JP2014066364A

JP2014066364A - 流体供給装置

Info

Publication number: JP2014066364A
Application number: JP2013263621A
Authority: JP
Inventors: Atsuhiko Hirata; 篤彦平田; Takeshi Kamiya; 岳神谷; Hiroyuki Yokoi; 宏之横井
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2010-12-24
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2014-04-17
Also published as: JPWO2012086646A1; US20130255801A1; JP5522270B2; WO2012086646A1

Abstract

【課題】周辺環境の変化に拘わらず安定した供給が可能であり、かつ、能動素子を用いることなく弁の開閉が可能で、順方向の流れがスムーズな流体供給装置を得る。
【解決手段】流体供給源2と、バルブ3Aと、差圧発生手段4と、与圧手段6と、からなる流体供給装置。バルブ3Aは、筺体10と、該筺体10内を第1のバルブ室11と第2のバルブ室12に分割し、表裏の主面に作用する流体の圧力により変位する変位部材20と、第1のバルブ室11に設けられた第1の開口部15と、第1のバルブ室11に設けられた第2の開口部16と、第2のバルブ室12に設けられた第3の開口部17と、を備えている。これにより、周辺環境の変化により、装置の吐出側又は吸引側の圧力が変動したとしても、流量の変化が抑制される。
【選択図】図1

Description

本発明は、流体供給装置、特に、流体を安定して供給するための流体供給装置に関する。

一般に、燃料電池システムに燃料を供給したり、薬液を供給したり、芳香剤を揮散させるための流体供給装置には、流体の駆動源として種々のポンプ（特に、マイクロポンプ）が用いられている。

この種のマイクロポンプとして、特許文献１には、流体の逆流を防止するための逆止弁を流入口と流出口に設けた圧電ポンプが知られている。ところで、燃料電池システムの駆動状況によっては、燃料カートリッジから圧電ポンプへ流入する流体圧力が高くなることがある。この圧電ポンプには前記逆止弁が設けられているので、逆方向の流れを抑制することはできるが、順方向の流れを抑制することはできず、圧電ポンプの流入側が高圧力となった場合に、燃料を過剰供給してしまうという問題点を有している。

そこで、燃料カートリッジとポンプとの間、または、ポンプの後に、バルブを介在させることが考えられる。この種の用途に用いられるバルブとしては、弁の開閉駆動を電磁コイル、圧電素子などの能動素子により行う電磁型、圧電型が知られている。例えば、特許文献２には、圧電素子を駆動源とするバルブが記載されている。しかしながら、能動素子は故障が発生しやすく、例えば、圧電型バルブの場合、圧電素子の取扱いが難しく、クラックが生じたり、マイグレーションが生じるなどの問題点を有している。

ところで、一般的に、ポンプは図２３に示すようなＰ−Ｑ（圧力―流量）特性を有している。つまり、圧力ΔＰ（吐出側圧力と吸引側圧力の差）が変動すると、流量Ｑが変動する。このため、周辺環境の変化により、吐出側圧力又は吸引側圧力が変動すると、流量が変化してしまうため、定量吐出動作を維持することは難しいという問題点を有していた。これを解決するには、最大流量と比較して最大圧力の大きなポンプを用いることが考えられる。しかし、これでは流量が少なくなり、必要な流量が得られない。

国際公開第２００８／００７６３４号公報国際公開第２００８／０８１７６７号公報

そこで、本発明の目的は、周辺環境の変化に拘わらず安定した供給が可能であり、かつ、能動素子を用いることなく弁の開閉が可能で、順方向の流れがスムーズな流体供給装置を提供することにある。

