JP2001153051A - ポンプ、アキュムレータ等の流体機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 スラリー等の沈殿物質を含む移送液を使用す
る場合も沈殿物質がポンプの液室内に停滞して溜まるの
を防止する。 【解決手段】 ポンプ本体１の内部に、軸線方向に往復
運動するベローズ、ダイヤフラム等の隔膜７がポンプ本
体１の内壁４ａとの間に液室９を形成するよう備えられ
る。内壁４ａに吸込口１８及び吐出口１９が設けられ
る。隔膜７の往復運動により液体を吸込む行程と、吐出
す行程とを交互に行うようにしてある。吸込口１８は、
ポンプ本体１の内壁４ａより液室９内に突出するよう固
定された吸込用逆止弁２０の突出先端部の側面に設ける
ことにより液室９内の円周壁９ａに向けて吸込み液を噴
出するようにしている。この旋回流により液室９内が撹
拌されるので、液室９内での液の滞留を少なくして沈殿
物質が液室９内に沈殿したり、凝集するのを防止でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ベローズ式ポン
プ、ダイヤフラム式ポンプ、及びアキュムレータなどの
流体機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体製造装置におけるＩＣや
液晶の表面洗浄等の各種処理に際して薬液の循環や移送
などに使用されるポンプは、ポンプの動作によってパー
ティクルの発生がないベローズ式ポンプやダイヤフラム
式ポンプが使用されている（例えば、特開平３−１７９
１８４号公報）。また、この種のポンプはベローズの往
復運動により脈動が発生するため、この脈動を低減する
ためにアキュムレータが併用される（例えば、特開平６
−１７７５２号公報や特開平１０−１９６５２１号公
報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記ベロー
ズ式ポンプやダイヤフラム式ポンプ、アキュムレータな
どでは、洗浄等の処理性能の低下を防ぐためにポンプ内
やアキュムレータ内において、移送液の滞留が少なく、
常に新しい液が供給されることが要求されるが、特にベ
ローズ式のポンプやアキュムレータなどでは、ポンプの
吸込口やアキュムレータの流入口がそれぞれのベローズ
の軸線方向（往復運動方向）と平行な方向に吸込み液や
流入液を液室内に噴出するように開口されているため、
それぞれのベローズの伸縮部分に液が滞留しやすく、汚
染されやすかった。また、半導体のウエハーやコンピュ
ータ内蔵のハードディスク等の化学的機械研磨［ケミカ
ルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）］の研磨液として
シリカ等のスラリーなどの沈殿する物質を含む液を使用
する場合、沈殿物質がポンプ内やアキュムレータ内に沈
降したり、凝集しやすく、ポンプ、アキュムレータの寿
命に影響することがあった。

【０００４】本発明の目的は、このような問題を解消す
るためになされたもので、ポンプやアキュムレータの内
部での液の滞留を少なくして常に新しい液の供給を可能
にし、またスラリー等の沈殿物質を含む液を使用する場
合も沈殿物質がポンプやアキュムレータの内部に沈降し
たり凝集するのを防止できる流体機器を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
発明は、ポンプ本体の内部に、軸線方向に往復運動する
ベローズ、ダイヤフラム等の隔膜がポンプ本体の内壁と
の間に液室を形成するよう備えられるとともに、ポンプ
本体の前記液室に臨む内壁に吸込口及び吐出口が設けら
れており、前記隔膜の往復運動により前記吸込口から前
記液室内に液体を吸込む行程と、前記液室内の液体を吐
出口から吐出す行程とを交互に行うようにしてある往復
動ポンプよりなる、流体機器であって、前記吸込口が、
前記液室内の、前記軸線方向とは異なる方向にある円周
壁に向けて吸込み液を噴出するよう設けられていること
に特徴を有するものである。

【０００６】請求項２に係る発明は、請求項１記載の流
体機器において、前記吸込口が、ポンプ本体の前記液室
に臨む内壁より液室内に突出するよう固定された吸込用
逆止弁の突出先端部の側面に設けられたものである。

【０００７】請求項１、請求項２に記載の発明によれ
ば、吸込口が液室内の円周壁に向けて吸込み液を噴出す
るよう設けられているので、吸込口から噴出する吸込み
液は液室の内周に沿って旋回流を生起し、この旋回流に
より液室内が撹拌される。したがって、液室内での液の
滞留を少なくして常に新しい液の供給を可能にし、また
スラリー等の沈殿物質を含む液を使用する場合も沈殿物
質が液室内に沈殿したり、凝集するのを防止できること
になる。

【０００８】請求項３に係る発明は、アキュムレータ本
体の内部に、軸線方向に往復動するベローズ、ダイヤフ
ラム等の隔膜がこれの内側に液室を、外側に空気室をそ
れぞれ形成するよう備えられるとともに、アキュムレー
タ本体の前記液室に臨む内壁に流入口及び流出口が設け
られており、前記液室内の液圧に対して空気室内の空気
圧によってバランスするようにしてあるアキュムレータ
よりなる、流体機器であって、前記流入口が、前記液室
内の、前記軸線方向とは異なる方向にある円周壁に向け
て流入液を噴出するよう設けられていることに特徴を有
するものである。

【０００９】請求項４に係る発明は、請求項３に記載の
流体機器において、流入口が、アキュムレータ本体の前
記液室に臨む内壁より液室内に突出するよう固定された
吐出用逆止弁の突出先端部の側面に設けられたものであ
る。

