JP7444333B2 - Fluid control device and blockage detection method - Google Patents

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    • F04B49/06Control using electricity

Description

本発明は、流体制御装置、および閉塞状態の検知方法に関する。 The present invention relates to a fluid control device and a method for detecting a blockage state.

圧電ポンプと制御回路とを備える流体制御装置が開発されているが、性能、例えば圧力を向上させて利用するために、複数の圧電ポンプを直列に接続して利用することが特許文献1に記載されている。具体的に、2個の圧電ポンプを直列接続した流体制御装置では、第1圧電ポンプと第2圧電ポンプとが直列的に接続されている。 A fluid control device including a piezoelectric pump and a control circuit has been developed, but Patent Document 1 describes the use of a plurality of piezoelectric pumps connected in series in order to improve performance, such as pressure. has been done. Specifically, in a fluid control device in which two piezoelectric pumps are connected in series, a first piezoelectric pump and a second piezoelectric pump are connected in series.

国際公開第2019/198305号International Publication No. 2019/198305

しかし、2個の圧電ポンプを直列した流体制御装置は、1個の圧電ポンプを利用する流体制御装置に比べて流路が長くなるので、上流側から流れてくる異物や流路の内壁から剥がれる異物などによって流路内にコンタミネーションが生じる可能性が高くなる。流路内にコンタミネーションが生じると流路内に閉塞状態が発生して、圧電ポンプの温度が上昇し、圧電ポンプの圧電素子にクラックが生じるなどの故障の可能性が高くなる。 However, a fluid control device that uses two piezoelectric pumps in series has a longer flow path than a fluid control device that uses one piezoelectric pump, so there is a risk of foreign matter flowing from the upstream side or coming off from the inner wall of the flow path. There is a high possibility that contamination will occur in the flow path due to foreign objects. When contamination occurs in the flow path, a blockage state occurs in the flow path, the temperature of the piezoelectric pump increases, and the possibility of failure such as cracking of the piezoelectric element of the piezoelectric pump increases.

そこで、本開示の目的は、流路内に閉塞状態が発生したことを簡便に検知することができる流体制御装置、および閉塞状態の検知方法を提供する。 Therefore, an object of the present disclosure is to provide a fluid control device that can easily detect the occurrence of a blockage state in a flow path, and a method for detecting a blockage state.

本開示の一形態に係る流体制御装置は、第1流路と、第1流路の一端に接続される第1圧電ポンプと、第2圧電ポンプと、一端が第1圧電ポンプに接続し、他端が第2圧電ポンプに接続する第2流路と、一端が第2圧電ポンプに接続される第3流路と、第1圧電ポンプおよび第2圧電ポンプの駆動を制御することができる制御部と、第1圧電ポンプおよび第2圧電ポンプの各々の電気量を検出する、または、第1圧電ポンプと第2圧電ポンプの電気量の差を検出する検出部と、を備え、制御部は、第1流路の他端から第3流路の他端に流体を流す所定の駆動条件で第1圧電ポンプおよび第2圧電ポンプを駆動させているときに、第1圧電ポンプの電気量が第2圧電ポンプの電気量以下となる関係を検出部で検出した場合、流路内に閉塞状態が発生したと判断することができる。 A fluid control device according to an embodiment of the present disclosure includes a first flow path, a first piezoelectric pump connected to one end of the first flow path, a second piezoelectric pump, and one end connected to the first piezoelectric pump, A second flow path whose other end is connected to the second piezoelectric pump, a third flow path whose one end is connected to the second piezoelectric pump, and a control capable of controlling the driving of the first piezoelectric pump and the second piezoelectric pump. and a detection unit that detects the quantity of electricity of each of the first piezoelectric pump and the second piezoelectric pump, or detects the difference between the quantities of electricity of the first piezoelectric pump and the second piezoelectric pump, and the control unit , when the first piezoelectric pump and the second piezoelectric pump are driven under predetermined driving conditions that cause fluid to flow from the other end of the first flow path to the other end of the third flow path, the amount of electricity of the first piezoelectric pump is When the detection unit detects a relationship in which the amount of electricity is less than or equal to the amount of electricity of the second piezoelectric pump, it can be determined that a blockage state has occurred in the flow path.

本開示の一形態に係る閉塞状態の検知方法は、第1流路と、第1流路の一端に接続される第1圧電ポンプと、第2圧電ポンプと、一端が第1圧電ポンプに接続し、他端が第2圧電ポンプに接続する第2流路と、一端が第2圧電ポンプに接続される第3流路と、第1圧電ポンプおよび第2圧電ポンプの駆動を制御することができる制御部と、第1圧電ポンプおよび第2圧電ポンプの各々の電気量を検出する、または、第1圧電ポンプと第2圧電ポンプの電気量の差を検出する検出部と、を備える流体制御装置において、流路の閉塞状態を検知する検知方法であって、第1流路の他端から第3流路の他端に流体を流す所定の駆動条件で第1圧電ポンプおよび第2圧電ポンプを駆動させるステップと、第1圧電ポンプの電気量および第2圧電ポンプの電気量を検出するステップと、第1圧電ポンプの電気量が第2圧電ポンプの電気量以下となる関係を検出した場合、流路内に閉塞状態が発生したと判断するステップとを、含む。 A method for detecting a blockage state according to an embodiment of the present disclosure includes a first flow path, a first piezoelectric pump connected to one end of the first flow path, a second piezoelectric pump, and one end connected to the first piezoelectric pump. and controlling the drive of the second flow path whose other end is connected to the second piezoelectric pump, the third flow path whose one end is connected to the second piezoelectric pump, the first piezoelectric pump, and the second piezoelectric pump. and a detection unit that detects the amount of electricity of each of the first piezoelectric pump and the second piezoelectric pump, or detects the difference in the amount of electricity of the first piezoelectric pump and the second piezoelectric pump. A detection method for detecting a blockage state of a flow path in an apparatus, wherein the first piezoelectric pump and the second piezoelectric pump are operated under predetermined driving conditions to cause fluid to flow from the other end of the first flow path to the other end of the third flow path. and detecting the amount of electricity of the first piezoelectric pump and the amount of electricity of the second piezoelectric pump, and when a relationship is detected in which the amount of electricity of the first piezoelectric pump is equal to or less than the amount of electricity of the second piezoelectric pump. , and determining that a blockage condition has occurred in the flow path.

本開示によれば、第1圧電ポンプの電気量が第2圧電ポンプの電気量以下となる関係を検出することで、流路内に閉塞状態が発生したことを簡便に検知することができる。 According to the present disclosure, by detecting a relationship in which the amount of electricity of the first piezoelectric pump is equal to or less than the amount of electricity of the second piezoelectric pump, it is possible to easily detect that a blockage state has occurred in the flow path.

実施の形態に係るネブライザの構成を説明するための概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the configuration of a nebulizer according to an embodiment. 実施の形態に係るポンプユニットの構成を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a pump unit according to an embodiment. 実施の形態に係るポンプユニットの制御を説明するためのブロック図である。FIG. 3 is a block diagram for explaining control of the pump unit according to the embodiment. 実施の形態に係るポンプユニットの動作状態と、圧電ポンプの電流と、およびバルブの開閉との関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the operating state of the pump unit, the current of the piezoelectric pump, and the opening/closing of the valve according to the embodiment. 実施の形態に係るポンプユニットの動作を説明するためのフローチャートである。It is a flow chart for explaining operation of a pump unit concerning an embodiment. 変形例に係るポンプユニットの動作状態と、圧電ポンプの電流と、およびバルブの開閉との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the operating state of the pump unit, the electric current of a piezoelectric pump, and opening/closing of a valve based on a modification.

以下に、本実施の形態に係る流体制御装置について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 Below, a fluid control device according to the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or corresponding parts.

