JPH10141300A - 流体輸送装置 - Google Patents
流体輸送装置Info
- Publication number
- JPH10141300A JPH10141300A JP8293623A JP29362396A JPH10141300A JP H10141300 A JPH10141300 A JP H10141300A JP 8293623 A JP8293623 A JP 8293623A JP 29362396 A JP29362396 A JP 29362396A JP H10141300 A JPH10141300 A JP H10141300A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluid
- flow passage
- flow direction
- vibrator
- oscillators
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- Pending
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract description 15
- 239000011888 foil Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 abstract 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D33/00—Non-positive-displacement pumps with other than pure rotation, e.g. of oscillating type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 流体の流路に、流体の流れ方向上流側の端部
を固定端、下流側の端部を自由端として振動する板状の
振動子を設けて成る流体輸送装置において、流路幅が狭
くなっても充分な輸送能力を得られるようにする。 【解決手段】 振動子を長さの短い微小振動子２に分割
し、流路１に微小振動子２を前後多段に配置する。
を固定端、下流側の端部を自由端として振動する板状の
振動子を設けて成る流体輸送装置において、流路幅が狭
くなっても充分な輸送能力を得られるようにする。 【解決手段】 振動子を長さの短い微小振動子２に分割
し、流路１に微小振動子２を前後多段に配置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、幅の狭い流路に流
体を輸送するのに用いる流体輸送装置に関する。
体を輸送するのに用いる流体輸送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の輸送装置として、流体の
流路に、流体の流れ方向上流側の端部を固定端、下流側
の端部を自由端として振動する板状のカンチレバー振動
子を設けたものが知られている。
流路に、流体の流れ方向上流側の端部を固定端、下流側
の端部を自由端として振動する板状のカンチレバー振動
子を設けたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記振動子の振動によ
って発生する下流側のジェットの流速は振動子の自由端
の変位速度に比例する。また、ターボ機械における輸送
能力を羽根車の径を代表寸法とするレイノルズ数で比較
すると、レイノルズ数が大きい程輸送能力が高くなるこ
とが知られている。同様のことはカンチレバー振動子を
用いる流体輸送装置でも成立する。ここで、振動子の下
流側のジェットの流速が等しい場合、レイノルズ数は振
動子の長さに応じて増加し、そのため、流路内の単位体
積当りの流体の慣性力は振動子の長さに応じて増加す
る。
って発生する下流側のジェットの流速は振動子の自由端
の変位速度に比例する。また、ターボ機械における輸送
能力を羽根車の径を代表寸法とするレイノルズ数で比較
すると、レイノルズ数が大きい程輸送能力が高くなるこ
とが知られている。同様のことはカンチレバー振動子を
用いる流体輸送装置でも成立する。ここで、振動子の下
流側のジェットの流速が等しい場合、レイノルズ数は振
動子の長さに応じて増加し、そのため、流路内の単位体
積当りの流体の慣性力は振動子の長さに応じて増加す
る。
【０００４】空気流路に、図４（Ａ）に示す如く短い振
動子ａを配置したものと、図４（Ｂ）に示す如く長い振
動子ｂを配置したものとを用意し、ジェットの流速Ｕ0
が互に等しくなるように各振動子ａ，ｂを振動させ、こ
の状態で流路の出口を閉じて流路内の静圧分布を測定し
たところ、短い振動子ａでは図４（Ｃ）のａ線の如くに
なり、長い振動子ｂでは図４（Ｃ）のｂ線の如くになっ
た。短い振動子ａを配置した場合の出口の静圧Ｐａに比
し長い振動子ｂを配置した場合の出口の静圧Ｐｂの方が
高くなっており、振動子の長さによる慣性力の差が両者
の静圧差（＝Ｐｂ−Ｐａ）として現われている。
動子ａを配置したものと、図４（Ｂ）に示す如く長い振
動子ｂを配置したものとを用意し、ジェットの流速Ｕ0
が互に等しくなるように各振動子ａ，ｂを振動させ、こ
の状態で流路の出口を閉じて流路内の静圧分布を測定し
