送液泵、液体循环装置、医疗设备和电子设备的制作方法

专利名称：送液泵、液体循环装置、医疗设备和电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及压力输送液体的送液泵、液体循环装置、医疗设备和电子设备。
背景技术：
公知有反复进行在增大泵室的容积而吸入液体之后减小泵室的容积来压力输送 液体的动作的送液泵(例如参照日本特开2011-103930号公报)。就该送液泵来说，每当增 大和减小泵室容积时，泵室内的流体被压力输送。每次的送液量大致等于泵室的最大容积 减去最小容积所得的容积(排除体积)。因此，送液泵的送液量大致等于每单位时间进行泵 室容积增加和减小的次数(驱动次数)乘以排除体积所得的值。因此，若增加每单位时间 的驱动次数,则能够与驱动次数成比例地增加送液量。
专利文献1:日本特开2011-103930号公报
发现这种送液泵具有在特定的运转区域能量效率降低的课题。
下面，利用附图对本申请的发明实现能够高效地运转的压力输送泵的原理进行说 明。图13是例示了送液泵的大致结构的说明图。泵室的一部分由隔膜形成，使收纳在壳体 内的压电元件伸长而使隔膜变形。于是，泵室内的液体从出口流路被压力送出。液体被压 力送出之后，当解除施加给压电元件的驱动电压时，伸长了的压电元件恢复原来长度而使 泵室容积增大。于是，入口侧缓冲室的液体通过止回阀而供给到泵室。从入口流路向入口 侧缓冲室中补充液体。
图14A和图14B是表不对压电兀件施加了驱动信号时的、泵室内部压力的变化的 说明图。如图14A所示，当对压电元件施加驱动电压时，压电元件伸长，因此泵室的内部压 力急剧上升。其结果是，泵室内的液体从出口流路被压力送出，泵室的内部压力也随之下 降。当解除被施加给压电元件的驱动电压时，压电元件缩小，泵室容积增大，因此泵室的内 部压力进一步下降，几乎成为负压。其结果是，液体从入口侧缓冲室流入，泵室的内部压力 马上恢复。
在送液泵的一般驱动条件下，与驱动送液泵的周期(使泵室的容积增减的每一个 循环的时间)、从施加驱动电压到解除为止的时间相比，泵室的内部压力上升或下降的期间 非常短。因此，可以认为是在泵室内被加压的液体被完全从出口流路压力送出之后解除驱 动电压。同样，也可以认为是在从入口侧缓冲室向解除驱动电压而使容积增大了的泵室完 全补充液体之后施加驱动电压。其结果是，每当施加脉冲状的驱动信号时，与排除体积相当 的液体被压力送出。
但是，在与出口流路相连接的液体流路具有较大流路阻力(液体流路细长的情况 等)或者压力送出粘度高的液体的情况下，当泵室的容积减小了的时候，到使排出体积量 的液体从泵室流出需要花费时间。因此，泵室的内部压力的下降需要花费较长时间。
在图14B中，以单点划线表示在液体流路具有较大流路阻力的情况下或者压力送 出粘度高的液体的情况下，泵室的内部压力下降的样子。与图中虚线所示的一般情况(流 路阻力小、液体粘度也小的情况)相比，到泵室的内部压力下降为止需要较长时间。这表示到排除体积量的液体被送出为止需要花费时间。在内部压力下降之前(从泵室送出排除体 积量的液体之前)解除驱动电压时，会中断送液而从入口侧缓冲室补充液体，因此会引起 每个循环的送液量的效率降低。
即使在液体流路不具有大的流路阻力、液体粘度也不高的情况下，在驱动送液泵 的周期(使泵室容积增减的每一个循环的时间)非常短的情况(驱动频率高的情况)下，也 会发生同样的状况。即、即使在液体流路不具有大的流路阻力、液体粘度也不高的情况下， 并不是在压电元件伸长的瞬间从泵室内流出排除体积量的液体，为使排除体积量的液体流 出，需要可以说是短时间的若干时间。因此，以比流出排除体积量的液体所需的时间短的周 期来驱动送液泵时，会引起送液量的效率低下。
不考虑液体流路的流路阻力和液体粘度等，以比从泵室流出排除体积量的液体所 需的时间(泵室的内部压力降低所需的时间)短的周期驱动送液泵时，送液量的效率低下。 该送液量的效率低下如果如图14B所示考虑泵室的内部压力降低的时间常数τ，则当以比 时间常数τ短的周期驱动送液泵时，该送液量的效率低下会大到不能忽视的程度。这里， 时间常数τ由后述的泵室的柔量和从出口流路的入口到液体流路的出口的流路阻力之积 来确定。
图15表示送液泵的驱动频率(驱动周期的倒数)与送液量的关系。作为一般的 送液泵的驱动条件，驱动频率与l/τ相比足够低，因此送液量与驱动频率成比例增加。但 是，如图中实线所示，驱动频率变高不久，送液量不像驱动频率增加那样地增加，在高于I/ τ的驱动频率下送液泵的送液量的效率大幅降低。驱动压电元件时投入的电能大致与驱动 频率成比例，因此这种送液量的效率低下表示投入到压电元件的电能的损失增大。发明内容
本发明的目的在于提供高效的送液泵、液体循环装置、医疗设备和电子设备，即使 在以比泵室内部压力下降的时间常数τ短的周期驱动送液泵时也能够效率好地送出液体 且能够大幅削减投入到压电元件的电能的损失。
(I)根据本发明的一个方式，提供经液体流路输送液体的送液泵。该送液泵具备 泵室，其容积可变；入口流路，其用于使所述液体从所述液体流路向所述泵室流入；止回 阀，其设在所述入口流路和所述泵室之间；出口流路，其与所述泵室连通，用于将所述液体 从所述泵室送出；和出口侧缓冲室，其与所述出口流路连通，用于将液体从所述出口流路向 所述液体流路输送。所述出口侧缓冲室的柔量比所述泵室的柔量大。使所述泵室的容积增 减的每一个循环的时间比时间常数短，所述时间常数通过所述泵室的柔量与从所述出口流 路的入口到所述液体流路的出口的流路阻力之积来确定。
根据本方式，通过使泵室的容积增大，将液体从入口流路经止回阀吸入泵室，然 后，通过使泵室的容积减小，将液体从出口流路向液体流路送出。在出口流路和液体流路之 间设有出口侧缓冲室，该出口侧缓冲室的柔量比泵室的柔量大。送液泵使泵室的容积增减 的每个循环的时间比时间常数τ短，所述时间常数τ通过泵室的柔量与从出口流路的入 口到液体流路的出口的流路阻力之积来确定。
这样，当减小泵室容积时，在泵室被加压的液体经出口流路移动到出口侧缓冲室， 因此泵室的内部压力马上(比时间常数τ短的时间)下降。借助于通过出口流路的液体的惯性，泵室的内部压力成为负压，液体被经止回阀立刻供给至泵室，因此即使在以比该时 间常数τ短的周期驱动送液泵的情况下，也能够高效率地进行送液。另一方面，流入出口 侧缓冲室的液体要向液体流路流动，但由于液体流路的流路阻力而只好慢慢流动。因此，在 出口侧缓冲室的内部压力上升的同时泵室的内部压力下降，因此从泵室朝向出口侧缓冲室 的流动变弱。此时，在泵室和出口侧缓冲室之间未设有止回阀，因此不久会产生从出口侧缓 冲室向泵室的倒流。但是由于在泵室和入口流路之间设有止回阀，因此泵室的内部压力伴 随液体的倒流而再次上升，若成为出口侧缓冲室的内部压力以上，则倒流停止，液体向出口 侧缓冲室流出。由此，泵室再次成为负压，能够再次从入口侧缓冲室向泵室供给液体。这 样，在泵室、出口流路和出口侧缓冲室之间产生压力振动，其结果是能够使供给到泵室的液 体增加。因此，从使泵室容积减少然后增加的每一次的送液量比从泵室的最大容积减去最 小容积所得的容积(排除体积)多。若采用这样能够高效率地输送液体的泵，则能够大幅 削减投入到压电元件的电能，因此能够对节省能源做出贡献。
