KR20190059974A

KR20190059974A - 액체 펌프

Info

Publication number: KR20190059974A
Application number: KR1020197013322A
Authority: KR
Inventors: 도모아키 다카하시; 야스마사 오오키
Original assignee: 니토 코키 가부시키가이샤
Priority date: 2016-10-27
Filing date: 2017-10-18
Publication date: 2019-05-31
Also published as: TWI658211B; WO2018079375A1; US11085434B2; JPWO2018079375A1; CN109891096B; EP3534002A4; CN109891096A; KR102112980B1; JP6487117B2; EP3534002A1; DK3534002T3; US20190249656A1; EP3534002B1; TW201819770A

Abstract

(과제) 토출측 탱크 내에 형성되는 공기 고임부의 공기가 배출되는 것을 억제하도록 한 액체 펌프를 제공한다.
(해결 수단) 하우징 (16) 내에 형성되어 있는 토출측 탱크부 (28) 가, 당해 액체 펌프 (10) 의 설치 상태에 있어서의 수평 방향에서 서로 대향하는 제 1 내측면 (28c) 과 제 2 내측면 (28d) 을 갖는다. 제 1 내측면 (28c) 에는 토출구 (22) 가 형성되고, 제 2 내측면 (28d) 에는 토출측 연통로 (46) 의 개구부 (46a) 가 형성되어 있다. 토출측 탱크부 (28) 내의 토출측 연통로 (46) 의 개구부 (46a) 및 그 토출구 (22) 보다 상측의 공간에는 공기 고임부 (A2) 가 형성된다. 토출측 탱크부 (28) 내에는 원통상 격벽부 (48) 가 형성되고, 이 원통상 격벽부 (48) 는 토출측 연통로 (46) 의 개구부 (46a) 의 적어도 상측 위치에서 공기 고임부 (A2) 측에서 보아 개구부 (46a) 를 덮도록 하여 제 2 내측면 (28d) 으로부터 제 1 내측면 (28c) 을 향하여 돌출되어 있다.

Description

액체 펌프

본 발명은, 펌프실의 용적을 주기적으로 팽창 수축시킴으로써, 액체를 흡인구로부터 흡인하고 토출구로부터 토출하도록 한 액체 펌프에 관한 것이다.

물이나 약품 등의 액체를 반송하기 위한 액체 펌프에 있어서, 펌프실을 획정하고 있는 벽의 일부를 펌프실의 용적을 변동시키도록 진동시킴으로써, 액체를 흡인구로부터 흡인하고 토출구로부터 토출하도록 한 것이 있다. 예를 들어 특허문헌 1 에는, 2 장의 압전 소자를 첩합 (貼合) 한 적층형의 막형상 진동자 (바이모르프 진동자) 를 펌프실의 벽의 일부로서 배치하고, 이 막형상 진동자에 교류 전압을 인가하여 그 진동자를 진동시킴으로써, 펌프실의 용적을 팽창 수축시켜 액체를 반송하도록 한 액체 펌프가 나타나 있다. 이 액체 펌프에 있어서는, 액체를 흡인하는 흡인구와 펌프실 사이 및 액체를 토출하는 토출구과 펌프실 사이에 각각 체크 밸브를 배치하여, 펌프실이 팽창되었을 때에 액체를 흡인구로부터 흡인구측의 체크 밸브를 통해 펌프실 내에 흡인하고, 펌프실이 수축되었을 때에 펌프실 내의 액체를 토출구측의 체크 밸브를 통해 토출구로부터 토출하도록 되어 있다.

이와 같은 액체 펌프에 있어서, 펌프실로부터 액체를 토출할 때에는 펌프실이 수축되어 펌프실 내가 가압되고, 그로 인해 펌프실 내로부터 토출구를 향하여 액체가 송출되게 되지만, 토출구측의 유체 저항이 클 때에는 충분한 양의 액체를 펌프실로부터 송출할 수 없게 된다. 또 펌프실 내에 액체를 흡인할 때에도, 동일한 현상이 일어나, 흡인구측의 유체 저항이 클 때에는 충분한 양의 액체를 펌프실 내에 흡인할 수 없게 된다. 즉 토출구 및 흡인구에 있어서의 유체 저항의 증가에 의해 펌프의 성능이 저하되어 버린다. 이와 같은 문제의 해결 수단으로서, 흡인구측 및 토출구측에 저류 탱크를 형성하고, 이 탱크 내에 공기 고임부를 형성하도록 하는 것이 실시되고 있다 (특허문헌 2). 이와 같은 공기 고임부가 형성된 탱크를 형성함으로써, 액체를 흡인할 때에는, 흡인구측의 탱크 내의 공기가 일시적으로 팽창함으로써 유체가 흡인측의 탱크로부터 펌프실 내에 흡인될 때의 저항이 작아진다. 또 액체를 토출할 때에는, 토출구측의 탱크 내의 공기가 일시적으로 수축함으로써 펌프실로부터 토출측의 탱크 내에 유체를 송출할 때의 저항이 작아진다. 이로써, 흡인구 및 토출구에 있어서의 유체 저항이 커져도, 그로 인해 펌프의 성능이 저하되는 것을 억제하는 것이 가능해진다.