本発明の一形態である流体供給装置は、
流体供給源とバルブと差圧発生手段と与圧手段とを有する流体供給装置であって、
前記バルブは、
バルブ筺体と、
前記バルブ筺体を第１のバルブ室と第２のバルブ室に分割し、表裏の主面に作用する流体の圧力により変位する変位部材と、
前記第１のバルブ室側のバルブ筐体に設けられ、流体の流入側と接続されており、かつ、前記第１のバルブ室と前記第２のバルブ室との間に圧力差を発生させる前記差圧発生手段の吐出側に接続された第１の開口部と、
前記第１のバルブ室側のバルブ筐体に設けられ、流体の流出側に接続された第２の開口部と、
前記第２のバルブ室側のバルブ筐体に設けられ、前記第１の開口部から流れ込む流体と同じ流体供給源から差分された流体が流入する第３の開口部と、
を備え、
前記変位部材は、前記与圧手段により前記第１のバルブ室の方向へ付勢され、前記第１の開口部と前記第２の開口部との連通を遮断しており、
前記第１の開口部及び前記第３の開口部を介して、流体が前記変位部材の前記第２のバルブ室側の前記主面に作用する力よりも、流体が前記変位部材の前記第１のバルブ室側の前記主面に作用する力が大きくなることにより、前記変位部材が変位し、前記第１の開口部と前記第２の開口部とが連通するように構成されていること、
を特徴とする。

前記流体供給装置においては、変位部材が与圧手段により第１のバルブ室の方向へ付勢されているため、周辺環境の変化により、流体供給装置の吐出側圧力又は吸引側圧力が変動したとしても、与圧した圧力までは流量の変化が抑制され、安定した流体の供給が可能になる。また、前記バルブにおいては、バルブ室に流れ込む流体の圧力を変化させることにより表裏面に作用する力が変化して変位する変位部材を設けたため、電磁式あるいは圧電式などの特別な能動素子を必要とすることなく開閉することができる。

さらに、非駆動時には第２の開口部が変位部材により閉じられており、差圧発生手段により、流体が変位部材の表裏面に作用する力（第１のバルブ室側に作用する力及び第２のバルブ室側に作用する力）に差が与えられることにより、第１の開口部と第２の開口部とが連通するように構成されているため、非駆動時には第１の開口部の流体圧力が上昇したとしても流体が第２の開口部から漏れることがなく、過剰供給が防止されることになる。また、流体の圧力を駆動源としているため、電磁コイルや圧電素子が不要であり、この種の駆動源に生じる故障はなく、信頼性が良好である。

本発明によれば、周辺環境の変化に拘わらず安定した供給が可能であり、かつ、能動素子を用いることなく弁の開閉が可能で、順方向の流れがスムーズになる。

第１実施例である流体供給装置を示す概略構成図である。前記流体供給装置を構成する受動バルブを示す分解斜視図である。前記流体供給装置を構成する差圧発生手段（マイクロポンプ）を示す断面図である。図２に示した受動バルブの動作説明図である。第２実施例である流体供給装置を示す概略構成図である。他の例としての受動バルブを示す断面図である。受動バルブを構成する補強板を示す平面図である。いま一つの補強板を用いた受動バルブを示す説明図である。芳香剤揮散装置の第１例を示す概略構成図である。芳香剤揮散装置の第２例を示す概略構成図である。芳香剤揮散装置の第３例を示す概略構成図である。第３実施例である流体供給装置を示す概略構成図である。第４実施例である流体供給装置を示す概略構成図である。第５実施例である流体供給装置を示す概略構成図である。第６実施例である流体供給装置を示す概略構成図である。第７実施例である流体供給装置を示す概略構成図である。第８実施例である流体供給装置を示す概略構成図である。第９実施例である流体供給装置を示す概略構成図である。第７実施例におけるポンプの入力側の圧力に対する流量変化率を示すグラフである。第７実施例におけるポンプの出力側の圧力に対する流量変化率を示すグラフである。第７実施例において、複数の与圧におけるポンプの入力側の圧力に対する流量変化率を示すグラフである。第７実施例において、複数の与圧におけるポンプの出力側の圧力に対する流量変化率を示すグラフである。ポンプにおける圧力と流量の特性を示すグラフである。

以下、本発明に流体供給装置の実施例について添付図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部材、部分には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

（第１実施例、図１〜図４参照）
第１実施例である流体供給装置１Ａは、図１に示すように、概略、流体源２と、受動バルブ３Ａと、差圧発生手段としてのポンプ４と、与圧ポンプ６と、から構成されている。与圧ポンプ６はポンプ４の上流側に配置され、流体をポンプ４及び受動バルブ３Ａに供給する。