(実施の形態)
以下の実施の形態では、2個の圧電ポンプを直列したポンプユニット(流体制御装置)がネブライザに利用される一例について説明する。ネブライザは、喘息などの患者が薬液を経口吸入するための器具であり、ポンプユニットで強力な空気流を作り薬液を霧化する。当該ポンプユニットが利用される装置はネブライザに限定されず、ポンプユニットを、例えばアロマディフューザや加湿器などの吐出系のデバイスに利用しても、鼻水吸引器などの吸引系のデバイスに利用してもよい。
(Embodiment)
In the following embodiment, an example will be described in which a pump unit (fluid control device) in which two piezoelectric pumps are connected in series is used in a nebulizer. A nebulizer is a device used by patients suffering from asthma or other conditions to inhale medicinal solutions orally, and uses a pump unit to create a powerful airflow to atomize the medicinal solution. The device in which the pump unit is used is not limited to a nebulizer; for example, the pump unit can be used in a discharge device such as an aroma diffuser or a humidifier, or in a suction device such as a nasal aspirator. Good too.

図1は、実施の形態に係るネブライザ1の構成を説明するための概略図である。ネブライザ1は、ポンプユニット10と、エアノズル20と、霧化ノズル30と、薬液タンク40と、マウスピース50とを含む。患者Pは、マウスピース50の先端部を口でくわえ、当該先端部から吐出される霧化された薬液を吸入する。 FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the configuration of a nebulizer 1 according to an embodiment. The nebulizer 1 includes a pump unit 10, an air nozzle 20, an atomizing nozzle 30, a drug tank 40, and a mouthpiece 50. The patient P holds the tip of the mouthpiece 50 in his mouth and inhales the atomized drug solution discharged from the tip.

ポンプユニット10は、圧縮空気を作り出すためのポンプで、性能、例えば圧力を向上させるために2個の圧電ポンプを直列してある。ポンプユニット10は、圧電ポンプを用いることで、モータを用いたポンプに比べてサイズおよび重量を軽減することができる。なお、圧電ポンプは、図示していないが筐体内に圧電素子とポンプ室とを有しており、駆動による圧電素子の変位によってポンプ室の体積、圧力を変動させて流体を搬送している。なお、ポンプユニット10の詳細な構成については、後述する。 The pump unit 10 is a pump for producing compressed air, and has two piezoelectric pumps connected in series to improve performance, such as pressure. By using a piezoelectric pump, the pump unit 10 can be reduced in size and weight compared to a pump using a motor. Although not shown, the piezoelectric pump has a piezoelectric element and a pump chamber inside the housing, and the volume and pressure of the pump chamber are varied by displacement of the piezoelectric element due to driving, thereby conveying fluid. Note that the detailed configuration of the pump unit 10 will be described later.

エアノズル20は、ポンプユニット10で作り出された圧縮空気を霧化ノズル30に向けて送り出す。霧化ノズル30の先端では、エアノズル20により作り出された強力な空気流により負圧が生じ、配管42を通って薬液タンク40から薬液が吸い上げられる。霧化ノズル30の先端まで吸い上げられた薬液は、エアノズル20からの空気流により霧化されマウスピース50を通って患者Pの経口にまで送り出される。 The air nozzle 20 sends compressed air produced by the pump unit 10 toward the atomization nozzle 30. At the tip of the atomizing nozzle 30, a negative pressure is generated by the strong air flow created by the air nozzle 20, and the chemical liquid is sucked up from the chemical liquid tank 40 through the piping 42. The medicinal liquid sucked up to the tip of the atomizing nozzle 30 is atomized by the air flow from the air nozzle 20, and is delivered to the patient's P's oral cavity through the mouthpiece 50.

次に、ポンプユニット10について図面を参照して詳しく説明する。図2は、実施の形態に係るポンプユニット10の構成を示す概略図である。図3は、実施の形態に係るポンプユニット10の制御を説明するためのブロック図である。 Next, the pump unit 10 will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the pump unit 10 according to the embodiment. FIG. 3 is a block diagram for explaining control of the pump unit 10 according to the embodiment.

ポンプユニット10は、図2に示すように、第1流路11と、u圧電ポンプ12(第1圧電ポンプ)と、第2流路13と、d圧電ポンプ14(第2圧電ポンプ)と、第3流路15とを含む。第1流路11は、空気を取り入れる上流側に設けられた流路である。u圧電ポンプ12は、第1流路11の下流側に接続される。第2流路13は、u圧電ポンプ12とd圧電ポンプ14とを繋ぐ流路である。d圧電ポンプ14は、u圧電ポンプ12に対して直列に接続される。第3流路15は、d圧電ポンプ14に接続され下流側に設けられる流路である。 As shown in FIG. 2, the pump unit 10 includes a first flow path 11, a u piezoelectric pump 12 (first piezoelectric pump), a second flow path 13, and a d piezoelectric pump 14 (second piezoelectric pump). and a third flow path 15. The first flow path 11 is a flow path provided on the upstream side that takes in air. The u piezoelectric pump 12 is connected to the downstream side of the first flow path 11. The second flow path 13 is a flow path that connects the u piezoelectric pump 12 and the d piezoelectric pump 14. The d piezoelectric pump 14 is connected in series to the u piezoelectric pump 12. The third flow path 15 is a flow path connected to the d piezoelectric pump 14 and provided on the downstream side.

ポンプユニット10は、u圧電ポンプ12とd圧電ポンプ14とを直列に繋ぐことで圧力を向上させることができる。しかし、u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14は、圧電素子を振動させて空気を圧縮するため、u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14自体が発熱する。特に、u圧電ポンプ12の発熱により熱せられた空気が送られてくる下流側のd圧電ポンプ14は、より温度が上昇することになる。さらに、ポンプユニット10は、流路内でコンタミネーションが生じると、流路内が閉塞状態となり空気の流れが滞ることになり、u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14の温度がより上昇することになる。u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14の温度が高温になると、圧電素子にクラックが発生するなどの不具合が生じる。 The pump unit 10 can improve pressure by connecting the u piezoelectric pump 12 and the d piezoelectric pump 14 in series. However, since the u piezoelectric pump 12 and the d piezoelectric pump 14 vibrate their piezoelectric elements to compress air, the u piezoelectric pump 12 and the d piezoelectric pump 14 themselves generate heat. In particular, the temperature of the d piezoelectric pump 14 on the downstream side to which air heated by the heat generated by the u piezoelectric pump 12 is sent increases further. Furthermore, in the pump unit 10, when contamination occurs in the flow path, the flow path becomes blocked and the air flow becomes stagnant, causing the temperatures of the u piezoelectric pump 12 and the d piezoelectric pump 14 to rise further. Become. When the temperature of the u piezoelectric pump 12 and the d piezoelectric pump 14 becomes high, problems such as cracks occurring in the piezoelectric elements occur.

そこで、ポンプユニット10において、流路内に閉塞状態が発生したか否かを検知することが望まれるが、新たにコンタミネーションを検知するためのセンサ等を設けたのでは製造コストが増加するなどのデメリットが大きい。本実施の形態では、新たにコンタミネーションを検知するためのセンサ等を設けることなく、ポンプユニット10で流路内に閉塞状態が発生したか否かを簡便に検知することができる構成について説明する。 Therefore, it is desirable for the pump unit 10 to detect whether or not a blockage state has occurred in the flow path, but if a new sensor or the like for detecting contamination is provided, manufacturing costs will increase. has a big disadvantage. In this embodiment, a configuration will be described in which it is possible to easily detect whether or not a blockage state has occurred in the flow path in the pump unit 10 without providing a new sensor or the like for detecting contamination. .