일본 공개실용신안공보 평2-94382호 일본 공개특허공보 소62-214287호

상기 서술한 바와 같은 액체 펌프는 통상, 진동자의 진동 주파수를 변화시킴으로써 액체의 토출량을 변경할 수 있다. 그러나, 토출량을 크게 하기 위해 진동 주파수를 크게 하면, 특히 토출측의 탱크 내에 있어서, 액체 중에 전파되는 진동에 의해 탱크 내의 액면 부근에서 공기 고임부의 공기를 포함하는 기포가 발생하고, 기포상으로 된 공기가 액체 내로 확산되어 토출구로부터 액체와 함께 배출되어 버리는 경우가 있다. 그러면 공기 고임부가 서서히 작아져 유체 저항의 영향을 저감시키는 효과가 감소하고, 그 결과, 펌프의 토출 성능을 유지할 수 없게 되어 버린다는 문제가 발생한다.

따라서 본 발명은, 토출측 탱크 내에 형성되는 공기 고임부의 공기가 배출되는 것을 억제하도록 한 액체 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

즉 본 발명은,

액체를 흡인하는 흡인구와,

그 흡인구에 연통되는 펌프실로서, 당해 펌프실을 획정하고 있는 벽의 일부가 당해 펌프실의 용적을 변동시키도록 진동 가능한 진동 벽부인 펌프실과,

그 펌프실로부터 연장되는 토출측 연통로와,

그 토출측 연통로를 통해 그 펌프실에 연통되고 그 펌프실로부터 송출된 액체를 저류하는 토출측 탱크부와,

그 토출측 탱크부와 그 펌프실 사이에 있어서, 그 펌프실로부터 그 토출측 탱크부를 향하는 유체는 통과시키지만 그 역방향의 유체는 통과시키지 않도록 배치된 토출측 체크 밸브와,

그 토출측 탱크부 내의 액체를 토출하는 토출구를 구비하고, 그 진동 벽부의 진동에 수반하여 액체를 그 흡인구로부터 흡인하고 그 토출구로부터 토출하도록 된 액체 펌프로서,

그 토출측 탱크부는, 당해 액체 펌프의 설치 상태에 있어서의 수평 방향에서 서로 대향하는 제 1 및 제 2 내측면을 갖고, 그 제 1 내측면에 그 토출구가 형성되고, 그 제 2 내측면에 그 토출측 연통로의 개구부가 형성되어 있고, 그 토출측 탱크부 내의 그 토출측 연통로의 개구부 및 그 토출구보다 상측의 공간에 공기 고임부가 형성되도록 되어 있고,

그 토출측 탱크부 내에 있어서 그 토출측 연통로의 개구부의 적어도 상측 위치에서 그 공기 고임부측에서 보아 그 개구부를 덮도록 하여 그 제 2 내측면으로부터 그 제 1 내측면을 향하여 돌출되는 격벽부를 추가로 갖는, 액체 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

당해 액체 펌프에 있어서는, 토출측 탱크부 내에 있어서, 토출측 연통로의 개구부와 공기 고임부 사이에 격벽부가 형성되어 있기 때문에, 토출측 탱크부 내의 액면 부근에서 공기 고임부의 공기를 포함하는 기포가 발생하였다고 해도, 그 공기가 하방으로 확산되기 어려워진다. 이로써, 공기가 토출구로부터 배출되는 것을 억제하는 것이 가능해진다.

구체적으로는, 그 격벽부와 그 제 1 내측면 사이에 간격이 형성되어 있도록 할 수 있다.

더욱 구체적으로는, 그 격벽부가 그 토출측 연통로의 그 개구부의 둘레를 둘러싸도록 하여 그 제 2 내측면으로부터 돌출된 통형상 격벽부이도록 할 수 있다.

바람직하게는, 그 토출측 연통로의 개구부와 그 토출구가, 그 토출측 탱크부의 상하 방향에서의 중심 위치보다 하방에 배치되어 있도록 할 수 있다.

이로써, 토출측 탱크부 내의 토출구 및 토출측 연통로보다 상측의 공간이 보다 커져, 공기 고임부를 보다 크게 하는 것이 가능해진다. 또, 공기 고임부와 토출구 사이의 거리를 크게 하여 토출구로부터 공기가 토출되는 것을 보다 확실하게 억제하는 것도 가능해진다.