(2)在上述方式的送液泵中，还可以使所述出口流路的流路阻力比所述液体流路 的流路阻力低。
根据该方式，不管液体流路的流路阻力，泵室的内部压力马上下降，除此之外泵室 和出口侧缓冲室间产生的压力振动不易衰减，因此能够在泵室多次产生负压，能够高效率 地向泵室供给液体。其结果是，即使在以比时间常数τ短的周期驱动送液泵的情况下，也 能够高效率地送出液体。
(3)在上述方式的送液泵中，还可以将所述出口侧缓冲室的柔量设定为所述泵室 的柔量的10倍以上。
出口侧缓冲室的柔量相对于泵室的柔量不足够大的话，当要从泵室向出口侧缓冲 室压力送出液体时，与出口侧缓冲室相连接的液体流路的流路阻力的影响就会显现。与此 相对，若如该方式那样使得出口侧缓冲室的柔量为泵室的柔量的10倍以上，则当从泵室压 力送出液体时，与出口侧缓冲室相连接的流体流路的流路阻力几乎能够被无视。其结果是， 能够使泵室的内部压力马上下降，因此能够高效率地送出液体。
(4)在上述方式的送液泵中，还可以在所述入口流路和所述止回阀之间具有入口 侧缓冲室，通过将所述液体流路连接于所述入口流路，使从所述出口流路向所述液体流路 输送的液体回流到所述入口侧缓冲室。
根据该方式，送出到液体流路的液体在入口侧缓冲室滞留后经止回阀供给至泵 室。因此，即使从泵室送出的液体滞留在出口侧缓冲室而不顺畅地流出到液体流路，经止回 阀供给至泵室的液体不足的情况也不会发生。因此，能够避免不能充分向泵室供给液体而 使送液泵的能力降低的情况。
(5)在上述方式的送液泵中，还可以将所述入口侧缓冲室的柔量设定为所述出口 侧缓冲室的柔量的5倍以上。
如该方式那样，若入口侧缓冲室的柔量为出口侧缓冲室的柔量的5倍以上，通过 实验确认到不会有供给至泵室的液体不足的情况。因此，能够充分发挥送液泵的能力。
(6)在上述方式的送液泵中，还可以在所述入口流路和所述止回阀之间具有入口 侧缓冲室，所述入口侧缓冲室是可变形的包袋。
这样，能够简单地实现具有需要的大小的柔量的入口侧缓冲室。
(7)在上述方式的送液泵中，还可以在所述入口流路和所述止回阀之间具有入口 侧缓冲室，所述入口侧缓冲室是可变形的包袋并能够相对于所述送液泵拆装。
根据该方式，能够容易地更换因变形而改变了特性的包袋或者根据送液泵的使用 方式而更换为最适当的柔量的包袋。
(8)在上述方式的送液泵中，还可以利用压电元件改变泵室的容积。
如该方式这样，若利用压电元件，则能够大力地急剧减小泵室的容积，因此能够在 泵室和出口侧缓冲室之间产生大的压力振动。其结果是，通过利用该压力振动来压力送出 液体，能够高效率地送出液体。
(9)液体循环装置可以使用上述方式的送液泵。
例如，投影仪的光源产生大量的热，因此需要冷却。要得到大的光量，则产生的热 也变多，因此需要提高冷却能力。根据该方式，送液泵小型但具有高的送液能力(冷却能 力)，因此能够应用于通过使制冷液等液体循环来进行冷却的液体循环装置。将本发明的送 液泵作为液体循环装置进行搭载，则能够构成小型且光量大的投影仪。
(10)医疗设备可以使用上述方式的送液泵。
例如，在形成内部包有药剂或营养剂的微型胶囊所使用的药液喷射具、包括对水 或生理盐水等液体加压并从喷射嘴以变细了的状态向活体组织等进行喷射从而进行活体 组织的切开或切除等的喷射手术刀等手术工具的医疗设备中，需要高压的喷射能力。根据 该方式，送液泵小型但具有高送液能力，因此若搭载本发明的送液泵，能够构成小型且喷射 能力高的医疗设备。此外，若用搭载有本发明的送液泵的液体循环装置来冷却医疗设备的 发热部分，还能够提高医疗设备的可靠性。作为医疗设备的发热部分可以列举例如喷射手 术刀的压电致动器等。
(11)电子设备可以使用上述的送液泵。
例如，若使制冷液等流体循环，则能够高效率地冷却投影仪等电子设备中产生的 热源。因此，根据本方式，送液泵小型且具有高送液能力，因此若采用本发明的送液泵，能够 构成小型的电子设备。
(12)根据本发明的另一方式，送液泵还能够以下面的方式进行把握。即送液泵具 备泵室，其能够对应于压电元件的驱动而改变容积；出口流路，其用于使所述液体从所述 泵室向液体流路流出；入口流路，其用于将所述液体供给至所述泵室；和止回阀，其设在所 述入口流路和所述泵室之间，以比所述泵室的内部压力上升后该泵室的内部压力下降时的 时间常数短的周期来驱动所述压电元件，在所述出口流路和所述液体流路之间设有出口侧 缓冲室，该出口侧缓冲室的柔量比所述泵室的柔量大且在所述泵室的柔量的100倍以下。
在具有这种结构的送液泵中，通过使泵室的容积增大，将液体从入口流路经止回 阀吸入泵室，然后，通过使泵室的容积减小，将液体从出口流路向液体流路送出。在出口流 路直接连接于液体流路的情况下，由于液体流路具有大流路阻力，因此当使泵室的容积减 少时泵室的内部压力暂时上升，然后随着液体从出口流路直接流入液体流路，泵室的内部 压力降低。送液泵被以比这种情况下的泵室的内部压力降低时的时间常数τ短的周期驱 动。在出口流路和液体流路之间设置有出口侧缓冲室，该出口侧缓冲室的柔量比泵室的柔 量大且为泵室的柔量的100倍以下。
当使泵室的容积减小时，液体从泵室流入出口侧缓冲室，出口侧缓冲室的内部压力上升，其结果是液体从出口侧缓冲室向液体流路送出。因此，当出口侧缓冲室的柔量过大 时，从开始驱动送液泵到达到本来的送液量需要花费时间。如后所述，出口侧缓冲室的柔 量比泵室的柔量大，则送液泵的能力提高，但当出口侧缓冲室的柔量达到泵室的柔量的100 倍程度时，送液泵的能力产生饱和倾向。因此，若将出口侧缓冲室的柔量设定为泵室的柔量 的100倍以下，则能够抑制从开始驱动送液泵到达到本来的送液量所花费的时间。
(13)在上述方式的送液泵中，还可以在所述入口流路和所述止回阀之间具有入口 侧缓冲室，通过将所述液体流路连接于所述入口流路，使从所述出口流路向所述液体流路 输送的液体回流到所述入口侧缓冲室。
根据该方式，送出至液体流路的液体在入口侧缓冲室滞留之后，经止回阀供给至 泵室。即使从泵室送出的液体滞留在出口侧缓冲室而不顺畅地流出到液体流路，经止回阀 供给至泵室的液体不足的情况也不会发生。因此，能够避免不能充分向泵室供给液体而使 送液泵的能力降低的情况。
(14)在上述方式的送液泵中，还可以在所述入口流路和所述止回阀之间具有入口 侧缓冲室，将所述入口侧缓冲室的柔量设定为所述出口侧缓冲室的柔量的5倍以上。
