。
【0020】
一方、図4、図5に示すように、前記吐出部5の中央には、吐出部5の長手方向に沿って長尺な吐出孔12が穿設されている。そして、前記ケーシング2の内部における前記吐出孔12に臨む位置には、円弧状の開口部13が形成された平面略円形状の吐出弁14が、前記ケーシング2における上壁部と、前記弁保持用壁部9との間に挟持されるようにして保持されている。この吐出弁14は、ポンプ室3の内部の空気が圧縮することにともなって、吐出部5に形成された凹部5aを介して図4における上方へ弾性変形するようになっている。そして、この上方への弾性変形によって、前記吐出孔12をわずかに開放するとともに、前記開口部13を通してポンプ室3の外部への流体の吐出を許容するようになっている。一方、前記吐出弁14は、通常の状態、あるいは、ポンプ室3の内部の空気が膨張した状態においては、吐出孔12を遮蔽してポンプ室3の外部への流体の吐出を規制するようになっている。
【0021】
そして、前記ポンプ室3の下部には、平面円形状の振動板15が、その外周端面を前記ケーシング2の内周面に近接させるようにして、保持部材16によって図4における上下方向に振動可能に保持されている。前記保持部材16は、例えば、前記振動板15の外周縁を上下から挟持する一対のOリングであってもよい。
【0022】
そして、前記振動板15による上下の振動によって、ポンプ室3の内部の空気が圧縮と膨張とを交互に繰り返すようになっており、これにより、前記吸入弁8と前記吐出弁14とが交互に弾性変形を行って前記吸入孔6または前記吐出孔12を交互に開放するようになっている。
【0023】
すなわち、前記振動板15の振動にともなって、吸入弁8を介したポンプ室3への流体の吸入と、吐出弁14を介したポンプ室3からの流体の吐出とが交互に繰り返し行われるようになっている。
【0024】
さらに、本第1実施形態において、前記振動板15における下面の中央部には、錘17が垂設されている。
【0025】
このように振動板に錘17を設ければ、振動板15に振動を与えた際に、錘17の質量によって振動板15の振幅を大きくすることができ、この結果、前記吸入弁8および前記吐出弁14の弾性変形量、すなわち、ポンプ1による流体の吸入量および吐出量を従来よりも増加することができる。
【0026】
なお、前記錘17の形状や質量、あるいは配設個数は、必要に応じて種々変更してもよい。
【0027】
また、本第1実施形態においては、前記振動板15を振動させる手段として、前記錘17が永久磁石等の磁性体材料によって形成されている。さらに、このように磁性体材料によって形成された前記振動板15を、図4に示す電磁石19の駆動によって振動させるようになっている。図4に示すように、前記電磁石19は、ケーシング2の内部における前記錘17に臨む下部近傍位置に、上部が開口された断面コの字形状の磁性体からなるコア20を設け、このコア20における下辺部の外周に、所定巻き数のコイル21を鎖交させることによって形成されている。
【0028】
そして、前記コイル21に対して交流電流を流すことによって、磁性体材料からなる錘17に対して吸引力と反発力とを交互に作用させることができるようになっている。
【0029】
従って、錘17が設けられた振動板15を簡便かつ効率的に振動させることができるようになっている。なお、前記錘17に対して必要な吸引力および反発力を作用させ得るのであれば、図4と異なる他の電磁石の構成を採用してもよい。
【0030】
次に、本発明に係るポンプの第2実施形態について、図7乃至図15を参照して説明する。なお、第1実施形態におけるポンプ1と基本的構成の同一もしくはこれに類する箇所については、同一の符号を用いて説明する。
【0031】
図7乃至図12に示すように、本第2実施形態におけるポンプ23は、第1実施形態におけるポンプ1と同様に、吸入部4および吐出部5が形成された平面円形状のケーシング24の内部に、所定の厚みの空隙部からなるポンプ室27を有している。このポンプ室27の下部には、振動板28が、その外周縁部を前記ケーシング26の内周に保持されるようにして、上下に振動可能に配設されており、この振動板28の振動によってポンプ室27の内部への流体の吸入とポンプ室27の外部への流体の吐出とを行うようになっている。
【0032】
また、流体の吸入と吐出の制御は、第1実施形態におけるポンプ1と同様に、吸入弁8および吐出弁14によってそれぞれ行うようになっている。
【0033】
さらに、本第2実施形態におけるポンプ23は、第1実施形態におけるポンプ1と同様に、振動板28の中心付近に錘29を垂設することによって、振動の際の振動板28の振幅を大きくするようになっている。
【0034】
ただし、本第2実施形態におけるポンプ23は、第1実施形態におけるポンプ1とは振動板28を振動させるための機構が若干異なっている。
【0035】
すなわち、本第2実施形態においては、錘29ではなく、振動板28が永久磁石等の磁性体材料によって形成されている。
【0036】
さらに、図10に示すように、本第2実施形態における電磁石31は、前記振動板28の下部位置に、柱状の磁心32を有しており、この磁心32の上面は、振動板28の下面のほぼ全域に臨む大きさに形成されている。そして、前記磁心32の外周面に臨むケーシング26の外周部には、所定巻き数のコイル33が巻回されている。
【0037】
この場合においても、コイル33に交流を流して磁心32による磁化の方向を交互に切り替えることによって、磁性体材料からなる振動板28に対して吸引力と反発力とを交互に作用させることができる。
【0038】
すなわち、第1実施形態におけるポンプ23と同様に、電磁石31の駆動によって振動板28を簡便かつ効率的に振動させることができ、かつ、錘29によって振動板28の振幅を大きくすることができるようになっている。
【0039】
次に、前記ポンプ23の具体的な動作について説明する。
【0040】
なお、図示はしないが、初期状態において、前記吸入部4には、例えば、燃料電池における燃料ケース等の図示しない流体の供給部が接続されているものとする。また、前記吐出部には、例えば、燃料電池の電池本体等の図示しない流体の被供給部が接続されているものとする。
【0041】
さらに、前記電磁石31は駆動されておらず、振動板28に対する吸引力あるいは反発力は作用していないものとする。また、図13に示すように、前記吸入弁8および前記吐出弁14は、ともに通常の状態になっており、ポンプ室27への流体の吸入と、ポンプ室27からの流体の吐出とは、ともに規制された状態になっているものとする。
【0042】