더욱 구체적으로는,

각각 전체적으로 판상으로 된, 제 1 하우징부, 제 2 하우징부, 및 제 3 하우징부로 이루어지는 하우징으로서, 그 제 1 하우징부와 그 제 3 하우징부에 의해 그 제 2 하우징부를 협지한 상태로 서로 중첩되도록 하여 형성된 하우징을 구비하고,

그 제 1 하우징부는, 그 흡인구와 그 토출구를 갖고, 추가로 그 제 1 내측면을 바닥면으로 하고 그 제 2 하우징부를 향하여 개구하는 제 1 토출측 탱크 오목부를 갖고 있고,

그 제 2 하우징부는, 그 제 2 내측면을 바닥면으로 하고 그 제 1 하우징부를 향하여 개구하는 제 2 토출측 탱크 오목부와, 그 제 2 토출측 탱크 오목부의 반대측에서 그 제 3 하우징부를 향하여 개구하는 펌프실 오목부를 갖고 있고,

그 진동 벽부가, 그 제 2 하우징부와 그 제 3 하우징부 사이에 협지되어 그 펌프실 오목부의 개구된 부분을 덮도록 된 막형상 진동자이고,

그 토출측 탱크부가 그 제 1 토출측 탱크 오목부와 그 제 2 토출측 탱크 오목부에 의해 구성되어 있도록 할 수 있다.

바람직하게는,

그 흡인구와 그 펌프실 사이에 배치되고, 그 흡인구로부터 흡인된 액체를 저류하는 흡인측 탱크부와,

그 흡인측 탱크부와 그 펌프실을 연통하는 흡인측 연통로와,

그 흡인측 연통로의 그 펌프실측의 개구부를 그 펌프실측으로부터 덮도록 배치되어, 그 흡인측 탱크부로부터 그 펌프실을 향하는 유체는 통과시키지만 그 역방향의 유체는 통과시키지 않도록 된 흡인측 체크 밸브를 추가로 구비하고,

그 흡인측 탱크부는, 당해 액체 펌프의 설치 상태에 있어서의 수평 방향에서 서로 대향하는 제 1 및 제 2 내측면을 갖고, 그 흡인측 탱크의 그 제 1 내측면에 그 흡인구가 형성되고, 그 흡인측 탱크의 그 제 2 내측면에 그 흡인측 연통로의 그 흡인측 탱크부측의 개구부가 형성되어 있고, 그 흡인측 탱크부 내의 그 개구부 및 그 흡인구보다 상측의 공간에 공기 고임부가 형성되도록 되어 있고,

그 흡인측 탱크부 내에 있어서 그 흡인측 탱크측의 그 개구부의 적어도 상측 위치에서 그 공기 고임부측에서 보아 그 흡인측 탱크측의 그 개구부를 덮도록 그 흡인측 탱크의 그 제 2 내측면으로부터 그 흡인측 탱크의 그 제 1 내측면을 향하여 돌출되는 격벽부를 추가로 갖도록 할 수 있다.

흡인측 탱크를 형성함으로써, 당해 액체 펌프의 흡인 능력도 안정시키는 것이 가능해진다. 또 흡인측 탱크 내에도 격벽부를 형성함으로써, 흡인측 탱크 내의 공기가 펌프실측에 흡인되는 것을 방지하는 것이 가능해진다.

이하, 본 발명에 관련된 액체 펌프의 실시형태를 첨부 도면을 바탕으로 설명한다.

도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 액체 펌프의 사시도이다.
도 2 는, 도 1 의 액체 펌프의 정면도이다.
도 3 은, 도 2 의 III-III 선을 따른 단면도이다.
도 4 는, 도 2 의 IV-IV 선을 따른 단면도이다.
도 5 는, 도 1 의 액체 펌프에 있어서의 제 2 하우징의 정면도이다.

본 발명의 일 실시형태에 관련된 액체 펌프 (10) 는, 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 흡인측의 튜브 (도시 생략) 를 장착하기 위한 흡인 노즐 (12) 과, 토출측의 튜브 (도시 생략) 를 장착하기 위한 토출 노즐 (14) 을 갖는 하우징 (16) 을 구비한다. 이 하우징 (16) 내에는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 2 장의 압전 소자를 갖는 막형상 진동자 (18) 가 배치되어 있고, 후술하는 바와 같이, 압전 소자에 교류 전압을 인가하여 막형상 진동자 (18) 를 주기적으로 진동시킴으로써, 액체를 흡인 노즐 (12) 의 흡인구 (20) 로부터 흡인하고 토출 노즐 (14) 의 토출구 (22) 로부터 토출하도록 되어 있다. 당해 액체 펌프 (10) 는, 하우징 (16) 에 형성된 4 개의 나사 장착공 (24) 에 삽입되는 나사 (도시 생략) 에 의해 다른 장치 등에 장착되도록 되어 있고, 하우징 (16) 의 하면 (16a) 을 하측으로 하고 상면 (16b) 을 상측으로 하는 도 1 및 도 2 에 나타내는 자세로 설치된다. 본 명세서에 있어서의 「설치 상태」란, 이와 같은 자세로 설치되어 있는 상태를 의미하는 것으로 한다.

