JPH0915014A - 流体の移送異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポンプによって吐出される流体の移送状態を
確実に検出することを可能になし、ポンプおよび配管の
保守管理の適正化を図るようにする。 【構成】 電磁ポンプ１の吐出用逆止弁１１ｆの上部に
弁室１６ａを横断するように圧電フィルムセンサ２が設
けられ、電磁ポンプ１から脈流状態で吐出される液体燃
料による圧電フィルムセンサ２の振動によって発生した
パルス電流が信号処理部３に入力されるように構成さ
れ、この信号処理部３においてパルス電流の状態が判別
され、このパルス電流の判別で電磁ポンプから吐出され
る液体燃料Ｆの移送状態を監視するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、管路内を脈流で移送さ
れる流体の移送異常を検出する装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】電磁ポンプ等の往復動式によるポンプ
は、ピストン（プランジャ）の往動によって流体を加圧
（密）してポンプから勢いよく吐出させ、一方、復動に
よって通常圧に戻す、すなわち吐出を中断させるように
なっており、このようにして流体はプランジャの往復動
に合わせて管路内をいわゆる脈流となって移送される。
ポンプによる流体の移送は、その移送量が常に安定して
いることが信頼性の点で要求されるが、ポンプの駆動源
や駆動機構部は種々の要因により一時的な異常を生じる
虞があり、また、ポンプの駆動源や駆動機構部、更には
管路は経年的にその性能が低下、劣化（管路の閉塞状況
（詰まり具合））することも考えられる。

【０００３】従来、かかる往復動式ポンプにおいて、ポ
ンプの駆動状況や管路の詰まり具合の確認に際しては、
駆動パルスのレベルや周期を電気的な計測器を用いて計
測したり、特別の流量計を準備して計測したりしてい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ポンプの駆動状況や管
路の詰まり具合のチェックに際し、特別な計測器の使用
を必要とすると、流体移送装置が例えば石油燃焼装置の
ような民生品に適用されているものである場合には、そ
のような特別かつ高価な計測器を持たない使用者はその
異常状態を確認することができない。従って、かかる異
常を見過ごしたまま装置の稼働を継続すると、ポンプの
短寿命化乃至は使用不能を招来するという不都合を生じ
る。また、異常の虞のある度に、あるいは定期的に計測
器を流体移送装置のチェック個所にセットして異常の有
無を検出する作業も煩わしく、容易なものではない。

【０００５】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、ポンプを用いて脈流で流体を移送す
る装置における流体の移送異常を容易な構成でもって確
実に検出可能にする流体の移送異常検出装置を提供する
ことを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
流体の移送異常検出装置は、脈流で移送される流体を移
送する管路内に設けられ、可撓性を有するとともに物理
的変形量に応じたレベルの起電力を発生する圧電フィル
ムセンサと、この圧電フィルムセンサからの起電力と予
め設定された基準閾値とを比較して移送異常か否かを判
別する判別手段と、移送異常のときにその旨の報知を行
う異常報知手段とを備えてなるものである。

【０００７】本発明の請求項２記載の流体の移送異常検
出装置は、請求項１記載の流体の移送異常検出装置にお
いて、上記管路中に上記脈流を形成する電磁駆動部を介
設し、上記圧電フィルムセンサは、電磁駆動部の下流端
に設けられた弁部材の下流側であって、かつ、正常時の
弁部材の移動範囲内に配設されてなり、上記判別手段
は、基準閾値として電磁駆動部の能力の異常限界に対応
する値が設定されているものであることを特徴とするも
のである。

【０００８】本発明の請求項３記載の流体の移送異常検
出装置は、請求項１記載の流体の移送異常検出装置にお
いて、上記圧電フィルムセンサは、上記管路の内壁に沿
って設けられ、上記判別手段は、基準閾値として管路の
詰まり具合の異常限界に対応する値が設定されているも
のであることを特徴とするものである。

【０００９】本発明の請求項４記載の流体の移送異常検
出装置は、請求項１記載の流体の移送異常検出装置にお
いて、上記圧電フィルムセンサは、上記管路内に流体と
干渉するように設けられ、上記判別手段は、上記圧電フ
ィルムセンサからの起電力値と基準閾値として設定され
た流体の移送量の下限に対応する値とを比較するもので
あることを特徴とするものである。

【００１０】本発明の請求項５記載の流体の移送異常検
出装置は、請求項４記載の流体の移送異常検出装置にお
いて、上記判別手段は、上記圧電フィルムセンサからの
起電力値と、基準閾値として予め設定された流体の移送
量の上限および下限に対応する値とを比較し、この比較
の結果、上記起電力値が上記上限に対応する値を越えた
場合、または上記下限に対応する値未満になった場合
に、上記移送量が上記上限および下限の範囲内に入るよ
うに電磁駆動部に制御信号を出力する制御信号出力回路
を有していることを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】上記請求項１記載の流体の移送異常検出装置に
よれば、脈流状態で管路を流れる流体は、管路内に設け
られた圧電フィルムセンサに対してそれを撓ませる等の
物理的な変形を断続的に加えるため、圧電フィルムセン
サはこの断続的な変形によってパルス状の起電力を発生
する。この起電力は、判別手段において基準閾値と比較
され、この比較の結果移送異常が発生しているときに
は、異常報知手段から移送異常であることが報知され
る。