そして、初期状態から、前記被供給部への流体の供給を行う場合は、まず、電磁石31のコイル33に正方向の電流を流すと、このコイル33が鎖交された磁心32が磁化され、これによって前記振動板28に対して、電磁石31の吸引力が作用する。
【0043】
この吸引力を受けて、前記振動板28は下方である電磁石31の側に吸引されて錘29とともに下方へ移動する。
【0044】
この振動板28による下方への移動にともなって、密封状態のポンプ室27の内部の空気が膨張し、この膨張によって、前記吸入弁8が図14に示すように下方へ弾性変形する。
【0045】
これによって、前記吸入部4に接続された供給部側から吸入弁8を通してポンプ室27の内部に流体が吸入される。
【0046】
次に、コイル33に流れる電流の向きを逆方向に切り替えると、前記振動板28に対して今度は反発力が作用する。
【0047】
この反発力を受けて、前記振動板28は錘29とともに上方へ反発されて上方へ移動する。
【0048】
この振動板28による上方への移動にともなって、ポンプ室27の内部の空気が圧縮し、この圧縮によって、前記吐出弁14が図15に示すように上方へ弾性変形する。
【0049】
これによって、前記吐出部5に接続された被供給部側へ前記吐出弁14を通してポンプ室27の内部の流体が吐出される。
【0050】
このように、電磁石31に対して正方向および逆方向からなる交流の電流を流すことによって、振動板28を上下に振動させることができ、これによって、ポンプ室27への流体の吸入と、ポンプ室27からの流体の吐出とを交互に行うことができる。
【0051】
このとき、前記振動板28には錘29が垂設されているため、この錘29の質量によって振動板28の振幅を大きくすることができる。
【0052】
この結果、前記吸入弁8および前記吐出弁14の弾性変形量を多くすることができ、被供給側への流体の供給量を多くすることができる。
【0053】
したがって、本実施形態によれば、振動板15,28に設けられた錘17,29によって、振動板15,28の振幅を大きくとることができるため、被供給部側への流体の供給を効率的に行うことができる。
【0054】
特に、このようなポンプを燃料電池に適用した場合においては、燃料電池本体への燃料の供給を簡便かつ効率的に行うことができ、燃料電池の利便性および有用性を向上することができる。
【0055】
なお、本発明は前記各実施形態のものに限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。
【0056】
例えば、第1および第2実施形態とは異なり、振動板と錘の双方を磁性体材料に形成し、このように形成した振動板を電磁石の駆動によって振動させるようにしてもよい。また、振動板および錘の少なくとも一方を圧電素子によって形成し、このような振動板を電圧の印加によって振動させるようにしてもよい。
【0057】
このような場合においても、振動板に形成された錘によって振幅を大きくすることができ、かつ、このような振動を簡便かつ効率的に行うことができる。
【0058】
また、本実施形態におけるポンプは、種々の用途が考えられ、前述のように流体を供給部側から被供給部側へ供給する供給ポンプの他にも、例えば、流体を所定の循環経路内を循環させる循環ポンプとして用いることもできる。
【0059】
【発明の効果】
以上述べたように本発明に係るポンプによれば、簡便かつ効率的な流体の吸入および吐出を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るポンプの第1実施形態を示す正面図
【図2】図1の平面図
【図3】図1の下面図
【図4】図2の4−4断面矢視図
【図5】図1の5−5断面矢視図
【図6】図1の6−6断面矢視図
【図7】本発明に係るポンプの第2実施形態を示す正面図
【図8】図7の平面図
【図9】図7の下面図
【図10】図8の10−10断面矢視図
【図11】図7の11−11断面矢視図
【図12】図7の12−12断面矢視図
【図13】本発明に係るポンプの第2実施形態において、初期状態を示す概略断面図
【図14】本発明に係るポンプの第2実施形態において、流体の吸入状態を示す概略断面図
【図15】本発明に係るポンプの第2実施形態において、流体の吐出状態を示す概略断面図
【符号の説明】
1,23 ポンプ
3,27 ポンプ室
15,28 振動板
17,29 錘
19,31 電磁石
[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a pump, and more particularly to a pump suitable for sucking a fluid into a pump chamber and discharging a fluid outside the pump chamber using vibration of a diaphragm.
[0002]
[Prior art]
As a general pump, it is well known that a pump function uses a rotary electric motor to rotate a fluid blade to suck and discharge the fluid, or to convert the fluid into a reciprocating piston motion and move the fluid by moving a pressure through a diaphragm. Have been. In addition, against the background of environmental problems such as air pollution, there is a demand for a means for supplying clean power that does not cause environmental pollution. Batteries were being developed. This fuel cell is expected to be useful in various fields such as a battery for an automobile.
[0003]