たところ、短い振動子ａでは図４（Ｃ）のａ線の如くに
なり、長い振動子ｂでは図４（Ｃ）のｂ線の如くになっ
た。短い振動子ａを配置した場合の出口の静圧Ｐａに比
し長い振動子ｂを配置した場合の出口の静圧Ｐｂの方が
高くなっており、振動子の長さによる慣性力の差が両者
の静圧差（＝Ｐｂ−Ｐａ）として現われている。
【０００５】このように、流体の輸送能力を高めるには
振動子の長さを大きくした方が良いが、長さを増すと振
動子の共振周波数が低下し、特に、流路幅が狭くなると
長い振動子では振幅を充分にとれなくなるため、振動子
の自由端の変位速度が小さくなり、ジェットの流速が低
下して出口の静圧も低下し、充分な輸送能力を得られな
くなる。
振動子の長さを大きくした方が良いが、長さを増すと振
動子の共振周波数が低下し、特に、流路幅が狭くなると
長い振動子では振幅を充分にとれなくなるため、振動子
の自由端の変位速度が小さくなり、ジェットの流速が低
下して出口の静圧も低下し、充分な輸送能力を得られな
くなる。
【０００６】本発明は、以上の点に鑑み、幅の狭い流路
における流体の輸送能力を向上し得るようにした装置を
提供することを課題としている。
における流体の輸送能力を向上し得るようにした装置を
提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく、
本発明は、流体の流路に、流体の流れ方向上流側の端部
を固定端、下流側の端部を自由端として振動する板状の
カンチレバー振動子を設けて成る流体輸送装置におい
て、前記振動子を複数の微小振動子に分割し、微小振動
子を流体の流路に流体の流れ方向に沿って前後多段に配
置することを特徴とする。
本発明は、流体の流路に、流体の流れ方向上流側の端部
を固定端、下流側の端部を自由端として振動する板状の
カンチレバー振動子を設けて成る流体輸送装置におい
て、前記振動子を複数の微小振動子に分割し、微小振動
子を流体の流路に流体の流れ方向に沿って前後多段に配
置することを特徴とする。
【０００８】本発明において、振動子を複数の微小振動
子に分割するというのは、通常用いられている数ｃｍ以
上の長さの振動子を１０ｍｍ以下の長さの振動子に分割
することを意味する。
子に分割するというのは、通常用いられている数ｃｍ以
上の長さの振動子を１０ｍｍ以下の長さの振動子に分割
することを意味する。
【０００９】このような微小振動子は、共振周波数が高
く、且つ、流路幅が狭くても充分な振幅をとれるため、
自由端の変位速度を大きくすることができる。そして、
個々の微小振動子による静圧上昇は小さくても、微小振
動子を多段に配置することにより、静圧を段階的に上昇
させて、出口での静圧をかなり高くすることができる。
かくて、本発明によれば、幅の狭い流路での流体の輸送
能力を格段に向上させることができる。
く、且つ、流路幅が狭くても充分な振幅をとれるため、
自由端の変位速度を大きくすることができる。そして、
個々の微小振動子による静圧上昇は小さくても、微小振
動子を多段に配置することにより、静圧を段階的に上昇
させて、出口での静圧をかなり高くすることができる。
かくて、本発明によれば、幅の狭い流路での流体の輸送
能力を格段に向上させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１（Ａ）は本発明装置の一例を
示しており、流路壁１ａで画定される流路１に、長さが
１０ｍｍ以下の微小な振動子２を流体の流れ方向に沿っ
て前後多段に配置している。
示しており、流路壁１ａで画定される流路１に、長さが
１０ｍｍ以下の微小な振動子２を流体の流れ方向に沿っ
て前後多段に配置している。
【００１１】各振動子２は、図２に示す如く、金属箔２
ａに圧電フィルム２ｂを積層して成るもので、流体の流
れ方向上流側の端部を流路１に横設する支持棒３に固定
し、圧電フィルム２ｂを交流電圧の印加で流れ方向に伸
縮させ、振動子２を流れ方向下流側の端部を自由端とし
て振動させるようにしている。尚、振動子２の長さを
Ｌ、振幅の半値をｙ0、流路幅をＷとして、 ｙ0／Ｌ≦０．１ …（１） ０．１≦ｙ0／Ｗ≦０．５ …（２） とすることが望ましい。ｙ0／Ｌ＝０．０５として、
（２）式のｙ0に０．０５Ｌを代入すると、 ２Ｗ≦Ｌ≦１０Ｗ …（３） になる。従ってＷ＝２ｍｍであれば、Ｌは４〜２０ｍｍ
の範囲になり、振動子２の配置段数を増す上で、Ｌ＝４
ｍｍに設定することが望ましい。
ａに圧電フィルム２ｂを積層して成るもので、流体の流
れ方向上流側の端部を流路１に横設する支持棒３に固定
し、圧電フィルム２ｂを交流電圧の印加で流れ方向に伸
縮させ、振動子２を流れ方向下流側の端部を自由端とし
て振動させるようにしている。尚、振動子２の長さを
Ｌ、振幅の半値をｙ0、流路幅をＷとして、 ｙ0／Ｌ≦０．１ …（１） ０．１≦ｙ0／Ｗ≦０．５ …（２） とすることが望ましい。ｙ0／Ｌ＝０．０５として、
（２）式のｙ0に０．０５Ｌを代入すると、 ２Ｗ≦Ｌ≦１０Ｗ …（３） になる。従ってＷ＝２ｍｍであれば、Ｌは４〜２０ｍｍ
の範囲になり、振動子２の配置段数を増す上で、Ｌ＝４
ｍｍに設定することが望ましい。
【００１２】振動子２を上記の如く多段に配置すると、
流路１内の静圧は図１（Ｂ）に示す如く各振動子２毎に
段階的に上昇し、流路１の出口での静圧はかなり高くな