도 3 에 나타내는 바와 같이, 하우징 (16) 내에는, 흡인구 (20) 에 연통된 흡인측 탱크부 (26), 토출구 (22) 에 연통된 토출측 탱크부 (28), 및 이들 흡인측 탱크부 (26) 와 토출측 탱크부 (28) 에 연통된 펌프실 (30) 이 형성되어 있다. 흡인측 탱크부 (26) 와 펌프실 (30) 사이에는 흡인측 체크 밸브 (32) 가 배치되어, 이 흡인측 체크 밸브 (32) 는, 흡인측 탱크부 (26) 로부터 펌프실 (30) 을 향하는 유체는 통과시키지만 그 역방향의 유체는 통과시키지 않도록 되어 있다. 동일하게, 토출측 탱크부 (28) 와 펌프실 (30) 사이에는 토출측 체크 밸브 (34) 가 배치되어, 이 토출측 체크 밸브 (34) 는 펌프실 (30) 로부터 토출측 탱크부 (28) 측을 향하는 유체는 통과시키지만 그 역방향의 유체는 통과시키지 않도록 되어 있다. 펌프실 (30) 을 구성하는 벽의 일부는, 막형상 진동자 (18) 에 의해 구성되어 있다. 막형상 진동자 (18) 는, 압전 소자 (18a) 에 전압을 인가함으로써 그 전압의 극성에 맞춘 방향으로 굴곡하도록 되어 있고, 주기적인 전압이 인가됨으로써 당해 액체 펌프 (10) 의 설치 상태에 있어서의 수평 방향 (도 3 의 상하 방향, 도 4 의 좌우 방향) 으로 전압의 주기에 맞춰 굴곡하여 진동하는 진동 벽부로서 기능한다. 막형상 진동자 (18) 가 진동함으로써, 펌프실 (30) 의 용적은 팽창과 수축을 주기적으로 반복한다. 막형상 진동자 (18) 가 도 4 에서 보아 우측으로 굴곡하여 펌프실 (30) 의 용적이 팽창되었을 때에는, 펌프실 (30) 내의 압력이 저하되어 흡인측 체크 밸브 (32) 가 열림 상태가 되고 흡인측 탱크부 (26) 내의 액체가 펌프실 (30) 내에 끌려들어간다. 이 때 토출측 체크 밸브 (34) 는 닫힘 상태로 유지되기 때문에 토출측 탱크부 (28) 로부터 펌프실 (30) 내에 액체는 유입되지 않는다. 다음으로 막형상 진동자 (18) 가 도 4 에서 보아 좌측으로 굴곡하여 펌프실 (30) 의 용적이 수축되었을 때에는, 펌프실 (30) 내의 압력이 상승하여 토출측 체크 밸브 (34) 가 열림 상태가 되고 펌프실 (30) 내의 액체가 토출측 탱크부 (28) 내에 송출된다. 이 때 흡인측 체크 밸브 (32) 는 닫힘 상태로 유지되기 때문에 펌프실 (30) 로부터 흡인측 탱크부 (26) 내에 액체는 유입되지 않는다. 이와 같이 하여 막형상 진동자 (18) 가 진동하여 펌프실 (30) 의 용적의 팽창과 수축이 반복됨으로써, 액체가 흡인구 (20) 로부터 흡인되고 토출구 (22) 로부터 토출되게 된다.

하우징 (16) 은, 각각 전체적으로 판상으로 된 제 1 하우징부 (36), 제 2 하우징부 (38), 및 제 3 하우징부 (40) 로 이루어진다. 제 1 하우징부 (36) 와 제 2 하우징부 (38) 는, 제 1 하우징부 (36) 로부터 삽입된 나사 (42) (도 1, 도 2) 에 의해 임시 고정된다. 제 2 하우징부 (38) 를 제 1 하우징부 (36) 와의 사이에 협지하도록 하여 제 3 하우징부 (40) 를 중첩한 상태로, 제 3 하우징부 (40) 측으로부터 4 개의 나사 (도시 생략) 를 삽입하여 제 1 하우징부 (36) 에 나사 결합함으로써, 제 1 하우징부 (36) 와 제 2 하우징부 (38) 와 제 3 하우징부 (40) 가 서로 연결 고정되도록 되어 있다. 막형상 진동자 (18) 는, 제 2 하우징부 (38) 와 제 3 하우징부 (40) 사이에 협지되어 유지되어 있다.