受動バルブ３Ａは、バルブ筺体１０と、該バルブ筺体１０内を第１のバルブ室１１と第２のバルブ室１２に分割するダイヤフラム２０と、第２のバルブ室１２に設けられた比較用流入側開口部（第３の開口部）１７と、第１のバルブ室１１に設けられた流入側開口部（第１の開口部）１５と、出力側開口部（第２の開口部）１６と、を備えている。比較用流入側開口部１７は与圧ポンプ６の吐出側に接続されている。流入側開口部１５はポンプ４（図３参照）の吐出口４２に接続されている。ポンプ４は吸入口４１及び吐出口４２にそれぞれ逆止弁４３，４４を備えたマイクロポンプとして周知のものである。

バルブ筺体１０は、図２に示すように、天板２１と、第２のバルブ室１２及び開口部１７を形成した板材２２と、ダイヤフラム２０と、第１のバルブ室１１及び開口部１５を形成した板材２３と、開口部１６を形成した底板２４とを積層したものである。底板２４には第１のバルブ室１１に臨む台座部２５が突設されている。この台座部２５はダイヤフラム２０の中央部を支え、開口部１６を閉止している。また、ダイヤフラム２０の中央部、即ち、開口部１６を形成する台座部２５と接触する部分が補強板４１によって補強されている。

ここで、受動バルブ３Ａの動作を図４を参照して詳述する。バルブ室１１，１２の面積をＳ₁、吐出側である開口部１６の面積をＳ₂とする。ダイヤフラム２０は弾性体（ゴム製）であり、他の部材は樹脂製又は金属製である。台座部２５の高さは板材（スペーサ）２３の厚さよりも大きく、ダイヤフラム２０は張力Ｔで張られた状態になっている。このとき、ダイヤフラム２０は角度θで傾き、固定部において、ダイヤフラム２０を下向きに引っ張る力の成分はＦ₁（＝Ｔｓｉｎθ）である。このとき、台座部２５はＦ₂の力でダイヤフラム２０を上方に押し上げている。

ポンプ４，６の動作によって、バルブ室１１の圧力は、バルブ室１２の圧力Ｐinよりも圧力ΔＰだけ大きくなる。ダイヤフラム２０に作用する上下方向の力の釣り合いは、以下の式で示される。なお、Ｐoutは開口部１６における圧力である。
ＰinＳ₁＋Ｆ₁＝（Ｐin＋ΔＰ）（Ｓ₁−Ｓ₂）＋ＰoutＳ₂＋Ｆ₂

受動バルブ３Ａが開いて流体が開口部１６から流出するのは、Ｆ₂＝０となったときであるから、このときポンプ４，６の発生圧力ΔＰopは圧力ΔＰとみなせるため、以下の式で示される。
ΔＰop＝（Ｐin−Ｐout）Ｓ₂／（Ｓ₁−Ｓ₂）＋Ｆ₁／（Ｓ₁−Ｓ₂）

Ｐin，Ｐoutともに、その変化がＳ₂／（Ｓ₁−Ｓ₂）倍されてΔＰopに反映されるため、ポンプ４，６の動作圧力の変動が小さくなり、流量変化を抑えることができる。

ところで、Ｆ₁は、ΔＰopによって変化するが、ＰinとＰoutには依存しない。これは、ダイヤフラム２０の中心部に補強板４１が接着されているためである。補強板４１がない場合、ダイヤフラム２０が開口部１６に吸引されて変形するため、Ｆ₁はＰin，Ｐoutに応じて変化してしまう。従って、Ｐin，Ｐoutが変化したときの、ポンプ４，６の動作圧力の変動が大きくなる。なお、設計によっては、補強板４１がなくても、Ｆ₁の変化を許容できる大きさに抑えることは可能である。

与圧ポンプ６は、圧力Ｐin，Ｐoutの関係を確実にＰin＞Ｐoutとするための与圧手段であって、必ずしもポンプである必要はない。なお、厳密には、受動バルブ３Ａが開いて流体が開口部１６へ流れるときのポンプ４，６の発生圧力をΔＰopとすると、Ｐin＋ΔＰop＞Ｐoutであればよい。