【００１２】上記請求項２記載の流体の移送異常検出装
置によれば、異常の検出によって電磁駆動部がその異常
限界を越えて駆動していることが判る。

【００１３】上記請求項３記載の流体の移送異常検出装
置によれば、異常の検出によって配管の詰り具合が異常
になっていることが判る。

【００１４】上記請求項４記載の流体の移送異常検出装
置によれば、異常の検出によって正常な流量が確保され
ていないことが判る。

【００１５】上記請求項５記載の流体の移送異常検出装
置によれば、流体の移送量が予め設定された範囲を越え
たときには、制御信号出力回路から電磁駆動部に制御信
号が出力され、これによって電磁駆動部の駆動が制御さ
れ、常に適正な流体の移送量が確保される。

【００１６】

【実施例】図１は、本発明の第１実施例の移送異常検出
装置が適用された電磁ポンプの一例を示す側面断面図で
ある。まず電磁ポンプについて説明すると、この電磁ポ
ンプ１は、石油ストーブ等の燃焼装置Ｂに液体燃料Ｆを
供給するために用いられるものであり、燃料タンクＴに
付設されている。

【００１７】かかる電磁ポンプ１は、シリンダ１１と、
このシリンダ１１の内部に摺接状態で上下動可能に設け
られたプランジャ（電磁駆動部）１２と、上記シリンダ
１１に上下一対の環状磁性体１３ａを介して外嵌された
ボビン１３と、このボビン１３の外側から上記環状磁性
体１３ａを介してシリンダ１１に取り付けられたコ字形
状のヨーク１４とからなる構造を有している。上記ボビ
ン１３にはコイル１３０が巻成されており、電磁ポンプ
１を駆動させるときにはこのコイル１３０に図略の駆動
回路からの周期的なパルス電流が供給されるようになっ
ている。

【００１８】上記シリンダ１１の下部はヨーク１４の下
部から下方に突出され、この突出された部分に燃料吸入
筒１５が外嵌されている。この燃料吸入筒１５が燃料タ
ンクＴ内の液体燃料Ｆ中に浸漬され、燃料通路１５ａを
通ってシリンダ１１内に吸引されるようになっている。
また、上記シリンダ１１の上部はヨーク１４の上部から
上方に突出され、この突出された部分に燃料吐出継手１
６が螺着されている。

【００１９】上記シリンダ１１内の上部には燃料通路を
有する吐出弁座１１ｂが設けられ、この吐出弁座１１ｂ
とシリンダ１１の上端部との間およびシリンダ１１の下
端部と燃料通路１５ａの上方下流端との間には一対のコ
イルバネ１１ａが内装されている。そして、プランジャ
１２はこれら一対のコイルバネ１１ａに支持され、非駆
動時にはこれらコイルバネ１１ａの付勢力が平衡する位
置で静止するようになっている。

【００２０】上記プランジャ１２の下端内部には、中心
部に燃料通路を備えた吸引弁座１１ｃが設けられ、この
吸引弁座１１ｃの上部には吸入用逆止弁１１ｄが配置さ
れている。この吸入用逆止弁１１ｄはプランジャ１２内
に設けられたコイルバネ１１ｅの付勢力によって、普段
は吸引弁座１１ｃの燃料通路を閉止している。また、燃
料吐出継手１６の内部には弁室（管路）１６ａが形成さ
れ、この弁室１６ａ内に吐出用逆止弁（弁部材）１１ｆ
が配置され、普段はその自重で吐出弁座１１ｂの燃料通
路を閉止している。弁室１６ａの上部には外部に連通し
た燃料通路１６ｂが形成されている。

【００２１】従って、上記コイル１３０に駆動回路から
のパルス電流を供給することによって上下の環状磁性体
１３ａおよびヨーク１４によって形成された磁路に磁束
が発生し、この磁束が上下の環状磁性体１３ａの隙間か
らプランジャ１２に作用し、プランジャ１２が上側のコ
イルバネ１１ａの付勢力に抗して上昇する。そして、パ
ルス電流が休止すると下降して平衡位置に戻る。

【００２２】上記プランジャ１２の上昇時には燃料タン
クＴ内の液体燃料Ｆが燃料通路１５ａを通ってシリンダ
１１の下部に吸引され、ついで下降時にはプランジャ１
２内が負圧になることによって吸入用逆止弁１１ｄがコ
イルバネ１１ｅの付勢力に抗して相対上昇し、これによ
って開通した吸引弁座１１ｃの燃料通路を通ってシリン
ダ１１内の下部の液体燃料Ｆがプランジャ１２内に導入
される。

