JP2001173572A

JP2001173572A - 往復動ポンプ

Info

Publication number: JP2001173572A
Application number: JP2000113601A
Authority: JP
Inventors: Morihisa Kinugawa; 盛久衣川
Original assignee: Tacmina Corp
Current assignee: Tacmina Corp
Priority date: 1999-10-07
Filing date: 2000-04-14
Publication date: 2001-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】強酸性・強アルカリ性の液体を搬送するのに
適し、液体の搬送状態を明確に認識しつつ定量供給を実
現すると共に、エア抜きを容易に行うことが可能である
往復動ポンプを提供することを課題とする。【解決手段】背圧弁と、該背圧弁の動きに対応して作
動する背圧弁連動部（４４）とを備え、前記背圧弁が、
搬送される流体に接するべく一方の面が設けられた第一
のダイヤフラム（３７）と、該第一のダイヤフラム（３
７）の他方の面に接するべく一方の面が設けられた第二
のダイヤフラム（３８）と、該第二のダイヤフラム（３
８）の他方の面側に設けられた付勢手段（４１）とを用
いて構成されており、前記背圧弁連動部（４４）が外部
から見知可能である位置に設けられたことを特徴として
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、往復動ポンプに関
し、詳しくは、強酸性・強アルカリ性の液体を効果的に
搬送可能であるべく構成された往復動ポンプに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、強酸性・強アルカリ性の液体
を搬送するためのポンプとしては、往復動する可動部に
ダイヤフラムを用いた往復動ポンプが知られている。往
復駆動する部位に弾力性を有するダイヤフラムを用いた
往復動ポンプ（以下、単に「往復動ポンプ」という。）
は、往復動部分における液の漏洩が構造上皆無であり、
ポンプ室には吸入側、吐出側ともに、逆止弁としてのボ
ールチャッキが設けられている。

【０００３】従来技術に係る往復動ポンプを構成する場
合において、ダイヤフラムは、一般的に、耐薬品性、耐
摩耗性および耐食性等に優れた材料を用いて形成されて
いる。係るダイヤフラムは、例えば、ポリ四フッ化エチ
レン等を用いて形成される。よって、従来から、強酸性
・強アルカリ性の液体を搬送する際には、上述した構成
の往復動ポンプが用いられている。

【０００４】また、従来技術に係る往復動ポンプにおい
ては、何らかの駆動手段を用いてダイヤフラムを往復動
させることによって液体を搬送させるので、ダイヤフラ
ムの駆動状態（往復動の幅、および時間当たりの往復動
回数等）を制御することにより、液体を、容易に定量的
に搬送させることが可能となる。さらに、ダイヤフラム
の駆動状態は、ソレノイド等を用いて比較的容易に制御
可能である。よって、従来から、液体を搬送させる際の
定量性の維持が必要である場合には、上述した構成の往
復動ポンプが用いられている。

【０００５】従来技術に係る往復動ポンプは、以上のよ
うな特性を有しているので、その特性を利用して種々の
液体の搬送に利用されている。

【０００６】例えば、半導体の製造工程等において積極
的に用いられている。半導体の製造工程等においては、
強酸性・強アルカリ性の液体（溶液）等を用いて、製品
の表面処理・洗浄等が行われる。また、これらの処理
は、一般に、液槽内にて行われる。したがって、従来技
術においては、強酸性・強アルカリ性の液体を大気圧下
で液槽内に滴下させる搬送処理工程等を行う必要があ
り、この搬送処理工程においては、強酸性・強アルカリ
性の液体の濃度管理、補充等を目的として、大気開放の
液槽に定量性を維持しながら、上記液体を搬送させなけ
ればならない。そこで、係る搬送処理工程については、
上述した種々の特性を有する従来技術に係る往復動ポン
プが用いられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術に係る往復動ポンプは、以下のような問題を有し
ていた。

【０００８】従来技術に係る往復動ポンプにおいては、
大気圧下に液体を搬送して滴下する場合、往復動ポンプ
特有の脈動の影響で液体に慣性力が作用し、所定量以上
の液体が過剰供給（オーバーフィード）される場合があ
る。よって、従来技術においては、適切な定量供給を維
持すべく、往復動ポンプの吐出側に所定の圧力を付加し
ていた。例えば、調圧弁を設けたり、配管構成等を工夫
していた。しかし、上述した配管構成等を行うのは煩雑
であり、また、その調整（定量供給を維持するための調
整）も困難であるという問題があった。