吐出ポンプ４は図１６に示したようなＰ−Ｑ（圧力−流量）特性を有している。しかし、本第１実施例では、与圧ポンプ６を吐出ポンプ４の上流側に配置することによって、周辺環境の変化により、吐出ポンプ４の吐出側圧力又は吸引側圧力が変動したとしても、流量の変化を抑制し、定量吐出動作を維持することができる。

また、受動バルブ３Ａにあっては、流体源の圧力が高くなっても、開口部１６の閉止状態が保持されて過剰供給を生じるおそれはない。即ち、能動素子を用いなくても、高い信頼性を有するバルブが得られる。また、能動素子を有するバルブに必要な駆動回路及び電力なども不要であり、システムとしても省エネルギー・小型化できる。

（第２実施例、図５参照）
第２実施例である流体供給装置１Ｂは、図５に示すように、受動バルブ３Ｂを用いたものである。受動バルブ３Ｂは、天板２１に開口部１７ａを形成してバルブ室１２に連通させたもので、他の構成は前記受動バルブ３Ａと同様である。本第２実施例では、吐出ポンプ４の上流側に与圧ポンプ６を配置し、与圧ポンプ６の吐出側を開口部１７ａに接続し、開口部１７を吐出ポンプ４の吸入側に接続し、吐出ポンプ４の吐出側を開口部１５に接続している。

本第２実施例における他の構成は前記第１実施例と同様である。そして、受動バルブ３Ｂの動作は前記受動バルブ３Ａと基本的には同様である。従って、本第２実施例でも、周辺環境の変化により、吐出ポンプ４の吐出側圧力又は吸引側圧力が変動したとしても、流量の変化を抑制し、定量吐出動作を維持することができる。

（受動バルブの他の例、図６〜図８参照）
前記補強板４１に代えて図７に示す補強板４２を用いた受動バルブ３Ｃを図６に示す。受動バルブ３Ｃ自体の構成は前記受動バルブ３Ａと同じである。

補強板４２は、ダイヤフラム２０の外径と同じ外径の環状の周辺部４２ａと中心の押圧部４２ｂとを、折れ曲がったばね部４２ｃで連結したものである。この補強板４２は、ダイヤフラム２０の上側に重ねて設置され、周辺部４２ａが板材２２，２３にて圧着保持され、ダイヤフラム２０のうち押圧部４２ｂに対応する部分が台座部２５に圧接する。このような補強板４２を用いることにより、Ｐin＞Ｐoutの関係で、ダイヤフラム２０が開口部１６に吸引されてＦ₁が変化するのを防止することができる。

また、図８に示すように、前記補強板４１を大きくしてバルブ室１１，１２の内径に近付けてもよい。これにて、ΔＰによるＦ₁の変化を抑制することができる。

（芳香剤揮散装置の第１例、図９参照）
芳香剤揮散装置の第１例は、図９に示すように、芳香剤Ｃを収容する容器１００の天井部に前記ポンプ４，６と前記受動バルブ３Ａを設置し、吐出ポンプ４又は与圧ポンプ６に吸上げ管１０１を接続している。また、容器１００の表面であって受動バルブ３Ａの吐出側には揮散部材１０２が配置されている。

容器１００内の圧力変動を抑えるためには、芳香剤Ｃの減少に伴って空気を容器１００内に導くための微小な空気穴を容器１００に形成しておくか、容器１００内の圧力変動を許容して、芳香剤Ｃの減少に伴って容器１００自身が収縮する構成などを採用できる。しかし、いずれの対策を講じても、芳香剤Ｃの減少に伴って液位が低下するため、芳香剤Ｃの吸引に必要な圧力は変化する。吐出ポンプ４に与圧ポンプ６を組み合わせることで、ポンプ４の負荷変動が小さくなり、常時、一定量の芳香剤Ｃを揮散部材１０２に供給し続けることができる。

（芳香剤揮散装置の第２例、図１０参照）
芳香剤揮散装置の第２例は、図１０に示すように、基本的には図９に示した第１例と同様の構成からなり、揮散部材１０２をカバー１０３で覆い、揮散部材１０２の直上に矢印ａ方向に風を流すためのブロア１０４を設置したものである。芳香剤Ｃをより確実に揮散させることができる。