【００２３】ついで再度プランジャ１２が上昇すると、
プランジャ１２内の負圧が解消されるため吸入用逆止弁
１１ｄによって吸引弁座１１ｃの燃料通路が閉止され、
これによってプランジャ１２内の液体燃料Ｆはプランジ
ャ１２の上昇に伴って上昇し、吐出用逆止弁１１ｆを押
し上げ、燃料通路１６ｂを通って燃焼装置Ｂに向けて導
出される。

【００２４】従って、プランジャ１２が上下動を繰り返
すことにより、燃料タンクＴ内の液体燃料Ｆは、シリン
ダ１１内に断続的に吸引され、脈流となって上部の燃料
通路から導出される。

【００２５】そして、本発明に係る第１実施例の流体移
送異常検出装置１０は、上記電磁ポンプ１の上部を形成
する燃料吐出継手１６の弁室１６ａ内に側壁から突出す
るように設けられた圧電フィルムセンサ２と、この圧電
フィルムセンサ２からの起電力が入力される信号処理部
３とを具備して形成されている。

【００２６】まず、図２および図３を基に上記圧電フィ
ルムセンサ２について説明する。図２は、圧電フィルム
センサの一例を示す一部切欠き拡大斜視図であり、図３
は、図２のＡ−Ａ線断面図である。なお、これらの図に
おいて、厚み方向は実際よりも誇張して示している。圧
電フィルムセンサ２は、フィルム状圧電素子２１と、こ
のフィルム状圧電素子２１と同一形状を有し、その表裏
面に積層される平面状電極２２と、平面状電極２２を介
してフィルム状圧電素子２１をサンドイッチ状でかつ一
体に被覆する表裏一対の保護フィルム２３（第１フィル
ム２３１および第２フィルム２３２）とを備えた積層構
造を有している。かかる積層構造のセンサ本体２０は、
可撓性および弾力性を有しており、厚み方向に向かう外
力が加えられると撓み、外力が取り除かれると元に復帰
する。

【００２７】上記平面状電極２２は、本実施例において
は、フィルム状圧電素子２１の表裏にアルミニウム等の
金属が蒸着された第１電極２２１と、第２電極２２２と
によって形成されている。これらの電極２２１，２２２
は溶着等によって保護フィルム２３と一体化されてい
る。

【００２８】上記第１電極２２１および第２電極２２２
にはセンサ本体１０の基端側に向かって互いに接触しな
いように第１引出部２２１ａおよび第２引出部２２２ａ
が接続されている。これらの引出部２２１ａ，２２２ａ
は、第１フィルム２３１および第２フィルム２３２によ
って保護されている。

【００２９】上記センサ本体２０は、平面寸法が数ｍｍ
×数ｍｍ程度であり、一方、厚み寸法は百数１０μｍ
（フィルム状圧電素子２１の厚みは数μｍ〜数１０μ
ｍ、各電極２２１，２２２の厚みは数μｍ〜１０数μ
ｍ、各フィルム２３１，２３２の厚みは１００μｍ前
後）と薄く、これによってセンサ本体２０は可撓性に富
んだものになっている。

【００３０】上記センサ本体２０には、第１端子２４お
よび第２端子２５が設けられている。これらの端子２
４，２５は、基端側に複数の係止爪２６を有しており、
これらの係止爪２６を、センサ本体２０の表面から各引
出部２２１ａ，２２２ａに貫通させ、裏面でかしめるこ
とによって第１および第２端子２４，２５がセンサ本体
２０に固定されるとともに、各引出部２２１ａ，２２２
ａと各端子２４，２５とが導通状態にされている。

【００３１】上記フィルム状圧電素子２１は、一例とし
て、フッ化ビニル重合体からなるビエゾ（圧電）フィル
ム材によって形成されている。上記フッ化ビニル重合体
は、フッ化ビニル（Ｃ₂Ｈ₂＝ＣＨＦ等）やフッ化ビニリ
デン（Ｃ₂Ｈ₂＝ＣＦ₂）等のフッ素系有機化合物の重合
体であり、本実施例においては、優れた圧電性能を有す
るフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）が採用されてい
る。

【００３２】本実施例のフィルム状圧電素子は、溶融状
態のＰＶＤＦを押出し成形することによって製造され
る。そして上記押出し成形に際し、成形機から導出され
た所定厚みのＰＶＤＦフィルムを所定方向にのみ延伸す
る一軸延伸処理が施され、これによってＰＶＤＦフィル
ムを構成している結晶の方向が一方向に揃えられる。つ
いでこの結晶方向の揃えられたＰＶＤＦフィルムに対し
て電界を印加して分極させた後、このようにして得られ
た原反を所定サイズに裁断することによって上記フィル
ム状圧電素子２１が得られる。

【００３３】このようにして製造されたフィルム状圧電
素子２１は、優れたビエゾ（圧電）性能を有しており、
このフィルム状圧電素子２１に白抜き矢印で示す方向に
瞬間的な物理的変形を与えると、結晶内の電気的な分極
構造が歪んで物理的変形の大きさに比例した起電力が発
生する。