제 1 하우징부 (36) 는, 각각 제 2 하우징부 (38) 를 향하여 개구하는 제 1 흡인측 탱크 오목부 (26a) 및 제 1 토출측 탱크 오목부 (28a) 를 갖는다. 또, 제 2 하우징부 (38) 는, 각각 제 1 하우징부 (36) 를 향하여 개구하는 제 2 흡인측 탱크 오목부 (26b) 및 제 2 토출측 탱크 오목부 (28b) 를 갖는다. 흡인측 탱크부 (26) 는, 서로 대향하는 제 1 흡인측 탱크 오목부 (26a) 와 제 2 흡인측 탱크 오목부 (26b) 에 의해 형성되고, 토출측 탱크부 (28) 는, 서로 대향하는 제 1 토출측 탱크 오목부 (28a) 와 제 2 토출측 탱크 오목부 (28b) 에 의해 형성되어 있다. 제 2 하우징부 (38) 에는 추가로, 제 3 하우징부 (40) 를 향하여 개구하는 펌프실 오목부 (30a) 와, 제 2 흡인측 탱크 오목부 (26b) 와 펌프실 오목부 (30a) 를 연통하는 흡인측 연통로 (44) 와, 제 2 토출측 탱크 오목부 (28b) 와 펌프실 오목부 (30a) 를 연통하는 토출측 연통로 (46) 가 형성되어 있다. 상기 서술한 흡인측 체크 밸브 (32) 는, 흡인측 연통로 (44) 의 펌프실 (30) 측의 개구부 (44b) 를 덮어 닫도록 배치되어 있고, 펌프실 (30) 의 압력이 저하되었을 때에 개구부 (44b) 를 덮고 있는 부분이 개구부 (44b) 로부터 멀어지도록 변형되어 그 개구부 (44b) 가 열린 상태가 된다. 또 토출측 체크 밸브 (34) 는, 토출측 연통로 (46) 의 제 2 토출측 탱크 오목부 (28b) 측의 개구부 (46a) 를 덮어 닫도록 배치되고, 펌프실 (30) 의 압력이 상승했을 때에 그 개구부 (46a) 를 덮고 있는 부분이 개구부 (46a) 로부터 멀어지도록 변형되어 그 개구부 (46a) 가 열린 상태가 된다. 펌프실 (30) 은, 제 2 하우징부 (38) 에 형성된 펌프실 오목부 (30a) 와 막형상 진동자 (18) 에 의해 구성된다.

도 4 로부터 알 수 있는 바와 같이, 토출측 탱크부 (28) 는, 당해 액체 펌프 (10) 의 설치 상태에 있어서의 수평 방향 (도 4 에서 보아 좌우 방향) 에서 서로 대향하는 제 1 내측면 (28c) 과 제 2 내측면 (28d) 을 갖는다. 제 1 내측면 (28c) 은 제 1 하우징부 (36) 에 형성된 제 1 토출측 탱크 오목부 (28a) 의 바닥면이고, 제 2 내측면 (28d) 은 제 2 하우징부 (38) 에 형성된 제 2 토출측 탱크 오목부 (28b) 의 바닥면이다. 제 1 내측면 (28c) 에는 토출구 (22) 가 형성되고, 제 2 내측면 (28d) 에는 토출측 연통로 (46) 의 개구부 (46a) 가 형성되어 있다. 토출구 (22) 와 토출측 연통로 (46) 는, 토출측 탱크부 (28) 의 상하 방향에서의 중심 위치보다 하방에 있어서, 서로 수평 방향에서 보아 겹쳐지는 위치에 배치되어 있다. 따라서, 토출측 탱크부 (28) 의 토출구 (22) 및 토출측 연통로 (46) 보다 상측의 공간은 하측의 공간보다 넓게 되어 있다. 또, 개구부 (46a) 의 둘레에는 그 개구부 (46a) 를 둘러싸도록 하여 제 2 내측면 (28d) 으로부터 제 1 내측면 (28c) 을 향하여 수평 방향으로 돌출된 원통상 격벽부 (48) 가 형성되어 있다. 원통상 격벽부 (48) 는, 토출측 탱크부 (28) 내에서 제 1 내측면 (28c) 에 이르는 도중까지 돌출되고, 제 1 내측면 (28c) 과의 사이에는 간격이 형성되어 있다.

흡인측 탱크부 (26) 도, 토출측 탱크부 (28) 와 동일한 구성을 갖는다. 즉, 당해 액체 펌프 (10) 의 설치 상태에 있어서의 수평 방향에서 서로 대향하는 제 1 내측면 (26c) 과 제 2 내측면 (26d) 을 갖는다. 제 1 내측면 (26c) 은 제 1 하우징부 (36) 에 형성된 제 1 흡인측 탱크 오목부 (26a) 의 바닥면이고, 제 2 내측면 (26d) 은 제 2 하우징부 (38) 에 형성된 제 2 흡인측 탱크 오목부 (26b) 의 바닥면이다. 제 1 내측면 (26c) 에는 흡인구 (20) 가 형성되고, 제 2 내측면 (26d) 에는 흡인측 연통로 (44) 의 개구부 (44a) 가 형성되어 있다. 흡인구 (20) 와 흡인측 연통로 (44) 는, 흡인측 탱크부 (26) 의 상하 방향에서의 중심 위치보다 하방에 있어서, 서로 수평 방향에서 보아 겹쳐지는 위치에 배치되어 있다. 따라서, 흡인측 탱크부 (26) 의 흡인구 (20) 및 흡인측 연통로 (44) 보다 상측의 공간은 하측의 공간보다 넓게 되어 있다. 또, 개구부 (44a) 의 둘레에는 그 개구부 (44a) 를 둘러싸도록 하여 제 2 내측면 (26d) 으로부터 제 1 내측면 (26c) 을 향하여 수평 방향으로 돌출된 원통상 격벽부 (50) 가 형성되어 있다. 원통상 격벽부 (50) 는, 흡인측 탱크부 (26) 내에서 제 1 내측면 (26c) 에 이르는 도중까지 돌출되고, 제 1 내측면 (26c) 과의 사이에는 간격이 형성되어 있다.