また、本実施の形態では、ポンプユニット10で流路内に閉塞状態が発生したか否かを検知するだけでなく、閉塞状態を解消するために流路内に生じたコンタミネーションを排出する構成も有している。具体的に、ポンプユニット10は、図2に示すように、第1流路11に接続され、流路外と繋がる第1分岐路16と、第1分岐路16に設けられるuバルブ17(第1バルブ)と、第2流路13に接続され、流路外と繋がる第2分岐路18と、第2分岐路18に設けられるdバルブ19(第2バルブ)と、をさらに含む。なお、ポンプユニット10は、コンタミネーションを排出する構成を有していない構成であってもよい。 Furthermore, in this embodiment, the pump unit 10 not only detects whether or not a blockage state has occurred in the flow path, but also has a configuration that discharges contamination that has occurred in the flow path in order to eliminate the blockage state. It also has Specifically, as shown in FIG. 2, the pump unit 10 includes a first branch passage 16 connected to the first flow passage 11 and connected to the outside of the flow passage, and a u-valve 17 (a first branch passage 17 provided in the first branch passage 16). 1 valve), a second branch path 18 connected to the second flow path 13 and connected to the outside of the flow path, and a d valve 19 (second valve) provided in the second branch path 18. Note that the pump unit 10 may have a configuration that does not have a configuration for discharging contamination.

ポンプユニット10は、図3に示すように、u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14の駆動、ならびに、uバルブ17およびdバルブ19の開閉を制御することができる制御回路100と、u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14の各々の電流を検出する電流センサ200(検出部)と、を含む。図示していないがネブライザ1は、ポンプユニット10を駆動するために必要な電力を供給する電源を有している。 As shown in FIG. 3, the pump unit 10 includes a control circuit 100 that can control the driving of the u piezoelectric pump 12 and the d piezoelectric pump 14, and the opening and closing of the u valve 17 and the d valve 19, and the u piezoelectric pump 12. and a current sensor 200 (detection unit) that detects the current of each of the piezoelectric pumps 14. Although not shown, the nebulizer 1 has a power source that supplies the power necessary to drive the pump unit 10.

制御回路100は、制御中枢としてのCPU(Central Processing Unit)、CPUが動作するためのプログラムや制御データ等を記憶しているROM(Read Only Memory)、CPUのワークエリアとして機能するRAM(Random Access Memory)、周辺機器との信号の整合性を保つための入出力インターフェイス等を設けてある。 The control circuit 100 includes a CPU (Central Processing Unit) as a control center, a ROM (Read Only Memory) that stores programs and control data for the CPU to operate, and a RAM (Random Access Unit) that functions as a work area for the CPU. Memory), input/output interfaces, etc. are provided to maintain signal integrity with peripheral devices.

ポンプユニット10は、起動すると、第1流路11の上流側(図中左側)から吸った空気を、u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14で圧縮し、第3流路15の下流側(図中右側)からエアノズル20に圧縮空気を送り出す。そのため、制御回路100は、第1流路11の上流側から第3流路15の下流側に流体を流す所定の駆動条件でu圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14を駆動させる。例えば、u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14をそれぞれ定電圧で駆動する。特に、u圧電ポンプ12とd圧電ポンプ14とで駆動条件を異ならせる必要がなければ、u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14を、同じ電圧で定電圧駆動させる。 When the pump unit 10 is started, the u piezoelectric pump 12 and the d piezoelectric pump 14 compress the air drawn from the upstream side of the first flow path 11 (the left side in the figure), and Compressed air is sent to the air nozzle 20 from the middle right side). Therefore, the control circuit 100 drives the u piezoelectric pump 12 and the d piezoelectric pump 14 under predetermined driving conditions that cause the fluid to flow from the upstream side of the first flow path 11 to the downstream side of the third flow path 15. For example, the u piezoelectric pump 12 and the d piezoelectric pump 14 are each driven with a constant voltage. In particular, if there is no need to make the driving conditions different between the u piezoelectric pump 12 and the d piezoelectric pump 14, the u piezoelectric pump 12 and the d piezoelectric pump 14 are driven at the same constant voltage.

u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14を同じ電圧で定電圧駆動させた場合であっても、d圧電ポンプ14がu圧電ポンプ12の下流側にあるため、より圧縮された空気がd圧電ポンプ14に送られる。そのため、通常状態においては、d圧電ポンプ14の背圧がu圧電ポンプ12の背圧よりも高くなるので、d圧電ポンプ14を駆動する電流Idがu圧電ポンプ12を駆動する電流Iuよりも低くなる。その結果、電流センサ200では、u圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Idよりも高い関係が検出される。 Even if the u piezoelectric pump 12 and the d piezoelectric pump 14 are driven at the same constant voltage, since the d piezoelectric pump 14 is located downstream of the u piezoelectric pump 12, more compressed air flows to the d piezoelectric pump 14. sent to. Therefore, in the normal state, the back pressure of the d piezoelectric pump 14 is higher than the back pressure of the u piezoelectric pump 12, so the current Id that drives the d piezoelectric pump 14 is lower than the current Iu that drives the u piezoelectric pump 12. Become. As a result, the current sensor 200 detects a relationship in which the current Iu of the u piezoelectric pump 12 is higher than the current Id of the d piezoelectric pump 14.

しかし、図2に示すように第2流路13にコンタミネーション130が生じると流路内の空気の流れが妨げられ、流路内に閉塞状態が発生する。なお、閉塞状態には、流路内の空気の流れを完全に妨げる状態だけに限られず、通常状態より流路内の空気の流れが減る程度の妨げる状態も含まれる。流路内に閉塞状態が発生すると、u圧電ポンプ12での背圧が高くなり、u圧電ポンプ12を駆動する電流Iuがd圧電ポンプ14を駆動する電流Idと同程度、または電流Id以下となる。制御回路100は、u圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Id以下となる関係を電流センサ200で検出した場合、流路内に閉塞状態が発生したと判断することができる。 However, as shown in FIG. 2, when contamination 130 occurs in the second flow path 13, the flow of air within the flow path is obstructed, and a blockage state occurs within the flow path. Note that the closed state is not limited to a state in which the flow of air in the flow path is completely obstructed, but also includes a state in which the flow of air in the flow path is obstructed to a degree that is reduced compared to the normal state. When a blockage state occurs in the flow path, the back pressure in the u piezoelectric pump 12 increases, and the current Iu that drives the u piezoelectric pump 12 becomes equal to or less than the current Id that drives the d piezoelectric pump 14. Become. When the current sensor 200 detects a relationship in which the current Iu of the u piezoelectric pump 12 is equal to or less than the current Id of the d piezoelectric pump 14, the control circuit 100 can determine that a blockage state has occurred in the flow path.

つまり、制御回路100は、第1流路11の上流側から第3流路15の下流側に流体を流す所定の駆動条件でu圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14を駆動したときに、流路内に閉塞状態が発生するとu圧電ポンプ12の電流Iuとd圧電ポンプ14の電流Idとの関係が同等または逆転することを利用している。なお、u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14の駆動条件は、定電圧で駆動させる条件に限られず、定電流で駆動させる条件など他の駆動条件であってもよい。また、u圧電ポンプ12の駆動条件とd圧電ポンプ14の駆動条件とが同じでなくてもよく、例えば、下流側のd圧電ポンプ14の仕事量が上流側のu圧電ポンプ12の仕事量より大きくなるように、u圧電ポンプ12の駆動条件とd圧電ポンプ14の駆動条件とを異ならせてもよい。ただし、駆動条件を異ならせる場合、通常状態において、u圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Idより高くなる範囲で駆動させる必要がある。 In other words, the control circuit 100 controls the flow path when the u piezoelectric pump 12 and the d piezoelectric pump 14 are driven under a predetermined drive condition that causes fluid to flow from the upstream side of the first flow path 11 to the downstream side of the third flow path 15. This utilizes the fact that when a blockage state occurs in the piezoelectric pump 12, the relationship between the current Iu of the u piezoelectric pump 12 and the current Id of the d piezoelectric pump 14 is equal or reversed. Note that the driving conditions for the u piezoelectric pump 12 and the d piezoelectric pump 14 are not limited to driving at a constant voltage, but may be other driving conditions such as driving at a constant current. Further, the driving conditions of the u piezoelectric pump 12 and the driving conditions of the d piezoelectric pump 14 do not have to be the same. For example, the amount of work of the d piezoelectric pump 14 on the downstream side is greater than the amount of work of the u piezoelectric pump 12 on the upstream side. The drive conditions for the u piezoelectric pump 12 and the drive conditions for the d piezoelectric pump 14 may be made different so that the distance increases. However, when the driving conditions are different, it is necessary to drive in a range where the current Iu of the u piezoelectric pump 12 is higher than the current Id of the d piezoelectric pump 14 in the normal state.