（芳香剤揮散装置の第３例、図１１参照）
芳香剤揮散装置の第３例は、図１１に示すように、基本的には図９に示した第１例と同様の構成からなり、揮散部材１０２をカバー１０３で覆い、該カバー１０３の窓部１０３ａをリニアアクチュエータ１０５などの駆動部材で駆動されるシャッタ１０６を取り付けたものである。芳香剤Ｃの揮散量を調整、安定化することができる。

（流量調整手段）
図４を参照して説明したように、受動バルブ３Ａの動作点は、バルブ室１１の圧力がバルブ室１２の圧力ＰinよりもΔＰopだけ大きくなったときである。バルブ室１２の圧力をバルブ室１１と独立して調整すれば、動作点での圧力ΔＰopの値を変更することができる。これによると、流量が変化するから、与圧ΔＰopを調整することによって流量を調整できることになる。以下に、このような流量を調整する手段を設けた流体供給装置について説明する。

（第３実施例、図１２参照）
第３実施例である流体供給装置１Ｃは、図１２に示すように、前記受動バルブ３Ａを用いるとともに、流量調整手段として第２の与圧ポンプ７を配置したものである。第２の与圧ポンプ７は、第１の与圧ポンプ６と受動バルブ３Ａの開口部１７との間に配置される。第２の与圧ポンプ７の発生圧力Ｐrが第１の与圧ポンプ６の圧力Ｐinに加わることで第２バルブ室１２に作用する圧力、即ち、吐出口である開口部１６に作用する圧力が変化し、開口部１６からの流量が調整される。

第２の与圧ポンプ７は、流量は必要ではなく、圧力だけを付与できればよい。従って、流体が液体の場合、電気浸透流ポンプなどが適している。圧電マイクロポンプを用いてもよい。なお、第１の与圧ポンプ６は省略してもよい。

（第４実施例、図１３参照）
第４実施例である流体供給装置１Ｄは、図１３に示すように、前記受動バルブ３Ａを用いるとともに、流量調整手段として電磁コイル８１を用いたものである。天板２１上であって開口部１６と対向する位置に電磁コイル８１を設け、補強板４１を磁性体とした。電磁コイル８１に電流を供給することにより、磁性体からなる補強板４１が吸引され、与圧ΔＰopが減少するので受動バルブ３Ａの流量が調整される。

（第５実施例、図１４参照）
第５実施例である流体供給装置１Ｅは、図１４に示すように、前記受動バルブ３Ａを用いるとともに、流量調整手段として圧電素子８５を用いたものである。底板２４の裏面にユニモルフとして動作するリング状の圧電素子８５を接着固定した。圧電素子８５に電圧を印加することにより、台座部２５が上方又は下方に変位し、与圧ΔＰopが変化する。これにて、受動バルブ３Ａの流量が調整される。

（第６実施例、図１５参照）
第６実施例である流体供給装置１Ｆは、図１５に示すように、前記受動バルブ３Ａを用いるとともに、流量調整手段として浸透圧ポンプ９０を用いたものである。浸透圧ポンプ９０は浸透膜９１を内蔵し、室９２，９３に分離されている。室９２は与圧ポンプ６の吐出側に接続されているとともに、吐出ポンプ４の吸入側に接続されている。室９３は受動バルブ３Ａの開口部１７に接続されている。

さらに、与圧ポンプ６の吸入側には、濃度調整薬液槽９５が接続され、濃度調整された薬液Ｄが供給される。濃度調整薬液槽９５は純水槽９７から純水が供給され、この純水に溶出源９６から濃度調整物質が溶出し、濃度調整薬液Ｄが生成される。

以上の構成において、薬液Ｄの濃度が高くなると、バルブ室１２の液体が浸透膜９１を通じてバルブ室１２から流出しようとするため、バルブ室１２の圧力が減少する。これにて、受動バルブ３Ａの動作点である圧力ΔＰopが小さくなり、流量が増加することになる。なお、浸透圧ポンプ９０に濃度調整薬液Ｄを供給する構成は任意である。また、浸透圧ポンプ９０に代えて、電気浸透流ポンプを用いることも可能である。