흡인측 탱크부 (26) 와 토출측 탱크부 (28) 는, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 중앙이 약간 움푹한 반원상의 형상을 갖고, 서로에 대하여 좌우 대칭인 형상으로 되어 있다.

막형상 진동자 (18) 에 교류 전압을 인가하여 그 막형상 진동자 (18) 를 진동시키면, 상기 서술한 바와 같이 액체가 흡인구 (20) 로부터 흡인되어, 흡인측 탱크부 (26) 와 토출측 탱크부 (28) 는 액체로 채워져 간다. 그러나, 어느 정도까지 채워지면, 그 이상은 액면이 상승하지 않게 되고, 흡인측 탱크부 (26) 와 토출측 탱크부 (28) 의 각각의 상부의 공간에, 도 5 에 나타내는 바와 같이 공기 고임부 (A1, A2) 가 형성된다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 토출측 탱크부 (28) 내의 원통상 격벽부 (48) 는, 이 때 형성되는 공기 고임부 (A2) 보다 하측이 되도록 배치되어 있고, 원통상 격벽부 (48) 중의 토출측 연통로 (46) 의 개구부 (46a) 의 상측 위치에 있는 부분 (48a) 이 공기 고임부 (A2) 측에서 보아 개구부 (46a) 를 덮도록 되어 있다. 즉, 그 부분 (48a) 이 토출측 연통로 (46) 의 개구부 (46a) 와 공기 고임부 (A2) 사이에 위치하도록 되어 있다.

토출구 (22) 로부터 토출되는 액체의 유량은, 막형상 진동자 (18) 에 가해지는 교류 전압의 전압을 크게 하여 막형상 진동자 (18) 의 진폭을 크게 하거나, 또는 교류 전압의 주파수를 크게 하여 막형상 진동자 (18) 의 진동 주기를 빠르게 함으로써, 증가시킬 수 있다. 당해 액체 펌프 (10) 는, 통상 20 Hz 내지 120 Hz 정도의 주파수로 구동된다. 이와 같은 진동자를 사용한 액체 펌프에 있어서는, 진동 주파수를 빠르게 하면, 특히 토출측 탱크부 내에 있어서 고주파의 압력 진동이 발생하여 공기 고임부와의 사이의 액면이 격렬하게 진동하여 기포가 형성되는 경우가 있다. 당해 액체 펌프 (10) 에 있어서도 100 Hz 이상의 주파수로 구동한 경우에는 액면 (L2) 에 기포가 발생하는 경우가 있다. 종래의 액체 펌프에 있어서는, 이와 같이 발생한 기포가 액체 중으로 확산되고 토출구 부근에까지 도달하여, 액체와 함께 토출구로부터 배출되어 버리고 있었다. 그에 반하여 당해 액체 펌프 (10) 에 있어서는, 원통상 격벽부 (48) 의 적어도 일부가 토출측 연통로 (46) 와 공기 고임부 (A2) 사이에 형성되어 있기 때문에, 발생한 기포가 원통상 격벽부 (48) 보다 하방으로까지 확산되어 토출구 (22) 로부터 토출되는 것이 억제된다. 따라서 당해 액체 펌프 (10) 에 있어서는, 비교적 높은 주파수로 구동해도 공기 고임부 (A2) 의 공기가 배출되는 경우가 거의 없어, 공기 고임부 (A2) 의 크기를 일정하게 유지하는 것이 가능해진다. 이로써, 공기 고임부 (A2) 의 감소에 의해 토출 능력이 저하되는 것을 방지하는 것이 가능해진다.