若入口侧缓冲室的柔量为出口侧缓冲室的柔量的5倍以上，则通过实验确认到不 会有供给至泵室的液体不足的情况。因此，根据该方式，能够充分发挥送液泵的能力。
(15)在上述方式的送液泵中，还可以在所述入口流路和所述止回阀之间具有入口 侧缓冲室，所述入口侧缓冲室是可变形的包袋。
根据该方式，能够容易地更换因变形而改变了特性的包袋或者根据送液泵的使用 方式而更换为最适当的柔量的包袋。
(16)在上述方式的送液泵中，还可以在所述入口流路和所述止回阀之间具有入口 侧缓冲室，所述入口侧缓冲室是可变形的包袋并能够相对于所述送液泵拆装。
根据该方式，能够容易地更换因变形而改变了特性的包袋或者根据送液泵的使用 方式而更换为最适当的柔量的包袋。
(17)液体循环装置还可以使用上述方式的送液泵。
例如，投影仪的光源产生大量的热，因此需要冷却。要得到大的光量，则产生的热 也变多，因此需要提高冷却能力。根据该方式，送液泵小型但具有高的送液能力(冷却能 力)，因此能够应用于通过使制冷液等液体循环来进行冷却的液体循环装置。将本发明的送 液泵作为液体循环装置进行搭载，则能够构成小型且光量大的投影仪。
(18)医疗设备还可以使用上述方式的送液泵。
例如，在形成内部包有药剂或营养剂的微型胶囊所使用的药液喷射具、包括对水 或生理盐水等液体加压并从喷射嘴以变细了的状态向活体组织等进行喷射从而进行活体 组织的切开或切除等的喷射手术刀等手术工具的医疗设备中，需要高压的喷射能力。根据 该方式，送液泵小型但具有高送液能力，因此若搭载本发明的送液泵，能够构成小型且喷射 能力高的医疗设备。此外，若用搭载有本发明的送液泵的液体循环装置来冷却医疗设备的 发热部分，还能够提高医疗设备的可靠性。作为医疗设备的发热部分可以列举例如喷射手 术刀的压电致动器等。
(19)电子设备还可以使用上述方式的送液泵。
例如，若使制冷液等流体循环，则能够高效率地冷却投影仪等电子设备中产生的热源。因此，根据本方式，送液泵小型且具有高送液能力，因此若采用本发明的送液泵，能够 构成小型的电子设备。
上述的本发明的各方式具有的多个构成要素都不是必需的，为了解决上述课题的 一部分或全部，或者为了实现本说明书记载的效果的一部分或全部，可以适当地对多个构 成要素的一部分构成要素进行其变更、删除、替换为其他新的构成要素、或删除限定内容的 一部分。此外，为了解决上述课题的一部分或全部、或者为了实现本说明书记载的效果的一 部分或全部，还可以将上述本发明的一个方式所包含的技术特征的一部分或全部与上述的 本发明的另一方式所包含的技术特征的一部分或全部相组合，来形成本发明的独立的一个 方式。


图1是表示本实施例的送液泵的结构的说明图。
图2A至图2C是表示对压电元件施加了驱动信号时泵室的内部压力的说明图。
图3是表示有无出口侧缓冲室导致的送液量的不同的说明图。
图4是表示出口侧缓冲室的容积与泵室容积之比的影响的说明图。
图5是表示开始驱动送液泵之后到送液量稳定为止的时间变化的说明图。
图6是例示利用本实施例的送液泵构成循环流路的情况的说明图。
图7是表示入口侧缓冲室容积与出口侧缓冲室容积之比的影响的说明图。
图8是表示以加大入口侧缓冲室的柔量的观点构成的变形例的送液泵的说明图。
图9A至图9C是表示通过变形例的送液泵的动作使液体在液体流路内循环的样子 的说明图。
图1OA至图1OD是表示薄膜包袋(film pack)的结构的说明图。
图1lA至图1lB是表示将送液泵应用于电子设备的例子的说明图。
图12是表示作为应用送液泵的医疗设备的一个例子的流体喷射系统400的概略 结构的说明图。
图13是例示送液泵的结构的说明图。
图14A至图14B是表示对压电元件施加了驱动信号时泵室的内部压力的变化的说 明图。
图15是表示送液泵的驱动频率与送液量的关系的说明图。
标号说明
100送液泵;102泵室;104隔膜;106压电元件;108壳体;110止回阀；112入口侧 缓冲室；114入口流路；116出口流路；118出口侧缓冲室；122液体流路；200送液泵；210 压电元件壳体；210h贯通孔；212底板；214压电元件；216加强板；218隔膜；220环状部 件；230泵室；240流路壳体；240c凹部；242出口流路；244入口流路；246液室；248止回 阀；260薄膜包袋；262连接部件；262a连通孔；264薄膜(film) ；266开放口部件；300液 体流路；301投影仪；320外装壳体；322光源；324液晶光阀；326 二向色棱镜(dichroic prism) ；328投影透镜；330冷却装置；331液体循环装置；332液体管；334受热部；336放 热部；340冷却风扇；342风扇电动机；344电动机控制部；346温度传感器；400流体喷射系 统；420流体喷射装置；430脉动产生部；432流体室；434压电致动器；436流体喷射管；438下壳体；439上壳体；440流体容器；442供给泵；444连接管；446连接管；450液体循环装置；490液体流路；496控制部。
具体实施方式
图1是表示本实施例的送液泵的结构的说明图。如图所示，本实施例的送液泵100 相对于图13所示的送液泵在设有出口侧缓冲室118这点不同。即，在本实施例的送液泵 100，泵室102的一部分由隔膜104形成，在壳体108收纳有压电元件106，在泵室102的上部隔着止回阀110设有入口侧缓冲室112。从入口流路114向入口侧缓冲室112供给液体。 泵室102经出口流路116连接于出口侧缓冲室118，出口侧缓冲室118连接着液体流路122。
当对压电元件106施加驱动信号使压电元件106伸长时，隔膜104变形而使泵室 102的容积减少。于是，泵室102内的液体经出口流路116流入出口侧缓冲室118，并从出口侧缓冲室118送到液体流路122。
图2A至图2C是表示在本实施例的送液泵100中对压电元件106施加了驱动信号时泵室102的内部压力的说明图。图2A表示施加给压电元件106的驱动信号。图2B和图 2C针对出口侧缓冲室118的容积不同的情况表示内部压力的时间变化。如图2A所示，当驱动信号的电压(驱动电压)上升时，压电元件106伸长，使得泵室102的容积减小，因此泵室102的内部压力急剧上升。此时，出口流路116和液体流路122之间具有出口侧缓冲室 118，因此在泵室102中被加压的液体移动到出口侧缓冲室118，泵室102的内部压力马上下降。从泵室102侧观察该现象时，存在于出口侧缓冲室118的对面侧的液体流路122，由于存在出口侧缓冲室118，而几乎不会对泵室102产生影响，处于与只连接着出口流路116相同的状态。
这可以如下所述那样进行说明。当液体以流量Q在液体流路122和出口流路116 等圆管流路中流动时，该圆管流路的任意两点间的内部压力差ΛΡ能以下式(I)表示。
AP = QXR ···(!)