【００３４】図４は、圧電フィルムセンサの起電力の一
例を示す波形図である。この図は、上記圧電フィルムセ
ンサ２の基端側を所定位置に固定し、先端側を指で軽く
はじくことによって生じた起電力を増幅しない状態で測
定し、横軸に時間（ｓｅｃ）を、縦軸に電圧値（Ｖ）を
目盛設定したグラフ用紙上にプロットしたものである。
この波形図から判るように、圧電フィルムセンサ２には
略４０ｍｓｅｃで略１８Ｖのパルス状の起電力が発生し
ている。

【００３５】そして、本実施例においては、図１に示す
ように、燃料吐出継手１６の周方向の一部には、その管
壁を貫通して弁室１６ａに達する水平スリット状の装着
孔１６ｃが穿設され、上記圧電フィルムセンサ２がこの
装着孔１６ｃに適宜の絶縁シール部材を介して貫入され
ている。上記装着孔１６ｃは、吐出弁座１１ｂの燃料通
路を閉止した状態の吐出用逆止弁１１ｆの頂部と略一致
する位置に形成されており、これによって装着孔１６ｃ
から弁室１６ａ内に貫入された圧電フィルムセンサ２の
先端側の半分程度が吐出用逆止弁１１ｆの上下方向の移
動範囲内に配設される。本実施例では、圧電フィルムセ
ンサ２は下降した吐出用逆止弁１１ｆの頂部に接触する
ように配置されている。上記圧電フィルムセンサ２の弁
室１６ａへの介入度合いは、液の移送への影響度を考慮
して好ましい介入寸法に設定されている。

【００３６】従って、電磁ポンプ１の駆動によってプラ
ンジャ１２が間欠的に上下動し、液体燃料Ｆが脈流とな
って吐出弁座１１ｂの燃料通路から弁室１６ａ内に吐出
されると、この脈流によって吐出用逆止弁１１ｆが上下
動するため、吐出用逆止弁１１ｆに接触している圧電フ
ィルムセンサ２は、吐出用逆止弁１１ｆの動作変位分に
対応して上下に撓むことになる。これによって圧電フィ
ルムセンサ２に断続的にパルス状の起電力が生じ、この
パルス状の起電力信号がリード線を介して信号処理部３
に入力される。

【００３７】そして、上記吐出用逆止弁１１ｆの瞬発的
な撓み量は、起電力レベルに略比例しているため、起電
力レベルをみることによって電磁ポンプ１のプランジャ
１２の上下動の状態や、吐出用逆止弁１１ｆの開閉状態
を知ることができ、これによって電磁ポンプ１に供給さ
れる駆動パルスのレベルや、駆動機構の性能劣化を検知
することが可能になる。

【００３８】図５は、圧電フィルムセンサの上下方向の
変位に対応した起電力の一例を示す波形図である。この
波形図においては、横軸に時間（ｓｅｃ）を設定し、下
側縦軸に圧電フィルムセンサ２の上下方向の変位を、上
側縦軸に起電力（Ｖ）を設定している。この波形図から
判るように、０．５ｓｅｃが経過するまでは、圧電フィ
ルムセンサ２は０．１ｓｅｃのピッチで上下方向の正常
なレベルにまで上下動しており、これに応じて圧電フィ
ルムセンサ２には０．１ｓｅｃのピッチで略１０Ｖの起
電力が発生している。

【００３９】そして、０．５ｓｅｃが経過した後に何ら
かの異常の発生によって圧電フィルムセンサ２の上下動
のレベルが略半分になり、これに応じて圧電フィルムセ
ンサ２の起電力が略半分にまで低下している。

【００４０】上記信号処理部３は、レベル検出回路３
１、比較回路（判別手段）３２および出力回路（異常報
知手段）３３を具備している。上記レベル検出回路３１
は、圧電フィルムセンサ２から入力されたパルス状の起
電力信号の振幅を検出して出力するものである。あるい
は、予め設定された所定時間内（例えば１ｓｅｃ内）に
おける振幅検出結果の平均値を算出する平均値化回路を
設け、平均値化された振幅検出結果を出力するようにし
てもよい。

【００４１】上記比較回路３２は、上記振幅検出結果
と、予め設定された振幅に対する下限の閾値とを大小比
較するものである。上記下限の閾値は、例えば、経年的
な要因あるいはシリンダ１１内や弁室１６ａ内の詰り等
によるプランジャ１２の上下動ストロークの異常や吐出
用逆止弁１１ｆの開閉状態の異常、駆動回路から電磁ポ
ンプ１に供給される駆動パルスのレベルの低下等を検出
し得るレベルに設定される。上記図５に示す例では、異
常検出の下限値は一点鎖線で示すように例えば７Ｖに設
定されている。従って、これとの比較によって０．５ｓ
ｅｃ経過後に電磁ポンプ１の駆動に何らかの異常が発生
したことを検出することが可能になる。

【００４２】上記出力回路３３は、上記レベル検出回路
３１による振幅検出結果が上記閾値以下になると、異常
を示す信号を出力するものである。この出力回路３３
は、異常がある旨を表示するものでもよく、また、表示
に代えて警報や音声を用いるようにしてもよい。