【００１０】請求項３、請求項４に記載の発明によれ
ば、流入口が液室内の円周壁に向けて流入液を噴出する
よう設けられているので、流入口から噴出する流入液は
液室の内周に沿って旋回流を生起し、この旋回流により
液室内が撹拌される。したがって、液室内での液の滞留
を少なくして常に新しい液の供給を可能にし、またスラ
リー等の沈殿物質を含む液を使用する場合も沈殿物質が
液室内に沈殿したり、凝集するのを防止できることにな
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係る流体機器の一実施例
を図１ないし図９に基づき説明する。この実施例の流体
機器は往復動ポンプＰとこれの脈動を減少するアキュム
レータＡとを組み合わせてなる。

【００１２】図１において、往復動ポンプＰのポンプ本
体１は、上端が上壁２で塞がれた円筒状のケーシング３
と、このケーシング３の開放下端を気密状に塞ぐ底壁体
４とを有してなる。その底壁体４に液体の流入路５及び
流出路６が形成されている。

【００１３】ケーシング３内にはその軸線Ｂ方向に沿っ
て伸縮変形可能な有底円筒状のベローズよりなる隔膜７
が軸線Ｂを縦にして配設されている。この隔膜７は耐熱
性、耐薬品性に優れるＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレ
ン）、ＰＦＡ（パーフロロアルコキシ）等のフッ素樹脂
で成形され、その下端開口周縁部７ａを環状固定板８に
より底壁体４の上側面に気密状に押付け固定することに
より、ポンプ本体１の内部空間が隔膜７の内側の液室９
と隔膜７の外側の空気室１０とに隔離される。

【００１４】図２において、上記隔膜７は、これの山折
り部７１と谷折り部７２を上下に交互に連続形成してな
る伸縮部分が伸長状態のときはもとより、同図（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）に示すごとく収縮状態のときも、各山折
り部７１の上下の襞状部７１ａ，７１ｂのうち下側の襞
状部７１ｂが軸線Ｂに向かって下り傾斜する形に形成さ
れている。各山折り部７１の収縮状態下での下側の襞状
部７１ｂの傾斜角α、すなわち軸線Ｂに直交する水平線
Ｌと成す角度αは１〜４５゜、より好ましくは５〜１５
゜とする。ただし、各山折り部７１の上側の襞状部７１
ａは、これの収縮状態下において、同図（ａ）に示すご
とく下側の襞状部７１ｂと同一傾斜角で下り傾斜状に形
成すること、同図（ｂ）に示すごとく軸線Ｂに直交する
水平線Ｌと平行に水平に形成すること、あるいは同図
（ｃ）に示すごとく軸線Ｂに向かって上り傾斜する形に
形成することは任意である。なお、各山折り部７１及び
谷折り部７２のそれぞれの折目部分のコーナには図示例
では角をつけているが、その角にアール（二点鎖線Ｒ）
を付けてもよい。

【００１５】図１において、ポンプ本体１には隔膜７を
駆動伸縮運動させる往復駆動装置２２が備えられる。こ
の往復駆動装置２２は、ポンプ本体１の上壁２の上面側
にシリンダ１１をこれの軸線が隔膜７の軸線Ｂと一致す
るように形成し、シリンダ１１内を往復動するピストン
１２を上壁２を貫通するピストンロッド１３で隔膜７の
閉鎖上端部７ｂの中央部と連結している。そして、コン
プレッサーなどの加圧空気供給装置（図示省略）から送
給される加圧空気がシリンダ１１及び上壁２にそれぞれ
形成した空気孔１４，１５を介してシリンダ１１の内部
と空気室１０に交互に供給されるようにしている。すな
わち、シリンダ１１には近接センサー１６ａ，１６ｂが
取り付けられる一方、ピストン１２にセンサー感知部材
１７が取り付けられ、ピストン１２の往復動に伴いセン
サー感知部材１７が近接センサー１６ａ，１６ｂに交互
に近接することにより加圧空気供給装置から送給される
加圧空気のシリンダー１１内への供給と空気室１０への
供給とが自動的に交互に切り替えられるように構成して
いる。このピストン１２の往復動に伴ってベローズ７が
駆動伸縮運動する。

【００１６】上記ポンプ本体１の底壁体４の液室９に臨
む内壁４ａには吸込口１８及び吐出口１９がそれぞれ、
流入路５及び流出路６と連通するように設けられる。内
壁４ａは、吐出口１９に向かって１〜４５゜、より好ま
しくは５〜１５゜の下り傾斜をつけた形に形成し、好ま
しく円錐状に形成される内壁４ａの最も低い位置に吐出
口１９を形成するのがよい。ただし、吐出口１９は隔膜
７の軸線Ｂ上にあること、あるいは該軸線Ｂより偏した
位置にあることは問うものではない。

【００１７】吸込口１８は、内壁４ａより液室９内に突
出するよう底壁体４に固定された吸込用逆止弁２０の突
出先端部の側面に、液室９内の、軸線Ｂ方向とは異なる
方向にある円周壁９ａすなわち図示例ではベローズより
なる隔膜７の内周壁に向けて吸込み液を噴出するよう設
けられている。