【０００９】また、従来技術においては、定量供給が維
持されているか否かを確認するために、往復動ポンプを
含む配管のいずれかの箇所に流量計を設ける必要がある
が、強酸性・強アルカリ性に耐えうる流量計は高価であ
るため、正確な定量供給を維持しようとすれば、配管構
成等がコストアップするという問題があった。

【００１０】また、従来技術に係る往復動ポンプにおい
ては、駆動用ダイヤフラムの両側に、比較的間隔を有し
て、吸入側および吐出側のボールチャッキが設けられて
いたので、エア噛みを起こしやすいという問題があっ
た。

【００１１】そこで、本発明は上記従来技術に係る問題
を解決するためになされたものであって、強酸性・強ア
ルカリ性の液体を搬送するのに適し、液体の搬送状態を
明確に認識しつつ定量供給を実現すると共に、エア抜き
を容易に行うことが可能である往復動ポンプを提供する
ことを課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】すなわち、上記課題を解
決するための本発明に係る往復動ポンプは、背圧弁と、
該背圧弁の動きに対応して作動する背圧弁連動部とを備
え、該背圧弁連動部が外部から見知可能である位置に設
けられたことを特徴としている。

【００１３】本発明に係る往復動ポンプによれば、前記
背圧弁の動きに対応して作動する前記背圧弁連動部が、
ポンプの外部から見知可能である位置に設けられてい
る。したがって、本発明によれば、特に流量計等を有す
ることなく、前記背圧弁連動部の動き（上下動等）に基
づいて、搬送される流体の搬送状態を認識することがで
きる。

【００１４】また、本発明に係る往復動ポンプにおいて
は、前記背圧弁連動部の動きを検出可能な検出部が設け
られ、前記検出部の検出信号に基づいて、前記流体の搬
送状態を認識可能である構成が好ましい。ここで、前記
流体の搬送状態とは、どの程度の搬送流量を有する状態
であるか、あるいはエア噛みが発生している状態である
か否か等の、種々の状態をいう。

【００１５】この好ましい構成によれば、前記背圧弁連
動部の上下動の幅、および上下動回数等を検出すること
が可能であるように前記検出部を設けることによって、
高い耐薬品性能を有する高価な流量計等を設けることな
く、搬送されている流体の供給量を正確に把握すること
ができる。

【００１６】また、本発明に係る往復動ポンプにおいて
は、前記流体を搬送させるために往復駆動する駆動用ダ
イヤフラムと、前記検出部の検出信号に基づいて前記駆
動用ダイヤフラムの動きを制御可能な制御部とを備え、
前記検出部と前記制御部とを用いて、前記駆動用ダイヤ
フラムを自動的に操作して、前記流体の定量供給を自動
的に維持可能である構成とすることが好ましい。

【００１７】この好ましい構成によれば、前記検出部を
用いて前記流体の搬送流量を正確に把握し、前記検出部
からの検出信号、前記制御部及び前記駆動用ダイヤフラ
ムを用いて前記流体の正確な定量供給を維持することが
可能となる。よって、新たな要素としての流量計や配管
構成等を設けることなく、流体の正確な定量供給を維持
する往復動ポンプを得ることができる。例えば、前記検
出部で得られた信号（電気信号等）を、前記制御部に送
り、前記信号と前記制御部とに基づいて前記駆動用ダイ
ヤフラムの動きを適宜調整することによって、流体の正
確な定量供給を維持可能な往復動ポンプを得ることがで
きる。

【００１８】また、本発明に係る往復動ポンプにおいて
は、前記背圧弁連動部を操作して前記背圧弁を作動させ
ることによって、エア抜きを行うことが可能である構成
が好ましい。

【００１９】この好ましい構成によれば、前記背圧弁連
動部が外部から見知可能である位置に設けられているた
め、エア噛み等の状況は、前記背圧弁連動部を介して認
識可能である。そして、この好ましい構成によれば、ポ
ンプ外に位置する前記背圧弁連動部が前記背圧弁に連接
されているので、前記背圧弁連動部を操作することによ
って前記背圧弁を作動させ得るので、容易にエア抜きを
実現することができる。

【００２０】また、本発明に係る往復動ポンプにおいて
は、前記背圧弁連動部の動きを検出可能な検出部と、該
検出部の検出信号に基づいて前記背圧弁連動部の動きを
制御可能な制御部とを備え、前記検出部と前記制御部と
を用いて、前記背圧弁連動部を介して前記背圧弁を自動
的に操作して、エア抜きを自動的に行うことが可能であ
る構成が好ましい。