【００４３】また、上記閾値については、下限閾値の他
に上限閾値をも設定し、検出された圧電フィルムセンサ
２のパルス状起電力の振幅について下限閾値と合わせて
上限閾値との比較をも行うようにし、駆動回路からの駆
動パルスの振幅が大きすぎ、その結果プランジャ１２が
必要以上のレベル差で上下動していることを検出するこ
とができるようにしてもよい。

【００４４】上記第１実施例の流体移送異常検出装置１
０の構成によれば、経年的な要因や、電磁ポンプ１内の
燃料通路の詰り等によって、プランジャ１２や吐出用逆
止弁１１ｆ等の上下動に異常が発生したときには、出力
回路３３から異常を示す信号が発せられるため、これに
よって迅速、かつ適切なメンテナンスを施すことが可能
になる。

【００４５】図６は、本発明の第２実施例の流体移送異
常検出装置が適用された電磁ポンプを示す一部断面正面
図である。第２実施例においては、電磁ポンプ１の燃料
吐出継手１６の上部にさらに第２燃料吐出継手４が螺着
されている。この第２燃料吐出継手４は、その下部に燃
料吐出継手１６の外周面に形成された雄ネジ部１６ｄに
対応した雌ネジ部４１が螺設されており、この雌ネジ部
４１を上記雄ネジ部１６ｄに螺合して締結することによ
って第２燃料吐出継手４が電磁ポンプ１に固定されるよ
うになっている。

【００４６】上記第２燃料吐出継手４の中心部には上下
方向に延びる燃料通路（管路）４２が形成されており、
電磁ポンプ１から吐出された液体燃料Ｆはこの燃料通路
４２を通って導出され、燃焼装置Ｂに供給されるように
なっている。

【００４７】かかる第２燃料吐出継手４の周方向の一部
には、外側面から燃料通路４２に向けて貫通したネジ孔
４３が螺設されており、このネジ孔４３にセンサ保持部
材５が螺着されている。そして、第２実施例の流体移送
異常検出装置１０ａは、上記センサ保持部材５と、この
センサ保持部材５に保持される圧電フィルムセンサ２ａ
と、信号処理部３ａとを備えて形成されている。

【００４８】上記センサ保持部材５は、取付け部５１
と、この取付け部５１に螺着される保持部５２とから構
成されている。上記取付け部５１は、小径部５１ａと大
径部５１ｂとから形成されており、上記小径部５１ａの
外周面に雄ネジが螺設されている。この小径部５１ａが
第２燃料吐出継手４のネジ孔４３に螺着締結されること
によって取付け部５１が第２燃料吐出継手４に固定され
るようになっている。

【００４９】また、上記大径部５１ｂは、外側の端面か
ら穿設された所定深さのネジ孔５１ｃを有している。こ
のネジ孔５１ｃの底部からは小径部５１ａの先端面に向
けて貫通した流体導入孔５１ｄが穿設されている。

【００５０】上記保持部５２は、上記ネジ孔５１ｃに螺
着される雄ネジ部５２ａと、この雄ネジ部５２ａの基端
側に設けられたフランジ部５２ｂとから構成されてい
る。かかる保持部５２にはフランジ部５２ｂの外側の端
面から雄ネジ部５２ａの先端面に向けて貫通したリード
線引出孔５２ｃが穿設されている。

【００５１】そして、上記圧電フィルムセンサ２ａは、
取付け部５１のネジ孔５１ｃの底部にセンサ本体２０の
中央部を流体導入孔５１ｄに対向させた状態て装着され
る。この状態で上記ネジ孔５１ｃに保持部５２の雄ネジ
部５２ａを螺着し締結することによって、圧電フィルム
センサ２ａは、雄ネジ部５２ａの先端面と取付け部５１
の流体導入孔５１ｄの周縁部との間に挟持されるととも
に、リード線は引出孔５２ｃを通して外部に引き出され
るようにしている。

【００５２】この実施例においては、電磁ポンプ１から
吐出される液体燃料Ｆの脈流によるセンサ本体２０表面
の間欠的な押圧を圧電フィルムセンサ２ａの起電力で検
出するようにしているため、第１実施例のように圧電フ
ィルムセンサ２ａが撓むことはなく、従って第１実施例
に比べて圧電フィルムセンサ２ａの起電力は小さなもの
になっている。その代り、脈流による押圧力に比例した
起電力が発生するため、起電力の大きさを計測すること
によって脈流の圧力を検出することが可能になり、これ
によって、電磁ポンプ１の吐出圧力が正常であるか否か
が検知される。