（第７実施例、図１６参照）
第７実施例である流体供給装置１Ｇは、図１６に示すように、受動バルブ３Ｄ及びポンプ４Ａを用いたものであり、前記第１実施例などで示した与圧ポンプ６を省略し、かつ、それに代えてばね部材（コイルばね４５を例示する）を用いている。受動バルブ３Ｄの構成は、第１の開口部１５、第２の開口部１６及び第３の開口部１７がそれぞれ第１実施例とは異なる位置に設けられているが、その作用は第１実施例で説明したのと同様である。コイルばね４５は、第２のバルブ室１２に配置され、所定のばね圧でダイヤフラム２０を台座部２５に対して押圧している。

従って、本第７実施例においても、周辺環境の変化により、流体供給装置１Ｇの吐出側圧力又は吸引側圧力が変動したとしても、流量の変化を抑制し、定量吐出動作を維持することができる。この作用効果については、以下の図１９〜図２２を参照して詳細に説明する。

なお、ポンプ４Ａは、図３に示したポンプ４とは逆止弁４３，４４の配置が異なるだけで、同様の動作を行う。

また、ばね部材としては、金属製のコイルばね（円筒形状、円錐形状など）や板ばねなどを用いることができる。バルブ３Ｄの低背化やばね定数の安定性（ばね定数の個体差が小さいこと）のためには、円錐形状のコイルばねを用いることが好ましい。

（第８実施例、図１７参照）
第８実施例である流体供給装置１Ｈは、図１７に示すように、受動バルブ３Ｅにおいて、ダイヤフラム２０に台座部２５を一体的に形成したものであり、他の構成は前記第７実施例と同様である。また、その作用効果も第７実施例と同様である。

（第９実施例、図１８参照）
第９実施例である流体供給装置１Ｉは、図１８に示すように、受動バルブ３Ｆにおいて、バルブ筺体１０を構成する底板２４に台座部２５を一体的に形成したものであり、他の構成は前記第７実施例と同様である。また、その作用効果も第７実施例と同様である。

（第７実施例の作用効果、図１９〜図２２参照）
前記第７実施例（第８及び第９実施例でも同じ）では、与圧手段としてばね部材（コイルばね４５）を用いることにより、バルブ３Ｄが開放されてしまうことを防止できる。それゆえ、流体供給装置１Ｇの吐出側圧力と吸引側圧力との差がバルブ３Ｄの与圧未満の条件となる場合であれば、流体供給装置１Ｇからの吐出量が定量となる。

図１９にポンプ４Ａの入力側の圧力に対するバルブ３Ｄの流量変化率を示し、図２０にポンプ４Ａの出力側の圧力に対するバルブ３Ｄの流量変化率を示す。折線Ａは図１６に記載のポンプを単体で用いた場合、折線Ｂは図１６に記載の与圧手段を設けていない場合、折線Ｃは図１６に記載の構成であって、与圧手段による与圧を１２ｋＰａとして用いた場合である。この結果から、与圧手段による与圧を与えると、より流量の変化を抑制することができるといえる。

次に、図１６に記載の構成において、与圧手段による与圧を複数の値に変化させて流量の変化を測定した。その結果を図２１及び図２２に示す。図２１はポンプ４Ａの入力側の圧力に対するバルブ３Ｄの流量を示し、曲線Ｄは与圧１０ｋＰａの場合、曲線Ｅは与圧２０ｋＰａの場合、曲線Ｆは与圧４０ｋＰａの場合、曲線Ｇは与圧６０ｋＰａの場合を示す。図２２はポンプ４Ａの出力側の圧力に対するバルブ３Ｄの流量を示し、曲線Ｄは与圧１０ｋＰａの場合、曲線Ｅは与圧２０ｋＰａの場合、曲線Ｆは与圧４０ｋＰａの場合、曲線Ｇは与圧６０ｋＰａの場合を示す。これらの結果から、少なくともポンプの出力側の圧力が、与圧手段による与圧以下である場合において、流量の変化を抑制することができるといえる。