또한, 원통상 격벽부 (48) 에 의해 공기 배출을 방지하는 효과가 얻어지는 이유는 여러 가지가 있지만, 가장 큰 요인은, 발생한 기포가 하방으로 이동하는 것을 원통상 격벽부 (48) 가 장애물이 되어 물리적으로 방해하고 있는 것에 있다고 생각된다. 또, 원통상 격벽부 (48) 가 없는 경우에는, 토출측 연통로 (46) 로부터 토출측 탱크부 (28) 내에 유입되는 액체는 토출측 체크 밸브 (34) 에 의해 토출측 탱크부 (28) 의 제 2 내측면 (28d) 을 따르는 방향으로 방향을 바꿀 수 있기 때문에, 토출측 연통로 (46) 로부터 상방을 향하는 흐름이 형성된다. 이 상방으로의 흐름은 액면 (L2) 에 이르렀을 때에 제 1 내측면 (28c) 측으로 방향을 바꾸고, 나아가 제 1 내측면 (28c) 을 따라 하방을 향하는 흐름이 된다. 그러면, 액면 (L2) 부근에서 발생한 기포는 이 흐름을 타고 제 1 내측면 (28c) 을 따라 하방으로 옮겨져 토출구 (22) 에까지 도달하게 된다고 생각된다. 이에 대하여, 본원 발명에 관련된 액체 펌프 (10) 에서는 원통상 격벽부 (48) 를 형성함으로써, 상기 서술한 바와 같은 제 2 내측면 (28d) 을 따라 상방을 향하는 흐름이 방해를 받아, 액체의 흐름은 토출측 연통로 (46) 로부터 직접 토출구 (22) 를 향하게 된다. 따라서, 기포를 수반하여 액면 (L2) 으로부터 하강하는 흐름이 발생하기 어려워지기 때문에, 기포의 하방으로의 확산이 억제되어 공기 고임부 (A2) 의 공기가 배출되는 것이 방지되고 있다고도 생각된다. 나아가서는, 토출측 연통로 (46) 의 개구부 (46a) 로부터 방출되는 액체의 진동이 한 번 원통상 격벽부 (48) 에 부딪치기 때문에, 액면 (L2) 에는 진동이 직접적으로는 도달하지 않게 된다. 이로써 기포의 발생 자체를 억제하는 효과도 있다고 생각된다.

본원 발명은 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니고, 여러 가지 변경이 가능하다. 예를 들어, 토출측 탱크부 (28) 내의 원통상 격벽부 (48) 를 원통 이외의, 예를 들어 사각형의 통형상으로 해도 되고, 토출측 연통로 (46) 의 상측 위치에 있어서 수평 방향으로 곧게 신장되는 평판상의 격벽부로 해도 된다. 격벽부는, 토출구 (22) 와 토출측 연통로 (46) 의 개구부 (46a) 의 적어도 상측 위치에서 공기 고임부 (A2) 측에서 보아 개구부 (46a) 를 덮도록 배치되어 있으면 되고, 그런 한계에 있어서는 통형상이나 평판 형상 이외의 다른 형상으로 해도 된다. 또, 펌프실 (30) 을 구성하는 벽의 일부인 진동 벽부는, 압전 소자를 갖는 막형상 진동자 (18) 이외의 액추에이터에 의해 구성해도 된다. 나아가서는, 흡인측 탱크부 (26) 내의 액면 (L1) 에 있어서는 기포가 발생하는 것은 실제로는 그다지 없기 때문에, 흡인측 탱크부 (26) 내의 원통상 격벽부 (50) 는 반드시 필요하지는 않고, 흡인 성능의 안정성이 그다지 문제가 되지 않는 경우에는, 흡인측 탱크부 (26) 는 공기 고임부 (A1) 가 형성되지 않는 형상으로 해도 되고, 또는 흡인측 탱크부 (26) 자체를 없애도 된다.

액체 펌프 10 ; 흡인 노즐 12 ; 토출 노즐 14 ; 하우징 16 ; 하면 16a ; 상면 16b ; 막형상 진동자 18 ; 압전 소자 18a ; 흡인구 20 ; 토출구 22 ; 나사 장착공 24 ; 흡인측 탱크부 26 ; 제 1 흡인측 탱크 오목부 26a ; 제 2 흡인측 탱크 오목부 26b ; 토출측 탱크부 28 ; 제 1 토출측 탱크 오목부 28a ; 제 2 토출측 탱크 오목부 28b ; 제 1 내측면 28c ; 제 2 내측면 28d ; 펌프실 30 ; 펌프실 오목부 30a ; 흡인측 체크 밸브 32 ; 토출측 체크 밸브 34 ; 제 1 하우징부 36 ; 제 2 하우징부 38 ; 제 3 하우징부 40 ; 나사 42 ; 흡인측 연통로 44 ; (흡인측 탱크부 28 측의) 개구부 44a ; (펌프실 30 측의) 개구부 44b ; 토출측 연통로 46 ; 개구부 46a ; 원통상 격벽부 48 ; 상측 위치에 있는 부분 48a ; 원통상 격벽부 50 ; 공기 고임부 A1, A2 ; 액면 L1, L2