る。従って、コピー機におけるトナー輸送路（トナーを
空気に乗せて輸送する流路）といった幅の狭い流路での
輸送能力を向上させることができる。
流路１内の静圧は図１（Ｂ）に示す如く各振動子２毎に
段階的に上昇し、流路１の出口での静圧はかなり高くな
る。従って、コピー機におけるトナー輸送路（トナーを
空気に乗せて輸送する流路）といった幅の狭い流路での
輸送能力を向上させることができる。
【００１３】ところで、輸送能力が最も高くなるのは、
振動子２をその共振振動数で振動させたときであり、そ
のために、圧電フィルム２ｂには振動子２の共振振動数
に相当する周波数の交流電圧を印加する。ここで、振動
子２の共振振動数はその振動場の圧が高くなると低下
し、振動子２を上記の如く前後多段に配置した場合、後
段のものほど静圧の上昇によって共振振動数が低下す
る。従って、後段のものほど圧電フィルム２ｂに印加す
る交流電圧の周波数を下げて、何れの振動子２もその共
振振動数で振動させるようにすることが望ましい。
振動子２をその共振振動数で振動させたときであり、そ
のために、圧電フィルム２ｂには振動子２の共振振動数
に相当する周波数の交流電圧を印加する。ここで、振動
子２の共振振動数はその振動場の圧が高くなると低下
し、振動子２を上記の如く前後多段に配置した場合、後
段のものほど静圧の上昇によって共振振動数が低下す
る。従って、後段のものほど圧電フィルム２ｂに印加す
る交流電圧の周波数を下げて、何れの振動子２もその共
振振動数で振動させるようにすることが望ましい。
【００１４】尚、上記実施形態では、流路１内に振動子
２を１列に配置したが、流路１の幅が広い場合には、振
動子２を図３に示す如く千鳥状に複数列に配置しても良
い。
２を１列に配置したが、流路１の幅が広い場合には、振
動子２を図３に示す如く千鳥状に複数列に配置しても良
い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （Ａ）本発明装置の第１実施形態の断面図、
（Ｂ）その静圧分布を示すグラフ
（Ｂ）その静圧分布を示すグラフ
【図２】 振動子の拡大断面図
【図３】 本発明装置の第２実施形態の断面図
【図４】 （Ａ）短い振動子を用いた試験装置の断面
図、（Ｂ）長い振動子を用いた試験装置の断面図、
（Ｃ）両試験装置の静圧分布を示すグラフ
図、（Ｂ）長い振動子を用いた試験装置の断面図、
（Ｃ）両試験装置の静圧分布を示すグラフ
１ 流路 ２ 微小振動子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮永 喜一郎 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 流体の流路に、流体の流れ方向上流側の
端部を固定端、下流側の端部を自由端として振動する板
状のカンチレバー振動子を設けて成る流体輸送装置にお
いて、前記振動子を複数の微小振動子に分割し、微小振
動子を流体の流路に流体の流れ方向に沿って前後多段に
配置することを特徴とする流体輸送装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8293623A JPH10141300A (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 流体輸送装置 |
| US08/948,331 US5941694A (en) | 1996-11-06 | 1997-10-10 | Fluid conveying apparatus having multiple piezoelectric driven blades |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8293623A JPH10141300A (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 流体輸送装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10141300A true JPH10141300A (ja) | 1998-05-26 |
Family
ID=17797114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8293623A Pending JPH10141300A (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 流体輸送装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5941694A (ja) |
| JP (1) | JPH10141300A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100392782B1 (ko) * | 2000-10-30 | 2003-07-23 | 학교법인 포항공과대학교 | 위상지연을 이용하여 물체 표면에서 유동을 발생시킬 수있는 액츄에이터 |