以上の結果から、図１６のような構成であっても、周辺環境の変化に拘わらず流体を安定して供給することが可能であり、かつ、能動素子を用いることなく弁の開閉が可能で、順方向の流れがスムーズになる流体供給装置を実現することができる。

（他の実施例）
なお、本発明に係る流体供給装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。

例えば、変位部材はダイヤフラム以外の部材であってもよく、前記台座部に代えてＯリングを用いていてもよい。また、流体としては前記芳香剤や発電セルに供給する液体燃料のみならず、気体であってもよい。

以上のように、本発明は、流体供給装置に有用であり、特に、周辺環境の変化に拘わらず安定した供給が可能で、かつ、能動素子を用いることなく弁の開閉が可能で、順方向の流れがスムーズである点で優れている。

１Ａ〜１Ｉ…流体供給装置
２…流体源
３Ａ〜３Ｆ…受動バルブ
４…差圧発生装置（マイクロポンプ）
６…第１の与圧ポンプ
７…第２の与圧ポンプ（流量調整手段）
１０…バルブ筺体
１１…第１のバルブ室
１２…第２のバルブ室
１５…第１の開口部
１６…第２の開口部
１７…第３の開口部
２０…ダイヤフラム
２５…台座部
４５…コイルばね
８１…電磁コイル（流量調整手段）
８５…圧電素子（流量調整手段）
９０…浸透圧ポンプ（流量調整手段）

Claims

流体供給源とバルブと差圧発生手段と与圧手段とを有する流体供給装置であって、
前記バルブは、
バルブ筺体と、
前記バルブ筺体を第１のバルブ室と第２のバルブ室に分割し、表裏の主面に作用する流体の圧力により変位する変位部材と、
前記第１のバルブ室側のバルブ筐体に設けられ、流体の流入側と接続されており、かつ、前記第１のバルブ室と前記第２のバルブ室との間に圧力差を発生させる前記差圧発生手段の吐出側に接続された第１の開口部と、
前記第１のバルブ室側のバルブ筐体に設けられ、流体の流出側に接続された第２の開口部と、
前記第２のバルブ室側のバルブ筐体に設けられ、前記第１の開口部から流れ込む流体と同じ流体供給源から差分された流体が流入する第３の開口部と、
を備え、
前記変位部材は、前記与圧手段により前記第１のバルブ室の方向へ付勢され、前記第１の開口部と前記第２の開口部との連通を遮断しており、
前記第１の開口部及び前記第３の開口部を介して、流体が前記変位部材の前記第２のバルブ室側の前記主面に作用する力よりも、流体が前記変位部材の前記第１のバルブ室側の前記主面に作用する力が大きくなることにより、前記変位部材が変位し、前記第１の開口部と前記第２の開口部とが連通するように構成されていること、
を特徴とする流体供給装置。
前記与圧手段は、前記差圧発生手段の上流側に配置され、前記第１のバルブ室と前記第２のバルブ室のそれぞれに圧力を均等に与えること、を特徴とする請求項１に記載の流体供給装置。
前記与圧手段は前記第２のバルブ室内に配置されていること、を特徴とする請求項１に記載の流体供給装置。
前記与圧手段はばね部材であること、を特徴とする請求項１又は請求項３に記載の流体供給装置。
前記第２の開口部に所定の圧力を加える流量調整手段をさらに配置したこと、を特徴とする請求項１又は請求項４に記載の流体供給装置。
前記流量調整手段は与圧ポンプであること、を特徴とする請求項５に記載の流体供給装置。
前記流量調整手段は、電磁コイルと、前記変位部材に固着された状態で該電磁コイルによって動作する磁性体とで構成されていること、を特徴とする請求項５に記載の流体供給装置。
前記流量調整手段は前記第２の開口部の周辺で前記変位部材を支える台座部を変位させる圧電素子であること、を特徴とする請求項５に記載の流体供給装置。
前記流量調整手段は浸透圧ポンプであること、を特徴とする請求項５に記載の流体供給装置。
前記変位部材は前記第２の開口部と接触する部分が補強されていること、を特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の流体供給装置。
前記差圧発生手段としてマイクロポンプが用いられていること、を特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の流体供給装置。