这里，R是上述的圆管流路的任意两点间的流路阻力值。流路中液体的流动为稳定的层流(哈根但意索意流Hagen-Poiseuille flow)时，当绝对粘性μ的液体在两点间的长度为L、半径为r的圆管流路中流动时，流路阻力R能以下面的式(2)表示。
R = 8 X μ X L/ (31 r4) · · .(2)
其中，如图13所示的送液泵那样，在出口流路116和液体流路122之间没有出口侧缓冲室118的情况下，伴随有泵室102的容积的增减。因此，在出口流路116和液体流路 122中流动的液体为非稳定的流动，出口流路116和液体流路122的流路阻力值高达以(2) 式表示的流路阻力值的约4倍。
当对泵室102或出口侧缓冲室118等充满流体的流体室内施加压力时，由于流体室的变形会导致容积的膨胀或流体的压缩。例如，作为最简单的情况，是在容积为V且体积弹性率为K的流体室内充满压缩率为K F的流体(这里为液体)，对流体室内的液体施加压力P。此时，流体室的变形导致的容积变化量AVl为下式。
AVI = V/KXP · · · (3)
液体的压缩导致的体积变化量AV2为下式。
ΔΥ2 = VX K F XP · · ·⑷
因而，流体室的容积在表观上相对于压力P的变化量Λ V为下式所示。
AV = VX (1/K + kf) XP · · · (5)
该VX (1/Κ + K F)是称为柔量的值。这里，当流体室是具有相同的弹性率的部件， 液体是具有相同压缩率的流体时，式(5)表示若施加相同压力P，则表观上的流体室的容积变化量Λ V与流体室的容积V成正比。
如上面说明那样，在图13所示那样的不具有出口侧缓冲室118的送液泵中，按照出口流路116和液体流路122所构成的流路阻力(根据此前的实验结果，约为式(2)所求出的流路阻力R的4倍)与泵室102的柔量之积所确定的时间常数τ，泵室的内部压力缓慢下降。但是，在本发明的泵室100中，由于存在柔量比泵室102大的出口侧缓冲室118，因此泵室102几乎不受液体流路122的流路阻力的影响。因此，当泵室102的容积减小而要流出排除体积量的液体时，由于只受出口流路116的流路阻力和惯性(inertance)的影响， 因此排除体积量的液体流出所需的时间变短。
在出口流路116中移动的液体由于出口流路116的惯性而受到惯性力作用，因此泵室102的内部压力成为负压，能够从入口侧缓冲室112向泵室102供给液体。此时，出口流路116的惯性比入口侧缓冲室112和泵室之间的连通路的惯性大，因此在出口流路116 中移动的液体几乎不会返回泵室102，入口侧缓冲室112的液体被供给泵室102。这是因为入口侧流路(设有止回阀110的通路部分)的惯性与出口侧流路(出口流路116)的惯性比非常小。
这里，所谓惯性是流路的特性值，表示通过对流路的一端施加压力使流路内的流体要流动时流体的流动容易度。例如，以最简单的情况为例进行说明，在截面面积为S、长度为L的流路中充满密度为P的流体(这里是液体)，对流路的一端施加压力P (准确地说是两端的压力差为P)。对流路内的流体作用有压力PX截面面积S的力，其结果是，流路内的流体流出。设此时的流体的加速度为a时，流路内的流体的质量为密度P X截面面积SX 长度L，因此建立运动方程式并变形，则得到下式。
P= P XLXa · · · (6)
设在流路中流动的体积流量为Q，在流路中流动的流体的流速为V，则Q = vX S，因此下式成立。
dQ/dt = aXS · · · (7)
将式(7)带入式(6)，则成为下式。
P = ( P X L/S) X (dQ/dt) · · · (8)
该式是在流路的一端施加压力P (准确地说是两端的压力差)时利用dQ/dt表示针对流路内的流体的运动方程式的式子。式(8)表示若施加相同压力P，则(P XL/S)越小，dQ/dt越大(即流速变化大)。该(P XL/S)是被称作惯性的值。
在图1所示的本实施例的送液泵100中，由于内径小且通路长度长，出口流路116 的惯性为较大的值。与此相对，由于设有止回阀110的通路部分的通路长度短，因此泵室 102的入口侧流路的惯性为较小的值。因此，当泵室102为负压时，合成惯性大的出口侧液体几乎不被吸入，合成惯性小的入口侧液体被吸入泵室102。由于上述理由，当使泵室102 的容积减小时，在泵室102被加压的液体经出口流路116移动到出口侧缓冲室118，因此泵室102的内部压力马上(比时间常数τ短的时间)下降。基于在出口流路116通过的液体的惯性，泵室102的内部压力成为负压，液体经止回阀110被立即供给至泵室，因此即使在以比该时间常数τ短的周期驱动送液泵的情况下，也能够高效率地送出液体。
流入出口侧缓冲室118的液体由于液体流路122的高流路阻力而几乎不会流出， 因此出口侧缓冲室118的内部压力上升。此时，泵室102的内部压力下降，因此出口流路 116内的液体的惯性力逐渐减小。由于在泵室102和出口侧缓冲室118之间未设有止回阀 110，因此几乎不会产生从出口侧缓冲室118向泵室102的倒流。即使液体向泵室102倒流， 由于止回阀110，液体也不会向入口侧缓冲室112流出，因此泵室102的内部压力再次上升， 倒流的液体向出口侧缓冲室118流出。由此，泵室102再次成为负压，能够再次从入口侧缓冲室112向泵室102供给液体。通过反复进行这种振动，以一次驱动而多次(在图2Α至图 2C所示的例子中为2次)打开止回阀，液体能够供给至泵室102。
该现象通常容易被理解为在泵室102和出口侧缓冲室118间传播的液体中的压力波的传播。但是，对于本实施例的送液泵100，即使泵室102和出口侧缓冲室118的距离短(与出口侧缓冲室的大小无关，无论怎么长也是约为IOcm(厘米))、液体中的声速约为 1000m/sec (米/秒)，基于压力波的传播的振动周期最长应该为O. 2msec (毫秒)。但是，关于图2B或图2C所示的振动的固有振动周期，在出口侧缓冲室118的容积小的情况下约为 O. 35msec,在出口侧缓冲室118的容积大的情况下约为O. 4msec,不能通过压力波的传播进行说明。
但是，该现象能够通过考虑液体的压缩性 (即将液体作为压缩性流体进行处理) 进行说明。即如果考虑泵室102的柔量、出口流路116的惯性、出口侧缓冲室118的柔量所形成的固有振动(共振)，则其固有振动周期能以下面的式(9)表示。