Furthermore, in recent years, a new idea has been born in which a small fuel cell is used as a battery for an electronic device.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the above-mentioned small fuel cell is used, a fuel supply pump is required as a means for supplying fuel to the battery. Such a pump has already been disclosed in Utility Model Registration No. 2578977. There has been disclosed a piezoelectric pump that suctions and discharges a fluid by using vibration of the piezoelectric pump.
[0005]
However, a pump using only such a piezoelectric element has a drawback that the amplitude of the diaphragm is small, so that only a small amount of fluid can be sucked or discharged.
[0006]
On the other hand, even if the driving frequency of the diaphragm is increased in order to increase the flow rate per unit time, power consumption is increased because the diaphragm is driven.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a pump that can efficiently suction and discharge a fluid by increasing the amplitude of a diaphragm. is there.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A feature of the pump according to the present invention for achieving the above object is that a weight is provided on the diaphragm.
[0009]
By employing such a configuration, the amplitude of the diaphragm during vibration can be increased by the mass of the weight.
[0010]
Further, a feature of the pump according to the present invention is that the diaphragm is formed of a magnetic material, and can be vibrated by driving an electromagnet.
[0011]
By adopting such a configuration, an attractive force and a repulsive force can be alternately applied to the diaphragm made of a magnetic material by the electromagnet, whereby the diaphragm can be easily and efficiently vibrated. Can be done.
[0012]
Further, a feature of the pump according to the present invention lies in that the weight is formed of a magnetic material and can be vibrated by driving an electromagnet.
[0013]
By adopting such a configuration, the attraction force and the repulsion force can be alternately applied to the weight made of the magnetic material by the electromagnet, whereby the diaphragm can be easily and efficiently made to have a large amplitude. To vibrate.
[0014]
Furthermore, a feature of the pump according to the present invention is that the diaphragm is formed from a piezoelectric element.
[0015]
By employing such a configuration, the diaphragm can be vibrated by supplying a predetermined power to the diaphragm formed of the piezoelectric element.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of a pump according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0017]
As shown in FIGS. 1 to 3, the pump 1 in the present embodiment has a pump chamber 3 having a gap with a predetermined thickness inside a casing 2 having a substantially square planar shape. Is kept in a sealed state in a normal state in which fluid is not sucked or discharged.
