JPS58140491A

JPS58140491A - 流れ発生装置

Info

Publication number: JPS58140491A
Application number: JP57023855A
Authority: JP
Inventors: Naoyoshi Maehara; 前原　直芳
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1982-02-16
Filing date: 1982-02-16
Publication date: 1983-08-20
Also published as: JPS642793B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、空気や燃料ガス等の気体や水等の液体等のい
わゆる流体に運動エネルギーを与えて、その流れを発生
させる装置に関する。

従来、例えば空気等の気体に運動エネルギーを与えて流
れを発生させるものとしては、モータ等の回転機器によ
りプロペラファンやクロスフローファンを回転させ、気
流を発生する送風機が最も一般的であった。また水等の
液体に関しても、スクリュー等を回転機で駆動するもの
や、プランジャーポンプ等の往復運動と逆止弁機構とを
組み合わせたもの等が一般的に用いられていた。

しかしながら、これらの従来の流れ発生装置は回転準構
や往復運動機構を有するものであるため装置が大型で高
価であり、また回転部分等の保守も面倒でありた。また
、送風機等においては、送風ファンのいわゆる風切り音
などの完全な防止を実現することが不可能であり、送風
騒音が大きい等の問題を有するものであった。

本発明は上記従来の問題を一掃した流れ発生装置を提供
するものである。

第１の目酷は、構成が簡単でコンパクトであり、さらに
機械的摩耗のない、低価格で半永久的な使用が可能な流
れ発生装置を提供することである。

第２の目的は、騒音発生が著しく少なく、極めて静かな
流体流れを発生することができる流れ発生装置を提供す
ることである。

さらに第３の目的は、流れ量の制御を極めて簡単に広範
囲にかつほとんど遅れを生じることなくすみやかに行う
ことができる流れ発生装置を提供することである。

本発明は、上記目的と達成するために以下のような構成
により成るものである。

すなわち、流れを発生すべき流体が満たされた加圧室と
、前記加圧室に臨んで設けたノズルと、前記ノズルを加
振する電気的振動子とを備え、前記電気的振動子により
前記ノズルを加振してそのノズル前方に流体の流れを発
生させるものである。

以下本発明の一実施例を図面と共に説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示す断面図である。

第１図において、１は基体であり、内部に加圧室２を有
しでいる。前記加圧室２の一面開口部には、厚さ３ｏ１
１ｍ〜１００μｍのノズル板３が設けられ、基体１に接
着されている。ノズル板３の中央部にはノズル４が複数
個設けられており、ノズル４は直径３０〜１ｏｏμｍ　
である。ノズル板３には、直径１０〜２ｏｍｍ、厚さ０
５〜２喘の圧電振動子５が接着されており、圧電振動子
５の中央には、開口６が設けられて、ノズル４がこの開
口６にも臨むよう構成されている。７，８は電極、９，
１゜はリード線である。

このような構成において、リード線９，１０間に第２図
（ａ）のような交流電圧を印加すると、圧電振動子６の
電１７１８間にこの電圧が供給される。

圧電振動子６は、横効果振動するよう分極された圧電セ
ラミックであり、前述した交流電圧の極性に応じて、第
１図中の矢印方向の伸縮歪を生じる。

この結果、ノズル板３は、第３図に示すようなたわみ振
動が励起され、第３図の実線と破線の状態を第２図（ａ
）の交流電圧の極性に応じて繰りかえす。

前記交流電圧の周波数と、圧電振動子５の共振周波数に
一致させることにより、第３図のようなノズル板３のた
わみ振動を最も効率良く生じさせることができる。ノズ
ル板３のノズル４を有する部分（開口６に臨む部分）の
振巾は、図のように圧電振動子６のたわみ振巾に比べ著
しく大きい状態となる。

このようにして、ノズル４は圧電振動子５により加振さ
れるのである。

この装置を空気中において、第３図のような動作を行わ
せると、図中の矢印のようにノズル４の前方向に、ジェ
ット気流を発生せしめることができる。ノズル４からの
ジェット気流の噴出は、加圧室２の全容積が均一に加圧
されて行われるものではなく加圧室２内においてノズル
４のごく近傍のみの気体の圧縮による圧力上昇により達
成されるものであり、加圧室２の容積はさほど大きな影
響を与えない。

また、噴出する空気の補充は、開口６の周囲からノズル
４に吸い込まれる形で第３図の破線の矢印のように行わ
れるのである。

噴出気流の量は、圧電振動子６の駆動電圧を変化するこ
とにより極めて容易に実現することができ、例えば、第
２図（ｂ）又は（Ｃ）のようにすることにより気流量を
減少することが可能である。

圧電振動子６は、２０〜１００　ＫＨｚの超音波領域の
周波数で駆動することができるので、気流の発生・停止
・流量の調節等は、極めてすみやかに行うことができ、
送風機などのようにファンの慣性−などによる制御遅れ
などの不都合を完全に防止できる。さらに、圧電振動子
５の駆動電圧、を第２図（−）から（ｂ）又は（Ｃ）の
ように調節するのみで簡単に流量調節を行うことができ
る。