| JP2012517790A (ja) * | 2009-02-09 | 2012-08-02 | オークランド・ユニサービシス・リミテッド | 機械感覚性アクチュエータアレイ |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100633170B1 (ko) * | 2004-05-12 | 2006-10-12 | 엘지전자 주식회사 | 박형 공기조화기 |
| WO2008010181A2 (en) * | 2006-07-17 | 2008-01-24 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Micro-fluidic system |
| WO2008018036A2 (en) * | 2006-08-09 | 2008-02-14 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Micro-fluidic system |
| US8322889B2 (en) * | 2006-09-12 | 2012-12-04 | GE Lighting Solutions, LLC | Piezofan and heat sink system for enhanced heat transfer |
| WO2008139401A2 (en) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | A device for and a method of handling a fluidic sample |
| US9478479B2 (en) * | 2010-10-26 | 2016-10-25 | General Electric Company | Thermal management system and method |
| GB201220471D0 (en) | 2012-11-14 | 2012-12-26 | Technology Partnership The | Pump |
| EP2743513B1 (en) * | 2012-12-13 | 2019-02-06 | Goodrich Lighting Systems GmbH | Device for generating an airflow for cooling a heat dissipating electronic element such as an LED |
| CA2958278C (en) * | 2014-08-25 | 2020-03-24 | Ge Aviation Systems Llc | Airflow generator and array of airflow generators |
| US20160138580A1 (en) * | 2014-11-10 | 2016-05-19 | Eran Fine | Mems-based active cooling system |
| WO2016185287A2 (en) * | 2015-05-19 | 2016-11-24 | Nanoair Ltd. | Device integration of active cooling systems |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61212699A (ja) * | 1985-03-18 | 1986-09-20 | Misuzu Erii:Kk | 流体圧送装置 |
| US5008582A (en) * | 1988-01-29 | 1991-04-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electronic device having a cooling element |
| US4923000A (en) * | 1989-03-03 | 1990-05-08 | Microelectronics And Computer Technology Corporation | Heat exchanger having piezoelectric fan means |
-
1996
- 1996-11-06 JP JP8293623A patent/JPH10141300A/ja active Pending
-
1997
- 1997-10-10 US US08/948,331 patent/US5941694A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100392782B1 (ko) * | 2000-10-30 | 2003-07-23 | 학교법인 포항공과대학교 | 위상지연을 이용하여 물체 표면에서 유동을 발생시킬 수있는 액츄에이터 |
| JP2012517790A (ja) * | 2009-02-09 | 2012-08-02 | オークランド・ユニサービシス・リミテッド | 機械感覚性アクチュエータアレイ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5941694A (en) | 1999-08-24 |
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