また、制御回路100は、電流センサ200でu圧電ポンプ12の電流Iuとd圧電ポンプ14の電流Idとを検出して流路内に閉塞状態が発生したか否かを判断したが、u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14を定電流で駆動させるのであれば、電流センサ200に代えて電圧センサを設けて、電圧センサでu圧電ポンプ12の電圧Vuとd圧電ポンプ14の電圧Vdとを検出して流路内に閉塞状態が発生したか否かを判断する。もちろん、制御回路100は、圧電ポンプ12の電力Wuとd圧電ポンプ14の電力Wdとを求め流路内に閉塞状態が発生したか否かを判断してもよい。 In addition, the control circuit 100 detects the current Iu of the u piezoelectric pump 12 and the current Id of the d piezoelectric pump 14 with the current sensor 200 to determine whether a blockage state has occurred in the flow path. If the pump 12 and the d-piezoelectric pump 14 are to be driven with constant current, a voltage sensor is provided in place of the current sensor 200, and the voltage sensor detects the voltage Vu of the u-piezoelectric pump 12 and the voltage Vd of the d-piezoelectric pump 14. Then, it is determined whether a blockage condition has occurred in the flow path. Of course, the control circuit 100 may determine the electric power Wu of the piezoelectric pump 12 and the electric power Wd of the piezoelectric pump 14 to determine whether a blockage state has occurred in the flow path.

制御回路100は、流路内に閉塞状態が発生したと判断した場合、原因である流路内のコンタミネーション130を排出するために、dバルブ19を開く状態に制御する。図4は、実施の形態に係るポンプユニットの動作状態と、圧電ポンプの電流と、およびバルブの開閉との関係を示す図である。図4に示すように、制御回路100は、ポンプユニット10の動作状態が通常状態の場合、u圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Idよりも高くなり、uバルブ17およびdバルブ19を閉じた状態に制御する。 When the control circuit 100 determines that a blockage state has occurred in the flow path, it controls the d valve 19 to open in order to discharge the contamination 130 in the flow path that is the cause. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the operating state of the pump unit, the current of the piezoelectric pump, and the opening and closing of the valve according to the embodiment. As shown in FIG. 4, in the control circuit 100, when the operating state of the pump unit 10 is normal, the current Iu of the u piezoelectric pump 12 is higher than the current Id of the d piezoelectric pump 14, and the u valve 17 and the d valve 19 in a closed state.

制御回路100は、ポンプユニット10の動作状態が閉塞状態になると、u圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Idと同程度、またはより低くなり、uバルブ17を閉じた状態でdバルブ19を開いた状態に制御する。このとき、制御回路100は、u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14の駆動を継続させる。dバルブ19を開いた状態にすると、第2流路13が大気開放されることになるので、第2流路13内の空気が第2分岐路18を通って流路外に排出される。コンタミネーション130は、流路外に排出される第2流路13内の空気とともに排出されるので、流路内で発生していた閉塞状態が解消される。なお、制御回路100は、ポンプユニット10の動作状態が閉塞状態になった場合、u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14の駆動を停止させてもよい。 The control circuit 100 is configured such that when the operating state of the pump unit 10 becomes a closed state, the current Iu of the u piezoelectric pump 12 becomes equal to or lower than the current Id of the d piezoelectric pump 14, and when the u valve 17 is closed, The valve 19 is controlled to be in an open state. At this time, the control circuit 100 continues driving the u piezoelectric pump 12 and the d piezoelectric pump 14. When the d valve 19 is opened, the second flow path 13 is opened to the atmosphere, so that the air in the second flow path 13 is discharged to the outside of the flow path through the second branch path 18. Since the contamination 130 is discharged together with the air in the second flow path 13 that is discharged outside the flow path, the blockage state that has occurred within the flow path is resolved. Note that the control circuit 100 may stop driving the u piezoelectric pump 12 and the d piezoelectric pump 14 when the operating state of the pump unit 10 becomes a closed state.

次に、ポンプユニット10における閉塞状態の検知と閉塞状態を解消する動作についてフローチャートを用いて説明する。図5は、実施の形態に係るポンプユニット10の動作を説明するためのフローチャートである。まず、ポンプユニット10を起動した場合、制御回路100は、所定の駆動条件でu圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14を駆動させる(ステップS101)。 Next, the detection of a blockage state in the pump unit 10 and the operation for eliminating the blockage state will be described using a flowchart. FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the pump unit 10 according to the embodiment. First, when the pump unit 10 is started, the control circuit 100 drives the u piezoelectric pump 12 and the d piezoelectric pump 14 under predetermined driving conditions (step S101).

制御回路100は、所定の駆動条件でu圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14を駆動させた状態で、u圧電ポンプ12の電流Iuおよびd圧電ポンプ14の電流Idを電流センサ200に検出させる(ステップS102)。電流センサ200が検出したu圧電ポンプ12の電流Iuおよびd圧電ポンプ14の電流Idは、制御回路100に入力される。 The control circuit 100 causes the current sensor 200 to detect the current Iu of the u piezoelectric pump 12 and the current Id of the d piezoelectric pump 14 while driving the u piezoelectric pump 12 and the d piezoelectric pump 14 under predetermined driving conditions (step S102). The current Iu of the u piezoelectric pump 12 and the current Id of the d piezoelectric pump 14 detected by the current sensor 200 are input to the control circuit 100.

制御回路100は、検出したu圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Id以上か否かを判断する(ステップS103)。図4に示すように、制御回路100は、検出したu圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Idより高い場合、ポンプユニット10の動作状態が通常状態と判断することができる。一方、制御回路100は、検出したu圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Id以下の場合、ポンプユニット10の動作状態が閉塞状態と判断することができる。 The control circuit 100 determines whether the detected current Iu of the u piezoelectric pump 12 is greater than or equal to the current Id of the d piezoelectric pump 14 (step S103). As shown in FIG. 4, when the detected current Iu of the u piezoelectric pump 12 is higher than the current Id of the d piezoelectric pump 14, the control circuit 100 can determine that the operating state of the pump unit 10 is the normal state. On the other hand, if the detected current Iu of the u piezoelectric pump 12 is equal to or less than the current Id of the d piezoelectric pump 14, the control circuit 100 can determine that the operating state of the pump unit 10 is a closed state.

検出したu圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Idより高いと判断した(ステップS103でNO)、制御回路100は、ポンプユニット10の動作状態が通常状態と判断して、処理をS102に戻す。つまり、制御回路100は、所定の駆動条件でのu圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14の駆動を継続させつつ、電流センサ200によるu圧電ポンプ12の電流Iuおよびd圧電ポンプ14の電流Idの検出を継続させる。 When determining that the detected current Iu of the u piezoelectric pump 12 is higher than the current Id of the d piezoelectric pump 14 (NO in step S103), the control circuit 100 determines that the operating state of the pump unit 10 is the normal state, and executes the process. Return to S102. That is, the control circuit 100 detects the current Iu of the u piezoelectric pump 12 and the current Id of the d piezoelectric pump 14 using the current sensor 200 while continuing to drive the u piezoelectric pump 12 and the d piezoelectric pump 14 under predetermined driving conditions. continue.