[0018]
The upper wall of the casing 2 in FIG. 1 has a cylindrical suction portion 4 for sucking fluid into the pump chamber 3 and discharges the fluid sucked into the pump chamber 3 to the outside of the pump chamber 3. And a cylindrical discharge section 5 for forming the same are provided at a predetermined interval from each other.
[0019]
As shown in FIGS. 4 and 5, a long suction hole 6 is formed in the center of the suction portion 4 along the longitudinal direction of the suction portion 4. At a position facing the suction hole 6 inside the casing 2, a suction valve 8 having a substantially circular planar shape having an arc-shaped opening 7 is provided. And is held so as to be sandwiched between a valve holding wall portion 9 provided inside thereof. The suction valve 8 is elastically deformed downward in FIG. 4 via a concave portion 9 a formed in the valve holding wall 9 as the air inside the pump chamber 3 expands. The downward elastic deformation allows the suction hole 6 to be slightly opened and allows the suction of fluid into the pump chamber 3 through the opening 7. On the other hand, in a normal state or a state where the air inside the pump chamber 3 is compressed, the suction valve 8 blocks the suction hole 6 to regulate the suction of the fluid into the pump chamber 3. I have.
[0020]
On the other hand, as shown in FIGS. 4 and 5, a long discharge hole 12 is formed in the center of the discharge unit 5 along the longitudinal direction of the discharge unit 5. At a position facing the discharge hole 12 inside the casing 2, a discharge valve 14 having a substantially circular flat shape having an arc-shaped opening 13 is provided on an upper wall portion of the casing 2 and the valve holding member. It is held so as to be sandwiched between it and the wall 9. The discharge valve 14 is elastically deformed upward in FIG. 4 through a concave portion 5 a formed in the discharge portion 5 as the air inside the pump chamber 3 is compressed. The upward elastic deformation allows the discharge hole 12 to be slightly opened and allows the fluid to be discharged to the outside of the pump chamber 3 through the opening 13. On the other hand, the discharge valve 14 controls the discharge of the fluid to the outside of the pump chamber 3 by blocking the discharge hole 12 in a normal state or a state in which the air inside the pump chamber 3 is expanded. Has become.
[0021]
In the lower part of the pump chamber 3, a flat circular diaphragm 15 can be vibrated in the vertical direction in FIG. 4 by the holding member 16 such that the outer peripheral end surface is close to the inner peripheral surface of the casing 2. Is held in. The holding member 16 may be, for example, a pair of O-rings that sandwich the outer peripheral edge of the diaphragm 15 from above and below.
[0022]
The air inside the pump chamber 3 alternately repeats compression and expansion due to the vertical vibration of the diaphragm 15, whereby the suction valve 8 and the discharge valve 14 alternate. The suction holes 6 or the discharge holes 12 are alternately opened by performing elastic deformation.
[0023]
That is, with the vibration of the diaphragm 15, the suction of the fluid into the pump chamber 3 via the suction valve 8 and the discharge of the fluid from the pump chamber 3 via the discharge valve 14 are alternately repeated. It has become.
[0024]
Further, in the first embodiment, a weight 17 is vertically provided at the center of the lower surface of the diaphragm 15.
[0025]
When the weight 17 is provided on the diaphragm in this way, when the diaphragm 15 is vibrated, the amplitude of the diaphragm 15 can be increased by the mass of the weight 17, and as a result, the suction valve 8 and the The amount of elastic deformation of the discharge valve 14, that is, the amount of fluid suction and discharge by the pump 1 can be increased as compared with the conventional case.
[0026]
The shape and mass of the weight 17 or the number of the weights 17 may be variously changed as necessary.
[0027]
In the first embodiment, the weight 17 is formed of a magnetic material such as a permanent magnet as means for vibrating the diaphragm 15. Further, the diaphragm 15 formed of the magnetic material is vibrated by driving the electromagnet 19 shown in FIG. As shown in FIG. 4, the electromagnet 19 is provided with a core 20 made of a magnetic material having a U-shaped cross section with an open upper portion at a position near the lower portion facing the weight 17 inside the casing 2. Are formed by interlinking a predetermined number of turns of the coil 21 on the outer periphery of the lower side portion.