第４図は、本発明の他の実施例を示す断面図であり、第
３図と同符号は相当物である。

第４図において、１１はガイドであ、りて、矢印で示し
た気流に沿ってその囲りに設けられている。

この構成により空気量１２は負圧力が発生し、吸込口１
３より空気が加圧室２に吸い込まれるように構成するこ
とができる。

第５図は、さらに他の実施例で、第４図と同符号は相当
物である。第５図は空気室１２と吸込口１３とを連通孔
１４，１５、通路１６で連結した構成である。

上記第４図、第６図のように、ノズル４の前方に発生す
る気流に沿って、その囲りにガイド１１を設けることに
より、気流の流れ方向を自由に選んだり、気流通路を密
閉化したりすることが可能である。また、流体の吸い上
げポンプ作用を発生することが可能である。

第６図は、本発明の他の実施例であり、第１図と同符号
は相当物である。

′　　　図において、圧電振動子５は、同筒状であり、
振動方向は図の矢印のように縦効果による振動であって
、この振動によりノズル板３のたわみ振動が励起されて
ノズル４がその軸方向に加振されるのである。

第７図は、さらに他の実施例であり第１図と同符号は相
当物である。

第７図において圧電振動子５は、第６図のように同筒状
であるが、その振動は図のように径方向振動であり、こ
れにより、ノズル板３のたわみ振動が励起され、ノズル
４が加振される構成である。

このような本発明を適用した送風装置を考えると神々の
有効な応用が可能である。

例えば、第８図に示すように、半導体１７の放熱フィン
１８に本発明の一実施例である第１図のような送風装置
１９によりて冷却気流を送風することができ、極めて、
簡単ガスポット送風装置を実現できる。

また第９図のように、第１図のような送風装置１９を本
体２ｏに複数個設けて、実質上、面２１からの面送風を
行うことができる送風装置を構成することができ、回転
機を有しない静かな扇風機等に応用することができる。

さらに第１０図は、他の応用例を示し、部屋２２の天井
２３に第１図の送風装置１９を複数個設け、室内温度分
布を改善するだめのサーキーレータや、もしくは、冷暖
房気の天井裏からの噴出装置等に応用することができる
。

また他にも、応用例は示していないが水などの液体の流
れ発生等も可能である。

以上に述べ″たように本発明は、加圧室にノズルを臨ま
せ、電気的振動子により前記ノズルを加振して加圧室内
の流体を噴出し、流体の流れを発生させるよう構成した
から、極めて構成が簡単でコンパクトであり低価格な流
体の流れ発生装置を提供することができ、かつ、回転部
分等を全く必要とせずに流体の流れを形成することがで
きるので、保守が簡単であり、長寿命であると共に、極
めて騒音の少ない流体の流れ発生装置を提供できる。

さらに、その流量制御を極めて簡単にかつ広範囲に行う
ことができ、しかも制御遅れのほとんどない極めて制御
性に富んだ流体の流れ発生装置を提供することができる
。

このように、本発明は従来の送風機、ポンプ等の流体流
れ発生装置に比べ、全く異った構成で、かつ、数々の優
れた特徴と効果を有し、空気、燃料ガス、水等の流体の
流れを必要とする場合への広範囲な応用が可能であり、
その工業的価値は極めて多大なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかる費体流れ発生装置の
断面図、第２図（−）〜（Ｃ）は同装置の圧電振動子駆
動電圧波形図、第３図は同装置の動作を説明するために
用いた断面図、第４図は本発明の他の実施例にかかる舟
体流れ発生装置の断面図、第５図は同装置のさらに他の
実施例を示す断面図、第６図は同装置のさらに他の実施
例を示す断面図、第７図は同装置のさらに他の実施例を
示す断面図、第８図は第１図の秀伸流れ発生装置の応用
例を示す斜視図、第９図は同装置の他の応用例を示す斜
視図、第１０図は同装置のさらに他の応用例を示す断面
図である。２・・・φ０加圧室、４０・０・ノズル、６００・・圧
電振動子（電気的振動子）。代理人の氏上　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図（Ｃ＋第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）流体が満たされた加圧室と、前記加圧室に臨んで
設けたノズルと、前記ノズルを加振して前記加圧室内の
流体の流れを発生する電気的振動子とを備えた流れ発生
装置。
（２）　　ノズルを板状のノズル板に設け、前記電気的
振動子により前記ノズル板のたわみ振動を励起すること
により前記ノズルを加励するよう構成した特許請求の範
囲第１項記載の流れ発生装置。
（３）ノズルより発生する流体の流れに沿う流れガイド
を設けた特許請求の範囲第１項記載の流れ発生装置。