【００１８】図３に示すように、吸込用逆止弁２０は筒
状の弁ケーシング２０１とボール弁体２０２よりなり、
弁ケーシング２０１はこれの軸線Ｄを縦にして底壁体４
に固定されている。図示例の吸込用逆止弁２０はボール
弁体２０２を上下二段に備える構造としている。弁ケー
シング２０１は上下に二分割されて第１弁ケーシング２
０１ａと第２弁ケーシング２０１ｂよりなり、第１弁ケ
ーシング２０１ａと第２弁ケーシング２０１ｂにそれぞ
れ第１ボール弁体２０２ａ、第２ボール弁体２０２ｂを
内装している。

【００１９】第１弁ケーシング２０１ａは筒状に形成さ
れて下端に入口２０３を開口し、その外周に設けた雄ね
じ２０４を底壁体４に設けた雌ねじ２０５にねじ込むこ
とによりその軸線Ｄを縦にして底壁体４に固定される。
第２弁ケーシング２０１ｂは第１弁ケーシング２０１ａ
よりも径大な筒状に形成されて上端の側面に上記吸込口
１８を開口し、その下端外周に雄ねじ２０７を設けてい
る。この第２弁ケーシング２０１ｂはこれの雄ねじ２０
７を底壁体４の前記雌ねじ２０５より上段側に該雌ねじ
２０５の内径よりも径大に設けた雌ねじ２０８にねじ込
むとともに、その下端内周に設けた雌ねじ２０９を第１
弁ケーシング２０１ａの外周上端の雄ねじ２１０にねじ
込むことにより第１弁ケーシング２０１ａと同心状にか
つ液室９内に突出するよう底壁体４に固定される。その
際、第１弁ケーシング２０１ａの上端と第２弁ケーシン
グ２０１ｂの内周下端との間に、弁座２１１を有する弁
座体２１２が組み込まれる。また第１弁ケーシング２０
１ａ下端の入口２０３に臨む流入路５の開口端に弁座２
１３が設けられている。なお、第１，２弁ケーシング２
０１ａ，２０１ｂ及び第１，２ボール弁体２０２ａ，２
０２ｂは、隔膜７の材質と同様に耐熱性、耐薬品性に優
れるＰＴＦＥ、ＰＦＡ等のフッ素樹脂で成形されてい
る。

【００２０】しかるときは、第１弁ケーシング２０１ａ
内の弁座２１３に第１ボール弁体２０２ａが自重により
密着し、第２弁ケーシング２０１ｂ内の弁座２１１には
第２ボール弁体２０２ｂが自重により密着して液体の逆
流を防ぐ。液体の吸込み時には、第１，２ボール弁体２
０２ａ，２０２ｂが弁座２１３，２１１からそれぞれ上
方へ離されて開弁し、流入路５からの液体が第１弁ケー
シング２０１ａの内周に設けた縦溝２１４と第１ボール
弁体２０２ａとの間、及び第２弁ケーシング２０１ｂの
内周に設けた縦溝２１５と第２ボール弁体２０２ｂとの
間を通って第２弁ケーシング２０１ｂの吸込口１８から
液室９内の円周壁９ａに向けて噴出される。

【００２１】この時、吸込口１８は、吸込み液を液室９
内の、軸線Ｂ方向とは異なる方向にある円周壁９ａに向
けて噴出するよう設けられているので、吸込口１８より
噴出される液は図４にその流れ方向を矢印Ｓで示すごと
く液室９内の円周壁９ａに沿って旋回し、この旋回流に
より液室９内の、特に隔膜７の伸縮部分での停滞や凝集
を無くすることができ、常に新しい液と入れ替えること
ができる。図４は隔膜７を伸長させて液を吸込む行程の
状態を、図５は隔膜７を収縮させて液を吐出する行程の
状態を示しており、図６は図５におけるＨ−Ｈ線断面図
である。なお、図４及び図５では吸込用逆止弁２０とし
て単一の弁ケーシング２０１内にボール弁体２０２を１
個だけ備えるものが示されている。

【００２２】一方、アキュムレータＡにおいて、図１に
示すように、このアキュムレータ本体２５は、上端が上
壁２６で塞がれた円筒状のケーシング２７と、このケー
シング２７の開放下端を気密状に塞ぐ底壁体２８とを有
してなる。

【００２３】ケーシング２７内にその軸線Ｃ方向に沿っ
て伸縮変形可能な有底円筒状のベローズよりなる隔膜２
９が軸線Ｃを縦にして配設されている。この隔膜２９は
耐熱性、耐薬品性に優れるＰＴＦＥ、ＰＦＡ等のフッ素
樹脂で成形され、その下端開口周縁部２９ａは環状固定
板３０により底壁体２８の上側面に気密状に押付け固定
することにより、アキュムレータ本体２５の内部空間が
隔膜２９の内側の液室３１と隔膜２９の外側の空気室３
２とに隔離される。

【００２４】アキュムレータ本体２５の底壁体２８には
液体の流入路３３及び流出路３４が形成される。底壁体
２８の液室３１に臨む内壁２８ａには流入口２３及び流
出口２４がそれぞれ流入路３３及び流出路３４と連通す
るよう設けられている。流入路３３は上記往復動ポンプ
Ｐの流出路６の下流端側に継手６５を介して連通状に接
続される。

【００２５】アキュムレータＡの液室３１の内壁２８ａ
は、往復動ポンプＰの液室の内壁４ａの場合と同様に、
流出口２４に向かって１〜４５゜、より好ましくは５〜
１５゜の下り傾斜をつけた形に形成し、好ましくは円錐
状に形成される内壁２８ａの最も低い位置に流出口２４
を形成するのがよい。ただし、流出口２４は隔膜２９の
軸線Ｃ上にあること、あるいは該軸線Ｃより偏した位置
にあることは問うものではない。