[0028]
Then, by applying an alternating current to the coil 21, an attractive force and a repulsive force can be alternately applied to the weight 17 made of a magnetic material.
[0029]
Therefore, the diaphragm 15 provided with the weight 17 can be easily and efficiently vibrated. Note that another electromagnet configuration different from that in FIG. 4 may be adopted as long as the required attraction force and repulsion force can be applied to the weight 17.
[0030]
Next, a second embodiment of the pump according to the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the same or similar parts as those of the pump 1 in the first embodiment will be described using the same reference numerals.
[0031]
As shown in FIGS. 7 to 12, the pump 23 in the second embodiment is similar to the pump 1 in the first embodiment, except that a suction unit 4 and a discharge unit 5 are formed inside a flat circular casing 24. And a pump chamber 27 having a gap with a predetermined thickness. A diaphragm 28 is disposed below the pump chamber 27 so as to be able to vibrate up and down such that an outer peripheral edge of the diaphragm 28 is held by the inner periphery of the casing 26. Thereby, suction of fluid into the pump chamber 27 and discharge of fluid to the outside of the pump chamber 27 are performed.
[0032]
The control of the suction and discharge of the fluid is performed by the suction valve 8 and the discharge valve 14 similarly to the pump 1 in the first embodiment.
[0033]
Further, in the pump 23 according to the second embodiment, similarly to the pump 1 according to the first embodiment, the amplitude of the diaphragm 28 at the time of vibration is increased by suspending the weight 29 near the center of the diaphragm 28. It is supposed to.
[0034]
However, the pump 23 according to the second embodiment is slightly different from the pump 1 according to the first embodiment in the mechanism for vibrating the diaphragm 28.
[0035]
That is, in the second embodiment, not the weight 29 but the diaphragm 28 is formed of a magnetic material such as a permanent magnet.
[0036]
Further, as shown in FIG. 10, the electromagnet 31 in the second embodiment has a columnar magnetic core 32 at a position below the diaphragm 28, and the upper surface of the magnetic core 32 is the lower surface of the diaphragm 28. It is formed in a size that faces almost the entire area. A predetermined number of turns of the coil 33 are wound around the outer peripheral portion of the casing 26 facing the outer peripheral surface of the magnetic core 32.
[0037]
Also in this case, by applying an alternating current to the coil 33 and alternately switching the direction of magnetization by the magnetic core 32, an attractive force and a repulsive force can be applied to the vibrating plate 28 made of a magnetic material material alternately. .
[0038]
That is, similarly to the pump 23 in the first embodiment, the diaphragm 28 can be easily and efficiently vibrated by driving the electromagnet 31, and the amplitude of the diaphragm 28 can be increased by the weight 29. It has become.
[0039]
Next, a specific operation of the pump 23 will be described.
[0040]
Although not shown, in the initial state, it is assumed that a fluid supply unit (not shown) such as a fuel case in a fuel cell is connected to the suction unit 4. Further, it is assumed that a fluid supply unit (not shown) such as a cell body of a fuel cell is connected to the discharge unit.
[0041]
Further, it is assumed that the electromagnet 31 is not driven and no attractive force or repulsive force acts on the diaphragm 28. Further, as shown in FIG. 13, the suction valve 8 and the discharge valve 14 are both in a normal state, and the suction of the fluid into the pump chamber 27 and the discharge of the fluid from the pump chamber 27 It is assumed that both are in a regulated state.
[0042]
Then, when supplying the fluid to the supplied portion from the initial state, first, when a positive current is applied to the coil 33 of the electromagnet 31, the magnetic core 32 with which the coil 33 is linked is magnetized, Thereby, the attractive force of the electromagnet 31 acts on the vibration plate 28.
[0043]
Due to this attraction, the diaphragm 28 is attracted to the lower side of the electromagnet 31 and moves downward together with the weight 29.
[0044]
As the diaphragm 28 moves downward, the air inside the sealed pump chamber 27 expands, and the expansion causes the suction valve 8 to elastically deform downward as shown in FIG.
[0045]
Thus, fluid is sucked into the pump chamber 27 from the supply unit side connected to the suction unit 4 through the suction valve 8.
[0046]
Next, when the direction of the current flowing through the coil 33 is switched to the opposite direction, a repulsive force acts on the diaphragm 28 this time.
[0047]
Under the repulsion, the diaphragm 28 is repelled upward together with the weight 29 and moves upward.
