(57)【特許請求の範囲】
【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パルス状の起電力信号の振幅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。
【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。
【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。
【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信号の振幅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。
【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信号の振幅と、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、上記起電力信号の振幅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。
【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パルス状の起電力信号の振幅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信号の振幅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信号の振幅と、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、上記起電力信号の振幅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。この起電力信号の振幅は、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１６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１２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１０μｍ、各電極２２１，２２２の厚みは数μｍ〜１０数μｍ、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２４，２５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，２２２ａ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３１、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０．５ｓｅｃ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１０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１１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２７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５１ｄ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３１ｂ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パルス状の起電力信号の振幅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。この起電力信号の振幅は、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信号の振幅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信号の振幅と、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、上記起電力信号の振幅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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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