【００５３】この圧電フィルムセンサ２による圧力異常
の検出を、例えば図７によって説明すると、電磁ポンプ
１が正常に駆動している前半までは、プランジャ１２が
上動するたびに圧電フィルムセンサ２ａには略１０Ｖの
起電力が発生しているが、その後長期間（例えば数ケ月
〜数年）の使用で電磁ポンプ１の下流側の燃料通路に詰
りが生じると液体燃料Ｆは順調に流れず、詰りの上流側
の圧力が上昇し、これによってプランジャ１２の上昇に
よる圧力の増加割合が減少するため、圧電フィルムセン
サ２ａのパルス状起電力は、下限閾値（一点鎖線）未満
になる。パルス状起電力の下限値未満が検出され、配管
等の詰りが異常が発見される。

【００５４】また、詰り等でプランジャ１２の上下動が
円滑に行われない状態になっている場合にもシリンダ１
１から吐出される液体燃料Ｆの圧力は正常な場合よりも
小さくなっているため、圧電フィルムセンサ２ａのパル
ス状起電力は下限閾値よりも小さくなっており、この場
合も異常が検出される。

【００５５】そして、上記信号処理部３ａは、先の第１
実施例と同様のレベル検出回路３１と、このレベル検出
回路３１で検出されたパルス状起電力レベルが上記下限
閾値未満であるか否かを比較する比較回路３２ａと、こ
の比較回路３２ａで下限閾値未満の比較結果が得られた
ときに異常発生を出力する出力回路３３ａとを有してい
る。そして、上記出力回路３３ａは、圧電フィルムセン
サ２ａの起電力が下限閾値未満であることを示す異常信
号を出力するようにしている。

【００５６】図８は、本発明の第３実施例の流体移送異
常検出装置が適用された電磁ポンプを示す一部断面正面
図である。この実施例の流体移送異常検出装置１０ｂに
おいては、第２実施例のものと同様の第２燃料吐出継手
４およびセンサ保持部材５が用いられる。また、圧電フ
ィルムセンサ２ｂは、その基端側にフランジ部２７の設
けられたものが用いられる。フランジ部２７より前方
（左方）のセンサ本体２０の長さは、流体導入孔５１ｄ
の長さよりも若干長くなるように寸法設定されている。

【００５７】そして、上記圧電フィルムセンサ２ｂは、
その先端側から取付け部５１の流体導入孔５１ｄ内に嵌
入され、その後、保持部５２をネジ孔５１ｃに螺着して
締結することにより、図８に示すように、フランジ部２
７が保持部５２の端面と流体導入孔５１ｄの基端側の周
縁部との間に押圧挟持された状態で圧電フィルムセンサ
２ｂは流体導入孔５１ｄ内に装着され、かつ、リード線
が引出孔５２ｃから外部に引き出されるようにしてい
る。そして、圧電フィルムセンサ２ｂが流体導入孔５１
ｄ内に装着された状態で、その先端部が第２燃料吐出継
手４の燃料通路４２内に若干没入した状態になってい
る。

【００５８】本実施例の流体移送異常検出装置１０ｂに
おいては、以上のように圧電フィルムセンサ２ｂはその
基端側で固定され、先端部が燃料通路４２内に没入して
自由に撓み得るようになっており、プランジャ１２の上
下動によって燃料通路４２内に吐出される液体燃料Ｆの
脈流の粗密状態に良好に対応して上下に撓むため、圧電
フィルムセンサ２ｂからはこの撓み量に応じたパルス状
起電力が発生する。従って、本実施例においては、上記
第１実施例と同様の流体移送の異常の検出の他に、流量
の検出を行うことが可能になる。

【００５９】そして、特に流量の検出を行うために、第
３実施例においては、信号処理部３ｂは、積分回路３１
ｂと、比較回路３２ｂと、出力回路３３ｂとからなる構
成を有している。上記積分回路３１ｂは、上記圧電フィ
ルムセンサ２ｂからのパルス状起電力を積分するもので
ある。また、上記比較回路３２ｂは、上記積分値に対応
した流量の値が予め設定された上下限の流量閾値内に収
まっているか否かを比較するものであり、上記出力回路
３３ｂは、積分回路３１ｂの検出結果を流量に換算して
出力するとともに、上記検出結果が上下の流量閾値内に
収まっていない場合に比較回路３２ｂから出力される異
常検出信号に基づいて異常がある旨を表示するものであ
る。

【００６０】従って、第３実施例の構成によれば、電磁
ポンプ１から吐出される脈流の流量が検出されるととも
に、正常な流量が得られない場合には出力回路３３ｂに
よる異常表示によって、電磁ポンプ１の駆動異常や吐出
された流路に詰り等のあることが検出される。

【００６１】なお、以上の実施例の説明において、流量
測定については上記第３実施例の流体移送異常検出装置
１０ｂが適用される旨述べたが、パルス電流の１周期に
おける経時的な圧力の変化は、その１周期中の流量の変
化に追随していると考えられるため、この点に注目すれ
ば、第２実施例の流体移送異常検出装置１０ａを用いて
流量を正確に検出することができる。

【００６２】具体的には、管内を流れる流体の流量は、
通常、圧力の（１／２）乗に比例するため、経時的に変
化するパルス電流の（１／２）乗を時間で積分し、この
積分値に所定の定数を乗じるようにすればよい。そうす
れば電磁ポンプ１から吐出される液体燃料Ｆの流量を正
確に検出することが可能になる。