[0048]
As the diaphragm 28 moves upward, the air inside the pump chamber 27 is compressed, and the compression causes the discharge valve 14 to elastically deform upward as shown in FIG.
[0049]
Thereby, the fluid in the pump chamber 27 is discharged through the discharge valve 14 to the supply target side connected to the discharge unit 5.
[0050]
As described above, the diaphragm 28 can be vibrated up and down by passing an alternating current in the forward direction and the reverse direction to the electromagnet 31, whereby the suction of the fluid into the pump chamber 27 and the pump The discharge of the fluid from the chamber 27 can be performed alternately.
[0051]
At this time, since the weight 29 is suspended from the diaphragm 28, the amplitude of the diaphragm 28 can be increased by the mass of the weight 29.
[0052]
As a result, the amount of elastic deformation of the suction valve 8 and the discharge valve 14 can be increased, and the amount of fluid supplied to the supply side can be increased.
[0053]
Therefore, according to the present embodiment, the amplitude of the diaphragms 15 and 28 can be increased by the weights 17 and 29 provided on the diaphragms 15 and 28, so that the supply of the fluid to the supply target portion can be efficiently performed. Can be done
[0054]
In particular, when such a pump is applied to a fuel cell, it is possible to simply and efficiently supply the fuel to the fuel cell main body, and to improve the convenience and usefulness of the fuel cell.
[0055]
The present invention is not limited to the above embodiments, and can be variously modified as needed.
[0056]
For example, unlike the first and second embodiments, both the diaphragm and the weight may be formed of a magnetic material, and the diaphragm thus formed may be vibrated by driving an electromagnet. Further, at least one of the diaphragm and the weight may be formed by a piezoelectric element, and such a diaphragm may be vibrated by applying a voltage.
[0057]
Even in such a case, the amplitude can be increased by the weight formed on the diaphragm, and such vibration can be performed easily and efficiently.
[0058]
Further, the pump in the present embodiment can be considered for various uses. In addition to the supply pump that supplies the fluid from the supply unit side to the supply destination side as described above, for example, the fluid may flow through a predetermined circulation path. It can also be used as a circulation pump for circulation.
[0059]
【The invention's effect】
As described above, according to the pump of the present invention, simple and efficient fluid suction and discharge can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a first embodiment of a pump according to the present invention. FIG. 2 is a plan view of FIG. 1. FIG. 3 is a bottom view of FIG. 1. FIG. 5 is a sectional view taken along a line 5-5 in FIG. 1. FIG. 6 is a sectional view taken along a line 6-6 in FIG. 1. FIG. 7 is a front view showing a second embodiment of the pump according to the present invention. FIG. 9 is a plan view of FIG. 7; FIG. 9 is a bottom view of FIG. 7; FIG. 10 is a sectional view taken along line 10-10 of FIG. 8; FIG. 11 is a sectional view taken along line 11-11 of FIG. FIG. 13 is a schematic sectional view showing an initial state in a second embodiment of the pump according to the present invention. FIG. 14 is a diagram showing a suction state of a fluid in the second embodiment of the pump according to the present invention. FIG. 15 is a schematic sectional view showing a state of discharging a fluid in a second embodiment of the pump according to the present invention.
1,23 pump 3,27 pump chamber 15,28 diaphragm 17,29 weight 19,31 electromagnet

Claims (4)

振動板を振動させることによって流体をポンプ室内に吸入するとともにポンプ室内に吸入された流体をポンプ室外へ吐出するようにされたポンプであって、前記振動板に錘を設けたことを特徴とするポンプ。A pump configured to suck a fluid into a pump chamber by vibrating a diaphragm and discharge the fluid sucked into the pump chamber to the outside of the pump chamber, wherein a weight is provided on the diaphragm. pump. 前記振動板が、磁性体材料から形成され、かつ、電磁石の駆動によって振動可能とされていることを特徴とする請求項1に記載のポンプ。2. The pump according to claim 1, wherein the diaphragm is formed of a magnetic material and is capable of vibrating by driving an electromagnet. 前記錘が、磁性体材料から形成され、かつ、電磁石の駆動によって振動可能とされていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のポンプ。The pump according to claim 1, wherein the weight is formed of a magnetic material and is capable of vibrating by driving an electromagnet. 前記振動板が、圧電素子から形成されていることを特徴とする請求項1に記載のポンプ。The pump according to claim 1, wherein the diaphragm is formed from a piezoelectric element.
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