【００２６】上記隔膜２９は、往復動ポンプＰの隔膜７
の場合と同様に、図７に示すように、隔膜２９の山折り
部２９１と谷折り部２９２を上下に交互に連続形成して
なる伸縮部分が伸長状態のときはもとより、同図
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すごとく収縮状態のとき
も、各山折り部２９１の上下の襞状部２９１ａ，２９１
ｂのうち下側の襞状部２９１ｂが、軸線Ｃに向かって下
り傾斜する形に形成されている。上記の各山折り部２９
１の収縮状態下での下側の襞状部２９１ｂの傾斜角α、
すなわち軸線Ｃに直交する水平線Ｌと成す角度αは、１
〜４５゜、好ましくは５〜１５゜とする。ただし、各山
折り部２９１の上側の襞状部２９１ａは、これの収縮状
態下において、同図（ａ）に示すごとく下側の襞状部２
９１ｂと同一傾斜角で下り傾斜状に形成すること、同図
（ｂ）に示すごとく軸線Ｃに直交する水平線Ｌと平行に
水平に形成すること、あるいは同図（ｃ）に示すごとく
軸線Ｃに向かって上り傾斜する形に形成することは任意
である。なお、各山折り部２９１及び谷折り部２９２の
それぞれの折目部分のコーナには図示例では角をつけて
いるが、その角にアール（二点鎖線Ｒ）を付けてもよ
い。

【００２７】図１及び図８において、上記液室３１の内
壁２８ａの流入口２３は、内壁２８ａより液室３１内に
突出するよう底壁体２８に固定された吐出用逆止弁２１
の突出先端部の側面に、液室３１内の、軸線Ｃ方向とは
異なる方向にある円周壁３１すなわち図示例ではベロー
ズよりなる隔膜２９の内周壁に向けて流入液を噴出する
よう設けられている。

【００２８】吐出用逆止弁２１は、上記吸込用逆止弁２
０の構造と同じ構造を有するものである。図８に示すよ
うに、吐出用逆止弁２１は筒状の弁ケーシング２２０と
ボール弁体２２１よりなり、弁ケーシング２２０はこれ
の軸線Ｇを縦にして底壁体２８に固定されている。弁ケ
ーシング２２０は上下に二分割されて第１弁ケーシング
２２０ａと第２弁ケーシング２２０ｂよりなり、第１弁
ケーシング２２０ａと第２弁ケーシング２２０ｂにそれ
ぞれ第１ボール弁体２２１ａ、第２ボール弁体２２１ｂ
を内装している。

【００２９】第１弁ケーシング２２０ａは筒状に形成さ
れて下端に入口２２３を開口し、その外周に設けた雄ね
じ２２４を底壁体２８に設けた雌ねじ２２５にねじ込む
ことによりその軸線Ｇを縦にして底壁体２８に固定され
る。第２弁ケーシング２２０ｂは第１弁ケーシング２２
０ａよりも径大な筒状に形成されて上端の側面に上記流
入口２３を開口し、その下端外周に雄ねじ２２７を設け
ている。この第２弁ケーシング２２０ｂはこれの雄ねじ
２２７を底壁体２８の前記雌ねじ２２５の上段側に該雌
ねじ２２５の内径よりも径大に設けた雌ねじ２２８にね
じ込むとともに、その下端内周に設けた雌ねじ２２９を
第１弁ケーシング２２０ａの外周上端の雄ねじ２３０に
ねじ込むことにより第１弁ケーシング２２０ａと同心状
にかつ液室３１内に突出するよう底壁体２８に固定され
る。その際、第１弁ケーシング２２０ａの上端と第２弁
ケーシング２２０ｂの内周下端との間に、弁座２３０を
有する弁座体２３１が組み込まれる。また第１弁ケーシ
ング２２０ａ下端の入口２２３に臨む流入路３３の開口
端に弁座２３２が設けられている。

【００３０】しかるときは、第１弁ケーシング２２１ａ
内の弁座２３２に第１ボール弁体２２１ａが自重により
密着し、第２弁ケーシング２２０ｂ内の弁座２３０には
第２ボール弁体２２１ｂが自重により密着して液体の逆
流を防ぐ。液体の液室３１への吐出時には第１，２ボー
ル弁体２２１ａ，２２１ｂが弁座２３２，２３０からそ
れぞれ上方へ離されて開弁し、往復動ポンプＰからの液
体が第１弁ケーシング２２０ａの内周に設けた縦溝２３
３と第１ボール弁体２２１ａとの間、及び第２弁ケーシ
ング２２０ｂの内周に設けた縦溝２３４と第２ボール弁
体２２１ｂとの間を通って第２弁ケーシング２２０ｂの
流入口２３から液室３１内の円周壁３１ａに向かって噴
出される。

【００３１】この時、流入口２３は、流入液を液室３１
内の、軸線Ｃ心方向とは異なる方向にある円周壁３１ａ
に向けて噴出するよう設けられているので、流入口２３
より噴出される液は液室３１内の円周壁３１ａに沿って
旋回し、この旋回流により液室３１内の、特に隔膜２９
の伸縮部分での停滞や凝集を無くすることができ、常に
新しい液と入れ替えることができる。なお、上記第１，
２弁ケーシング２２０ａ，２２０ｂ及び第１，２ボール
弁体２２１ａ，２２１ｂは、吸込用逆止弁２０のそれら
と同様に耐熱性、耐薬品性に優れるＰＴＦＥ、ＰＦＡ等
のフッ素樹脂で成形されている。