Claims

액체를 흡인하는 흡인구와,
상기 흡인구에 연통되는 펌프실로서, 당해 펌프실을 획정하고 있는 벽의 일부가 당해 펌프실의 용적을 변동시키도록 진동 가능한 진동 벽부인 펌프실과,
상기 펌프실로부터 연장되는 토출측 연통로와,
상기 토출측 연통로를 통해 상기 펌프실에 연통되고 상기 펌프실로부터 송출된 액체를 저류하는 토출측 탱크부와,
상기 토출측 탱크부와 상기 펌프실 사이에 있어서, 상기 펌프실로부터 상기 토출측 탱크부를 향하는 유체는 통과시키지만 그 역방향의 유체는 통과시키지 않도록 배치된 토출측 체크 밸브와,
상기 토출측 탱크부 내의 액체를 토출하는 토출구를 구비하고, 상기 진동 벽부의 진동에 수반하여 액체를 상기 흡인구로부터 흡인하고 상기 토출구로부터 토출하도록 된 액체 펌프로서,
상기 토출측 탱크부는, 당해 액체 펌프의 설치 상태에 있어서의 수평 방향에서 서로 대향하는 제 1 및 제 2 내측면을 갖고, 상기 제 1 내측면에 상기 토출구가 형성되고, 상기 제 2 내측면에 상기 토출측 연통로의 개구부가 형성되어 있고, 상기 토출측 탱크부 내의 상기 토출측 연통로의 개구부 및 상기 토출구보다 상측의 공간에 공기 고임부가 형성되도록 되어 있고,
상기 토출측 탱크부 내에 있어서 상기 토출측 연통로의 개구부의 적어도 상측 위치에서 상기 공기 고임부측에서 보아 상기 개구부를 덮도록 하여 상기 제 2 내측면으로부터 상기 제 1 내측면을 향하여 돌출되는 격벽부를 추가로 갖는, 액체 펌프.
제 1 항에 있어서,
상기 격벽부와 상기 제 1 내측면 사이에 간격이 형성되어 있는, 액체 펌프.
제 2 항에 있어서,
상기 격벽부가 상기 토출측 연통로의 상기 개구부의 둘레를 둘러싸도록 하여 상기 제 2 내측면으로부터 돌출된 통형상 격벽부인, 액체 펌프.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 토출측 연통로의 개구부와 상기 토출구가, 상기 토출측 탱크부의 상하 방향에서의 중심 위치보다 하방에 배치되어 있는, 액체 펌프.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
각각 전체적으로 판상으로 된, 제 1 하우징부, 제 2 하우징부, 및 제 3 하우징부로 이루어지는 하우징으로서, 상기 제 1 하우징부와 상기 제 3 하우징부에 의해 상기 제 2 하우징부를 협지한 상태로 서로 중첩되도록 하여 형성된 하우징을 구비하고,
상기 제 1 하우징부는, 상기 흡인구와 상기 토출구를 갖고, 추가로 상기 제 1 내측면을 바닥면으로 하고 상기 제 2 하우징부를 향하여 개구하는 제 1 토출측 탱크 오목부를 갖고 있고,
상기 제 2 하우징부는, 상기 제 2 내측면을 바닥면으로 하고 상기 제 1 하우징부를 향하여 개구하는 제 2 토출측 탱크 오목부와, 상기 제 2 토출측 탱크 오목부의 반대측에서 상기 제 3 하우징부를 향하여 개구하는 펌프실 오목부를 갖고 있고,
상기 진동 벽부가, 상기 제 2 하우징부와 상기 제 3 하우징부 사이에 협지되어 상기 펌프실 오목부의 개구된 부분을 덮도록 된 막형상 진동자이고,
상기 토출측 탱크부가 상기 제 1 토출측 탱크 오목부와 상기 제 2 토출측 탱크 오목부에 의해 구성되어 있는, 액체 펌프.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 흡인구와 상기 펌프실 사이에 배치되고, 상기 흡인구로부터 흡인된 액체를 저류하는 흡인측 탱크부와,
상기 흡인측 탱크부와 상기 펌프실을 연통하는 흡인측 연통로와,
상기 흡인측 연통로의 상기 펌프실측의 개구부를 상기 펌프실측으로부터 덮도록 배치되어, 상기 흡인측 탱크부로부터 상기 펌프실을 향하는 유체는 통과시키지만 그 역방향의 유체는 통과시키지 않도록 된 흡인측 체크 밸브를 추가로 구비하고,
상기 흡인측 탱크부는, 당해 액체 펌프의 설치 상태에 있어서의 수평 방향에서 서로 대향하는 제 1 및 제 2 내측면을 갖고, 상기 흡인측 탱크의 상기 제 1 내측면에 상기 흡인구가 형성되고, 상기 흡인측 탱크의 상기 제 2 내측면에 상기 흡인측 연통로의 상기 흡인측 탱크부측의 개구부가 형성되어 있고, 상기 흡인측 탱크부 내의 상기 개구부 및 상기 흡인구보다 상측의 공간에 공기 고임부가 형성되도록 되어 있고,
상기 흡인측 탱크부 내에 있어서 상기 흡인측 탱크측의 상기 개구부의 적어도 상측 위치에서 상기 공기 고임부측에서 보아 상기 흡인측 탱크측의 상기 개구부를 덮도록 상기 흡인측 탱크의 상기 제 2 내측면으로부터 상기 흡인측 탱크의 상기 제 1 내측면을 향하여 돌출되는 격벽부를 추가로 갖는, 액체 펌프.