一方、検出したu圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Id以下と判断した(ステップS103でYES)、制御回路100は、ポンプユニット10の動作状態が閉塞状態と判断して、dバルブ19を開く状態に制御する(ステップS104)。つまり、制御回路100は、第2流路13を大気開放して、コンタミネーション130を流路外に排出する。ここで、dバルブ19を開く時間は、制御回路100において予め定められている。制御回路100は、所定の時間(例えば、2~3秒)dバルブ19を開いた後、dバルブ19を閉じる状態に制御する。 On the other hand, when the detected current Iu of the u piezoelectric pump 12 is determined to be less than or equal to the current Id of the d piezoelectric pump 14 (YES in step S103), the control circuit 100 determines that the operating state of the pump unit 10 is in a closed state, and d The valve 19 is controlled to be open (step S104). That is, the control circuit 100 opens the second flow path 13 to the atmosphere and discharges the contamination 130 to the outside of the flow path. Here, the time for opening the d-valve 19 is predetermined in the control circuit 100. The control circuit 100 opens the d-valve 19 for a predetermined period of time (for example, 2 to 3 seconds) and then controls the d-valve 19 to close.

ステップS104での処理で、コンタミネーション130が流路外に排出されていれば、流路内の閉塞状態は解消されている。そこで、制御回路100は、dバルブ19を閉じる状態に制御した後、流路内の閉塞状態が解消されているか否かを確認するために、u圧電ポンプ12の電流Iuおよびd圧電ポンプ14の電流Idを電流センサ200に検出させる(ステップS105)。電流センサ200が検出したu圧電ポンプ12の電流Iuおよびd圧電ポンプ14の電流Idは、制御回路100に入力される。 If the contamination 130 is discharged outside the flow path in the process in step S104, the blockage state in the flow path has been resolved. Therefore, after controlling the d valve 19 to close, the control circuit 100 controls the current Iu of the u piezoelectric pump 12 and the current Iu of the d piezoelectric pump 14 in order to check whether the blockage state in the flow path is resolved. The current sensor 200 is caused to detect the current Id (step S105). The current Iu of the u piezoelectric pump 12 and the current Id of the d piezoelectric pump 14 detected by the current sensor 200 are input to the control circuit 100.

制御回路100は、検出したu圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Id以下か否かを判断する(ステップS106)。制御回路100は、検出したu圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Idより高い場合、流路内の閉塞状態が解消され、ポンプユニット10の動作状態が通常状態に戻ったと判断することができる。一方、制御回路100は、検出したu圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Id以下の場合、流路内の閉塞状態が解消されずポンプユニット10の動作状態が閉塞状態のままであると判断することができる。 The control circuit 100 determines whether the detected current Iu of the u piezoelectric pump 12 is less than or equal to the current Id of the d piezoelectric pump 14 (step S106). If the detected current Iu of the u piezoelectric pump 12 is higher than the current Id of the d piezoelectric pump 14, the control circuit 100 determines that the blockage state in the flow path has been resolved and the operating state of the pump unit 10 has returned to the normal state. be able to. On the other hand, the control circuit 100 determines that if the detected current Iu of the u piezoelectric pump 12 is less than the current Id of the d piezoelectric pump 14, the blockage state in the flow path is not resolved and the operating state of the pump unit 10 remains in the blockage state. It can be determined that there is.

検出したu圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Id以下と判断した(ステップS106でYES)、制御回路100は、流路内の閉塞状態が解消されていないと判断して、処理をステップS104に戻し、dバルブ19を再度開く状態に制御する。 When the detected current Iu of the u piezoelectric pump 12 is determined to be less than or equal to the current Id of the d piezoelectric pump 14 (YES in step S106), the control circuit 100 determines that the blockage state in the flow path has not been resolved, and performs the process. The process returns to step S104, and the d valve 19 is controlled to open again.

一方、検出したu圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Idより高いと判断した(ステップS106でNO)、制御回路100は、流路内の閉塞状態が解消されポンプユニット10の動作状態が通常状態に戻ったと判断する。制御回路100は、所定の駆動条件でのu圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14の駆動を継続させるが、ユーザからu圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14の駆動を停止させる入力を受け付けたか否かを判断する(ステップS107)。 On the other hand, the control circuit 100 determines that the detected current Iu of the u piezoelectric pump 12 is higher than the current Id of the d piezoelectric pump 14 (NO in step S106), and the control circuit 100 determines that the blockage state in the flow path is resolved and the pump unit 10 operates. It is determined that the state has returned to normal. The control circuit 100 continues driving the u-piezoelectric pump 12 and the d-piezoelectric pump 14 under predetermined driving conditions, but determines whether an input to stop the drive of the u-piezoelectric pump 12 and d-piezoelectric pump 14 has been received from the user. A judgment is made (step S107).

ユーザからu圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14の駆動を停止させる入力を受け付けていない場合(ステップS107でNO)、制御回路100は、処理をS102に戻す。つまり、制御回路100は、所定の駆動条件でのu圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14の駆動を継続させつつ、電流センサ200によるu圧電ポンプ12の電流Iuおよびd圧電ポンプ14の電流Idの検出を継続させる。 If the input to stop driving the u piezoelectric pump 12 and d piezoelectric pump 14 has not been received from the user (NO in step S107), the control circuit 100 returns the process to S102. That is, the control circuit 100 detects the current Iu of the u piezoelectric pump 12 and the current Id of the d piezoelectric pump 14 using the current sensor 200 while continuing to drive the u piezoelectric pump 12 and the d piezoelectric pump 14 under predetermined driving conditions. continue.

一方、ユーザからu圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14の駆動を停止させる入力を受け付けた場合(ステップS107でYES)、制御回路100は、u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14の駆動を停止して、処理を終了する。 On the other hand, when receiving an input from the user to stop driving the u piezoelectric pump 12 and d piezoelectric pump 14 (YES in step S107), the control circuit 100 stops driving the u piezoelectric pump 12 and d piezoelectric pump 14. , ends the process.

以上のように、実施の形態に係るポンプユニット10は、第1流路11と、第1流路11の一端に接続されるu圧電ポンプ12と、d圧電ポンプ14と、一端がu圧電ポンプ12に接続し、他端がd圧電ポンプ14に接続する第2流路13と、一端がd圧電ポンプ14に接続される第3流路15と、を備える。ポンプユニット10は、u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14の駆動を制御することができる制御回路100と、u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14の各々の電流を検出する電流センサ200と、をさらに備える。制御回路100は、第1流路11の他端(上流側)から第3流路15の他端(下流側)に流体を流す所定の駆動条件でu圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14を駆動させているときに、u圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Id以下となる関係を電流センサ200で検出した場合、流路内に閉塞状態が発生したと判断することができる。 As described above, the pump unit 10 according to the embodiment includes the first flow path 11, the u piezoelectric pump 12 connected to one end of the first flow path 11, the d piezoelectric pump 14, and the u piezoelectric pump connected to one end. 12 and a second flow path 13 whose other end is connected to the d piezoelectric pump 14 , and a third flow path 15 whose one end is connected to the d piezoelectric pump 14 . The pump unit 10 further includes a control circuit 100 that can control the driving of the u piezoelectric pump 12 and the d piezoelectric pump 14, and a current sensor 200 that detects the current of each of the u piezoelectric pump 12 and the d piezoelectric pump 14. Be prepared. The control circuit 100 drives the u-piezoelectric pump 12 and the d-piezoelectric pump 14 under predetermined drive conditions that cause fluid to flow from the other end (upstream side) of the first flow path 11 to the other end (downstream side) of the third flow path 15. When the current sensor 200 detects a relationship in which the current Iu of the u piezoelectric pump 12 is equal to or less than the current Id of the d piezoelectric pump 14 during the operation, it can be determined that a blockage state has occurred in the flow path.

これにより、実施の形態に係るポンプユニット10は、新たにコンタミネーションを検知するためのセンサ等を設けることなく、u圧電ポンプ12の電流Iuおよびd圧電ポンプ14の電流Idを検出することで、流路内に閉塞状態が発生したことを簡便に検知することができる。 As a result, the pump unit 10 according to the embodiment detects the current Iu of the u piezoelectric pump 12 and the current Id of the d piezoelectric pump 14 without newly providing a sensor or the like for detecting contamination. It is possible to easily detect that a blockage state has occurred in the flow path.