【００３２】図９に示すように、アキュムレータＡの上
記ケーシング２７の上壁２６の外面中央付近には空気出
入口３５を形成し、この空気出入口３５内にフランジ３
６付きのバルブケース３７を嵌合するとともに、フラン
ジ３６を上壁２６の外側にボルト３８等で着脱可能に締
結固定している。

【００３３】バルブケース３７には給気口３９と排気口
４０とを平行に並べて形成している。給気口３９には、
上記液室３１の容量が所定範囲を越えて増大したとき、
上記空気室３２内へ移送液の最大圧力値以上の圧力の空
気を供給して空気室３２内の封入圧を上昇させる自動給
気バルブ機構４１が設けられる。排気口４０には、液室
３１の容量が所定範囲を越えて減少したとき、空気室３
２内から排気して該空気室３２内の封入圧を下降させる
自動排気バルブ機構４２が設けられる。

【００３４】自動給気バルブ機構４１は、バルブケース
３７に給気口３９と連通状に形成した給気弁室４３と、
この弁室４３内でその軸線方向に沿って摺動自在で給気
口３９を開閉作動する給気弁体４４と、この弁体４４を
常に閉成位置に付勢するスプリング４５と、内端部に給
気弁体４４の弁座４６を備えるとともに給気弁室４３と
空気室３２とを連通させる貫通孔４７を有してバルブケ
ース３７にねじ込み固定されたガイド部材４８と、この
ガイド部材４８の貫通孔４７内にスライド自在に挿通さ
れた弁押し棒４９と、を有してなる。液室３１内の液圧
が平均圧の状態で隔膜２９が基準位置Ｓにある状態で
は、給気弁体４４がガイド部材４８の弁座４６に密接し
て給気口３９を閉成するとともに、弁押し棒４９の空気
室３２内に臨む端部４９ａが隔膜２９の閉鎖上端部２９
ｂとストロークＥだけ離間している。

【００３５】一方、自動排気バルブ機構４２は、バルブ
ケース３７に排気口４０と連通状に形成した排気弁室５
０と、この弁室５０内でその軸線方向に沿って摺動自在
で排気口４０を開閉作動する排気弁体５１と、この弁体
５１を先端に、鍔部５２を後端にそれぞれ備えた排気弁
棒５３と、排気弁室５０内にねじ込み固定され、排気弁
棒５３が挿通される貫通孔５４を有するスプリング受体
５５と、排気弁棒５３の後端側にスライド自在に挿通さ
れ、鍔部５２で抜止めされている筒形のスライダー５６
と、排気弁体５１とスプリング受体５５との間に配設さ
れた閉成用スプリング５７と、スプリング受体５５とス
ライダー５６との間に配された開成用スプリング５８
と、を有してなる。スプリング受体５５の貫通孔５４の
内径は排気弁棒５３の軸径よりも大きくて両者間に隙間
５９が形成され、この隙間５９を介して排気弁室５０と
空気室３２とが連通している。隔膜２９が基準位置Ｓに
ある状態において、排気弁体５１は排気口４０を閉成す
るとともに排気弁棒５３の後端の鍔部５２はスライダー
５６の閉鎖端部５６ａの内面からストロークＦだけ離間
している。

【００３６】バルブケース３７の空気室側端は図９に仮
想線６０で示すごとく空気室３２内の方向に延長させ、
この延長端に、隔膜２９が液室３１を拡大させる方向に
所定のストロークＥを越えて上記弁押し棒４９を動作さ
せるまで移動したときに隔膜２９のそれ以上の移動を規
制するためのストッパー６１を設けている。

【００３７】次に、上記構成の往復動ポンプＰ及びアキ
ュムレータＡの動作について説明する。いま、コンプレ
ッサーなどの加圧空気供給装置（図示省略）から加圧空
気をシリンダ１１の内部に空気孔１４を介して供給する
と、ピストン１２は図１のｘ方向へ上昇し、隔膜７が同
一方向に伸長動作して流入路５内の移送液を吸込用逆止
弁２０を経て吸込口１８から液室９内の円周壁９ａに向
けて噴出する。このとき、吸込口１８から噴出する吸込
み液は液室９内の円周壁９ａに沿って旋回流を生起し、
この旋回流により液室内が撹拌されるので、液室９内で
の液の滞留をなくして常に新しい液の供給を可能にし、
またスラリー等の沈殿物質を含む液を使用する場合も沈
殿物質が液室９内に沈殿したり、凝集するのをよく防止
できる。上記加圧空気を空気室１０内に空気孔１５を介
して供給し、空気孔１４から排気すると、ピストン１２
は図１のｙ方向へ下降し、隔膜７が同一方向に収縮動作
して液室９内の移送液を吐出口１９より吐出する。この
ように、シリンダ１１内のピストン１２の往復運動によ
って隔膜７が伸縮往復運動することにより、吸込口１８
からの吸込み行程と吐出口１９への吐出し行程とを交互
に繰り返して所定の往復動ポンプ作用が行われる。この
ような往復動ポンプＰの作動により移送液が所定の部位
に向けて送給されると、往復動ポンプ吐出圧は山部と谷
部との繰り返しによる脈動を発生する。