【００２１】また、本発明に係る往復動ポンプにおいて
は、前記検出部がソレノイドを用いて構成されており、
前記ソレノイドと前記制御部とが信号線を用いて電気的
に接続されている構成が好ましい。この好ましい構成に
よれば、前記信号線を介して前記制御部が前記ソレノイ
ド、延いては前記背圧弁連動部を監視することが可能と
なり、その監視状態における前記背圧弁連動部を適宜制
御することができる。

【００２２】また、本発明に係る往復動ポンプにおいて
は、前記ソレノイドが、前記背圧弁と前記背圧弁連動部
との間に設けられ、前記背圧弁の動きが前記ソレノイド
を介して前記背圧弁連動部に伝わるべく構成されてお
り、前記背圧弁の動きによって前記ソレノイドに生ずる
電気信号が、前記信号線を介して前記制御部に送られて
おり、前記電気信号の状態に基づいて、前記ソレノイド
を制御するための電流が前記制御部から供給される構成
が好ましい。

【００２３】この好ましい構成によれば、前記背圧弁の
動きに基づいて前記ソレノイドに前記電気信号が生じ、
前記制御部にて前記電気信号を検知することによって、
前記往復動ポンプ（を構成する前記背圧弁）の駆動状態
を監視することが可能となる。そして、前記電気信号の
変化を前記制御部にて監視して、必要に応じて、前記制
御部から前記ソレノイドに対して電流を供給することに
よって、前記ソレノイドを介して前記背圧弁を駆動させ
て（すなわち、前記背圧弁を自動的に操作して）、エア
抜きを自動的に行うことが可能となる。

【００２４】また、本発明に係る往復動ポンプにおいて
は、前記信号線を介して前記制御部から前記ソレノイド
に対して、微弱電流が供給された状態で通常運転が行わ
れる構成が好ましい。この好ましい構成によれば、前記
ソレノイドに対して前記微弱電流を供給することによっ
て、前記ソレノイドから発せされる前記電気信号を、効
率よく前記制御部に伝送することが可能となる。

【００２５】また、本発明に係る往復動ポンプにおいて
は、前記背圧弁が、搬送される流体に接するべく一方の
面が設けられた第一のダイヤフラムと、該第一のダイヤ
フラムの他方の面に接するべく一方の面が設けられた第
二のダイヤフラムと、該第二のダイヤフラムの他方の面
側に設けられた付勢手段とを用いて構成され、前記第一
のダイヤフラムの一方の面側に前記流体を搬送させる搬
送流路が設けられ、前記付勢手段の付勢力により、前記
第二のダイヤフラムおよび前記第一のダイヤフラムを介
して前記流体に対して背圧を作用させる構成であること
が好ましい。

【００２６】また、本発明に係る往復動ポンプにおいて
は、前記第一のダイヤフラムの他方の面と、前記第二の
ダイヤフラムの一方の面とで挟まれる領域に連通すべ
く、ドレン搬送流路が設けられた構成が好ましい。さら
に、前記ドレン搬送流路は、前記搬送流路と同様の材料
を用いて構成されたことが好ましい。

【００２７】この好ましい構成によれば、強酸性・強ア
ルカリ性の流体を搬送していて、万一、前記第一のダイ
ヤフラムに割れ等が起こった場合であっても、前記流体
はポンプ外に漏洩等せず、予め設けられた前記ドレン搬
送流路に、前記第二のダイヤフラムを介して搬送され
る。よって、安全性に優れた往復動ポンプを得ることが
できる。さらに、前記ドレン搬送流路は、前記搬送流路
と同様の材料（例えば、ＰＴＦＥ等）を用いて構成され
ている。したがって、前記第一のダイヤフラムに割れ等
が起こった場合であっても、前記流体は前記搬送流路と
同様の材料（ＰＴＦＥ等）で形成された領域たる前記ド
レン搬送流路に流れ、前記第一のダイヤフラムの破損を
外部に知らせることが可能となる。また、前記流体の一
部が前記搬送流路に戻ったとしても、前記ドレン搬送流
路と前記搬送流路は同様の材料を用いて形成されている
ので、前記流体が汚染されることはない。よって、本発
明によれば、安全性に優れた往復動ポンプを得ることが
できる。

【００２８】また、本発明に係る往復動ポンプにおいて
は、駆動用ダイヤフラムの往復動を用いて流体の搬送を
行う往復動ポンプであって、前記駆動用ダイヤフラム近
傍に、複数個の吸入側ボールチャッキと、複数個の吐出
側ボールチャッキとを設け、これら全てのボールチャッ
キが近接した状態で且つ略等間隔に配設されている構成
が好ましい。