T = 2 31 (MC)1/2 · · · (9)
这里，M是出口流路116的惯性，C是泵室102和出口侧缓冲室118的合成柔量。 将泵室102的柔量设为C1，将出口侧缓冲室118的柔量设为C2时，合成柔量C通过下面的式(10)得到。
C = I {1/Cn + I/C2) · · · (10)
若采用式(9)所示的固有振动，能够再现图2B至图2C所示的振动，还能够说明出口侧缓冲室118的容积越大(因为出口侧缓冲室的柔量变大，所以)固有振动周期T越长的现象。根据式(9)和式(10)可知，固有振动周期T还根据泵室102的容积而变化。
图3是表示有无出口侧缓冲室导致的送液量的不同的说明图。换言之，是不具有出口侧缓冲室118的送液泵和具有出口侧缓冲室118的本实施例的送液泵100中的送液量的测量结果。如图3所示，通过设置出口侧缓冲室118，送液量大幅增加。另外，出口侧缓冲室118的容积越大，送液量越增加。这是由于下述理由所致。
入口侧缓冲室112的液体在泵室102成为负压的期间(负压期间)流入泵室102。 因此，该负压期间长的话，则从入口侧缓冲室112流入泵室102的液体的流量(该流量成为送液量)变多。这里，如图2B至图2C所示，泵室102的内部压力的振动由于出口流路116 的流路阻力而衰减，因此泵室102的内部压力为负压的次数有限。因此，每次的负压期间越长，流入泵室102的流量就越多，为此最好将固有振动周期T设定较长。从式(9)可知，为了加长固有振动周期T，加大合成柔量C即可。但是，当加大泵室102的容积(柔量)时，使泵室102的容积(柔量)减小所形成的排除体积相对于泵室102的容积的比例变小，因此泵室102的压力变低。因此，通过加大出口侧缓冲室118的容积(柔量)能够增加送液量。
图4是表示出口侧缓冲室118的容积与泵室102的容积之比的影响的说明图。换 言之，是表示使出口侧缓冲室118的容积(柔量)相对于泵室102的容积(柔量)不同时 送液量的变化的说明图。如图所示，当设出口侧缓冲室118的容积(柔量)设定为泵室102 的容积(柔量)的10倍以上时，能够得到至少2倍以上的送液量，设定为100倍以上时送 液量饱和。在该固有振动期间，泵室102的内部压力变动，但出口侧缓冲室118的容积(柔 量)相对于泵室102的容积(柔量)越大，出口侧缓冲室118的内部压力变化越小。因此， 使出口侧缓冲室118的容积(柔量)相对于泵室102变大还具有抑制脉动的效果。
图5是表示开始驱动本实施例的送液泵100之后到送液量稳定为止的时间变化的 测定例。这里，图5的实线是图3、图4所示的出口侧缓冲室118的容积大(出口侧缓冲室 118的容积为泵室102的容积的100倍)的情况，虚线是出口侧缓冲室118的容积比实线 的情况更大(出口侧缓冲室118的容积为泵室102的容积的200倍)的情况。刚开始驱动 送液泵100之后，出口侧缓冲室118的内部压力渐渐上升，与此同时送液量增加。当出口侧 缓冲室118的容积(柔量)过大时，出口侧缓冲室118的内部压力上升缓慢，因此到送液量 稳定为止需要时间。因此，出口侧缓冲室118的容积(柔量)以不过大为宜。如图6例示 的那样，在使液体流路122中流动的液体回流到入口流路114而构成循环流路的情况下，当 存储在出口侧缓冲室118的液体变多时，在液体流路122内循环的液体不足，入口侧缓冲室 112成为负压状态，送液量有可能减少。根据这些理由，出口侧缓冲室118的容积(柔量) 优选为泵室102的容积(柔量)的大约100倍以内。
图6是例示利用本实施例的送液泵100构成循环流路的情况的说明图。而且，将 送液泵100连接着循环流路的状态称为液体循环装置100X。
图7是表示入口侧缓冲室112的容积与出口侧缓冲室118的容积之比的影响的说 明图。换言之，是表示入口侧缓冲室112的容积(柔量)相对于出口侧缓冲室118的容积 (柔量)不同时送液量变化的说明图。入口侧缓冲室112的容积(柔量)相对于出口侧缓 冲室118的容积(柔量)设定为5倍以上时送液量稳定。这认为这是由于如果入口侧缓 冲室112具有足够的容积(柔量)，则即使泵室102送出的液体存储在出口侧缓冲室118， 入口侧缓冲室112也不会额外地成为负压。由此，入口侧缓冲室112优选具有出口侧缓冲 室118的5倍以上的容积(柔量)。
图8是表示可加大入口侧缓冲室112的柔量的变形例的送液泵200的说明图。在 图8中，例示了利用变形例的送液泵200构成循环流路的情况。
如图所示，变形例的送液泵200大致将压电元件壳体210和流路壳体240合起来 而构成。在压电元件壳体210，在与流路壳体240配合的面的大致中央，形成有贯通压电元 件壳体210的圆形截面的贯通孔210h，贯通孔210h的底部由底板212牢固地封闭。在该 压电元件壳体210的贯通孔210h收纳有层叠型压电元件214，压电元件214的底部紧固于 底板212。在压电元件214的上端安装有圆形的加强板216，在加强板216的上表面紧固有 由金属薄板等形成的圆形的隔膜218。隔膜218的外径比贯通孔210h的内径大，将加强板 216的厚度设定为在将隔膜218紧固于加强板216的状态下，隔膜218接触压电元件壳体 210的上表面(与流路壳体240配合的面)。
在流路壳体240，在与压电元件壳体210配合的面形成有圆形的凹部240c，在该凹部240c嵌入有形成为环状的环状部件220。环状部件220的内径比隔膜218的外径小，将 流路壳体240和压电元件壳体210配合并通过螺钉紧固等进行固定，这样成为隔膜218被 夹在环状部件220和压电元件壳体210之间的状态。其结果是，形成了通过流路壳体240 的凹部240c、环状部件220的内周面以及隔膜218围起来的泵室230。具体如后所述，当压 电元件214伸长或收缩而使隔膜218变形时，泵室230的容积变化。
在流路壳体240设有将液体导向泵室230的液室246 ;出口流路242，其将泵室 230内的液体引导到与流路壳体240的侧面连接的液体流路300的一端；以及入口流路 244，其将从与流路壳体240的侧面连接的液体流路300的另一端供给来的液体导向液室 246。图示很复杂，因此省略了图示，但即使在变形例的送液泵200中，与本实施例的送液泵 100同样，泵室230也经出口流路242与出口侧缓冲室相连接，液体流路300连接于出口侧 缓冲室。