【００３８】ここで、往復動ポンプＰにおける液室９内
から吐出口１９を経て吐出される移送液は、アキュムレ
ータＡの流入路３３及び流入口２３を経て吐出用逆止弁
２１の流入口２３から液室３１内の円周壁３１ａに向け
て噴出され、この液室３１に一時的に貯溜されたのち流
出口２４から流出路３４へと流出される。このとき、移
送液の吐出圧が吐出圧曲線の山部にある場合、移送液は
液室３１の容量を増大するように隔膜２９を伸長変形さ
せるので、その圧力が吸収される。この時、液室３１か
ら流出される移送液の流量は往復動ポンプＰから送給さ
れてくる流量よりも少なくなる。前記のように流入口２
３からの移送液は液室３１内の円周壁３１ａに向けて噴
出されるので、この流入液は液室３１内の円周壁３１ａ
に沿って旋回流を生起し、この旋回流により液室３１内
が撹拌される。したがって、液室３１内での液の滞留を
少なくして常に新しい液の供給を可能にし、またスラリ
ー等の沈殿物質を含む液を使用する場合も沈殿物質が液
室３１内に沈殿したり、凝集するのをよく防止できる。

【００３９】また、上記移送液の吐出圧が吐出圧曲線の
谷部にさしかかると、アキュムレータＡの隔膜２９の伸
長変形に伴い圧縮された空気室３２内の封入圧よりも移
送液の圧力が低くなるので、隔膜２９は収縮変形する。
この時、往復動ポンプＰから液室３１内に流入する移送
液の流量よりも液室３１から流出する流量が多くなる。
この繰り返し動作、つまり液室３１の容量変化によって
上記脈動が吸収され低減されることになる。

【００４０】ところで、上記のような動作中において、
往復動ポンプＰからの吐出圧が上昇変動すると、移送液
によって液室３１の容量が増大し、隔膜２９が大きく伸
長変形することになる。この隔膜２９の伸長変形量が所
定範囲Ｅを越えると、隔膜２９の閉鎖上端部２９ｂが弁
押し棒４９を弁室内方向へ押す。これによって、自動給
気バルブ機構４１における給気弁体４４がスプリング４
５に抗して開成されて給気口３９を通じて高い空気圧が
空気室３２内へ供給され、該空気室３２内の封入圧が上
昇する。したがって、隔膜２９のストロークＥを越えて
の伸長変形量が規制されて、液室３１の容量が過度に増
大することが抑えられる。その際、バルブケース３７の
空気室側端に上記ストッパー６１を設けておくと、隔膜
２９の閉鎖上端部２９ｂが該ストッパー６１に当接し、
隔膜２９が過剰に伸長変形するのを確実に防止できるた
め、その破損予防に有利である。そして、空気室３２内
の封入圧の上昇に伴い隔膜２９が基準位置Ｓに向けて収
縮するので、弁押し棒４９が隔膜２９の閉鎖上端部２９
ｂから離れ、給気弁体４４が再び閉成位置に戻って空気
室３２内の封入圧が調整状態に固定される。

【００４１】一方、往復動ポンプＰからの吐出圧が下降
変動すると、移送液によって液室３１の容量が減少し、
隔膜２９が大きく収縮変形することになる。この隔膜２
９の収縮変形量が所定範囲Ｆを越えると、隔膜２９の閉
鎖上端部２９ｂの収縮方向ｂへの移動に伴って自動排気
バルブ機構４２のスライダー５６が開成用スプリング５
８の付勢作用により隔膜２９の収縮方向ｂへ移動し、ス
ライダー５６の閉鎖端部５６ａの内面が排気弁棒５３の
鍔部５２に係合する。これによって、排気弁棒５３がｂ
方向に移動して排気弁体５１が排気口４０を開成するの
で、空気室３２内の封入空気が排気口４０から大気中に
排出されて空気室３２内の封入圧が低下する。したがっ
て、隔膜２９のストロークＦを越えての収縮変形量が規
制されて、液室３１の容量が過度に減少することが抑え
られる。そして、空気室３２内の封入圧の減少に伴い隔
膜２９が基準位置Ｓに向けて伸長するので、スライダー
５６が隔膜２９の閉鎖上端部２９ｂで押されてａ方向に
移動しながら開成用スプリング５８を圧縮させ、排気弁
体５１が閉成用スプリング５７の付勢作用で再び排気口
４０を閉成する。これによって空気室３２内の封入圧が
調整状態に固定される。その結果、往復動ポンプＰの液
室９からの吐出圧の変動にかかわらず、脈動を効率的に
吸収して脈動幅が小さく抑えられることになる。

【００４２】上記実施例のアキュムレータでは空気室３
２に自動給気バルブ機構３３及び自動排気バルブ機構３
４よりなる圧力自動調整機構を付けているが、空気室３
２は空気出入口３５さえあればよく、圧力自動調整機構
は必ずしも必要とするものではない。その圧力調整は手
動で行うものであってもよい。

【００４３】上記実施例のように、往復動ポンプＰにお
いて吸込口１８は吸込用逆止弁２０の突出先端部の側面
に形成することにより吸込み液が液室９内の軸線Ｂ方向
とは異なる方向にある円周壁９ａに向けて噴出するよう
に設けているので、液室９内に噴出される液、特にスラ
リー等の沈殿物質を含む液も円周壁９ａに沿って旋回し
ながら流動し、液室９内の円周壁９ａ、特に上記実施例
ではベローズよりなる隔膜７の伸縮部分にも滞留を起こ
すことなく、常に新しい液と入れ替わる作用を発揮す
る。また、アキュムレータＡにおいても、流入口２３は
吐出用逆止弁２１の突出先端部の側面に形成することに
より液を液室３１内の軸線Ｃ方向とは異なる方向にある
円周壁３１ａに向けて噴出するように設けているので、
液室３１内に噴出される液は円周壁３１ａに沿って旋回
しながら流動し、滞留を起こすことなく、常に新しい液
と入れ替えられる。