【００６３】以上詳述したように、本発明の流体移送異
常検出装置１０，１０ａ，１０ｂは、圧電フィルムセン
サ２を用い、この圧電フィルムセンサ２の振動によるパ
ルス状の起電力の振幅（実施例３は経時的な起電力の変
化）を検出することによって脈動状態で移送されている
流体の状態を検出するようにしているため、従来困難で
あった脈動状態の流体の移送状態が極めて容易に把握す
ることができるようになり好都合である。

【００６４】なお、上記の実施例においては、流体移送
異常検出装置１０，１０ａ，１０ｂが電磁ポンプ１に適
用された例を示したが、本発明は、流体移送異常検出装
置が電磁ポンプ１に適用されることに限定されるもので
はなく、通常のピストンの往復動を利用した往復動式ポ
ンプから吐出される液体の移送状態を検出するために適
用してもよい。また、移送対象は液体に限らず、気体で
あってもよい。

【００６５】また、上記の実施例においては、流体の移
送異常検出のみについて説明したが、異常検出のみでは
なく、流量制御を行うことも可能である。この場合は、
信号処理部３，３ａ，３ｂの中に図略の制御信号出力回
路を設け、この回路から出力される制御信号によって移
送量を制御するようにすればよい。具体的には、圧電フ
ィルムセンサ２からの起電力値と、基準閾値として予め
設定された流体の移送量の上限および下限に対応する値
とを比較し、この比較の結果、上記起電力値が上記上限
に対応する値を越えた場合、または上記下限に対応する
値未満になった場合に、上記移送量が上記上限および下
限の範囲内に入るように電磁駆動部に制御信号を出力す
るように上記制御信号出力回路を構成すればよい。

【００６６】こうすることによって、流体の移送量が予
め設定された範囲を越えたときには、制御信号出力回路
から電磁駆動部に制御信号が出力され、これによって電
磁駆動部の駆動が制御され、常に適正な流体の移送量が
確保される。また、このような制御を行うことにより、
予め電磁駆動部を備えた駆動装置の移送量調整を行わな
くても、実際に電磁駆動部を駆動させたときに移送量調
整が行われるため、駆動装置の移送量調整を予め行わな
くてもよい分製造コストの低減を図り得る。

【００６７】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の流体の移送異常
検出装置は、脈流で移送される流体を移送する管路内に
設けられ、可撓性を有するとともに物理的変形量に応じ
たレベルの起電力を発生する圧電フィルムセンサと、こ
の圧電フィルムセンサからの起電力と予め設定された基
準閾値とを比較して移送異常か否かを判別する判別手段
と、移送異常のときにその旨の報知を行う異常報知手段
とを備えてなるものであるため、脈流状態で管路を流れ
る流体は、管路内に設けられた圧電フィルムセンサに対
してそれを撓ませる等の物理的な変形を断続的に加える
ため、圧電フィルムセンサはこの断続的な変形によって
パルス状の起電力を発生する。この起電力は、判別手段
において基準閾値と比較され、この比較の結果移送異常
が発生しているときには、異常報知手段から移送異常で
あることが報知される。

【００６８】従って、従来行われていたように、特別な
計測器を用いた専門家による異常有無の検査を行わなく
ても、ユーザーサイドで容易に移送状態の異常を確認す
ることができ、従来見過ごしてしまいがちな装置の異常
を確実に知ることができるようになり、稼働を継続する
ことによるポンプの短寿命化乃至は使用不能を招来する
という不都合を確実に抑制することができ好都合であ
る。

【００６９】本発明の請求項２記載の流体の移送異常検
出装置によれば、管路中に上記脈流を形成する電磁駆動
部を介設し、圧電フィルムセンサは、電磁駆動部の下流
端に設けられた弁部材の下流側面に接触するように配設
されてなり、判別手段は、基準閾値として電磁駆動部の
能力の異常限界に対応する値が設定されているため、判
別手段による異常の検出によって電磁駆動部がその異常
限界を越えて駆動していることが容易に判明し、この異
常に対して即座に対応する上で有効である。

【００７０】本発明の請求項３記載の流体の移送異常検
出装置によれば、圧電フィルムセンサは、上記管路の内
壁に沿って設けられ、判別手段は、基準閾値として管路
の詰まり具合の異常限界に対応する値が設定されている
ため、判別手段による異常の検出によって配管の詰り具
合が異常になっていることが容易に判明し、この異常に
対して即座に対応する上で有効である。

【００７１】本発明の請求項４記載の流体の移送異常検
出装置によれば、圧電フィルムセンサは、上記管路内に
流体と干渉するように設けられ、判別手段は、上記圧電
フィルムセンサからの起電力値と基準閾値として設定さ
れた流体の移送量の下限に対応する値とを比較するもの
であるため、判別手段による異常の検出によって正常な
流量が確保されていないことが容易に判明し、この異常
に対して即座に対応する上で有効である。