所定の駆動条件は、d圧電ポンプ14とu圧電ポンプ12とを同じ電流で駆動する条件、または、u圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Idより高くなる範囲で駆動する条件であることが好ましい。 The predetermined driving condition is a condition where the d piezoelectric pump 14 and the u piezoelectric pump 12 are driven with the same current, or a condition where the u piezoelectric pump 12 is driven in a range where the current Iu of the u piezoelectric pump 12 is higher than the d piezoelectric pump 14 current Id. It is preferable that there be.

電流センサ200で電流を検出するのではなく、電圧、または電力を検出する検出部であってもよい。なお、本開示では、電流、電圧、または電力を総称して電気量と記載する。 The current sensor 200 may be a detection unit that detects voltage or power instead of detecting current. Note that in the present disclosure, current, voltage, or electric power is collectively referred to as an amount of electricity.

所定の駆動条件は、u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14を定電圧で駆動する条件であることが好ましい。特に、u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14は、同じ電圧で定電圧駆動されることが好ましい。 Preferably, the predetermined driving condition is a condition in which the u piezoelectric pump 12 and the d piezoelectric pump 14 are driven at a constant voltage. In particular, it is preferable that the u piezoelectric pump 12 and the d piezoelectric pump 14 be driven at a constant voltage with the same voltage.

ポンプユニット10は、第1流路11に接続され、流路外と繋がる第1分岐路16と、第1分岐路16に設けられるuバルブ17と、さらに備えることが好ましい。制御回路100は、uバルブ17の開閉を制御することが可能であり、第1流路11内に閉塞状態が発生したと判断した場合にuバルブ17を開く状態に制御することができることが好ましい。これにより、ポンプユニット10は、第1流路11内のコンタミネーションを流路外に排出させ、第1流路11内の閉塞状態を解消できる。 It is preferable that the pump unit 10 further includes a first branch passage 16 connected to the first passage 11 and connected to the outside of the passage, and a U-valve 17 provided in the first branch passage 16. The control circuit 100 is capable of controlling the opening and closing of the u-valve 17, and is preferably capable of controlling the u-valve 17 to open when it is determined that a blockage condition has occurred in the first flow path 11. . Thereby, the pump unit 10 can discharge contamination in the first flow path 11 to the outside of the flow path, and can eliminate the blockage state in the first flow path 11.

ポンプユニット10は、第2流路13に接続され、流路外と繋がる第2分岐路18と、第2分岐路18に設けられるdバルブ19と、をさらに備えることが好ましい。制御回路100は、dバルブ19の開閉を制御することが可能であり、第2流路13内に閉塞状態が発生したと判断した場合にdバルブ19を開く状態に制御することができることが好ましい。これにより、ポンプユニット10は、第2流路13内のコンタミネーションを流路外に排出させ、第2流路13内の閉塞状態を解消できる。 It is preferable that the pump unit 10 further includes a second branch passage 18 connected to the second passage 13 and connected to the outside of the passage, and a d valve 19 provided in the second branch passage 18. The control circuit 100 is capable of controlling the opening and closing of the d-valve 19, and is preferably capable of controlling the d-valve 19 to open when it is determined that a blockage condition has occurred in the second flow path 13. . Thereby, the pump unit 10 can discharge contamination in the second flow path 13 to the outside of the flow path, and can eliminate the blocked state in the second flow path 13.

制御回路100は、dバルブ19を開くときに、u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14の駆動させることができることが好ましい。 Preferably, the control circuit 100 can drive the u piezoelectric pump 12 and the d piezoelectric pump 14 when the d valve 19 is opened.

制御回路100は、dバルブ19を開くときに、u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14の駆動を停止させることができてもよい。 The control circuit 100 may be able to stop driving the u piezoelectric pump 12 and the d piezoelectric pump 14 when opening the d valve 19.

制御回路100は、dバルブ19を所定の時間開いてdバルブ19を閉じた後、u圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Id以下となる関係を電流センサ200で検出した場合、再度dバルブ19を開く状態に制御することができることが好ましい。これにより、ポンプユニット10は、流路内に残っているコンタミネーションを流路外に排出させ、流路内の閉塞状態を解消できる。 When the control circuit 100 detects, with the current sensor 200, a relationship in which the current Iu of the u-piezoelectric pump 12 is equal to or less than the current Id of the d-piezoelectric pump 14 after the d-valve 19 is opened for a predetermined time and the d-valve 19 is closed. It is preferable to be able to control the d valve 19 to open again. Thereby, the pump unit 10 can discharge contamination remaining in the flow path to the outside of the flow path, and eliminate the blockage state in the flow path.

ポンプユニット10において、流路の閉塞状態を検知する検知方法であって、第1流路11の他端(上流側)から第3流路15の他端(下流側)に流体を流す所定の駆動条件でu圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14を駆動させるステップと、u圧電ポンプ12の電流Iuおよびd圧電ポンプ14の電流Idを検出するステップと、u圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Id以下となる関係を検出した場合、流路内に閉塞状態が発生したと判断するステップとを、含む。 This is a detection method for detecting a blockage state of a flow path in the pump unit 10, and includes a predetermined method of flowing fluid from the other end (upstream side) of the first flow path 11 to the other end (downstream side) of the third flow path 15. A step of driving the u piezoelectric pump 12 and the d piezoelectric pump 14 under drive conditions, a step of detecting the current Iu of the u piezoelectric pump 12 and the current Id of the d piezoelectric pump 14, and the step of detecting the current Iu of the u piezoelectric pump 12 when the d piezoelectric pump If a relationship in which the current Id is equal to or lower than No. 14 is detected, it is determined that a blockage state has occurred in the flow path.

これにより、実施の形態に係る閉塞状態の検知方法は、新たにコンタミネーションを検知するためのセンサ等を設けることなく、u圧電ポンプ12の電流Iuおよびd圧電ポンプ14の電流Idを検出することで、流路内に閉塞状態が発生したことを簡便に検知することができる。 As a result, the method for detecting a blockage state according to the embodiment can detect the current Iu of the u piezoelectric pump 12 and the current Id of the d piezoelectric pump 14 without newly providing a sensor or the like for detecting contamination. Therefore, it is possible to easily detect that a blockage state has occurred in the flow path.

(その他の変形例)
前述の実施の形態に係るポンプユニット10では、u圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Id以下となる関係を検出した場合、流路内に閉塞状態が発生したと判断してdバルブ19を開く状態に制御すると説明した。しかし、流路内の閉塞状態を解消する制御として、dバルブ19を開く状態に制御することは一例であり、他の制御であってもよい。
(Other variations)
In the pump unit 10 according to the embodiment described above, when a relationship is detected in which the current Iu of the u piezoelectric pump 12 is equal to or less than the current Id of the d piezoelectric pump 14, it is determined that a blockage state has occurred in the flow path, and the d It was explained that the valve 19 is controlled to be in an open state. However, the control to open the d valve 19 is only one example of the control to eliminate the blockage state in the flow path, and other control may be used.

図6は、変形例に係るポンプユニットの動作状態と、圧電ポンプの電流と、およびバルブの開閉との関係を示す図である。図6に示すように、ポンプユニット10の動作状態が通常状態の場合、制御回路100は、図4と同じく、u圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Idよりも高くなり、uバルブ17およびdバルブ19を閉じた状態に制御する。 FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the operating state of the pump unit, the current of the piezoelectric pump, and the opening and closing of the valve according to the modification. As shown in FIG. 6, when the operating state of the pump unit 10 is the normal state, the control circuit 100 causes the current Iu of the u piezoelectric pump 12 to be higher than the current Id of the d piezoelectric pump 14, as in FIG. Valve 17 and d-valve 19 are controlled to be closed.