【００４４】上記実施例では、往復動ポンプＰにおいて
吸込口１８が吸込用逆止弁２０の突出先端部の側面に形
成されているが、図１０に示すごとく吸込口１８はポン
プ本体１の内壁４ａ自体に液室９内の円周壁９ａに向け
て液を噴出するよう斜め上向きに開口するものであって
もよい。また、アキュムレータＡにおいても流出口２３
は吐出用逆止弁２１の突出先端部の側面に形成するに代
えて、アキュムレータ本体２５の内壁２８ａ自体に液室
３１内の円周壁３１ａに向けて液を噴出するよう斜め上
向きに開口するものであってもよい。

【００４５】上記実施例では、往復動ポンプＰの隔膜７
及びアキュムレータＡの隔膜２９はそれぞれの軸線Ｂ，
Ｃを縦（垂直）にして設けてあるので、スラリー等の沈
殿物質を含む液を使用する場合も沈殿物質が隔膜７，２
９の伸縮部分に滞留するのを可及的に減少することがで
きるが、これに限定されるものではなく、往復動ポンプ
Ｐの隔膜７及びアキュムレータＡの隔膜２９はそれぞれ
の軸線Ｂ，Ｃを横（水平）にするタイプの往復動ポンプ
Ｐ及びアキュムレータＡであってもよい。また、往復動
ポンプＰの吸込用逆止弁２０及び吐出用逆止弁２１はそ
れぞれ、弁ケーシング２０１，２２０を縦にしてこの弁
ケーシング２０１，２２０内の弁座２１１（２１３），
２３０（２３２）にボール弁体２０２，２２１が自重に
より密着して液体の逆流を防ぐという、ボール付勢用ば
ねを用いない自重閉止機構を採用してあるので、スラリ
ー等の沈殿物質を含む液を使用する場合も沈殿物質がそ
れぞれの逆止弁２０，２１の内部に滞留したり、凝集す
るのを防止できて有利であるが、これに限定されず、ボ
ール付勢用ばねを用いる機構の吸込用逆止弁２０及び吐
出用逆止弁２１であってもよい。

【００４６】吸込用逆止弁２０及び吐出用逆止弁２１は
それぞれ、上記実施例のようにボール弁体２０２，２２
１を上下２段に備えて二重閉止構造にしてあると、確実
な移送液の定量送りを保証できて有利であり、また弁ケ
ーシング２０１，２２０はそれぞれ、ボール弁体２０
２，２２１を上下２段に組込み易いように上下に二分割
する第１弁ケーシング２０１ａ，２２０ａと第２弁ケー
シング２０１ｂ，２２０ｂとで構成されているが、これ
に限定されるものではなく、単一のボール弁体２０２を
備えるものであってもよく、また弁ケーシング２０１，
２２０もそれぞれ単一体に構成することもできる（図４
参照）。

【００４７】往復動ポンプＰにおいて、液室９の内壁４
ａを吐出口１９に向かって下り傾斜をつけた形に形成し
ていると、スラリー等の沈殿物質を含む液も内壁４ａの
下り傾斜面に沿ってスムーズに吐出口１９に向かって吐
き出すことができ、沈殿物質が内壁４ａに溜まって固ま
ることも防止できて有利であるが、その内壁４ａはフラ
ットであってもよい。同様に、アキュムレータＡにおい
ても、液室３１の内壁２８ａを流出口２４に向かって下
り傾斜をつけた形に形成しているので、スラリー等の沈
殿物質を含む液も内壁２８ａの下り傾斜面に沿ってスム
ーズに流出口２４に向かって吐き出すことができ、沈殿
物質が内壁２８ａに溜まって固まることも防止すること
ができるが、その内壁２８ａはフラットであってもよ
い。

【００４８】往復動ポンプＰにおいて、隔膜７の山折り
部７１と谷折り部７２を上下に交互に連続形成してなる
伸縮部分が伸長状態のときはもとより、収縮状態のとき
も、各山折り部７１の上下の襞状部７１ａ，７１ｂのう
ち下側の襞状部７１ｂが、軸線Ｂに向かって下り傾斜す
る形に形成されているので、移送液としてスラリー等の
沈殿物質を含む移送液を使用する場合も、隔膜７内にお
いて沈殿物質は山折り部７１の下側の襞状部７１ｂの内
面の下り傾斜面に沿って滑り落ち易く、その襞状部７１
ｂの内面上に停滞して溜まるようなことがなく、前記円
錐状の内壁４ａ上における沈殿物の滞留防止と相俟って
往復動ポンプＰ内での沈殿物の沈殿や凝集をより一層効
果的に防止することができる。同様に、アキュムレータ
Ａにおいても、移送液としてスラリー等の沈殿物質を含
む液を使用する場合も、隔膜２９内において沈殿物質は
山折り部２９１の下側の襞状部２９１ｂの内面の下り傾
斜面に沿って滑り落ち易く、その襞状部２９１ｂの内面
上に停滞して溜まるようなことを防止でき、前記円錐状
の内壁２８ａ上における沈殿物の滞留防止と相俟ってア
キュムレータＡ内での沈殿物の沈殿や凝集をより一層効
果的に防止することができる。しかし、必ずしもそうし
た形状の隔膜７，２９に限定されるものではない。ま
た、隔膜７，２９はベローズに限られず、ダイヤフラム
で構成されるものにも本発明を適用し得る。