液室246的一端开口于流路壳体240的上表面侧(与压电元件壳体210配合的面 的相反侧)，并且另一端开口于泵室230，液室246形成为朝向泵室230侧变细(截面面积 变小)。入口流路244连接于液室246的中途。在液室246的泵室230侧的端部设有止回 阀248，止回阀248允许液体从液室246向泵室230流入，但阻止液体从泵室230向液室246 倒流。在开口于流路壳体240的上表面侧的液室246端部，气密地嵌入有薄膜包袋260的 连接部件262，该薄膜包袋260由具有气体阻隔性和耐热性的柔软薄膜形成。本实施例的薄 膜包袋260相对于流路壳体240能够装卸。对于该薄膜包袋260的结构之后利用其他附图 进行详细说明。
液体流路300采用了具有耐压性的硅胶管或树脂管。在如上所述构成的循环流路 中，通过驱动送液泵200的压电元件214，如下所述那样使液体流路300内的液体循环。
图9A至图9C是表示通过送液泵200的动作使液体在液体流路300内循环的样子 的说明图。图9A表示送液泵200未动作的状态(对压电元件214施加驱动电压之前的状 态)。在该状态下，在泵室230中完全充满液体。
在如图9A所示在泵室230中充满液体的状态下，当对压电元件214施加驱动电压 时，如图9B所示，压电元件214随着驱动电压的增加而伸长。其结果是，隔着加强板216向 泵室230按压隔膜218，因此泵室230的容积减小，泵室230内的液体被加压。此时，止回阀 248处于封闭状态，阻止液体从泵室230向液室246倒流。因此，泵室230的容积减小的量 的液体通过出口流路242和出口侧缓冲室(未图示)被压力输送向液体流路300。
当液体被送入液体流路300时，液体流路300内的液体被不断向下游侧推动而流 动。如前所述，在变形例的循环流路中，由液体流路300和送液泵200构成密闭系统，从液 体流路300推出并返回送液泵200的液体，通过入口流路244而流入薄膜包袋260。这里， 薄膜包袋260由柔软的薄膜形成，并且不是以填满液体而完全张紧的状态而是以还残留有 膨胀余量的状态进行安装。因此，即使从液体流路300返回的液体流入薄膜包袋260，薄膜 包袋260膨胀。其结果是，薄膜包袋260内和与薄膜包袋260连通的液室246内的压力不 会变高。
接下来，如图9C所示，压电元件214随着驱动电压的减小而收缩并恢复到原来长 度时,泵室230的容积随之增加(恢复到原来的容积)。此时,泵室230内成为负压，因此 止回阀248成为开放状态，液体从液室246被吸入泵室230。泵室230内的负压也作用于出口流路242，但出口流路242的流路阻力设定为比液室246和止回阀248的流路阻力小， 因此与出口流路242相比，液体更容易从液室246流入泵室230。液室246与薄膜包袋260 连通，在薄膜包袋260内确保有足够量的液体，因此能够没有滞后地向泵室230供给液体。 随着薄膜包袋260内的液体被供给至泵室230，薄膜包袋260萎缩，由此液室246内和薄膜 包袋260内难以成为负压。
这样在液体充满了容积恢复的泵室230之后，压电元件214再次随着驱动电压的 增加而伸长时，如图9B所示，在泵室230内被加压的液体被压力输送向液体流路300。送液 泵200通过反复以上的动作，能够使液体流路300内的液体循环。
图1OA至图1OD是表示薄膜包袋260的结构的说明图。图1OA表示薄膜包袋260的 分解立体图。薄膜包袋260由如下部分构成具有气体阻隔性和耐热性的一对柔软的薄膜 264 ;连接部件262，其设有连通孔262a，用于将薄膜包袋260能够装卸地连接于液室246 ； 和设有能够开闭的开放口的开放口部件266。一对薄膜264形成为大致长方形，通过在长边 方向的一端侧夹着连接部件262且在另一端侧夹着开放口部件266的状态下，利用热压接 等将一对薄膜264的周围气密地贴合，而形成薄膜包袋260。
图1OB表示贴合一对薄膜264而形成的薄膜包袋260。在图1OB中，通过热压接等 贴合的密封部标注了斜线进行表示。如图1OB所示，薄膜包袋260在内部未收纳有液体的 状态下处于一对薄膜264相互接触的状态。
当液体通过连接部件262的连通孔262a流入薄膜包袋260时，如图1OC所示，薄 膜包袋260膨胀(容积增加)，因此能够在一对薄膜264之间收纳液体。当薄膜包袋260内 的液体通过连接部件262的连通孔262a流出时，薄膜包袋260萎缩(容积减小)。这样，薄 膜包袋260能够根据在内部收纳的液体量而变形。
图1OD例示了薄膜包袋260所采用的薄膜264的结构。图示的薄膜264是多层 结构，在耐冲击性优异的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)外层与耐液体性优异的聚丙烯(PP) 内层之间设有铝箔中间层，各层贴合在一起。通过这样设置铝箔中间层，能够提高薄膜的 强度并且提高气体阻隔性。这种结构的薄膜包袋260耐热性优异，可以在高温(例如高达 150°C)下进行处理，并且具有柔软性，变形容易。除了能实现轻量化之外，还具有能够通过 热压接就简单地形成的特征。
薄膜包袋260所采用的薄膜264的结构不限于图1OD所示的结构，例如作为中间 层，可代替铝箔而采用乙烯醇共聚树脂(EV0H)、聚偏二氯乙烯(PVDC)。还可以是聚酰胺(尼 龙)外层和聚丙烯(PP)内层直接贴合而形成为透明薄膜，由此，能够识别薄膜包袋260的 内部(液体量和液体流动)。
在具有上述结构的变形例的送液泵200中，相对于前述的本实施例的送液泵100， 相当于入口侧缓冲室112的部分由薄膜包袋260构成。这样，若以弹性率小的材料(薄膜 264)构成入口侧缓冲室112，则能够充分加大入口侧缓冲室112的柔量。如前所述，若入 口侧缓冲室112的柔量相对于出口侧缓冲室118足够大，则能够以大流量稳定地送出液体 (参照图7)。由此，通过使与入口侧缓冲室112相当的部分为薄膜包袋260，能够充分发挥 送液泵200的能力。