流路内でコンタミネーションが生じ、u圧電ポンプ12の背圧がd圧電ポンプ14の背圧と同程度の場合、制御回路100は、電流センサ200で検出したu圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Idと同程度となるので、流路内に第1閉塞状態が発生したと判断する。 When contamination occurs in the flow path and the back pressure of the u piezoelectric pump 12 is comparable to the back pressure of the d piezoelectric pump 14, the control circuit 100 controls the current Iu of the u piezoelectric pump 12 detected by the current sensor 200 to be d. Since the current is approximately the same as the current Id of the piezoelectric pump 14, it is determined that the first blocked state has occurred in the flow path.

u圧電ポンプ12の背圧がd圧電ポンプ14の背圧と同程度の第1閉塞状態の場合、u圧電ポンプ12からの空気の流れを大きく妨げるものではないので、第2流路13にコンタミネーションが生じたと推測できる。そこで、制御回路100は、ポンプユニット10の動作状態が第1閉塞状態になると、uバルブ17を閉じた状態でdバルブ19を開いた状態に制御する。dバルブ19を開いた状態にすると、第2流路13が大気開放されることになるので、第2流路13内の空気が第2分岐路18を通って流路外に排出され、第2流路13内のコンタミネーションが流路外に排出される。 When the back pressure of the u piezoelectric pump 12 is the same as the back pressure of the d piezoelectric pump 14 in the first closed state, the flow of air from the u piezoelectric pump 12 is not significantly obstructed, so there is no contamination in the second flow path 13. It can be inferred that a nation has arisen. Therefore, when the operating state of the pump unit 10 becomes the first closed state, the control circuit 100 controls the u-valve 17 to be closed and the d-valve 19 to be open. When the d valve 19 is opened, the second flow path 13 is opened to the atmosphere, so the air in the second flow path 13 is discharged to the outside of the flow path through the second branch path 18. Contamination within the second flow path 13 is discharged to the outside of the flow path.

流路内でコンタミネーションが生じ、u圧電ポンプ12の背圧がd圧電ポンプ14の背圧より高くなる場合、制御回路100は、電流センサ200で検出したu圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Id以下となるので、流路内に第2閉塞状態が発生したと判断する。 When contamination occurs in the flow path and the back pressure of the u piezoelectric pump 12 becomes higher than the back pressure of the d piezoelectric pump 14, the control circuit 100 controls the current Iu of the u piezoelectric pump 12 detected by the current sensor 200 to Since the current of the pump 14 is equal to or lower than the current Id, it is determined that the second blocked state has occurred in the flow path.

u圧電ポンプ12の背圧がd圧電ポンプ14の背圧より高い第2閉塞状態の場合、u圧電ポンプ12からの空気の流れを大きく妨げられており、第1流路11をコンタミネーションが塞いでいると推測できる。そこで、制御回路100は、ポンプユニット10の動作状態が第2閉塞状態になると、dバルブ19を閉じた状態でuバルブ17を開いた状態に制御する。uバルブ17を開いた状態にすると、第1流路11が大気開放されることになるので、第1流路11内の空気が第1分岐路16を通って流路外に排出され、第1流路11内のコンタミネーションが流路外に排出される。 When the back pressure of the u piezoelectric pump 12 is higher than the back pressure of the d piezoelectric pump 14, the flow of air from the u piezoelectric pump 12 is greatly obstructed, and the first flow path 11 is blocked by contamination. It can be inferred that Therefore, when the operating state of the pump unit 10 becomes the second closed state, the control circuit 100 controls the d-valve 19 to be closed and the u-valve 17 to be open. When the u-valve 17 is opened, the first flow path 11 is opened to the atmosphere, so the air in the first flow path 11 is discharged to the outside of the flow path through the first branch path 16. Contamination within one flow path 11 is discharged to the outside of the flow path.

なお、上述の流路内の閉塞状態を解消する制御において、u圧電ポンプ12の駆動または停止、d圧電ポンプ14の駆動または停止の各々の制御を組み合わせてもよい。 In addition, in the control for eliminating the blockage state in the flow path described above, the driving or stopping of the u piezoelectric pump 12 and the driving or stopping of the d piezoelectric pump 14 may be combined.

前述の実施の形態に係るポンプユニット10では、電流センサ200でu圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14の各々の電流を検出し、u圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Id以下となる関係を検出すると説明した。しかし、電流センサ200は、必ずしもu圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14の各々の電流を検出する必要はなく、それらの差分のみを検出してu圧電ポンプ12の電流Iuがd圧電ポンプ14の電流Id以下となる関係を検出してもよい。電流センサ200で差分のみを検出する一例として、例えば、u圧電ポンプ12の電流Iuを基準としたときのd圧電ポンプ14の電流Idの比率を検出してもよい。なお、基準となるu圧電ポンプ12の電流Iuは予め設定しておき、u圧電ポンプ12の電流Iu自体は検出しない。また、電流センサ200に代えて電圧センサを設ける場合も同様、u圧電ポンプ12およびd圧電ポンプ14の各々の電圧を検出する必要はなく、それらの差分のみを検出してもよい。 In the pump unit 10 according to the embodiment described above, the current sensor 200 detects the current of each of the u piezoelectric pump 12 and the d piezoelectric pump 14, and the current Iu of the u piezoelectric pump 12 is equal to or less than the current Id of the d piezoelectric pump 14. It was explained that the following relationship is detected. However, the current sensor 200 does not necessarily need to detect the currents of each of the u piezoelectric pump 12 and the d piezoelectric pump 14, and detects only the difference between them so that the current Iu of the u piezoelectric pump 12 is the current of the d piezoelectric pump 14. A relationship that is less than or equal to Id may be detected. As an example of detecting only the difference with the current sensor 200, for example, the ratio of the current Id of the d piezoelectric pump 14 to the current Iu of the u piezoelectric pump 12 may be detected. Note that the reference current Iu of the u piezoelectric pump 12 is set in advance, and the current Iu of the u piezoelectric pump 12 itself is not detected. Similarly, when a voltage sensor is provided in place of the current sensor 200, it is not necessary to detect the respective voltages of the u piezoelectric pump 12 and the d piezoelectric pump 14, and only the difference between them may be detected.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered to be illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than the above description, and it is intended that equivalent meanings and all changes within the scope of the claims are included.

1 ネブライザ、10 ポンプユニット、11 第1流路、12,14 圧電ポンプ、13 第2流路、15 第3流路、16 第1分岐路、17,19 バルブ、18 第2分岐路、20 エアノズル、30 霧化ノズル、40 薬液タンク、42 配管、50 マウスピース、100 制御回路、200 電流センサ。 Reference Signs List 1 nebulizer, 10 pump unit, 11 first channel, 12, 14 piezoelectric pump, 13 second channel, 15 third channel, 16 first branch channel, 17, 19 valve, 18 second branch channel, 20 air nozzle , 30 atomization nozzle, 40 chemical tank, 42 piping, 50 mouthpiece, 100 control circuit, 200 current sensor.