【００４９】なお、本発明の流体機器は、上記実施例の
ように往復動ポンプＰにこれの脈動を防止するアキュム
レータＡを併設したものに限られず、図１１に示すごと
く往復動ポンプＰ単独で構成されるものにも同様に適用
できることは言うまでもない。この場合、復動ポンプＰ
単独で構成すること、及び吐出用逆止弁２１を吐出路６
の下流端側に外付けしていること以外は、上記往復動ポ
ンプＰの構成と同様であるので、同一部材に同一符号を
付するをもってその説明を省略する。さらに言うなら
ば、スラリー等の沈殿物質を含む液に限らず、滞留をき
らう純度がシビアーな超純水あるいは薬液等に対して
も、本発明は適用できるものである。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、往復動ポンプやアキュ
ムレータにおいて吸込口や流入口から噴出する液は液室
内の円周壁に沿って旋回流を生起し、この旋回流により
液室内が撹拌されるので、液室内での液の滞留をなくし
て常に新しい液の供給を可能にし、またスラリー等の沈
殿物質を含む液を使用する場合も沈殿物質が液室内に沈
殿したり、凝集するのをよく防止できるという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】流体機器の往復動ポンプ及びアキュムレータの
縦断正面図である。

【図２】往復動ポンプの隔膜の伸縮部分の拡大断面図で
ある。

【図３】往復動ポンプの吸込用逆止弁の拡大断面図であ
る。

【図４】往復動ポンプの吸込み行程での液の流れ状態を
示す断面図である。

【図５】往復動ポンプの吐出行程での液の流れ状態を示
す断面図である。

【図６】図５におけるＨ−Ｈ線断面図である。

【図７】アキュムレータの隔膜の伸縮部分の拡大断面図
である。

【図８】アキュムレータ内に配設された往復動ポンプの
吐出用逆止弁の拡大断面図である。

【図９】アキュムレータの圧力自動調整機構の拡大縦断
正面図である。

【図１０】他の実施例を示す往復動ポンプの要部の断面
図である。

【図１１】更に他の実施例を示す往復動ポンプの全体縦
断正面図である。

【符号の説明】

Ｐ 往復動ポンプ Ｂ ポンプ本体の軸線 １ ポンプ本体 ４ 往復動ポンプの底壁体 ４ａ 内壁 ５ 往復動ポンプの流入路 ６ 往復動ポンプの流出路 ７ 往復動ポンプの隔膜 ９ 往復動ポンプの液室 １８ 吸込口 １９ 吐出口 ２０ 吸込用逆止弁 ２１ 吐出用逆止弁 Ａ アキュムレータ Ｃ アキュムレータ本体の軸線 ２３ アキュムレータの流入口 ２４ アキュムレータの流出口 ２５ アキュムレータ本体 ２９ アキュムレータの隔膜 ３１ アキュムレータの液室 ３２ アキュムレータの空気室 ３３ アキュムレータの流入路 ３４ アキュムレータの流出路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H075 AA12 BB04 BB14 CC28 DA05 DA09 DA16 DB10 DB42 3H077 AA14 BB03 BB10 CC02 CC03 CC09 DD09 DD14 EE25 EE40 FF14 3H086 AA08 AD07 AD14 AD15 AD58

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプ本体の内部に、軸線方向に往復運
   動するベローズ、ダイヤフラム等の隔膜がポンプ本体の
   内壁との間に液室を形成するよう備えられるとともに、
   ポンプ本体の前記液室に臨む内壁に吸込口及び吐出口が
   設けられており、前記隔膜の往復運動により前記吸込口
   から前記液室内に液体を吸込む行程と、前記液室内の液
   体を吐出口から吐出す行程とを交互に行うようにしてあ
   る往復動ポンプよりなる、流体機器であって、 前記吸込口が、前記液室内の、前記軸線方向とは異なる
   方向にある円周壁に向けて吸込み液を噴出するよう設け
   られていることを特徴とする流体機器。
2. 【請求項２】 前記吸込口が、ポンプ本体の前記液室に
   臨む内壁より液室内に突出するよう固定された吸込用逆
   止弁の突出先端部の側面に設けられている請求項１記載
   の流体機器。
3. 【請求項３】 アキュムレータ本体の内部に、軸線方向
   に往復動するベローズ、ダイヤフラム等の隔膜がこれの
   内側に液室を、外側に空気室をそれぞれ形成するよう備
   えられるとともに、アキュムレータ本体の前記液室に臨
   む内壁に流入口及び流出口が設けられており、前記液室
   内の液圧に対して空気室内の空気圧によってバランスす
   るようにしてあるアキュムレータよりなる、流体機器で
   あって、 前記流入口が、前記液室内の、前記軸線方向とは異なる
   方向にある円周壁に向けて流入液を噴出するよう設けら
   れていることを特徴とする流体機器。
4. 【請求項４】 前記流入口が、アキュムレータ本体の前
   記液室に臨む内壁より液室内に突出するよう固定された
   吐出用逆止弁の突出先端部の側面に設けられている請求
   項３記載の流体機器。