以上，对本实施例的送液泵100和变形例的送液泵200进行了说明，但本发明不限 于上述所有的实施例，在不脱离其要旨的范围内能够以各种方式来实施。例如，能够应用于通过使制冷液等流体循环来冷却投影仪等电子设备中产生的热源的流体循环装置。还能够 应用于以下等各种电子设备在形成内部包有药剂或营养剂的微型胶囊所使用的流体喷出 装置；包括液体流路的前端直径变细并从其前端以高压喷射流状喷射流体(水、生理盐水、 药液等)来切除对象物的喷射手术刀(JET MES)等手术工具或药液喷射工具的医疗设备。 本实施例的送液泵100中的出口侧缓冲室118和入口侧缓冲室112不一定需要由不锈钢等 非常硬的部件构成，只要采用弹性率小的部件，则即使其容积很小也能得到足够大的柔量， 能够实现非常小的送液泵。下面，作为一个例子对采用了上述实施例和变形例的送液泵的 电子设备和医疗设备进行说明。
图11至图1lB是表示将上述实施例的送液泵(或变形例的送液泵)应用于电子 设备的例子的说明图。图1lA和图1lB中作为电子设备示出了在投影仪301中应用本实施 例的送液泵100的例子。如图1lA所示，投影仪301通过在外装壳体320的内部收纳如下 等部分而构成由多个光学器件构成的光学系统；冷却光学器件的冷却装置330 ;未图示的 电源单元；以及未图示的控制单元。光学系统由如下部分等构成射出光束的光源322 ;根 据图像信息进行光调制的液晶光阀324 ;二向色棱镜326和投影透镜328。
光源322搭载有射出R(红)色光的R光源322R ;射出G (绿)色光的G光源322G; 射出B (蓝)色光的B光源322B这三个光源322R 322B。这些各色光源322R 322B可 以采用LED元件、激光二极管、有机EL元件、硅发光元件等各种固体发光元件。此外，各色 光源322R 322B向分别设于各色光源322R 322B的液晶光阀324射出光束。
液晶光阀324是透射型液晶面板，基于来自未图示的控制装置的驱动信号，使液 晶元件内的液晶分子的排列变化来使光透射或被遮挡，由此形成对应于图像信息的光学图 像。而且，将在液晶元件使光透射或者被遮挡的动作成为“光调制”。利用液晶光阀324进 行光调制的结果是，在接收来自光源322R的光束的液晶光阀324R形成R光学像，在接收来 自光源322G的光束的液晶光阀324G形成G光学像，在接收来自光源322B的光束的液晶光 阀324B形成B光学像。这样得到的各色光学像被向二向色棱镜326射出。
二向色棱镜326是贴合四个直角棱镜而构成的大致立方体形状的光学元件。在贴 合各直角棱镜的界面形成有电介质多层膜。电介质多层膜具有通过膜厚的设定仅反射特定 波长的光、而使其他光透射的性质。利用该性质，在二向色棱镜326使从液晶光阀324射出 的色光向投影透镜328的方向反射。来自各液晶光阀324R 324B的色光向投影透镜328 反射的结果是，各色光的光学像被合成，作为彩色图像向投影透镜328射出。然后，投影透 镜328通过向未图示的屏幕上投影彩色图像来进行放大显示。
这里，光源322在射出光的同时发热。因此，密闭系统的液体循环装置331如下所 述作为用于冷却各色光源322R 322B的冷却装置330而被应用。而且，本实施例中，利用 冷却装置330冷却光源322，但还可以冷却其他部件(例如液晶光阀324或电源单元等)。
图1lB是表示冷却装置330的结构的说明图。而且，如利用图1lA在前面叙述那 样，冷却装置330分别设于各色光源322R 322B(共计三个)，但每个的结构是相同的，因 此下面对冷却光源322的一个冷却装置330进行说明。
如图所示，冷却装置330具有构成前述的液体循环装置331的送液泵100和液体 管332。在液体管332的中途设有使液体吸收来自光源322的热的受热部334和使液体的 热释放的放热部336，通过驱动送液泵100使作为冷却介质的液体(例如水、乙二醇水溶液，丙二醇水溶液、硅酮油等)在液体管332、受热部334、放热部336中循环。而且，在图1lB 中，冷却介质流动的方向通过虚线箭头表示。
在受热部334，使液体接触由金属等高热传导率的材质形成的未图示的导热部件 进行流动，导热部件接触光源322的带有热的部分。因此，光源322的热经导热部件传递给 液体从而冷却光源322。放热部336是所谓的散热器(radiator)，将在内部流动的液体的 温度从形成于表面的多个放热片释放到空气中。其结果是，通过了放热部336的液体在被 冷却了的状态下回流到送液泵100。
此外，在冷却装置330还搭载有用于促进放热部336进行放热的冷却促进单元。 该冷却促进单元由冷却风扇340、使冷却风扇340旋转的风扇电动机342、控制风扇电动机 342动作的电动机控制部344、以及温度传感器346等构成。温度传感器346配置在光源 322的附近，其检测光源322的温度，并将检测到的温度输出给电动机控制部344。电动机 控制部344基于检测到的温度控制风扇电动机342的动作。例如在温度传感器346检测到 的温度高的情况下，增加风扇电动机342的旋转速度来促进放热部336的放热。这样，从放 热部336流出的液体的温度降低，温度更低的液体被供给至受热部334，其结果是，能够降 低光源322的温度。
图12是表示作为应用了上述实施例的送液泵(或变形例的送液泵)的医疗设备 的一个例子的流体喷射系统400的概略结构的说明图。流体喷射系统400具有流体喷射装 置420和冷却流体喷射装置420的液体循环装置450。流体喷射装置420是对皮肤等活体 组织喷射水射流，通过其冲击能量将活体组织剥离或切开的喷水手术刀。特别是，本实施例 的流体喷射装置420是断续喷射水射流的脉冲喷水手术刀(water jet pulse mes)。
流体喷射装置420具有喷射水射流的脉动产生部430 ;收纳水的流体容器440 ； 将收纳在流体容器440中的水吸上来并供给至脉动产生部430的供给泵442 ;连接流体容 器440和供给泵442的连接管444 ；以及连接供给泵442和脉动产生部430的连接管446。
脉动产生部430具有暂时存储从连接管446供给来的水的流体室432 ;对存储在 流体室432中的水赋予脉动的压电致动器434 ;与流体室432连通的流体喷射管436，被压 电致动器434赋予了脉动的水通过该流体喷射管436 ;在内部收纳压电致动器434的下壳 体438 ;以及构成流体室432并与下壳体438相连接的上壳体439。
压电致动器434是层叠型压电元件，利用压电元件的压电效应来使隔膜变形，从 而使流体室432的容积变化。当流体室432的容积变小时，存储在流体室432中的水通过 流体喷射管436并作为水射流喷射到外部。