【００７２】本発明の請求項５記載の流体の移送異常検
出装置によれば、判別手段は、圧電フィルムセンサから
の起電力値と、基準閾値として予め設定された流体の移
送量の上限および下限に対応する値とを比較し、この比
較の結果、上記起電力値が上記上限に対応する値を越え
た場合、または上記下限に対応する値未満になった場合
に、上記移送量が上記上限および下限の範囲内に入るよ
うに電磁駆動部に制御信号を出力する制御信号出力回路
を有しているため、流体の移送量が予め設定された範囲
を越えたときには、制御信号出力回路から電磁駆動部に
制御信号が出力され、これによって電磁駆動部の駆動が
制御され、常に適正な流体の移送量を確保する上で好都
合である。また、このような制御を行うことにより、予
め電磁駆動部を備えた駆動装置の移送量調整を行わなく
ても、実際に電磁駆動部を駆動させたときに移送量調整
が行われるため、駆動装置の移送量調整を予め行わなく
てもよい分製造コストの低減を図り得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の移送異常検出装置が適用
された電磁ポンプの一例を示す側面視の断面図である。

【図２】圧電フィルムセンサの一例を示す一部切欠き拡
大斜視図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】圧電フィルムセンサの起電力の一例を示す波形
図である。

【図５】圧電フィルムセンサの上下方向の変位に対応し
た起電力の一例を示す波形図である。

【図６】本発明の第２実施例の流体移送異常検出装置が
適用された電磁ポンプを示す一部断面正面図である。

【図７】圧電フィルムセンサの受ける圧力の変化に起因
した起電力の一例を示す波形図である。

【図８】本発明の第３実施例の流体移送異常検出装置が
適用された電磁ポンプを示す一部断面正面図である。

【符号の説明】

１ 電磁ポンプ １０，１０ａ，１０ｂ 流体移送異常検出装置 １１ シリンダ １１ｆ 吐出用逆止弁（弁部材） １２ プランジャ（電磁駆動部） １３ ボビン １３０ コイル １４ ヨーク １５ 燃料吸入筒 １６ 燃料吐出継手 １６ａ 弁室（管路） １６ｂ 燃料通路 ２，２ａ，２ｂ 圧電フィルムセンサ ２０ センサ本体 ２１ フィルム状圧電素子 ２２ 平面状電極 ２３ 保護フィルム ３，３ａ，３ｂ 信号処理部 ３１，３１ｂ レベル検出回路 ３２，３２ａ，３２ｂ 比較回路（判別手段） ３３，３３ａ，３３ｂ 出力回路（異常報知手段） ４ 第２燃料吐出継手 ４１ 雌ネジ部 ４２ 燃料通路（管路） ４３ ネジ孔 ５ センサ保持部材 ５１ 取付け部 ５２ 保持部 Ｂ 燃焼装置 Ｔ 燃料タンク Ｆ 液体燃料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平松 秀一 大阪府八尾市北亀井町２丁目７番15号 シ ルバー株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 脈流で移送される流体を移送する管路内
   に設けられ、可撓性を有するとともに物理的変形量に応
   じたレベルの起電力を発生する圧電フィルムセンサと、
   この圧電フィルムセンサからの起電力と予め設定された
   基準閾値とを比較して移送異常か否かを判別する判別手
   段と、移送異常のときにその旨の報知を行う異常報知手
   段とを備えてなる流体の移送異常検出装置。
2. 【請求項２】 上記管路中に上記脈流を形成する電磁駆
   動部を介設し、上記圧電フィルムセンサは、電磁駆動部
   の下流端に設けられた弁部材の下流側であって、かつ、
   正常時の弁部材の移動範囲内に配設されてなり、上記判
   別手段は、基準閾値として電磁駆動部の能力の異常限界
   に対応する値が設定されているものであることを特徴と
   する請求項１記載の流体の移送異常検出装置。
3. 【請求項３】 上記圧電フィルムセンサは、上記管路の
   内壁に沿って設けられ、上記判別手段は、基準閾値とし
   て管路の詰まり具合の異常限界に対応する値が設定され
   ているものであることを特徴とする請求項１記載の流体
   の移送異常検出装置。
4. 【請求項４】 上記圧電フィルムセンサは、上記管路内
   に流体と干渉するように設けられ、上記判別手段は、上
   記圧電フィルムセンサからの起電力値と基準閾値として
   設定された流体の移送量の下限に対応する値とを比較す
   るものであることを特徴とする請求項１記載の流体の移
   送異常検出装置。
5. 【請求項５】 上記判別手段は、上記圧電フィルムセン
   サからの起電力値と、基準閾値として予め設定された流
   体の移送量の上限および下限に対応する値とを比較し、
   この比較の結果、上記起電力値が上記上限に対応する値
   を越えた場合、または上記下限に対応する値未満になっ
   た場合に、上記移送量が上記上限および下限の範囲内に
   入るように電磁駆動部に制御信号を出力する制御信号出
   力回路を有していることを特徴とする請求項４記載の流
   体の移送異常検出装置。