Claims (11)

第1流路と、
前記第1流路の一端に接続される第1圧電ポンプと、
第2圧電ポンプと、
一端が前記第1圧電ポンプに接続し、他端が前記第2圧電ポンプに接続する第2流路と、
一端が前記第2圧電ポンプに接続される第3流路と、
前記第1圧電ポンプおよび前記第2圧電ポンプの駆動を制御することができる制御部と、
前記第1圧電ポンプおよび前記第2圧電ポンプの各々の電気量を検出する、または、前記第1圧電ポンプと前記第2圧電ポンプの電気量の差を検出する検出部と、を備え、
前記制御部は、
前記第1流路の他端から前記第3流路の他端に流体を流す所定の駆動条件で前記第1圧電ポンプおよび前記第2圧電ポンプを駆動させているときに、前記第1圧電ポンプの電気量が前記第2圧電ポンプの電気量以下となる関係を前記検出部で検出した場合、流路内に閉塞状態が発生したと判断することができる、流体制御装置。
a first flow path;
a first piezoelectric pump connected to one end of the first flow path;
a second piezoelectric pump;
a second flow path connected to the first piezoelectric pump at one end and connected to the second piezoelectric pump at the other end;
a third flow path having one end connected to the second piezoelectric pump;
a control unit capable of controlling driving of the first piezoelectric pump and the second piezoelectric pump;
A detection unit that detects the amount of electricity of each of the first piezoelectric pump and the second piezoelectric pump, or detects the difference in the amount of electricity of the first piezoelectric pump and the second piezoelectric pump,
The control unit includes:
When the first piezoelectric pump and the second piezoelectric pump are being driven under predetermined driving conditions that cause fluid to flow from the other end of the first flow path to the other end of the third flow path, the first piezoelectric pump If the detection unit detects a relationship in which the amount of electricity of the second piezoelectric pump is equal to or less than the amount of electricity of the second piezoelectric pump, it can be determined that a blockage state has occurred in the flow path.
前記所定の駆動条件は、
前記第2圧電ポンプと前記第1圧電ポンプとを同じ電流または同じ電圧で駆動する条件、または、
前記第1圧電ポンプの電気量が前記第2圧電ポンプの電気量より高くなる範囲で駆動する条件である、請求項1に記載の流体制御装置。
The predetermined driving conditions are:
a condition in which the second piezoelectric pump and the first piezoelectric pump are driven with the same current or the same voltage, or
The fluid control device according to claim 1, wherein the condition is that the first piezoelectric pump is driven in a range where the amount of electricity is higher than the amount of electricity of the second piezoelectric pump.
前記検出部で検出する電気量は、電圧、電流、または電力のいずれかの値である、請求項1または請求項2に記載の流体制御装置。 The fluid control device according to claim 1 or 2, wherein the amount of electricity detected by the detection section is a value of voltage, current, or power. 前記所定の駆動条件は、前記第1圧電ポンプおよび前記第2圧電ポンプを定電圧で駆動する条件で、
前記制御部は、
前記第1圧電ポンプの電気量が前記第2圧電ポンプの電気量以下となる関係を前記検出部で検出した場合、流路内に閉塞状態が発生したと判断することができる、請求項1または請求項2に記載の流体制御装置。
The predetermined driving condition is a condition in which the first piezoelectric pump and the second piezoelectric pump are driven at a constant voltage,
The control unit includes:
If the detection unit detects a relationship in which the amount of electricity of the first piezoelectric pump is equal to or less than the amount of electricity of the second piezoelectric pump, it can be determined that a blockage state has occurred in the flow path. The fluid control device according to claim 2.
前記第1圧電ポンプおよび前記第2圧電ポンプは、同じ電圧で定電圧駆動される、請求項4に記載の流体制御装置。 The fluid control device according to claim 4, wherein the first piezoelectric pump and the second piezoelectric pump are driven at a constant voltage with the same voltage. 前記第1流路の一端と他端の間に接続され、流路外と繋がる第1分岐路と、
前記第1分岐路に設けられる第1バルブと、をさらに備え、
前記制御部は、
前記第1バルブの開閉を制御することが可能であり、
前記第1流路内に閉塞状態が発生したと判断した場合に前記第1バルブを開く状態に制御することができる、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の流体制御装置。
a first branch path connected between one end and the other end of the first flow path and connected to the outside of the flow path;
further comprising a first valve provided in the first branch path,
The control unit includes:
It is possible to control opening and closing of the first valve,
The fluid control device according to any one of claims 1 to 5, wherein the first valve is controlled to be opened when it is determined that a blockage state has occurred in the first flow path.
前記第2流路の一端と他端の間に接続され、流路外と繋がる第2分岐路と、
前記第2分岐路に設けられる第2バルブと、をさらに備え、
前記制御部は、
前記第2バルブの開閉を制御することが可能であり、
前記第2流路内に閉塞状態が発生したと判断した場合に前記第2バルブを開く状態に制御することができる、請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の流体制御装置。
a second branch path connected between one end and the other end of the second flow path and connected to the outside of the flow path;
further comprising a second valve provided in the second branch path,
The control unit includes:
It is possible to control opening and closing of the second valve,
The fluid control device according to any one of claims 1 to 6, wherein the second valve can be controlled to be opened when it is determined that a blockage state has occurred in the second flow path.
前記制御部は、前記第2バルブを開くときに、前記第1圧電ポンプおよび前記第2圧電ポンプの駆動させることができる、請求項7に記載の流体制御装置。 The fluid control device according to claim 7, wherein the control unit can drive the first piezoelectric pump and the second piezoelectric pump when opening the second valve. 前記制御部は、前記第2バルブを開くときに、前記第1圧電ポンプおよび前記第2圧電ポンプの駆動を停止させることができる、請求項7に記載の流体制御装置。 The fluid control device according to claim 7, wherein the control unit is capable of stopping driving of the first piezoelectric pump and the second piezoelectric pump when opening the second valve. 前記制御部は、前記第2バルブを所定の時間開いて前記第2バルブを閉じた後、前記検出部が、前記第1圧電ポンプの電気量以上の前記第2圧電ポンプの電気量を検出した場合、再度前記第2バルブを開く状態に制御することができる、請求項7~請求項9のいずれか1項に記載の流体制御装置。 After the control unit opens the second valve for a predetermined time and closes the second valve, the detection unit detects an amount of electricity of the second piezoelectric pump that is equal to or greater than an amount of electricity of the first piezoelectric pump. The fluid control device according to any one of claims 7 to 9, wherein the second valve can be controlled to be opened again if the second valve is opened. 第1流路と、前記第1流路の一端に接続される第1圧電ポンプと、第2圧電ポンプと、一端が前記第1圧電ポンプに接続し、他端が前記第2圧電ポンプに接続する第2流路と、一端が前記第2圧電ポンプに接続される第3流路と、前記第1圧電ポンプおよび前記第2圧電ポンプの駆動を制御することができる制御部と、前記第1圧電ポンプおよび前記第2圧電ポンプの各々の電気量を検出する、または、前記第1圧電ポンプと前記第2圧電ポンプの電気量の差を検出する検出部と、を備える流体制御装置において、流路の閉塞状態を検知する検知方法であって、
前記第1流路の他端から前記第3流路の他端に流体を流す所定の駆動条件で前記第1圧電ポンプおよび前記第2圧電ポンプを駆動させるステップと、
前記第1圧電ポンプの電気量および前記第2圧電ポンプの電気量を検出するステップと、
前記第1圧電ポンプの電気量が前記第2圧電ポンプの電気量以下となる関係を検出した場合、流路内に閉塞状態が発生したと判断するステップとを、含む、閉塞状態の検知方法。
a first flow path, a first piezoelectric pump connected to one end of the first flow path, and a second piezoelectric pump, one end connected to the first piezoelectric pump and the other end connected to the second piezoelectric pump. a third flow path whose one end is connected to the second piezoelectric pump; a control unit capable of controlling driving of the first piezoelectric pump and the second piezoelectric pump; A fluid control device comprising: a detection unit that detects the amount of electricity of each of the piezoelectric pump and the second piezoelectric pump, or detects a difference in the amount of electricity of the first piezoelectric pump and the second piezoelectric pump; A detection method for detecting a blocked state of a road, the method comprising:
driving the first piezoelectric pump and the second piezoelectric pump under predetermined driving conditions that cause fluid to flow from the other end of the first flow path to the other end of the third flow path;
detecting the amount of electricity of the first piezoelectric pump and the amount of electricity of the second piezoelectric pump;
A method for detecting a blockage state, the method comprising: determining that a blockage state has occurred in a flow path when a relationship in which the quantity of electricity of the first piezoelectric pump is equal to or less than the quantity of electricity of the second piezoelectric pump is detected.
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