液体循环装置450是冷却流体喷射装置420的压电致动器434的装置，液体循环 装置450具有送液泵100、两端与送液泵100相连接的循环流路即液体流路490、以及控制 送液泵100的控制部496。本实施例中，通过送液泵100和液体流路490构成密闭系统的循 环路径。即，液体循环装置450内的流体在不与外部气体接触的状态下进行循环。
液体流路490是具有耐压性和柔软性的管。作为具有耐压性和柔软性的管，例如 可以应用由PTFE等氟树脂、聚酰亚胺系树脂、PVC系树脂等热可塑性树脂或硅酮橡胶构成 的医疗用管或一般工业用管，这里并未特别限定。在本实施例中，采用硅胶管作为液体流路 490。该液体流路490卷绕在压电致动器434上。因此，压电致动器434产生的热传递给在 液体流路490内部循环的流体(循环流体)，压电致动器434被冷却。温度上升了的循环流体在液体流路490内的循环中通过空气冷却而被冷却。除此之外，还可以另行采用散热器 来冷却循环流体。在本实施例中，考虑热交换效率，循环流体是液体。此外，在液体循环装 置450中采用水作为液体。
这样，上述实施例的送液泵(或变形例的送液泵)能够应用于液体循环装置、电子 设备、医疗设备等各种设备。
而且，在图1或图6所示的实施例中，采用了止回阀110来抑制液体从泵室102向 入口侧缓冲室112流动(倒流)。但是，还可以采用其他的能够抑制液体从泵室102向入口 侧缓冲室112流动的液体阻力要素来代替止回阀110。例如，作为流体阻力要素，可以采用 节流孔(orifice)。此外，作为流体阻力要素，还可以设置直径从入口侧缓冲室112向泵室 102缩小的流路。此外，作为流体阻力要素，还可以在入口侧缓冲室112和泵室102之间设 置波纹状流路。该波纹状流路优选通过将直径从入口侧缓冲室112向泵室102缩小的多个 短流路相连而构成。同样地，在图8所示的实施例中，也可以采用上述的其他流体阻力要素 来代替止回阀248。
权利要求
1.一种送液泵，其经液体流路输送液体，所述送液泵具备泵室，其容积可变；入口流路，其用于使所述液体从所述液体流路向所述泵室流入；止回阀，其设在所述入口流路和所述泵室之间；出口流路，其与所述泵室连通，用于将所述液体从所述泵室送出；和出口侧缓冲室，其与所述出口流路连通，用于将液体从所述出口流路向所述液体流路输送，所述出口侧缓冲室的柔量比所述泵室的柔量大，使所述泵室的容积增减的每一个循环的时间比时间常数短，所述时间常数通过所述泵室的柔量与从所述出口流路的入口到所述液体流路的出口的流路阻力之积来确定。
2.根据权利要求1所述的送液泵，其中，所述出口流路的流路阻力比所述液体流路的流路阻力低。
3.根据权利要求1或2所述的送液泵，其中，所述出口侧缓冲室的柔量是所述泵室的柔量的10倍以上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的送液泵，其中，在所述入口流路和所述止回阀之间具有入口侧缓冲室，通过将所述液体流路连接于所述入口流路，使从所述出口流路向所述液体流路输送的液体回流到所述入口侧缓冲室。
5.根据权利要求4所述的送液泵，其中，所述入口侧缓冲室的柔量为所述出口侧缓冲室的柔量的5倍以上。
6.根据权利要求1所述的送液泵，其中，在所述入口流路和所述止回阀之间具有入口侧缓冲室，所述入口侧缓冲室是能够变形的包袋。
7.根据权利要求1所述的送液泵，其中，在所述入口流路和所述止回阀之间具有入口侧缓冲室，所述入口侧缓冲室是能够变形的包袋并能够相对于所述送液泵拆装。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的送液泵，其中，利用压电元件改变所述泵室的容积。
9.一种液体循环装置，其使用了权利要求1至8中任一项所述的送液泵。
10.一种医疗设备，其使用了权利要求1至8中任一项所述的送液泵。
11.一种电子设备，其使用了权利要求1至8中任一项所述的送液泵。
12.一种送液泵，所述送液泵具备泵室，其能够对应于压电元件的驱动而改变容积；出口流路，其用于使液体从所述泵室向液体流路流出；入口流路，其用于将所述液体供给至所述泵室；和止回阀，其设在所述入口流路和所述泵室之间，以比所述泵室的内部压力上升后该泵室的内部压力下降时的时间常数短的周期来驱动所述压电元件，在所述出口流路和所述液体流路之间设有出口侧缓冲室，该出口侧缓冲室的柔量比所述泵室的柔量大且在所述泵室的柔量的100倍以下。
13.根据权利要求12所述的送液泵，其中，在所述入口流路和所述止回阀之间具有入口侧缓冲室，通过将所述液体流路连接于所述入口流路，使从所述出口流路向所述液体流路输送的液体回流到所述入口侧缓冲室。
14.根据权利要求12或13所述的送液泵，其中，在所述入口流路和所述止回阀之间具有入口侧缓冲室，所述入口侧缓冲室的柔量为所述出口侧缓冲室的柔量的5倍以上。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的送液泵，其中，在所述入口流路和所述止回阀之间具有入口侧缓冲室，所述入口侧缓冲室为能够变形的包袋。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的送液泵，其中，在所述入口流路和所述止回阀之间具有入口侧缓冲室，所述入口侧缓冲室是能够变形的包袋并能够相对于所述送液泵拆装。
17.一种液体循环装置，其使用了权利要求12至16中任一项所述的送液泵。
18.—种医疗设备，其使用了权利要求12至16中任一项所述的送液泵。
19.一种电子设备，其使用了权利要求12至16中任一项所述的送液泵。
全文摘要
本发明提供送液泵、液体循环装置、医疗设备和电子设备，其能够高效率地进行送液。将液体从送液泵的出口流路经由出口侧缓冲室送到液体流路。出口侧缓冲室的柔量设定为比泵室大的值。送液泵的驱动周期设定为比时间常数短的周期，所述时间常数通过泵室的柔量与从出口流路的入口到液体流路的出口的流路阻力之积确定。这样，利用在泵室和出口侧缓冲室间产生的压力振动，能够高效率地进行送液。
文档编号F04B19/20GK102996395SQ201210333368
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月10日 优先权日2011年9月13日
发明者大岛敦, 松崎尚洋, 内田和见, 小林明男 申请人:精工爱普生株式会社