【００２９】この好ましい構成によれば、各チャッキボ
ールの間隔、および駆動用ダイヤフラムとチャッキボー
ルとの間の間隔を近接させて、従来よりも、駆動用ダイ
ヤフラムとチャッキボールとの間に形成される領域を小
さくすべく構成されている。よって、本発明に係る往復
動ポンプによれば、エア噛みが発生しにくいという効果
を得ることができる。

【００３０】以上のように、本実施形態に係る往復動ポ
ンプは、前記背圧弁と前記背圧弁連動部とが一体的に構
成されていることを特徴とし、これらは、ポンプ内にお
けるオーバーフィード現象を防止し、流れ表示部として
機能し、さらにエア抜き部としても機能する。また、上
述したように、検出部、制御部等を設けることにより、
流量を具体的な数値として表示可能であり、さらに、流
量制御、エア抜き等を自動的に行うことができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。

【００３２】図１は、本発明の実施形態に係る往復動ポ
ンプを構成するポンプヘッド部１０および吐出側搬送部
３０の概略断面図を示したものである。ここで示される
往復動ポンプは、強酸性・強アルカリ性の液体を搬送さ
せるために用いられる往復動ポンプである。

【００３３】図１に示すように、ポンプヘッド部１０
は、ポンプヘッド本体１１等を用いて構成され、このポ
ンプヘッド本体１１の内部には、液体を吸入するために
設けられた吸入部１１ａ、およびこの吸入部１１ａから
吸入された液体を搬送するための搬送流路等が形成され
ている。具体的には、このポンプヘッド部１０は、駆動
手段（図示省略）にて往復動すべく設けられたプランジ
ャ１３と、このプランジャ１３に固着された駆動用ダイ
ヤフラム１４と、搬送流路における逆止機構等とを用い
て構成されている。搬送流路における逆止機構は、吸入
側の逆止弁として機能する第一の吸入側チャッキボール
１５および第二の吸入側チャッキボール１６と、吐出側
の逆止弁として機能する第一の吐出側チャッキボール１
７および第二の吐出側チャッキボール１８と、各チャッ
キボール１５，１６，１７，１８に対応すべく設けられ
た弁座１５ａ，１６ａ，１７ａ，１８ａおよび弁座スト
ッパ１５ｂ，１６ｂ，１７ｂ，１８ｂとを用いて構成さ
れている。

【００３４】また、吐出側搬送部３０は、固定部３１
と、搬送路本体部３２と、ドレン搬送部３３と、ボンネ
ット部３４とを積層し、ボンネット部３４を覆うべくキ
ャップ部３５を設け、さらに、これらの積層された各要
素等に対して、加工を施すと共に、他の要素を付加等す
ることによって構成されている。また、キャップ部３５
は、透明ＰＶＣ等の透明な材料を用いて形成されてい
る。固定部３１には、固定部３１、搬送路本体部３２、
ドレン搬送部３３、およびボンネット部３４を固定ボル
ト３６にて固定可能であるように、ネジ孔部３１ｃが形
成されており、また、ポンプヘッド部１０と接続するた
めの継手部５０を係合させるための継手取付孔３１ｂが
形成されている。

【００３５】図２は、吐出側搬送部３０の部分拡大断面
図を示したものであり、具体的には、固定部３１より上
部に設けられた各要素の拡大断面図であって、ボンネッ
ト部３４からキャップ部３５を離脱させた状態を示した
ものである。

【００３６】図２に示すように、搬送路本体部３２に
は、ポンプヘッド部１０を用いて吸入して搬送された液
体を処理槽等（図示省略）に供給するための搬送流路３
２ｂと、この搬送流路３２ｂに連通した吐出部３２ａ
と、固定ボルト３６を挿通可能であるネジ孔部３２ｃ
と、継手部５０を係合させるための継手取付孔３２ｄと
が形成されている。また、液体を搬送させる際の搬送流
路の一部を構成する第一のダイヤフラム３７は、搬送路
本体部３２とドレン搬送部３３とにより挟持して固定さ
れている。

【００３７】ドレン搬送部３３は、液体を処理槽等に搬
送するために用いられる第一のダイヤフラム３７に亀裂
や割れ等が発生した際に、漏洩するおそれのある液体を
適切な箇所に搬送すべく設けられている。また、ドレン
搬送部３３は、搬送路本体部３２と同じ材料を用いて形
成されている。係るドレン搬送部３３には、第一のダイ
ヤフラム３７から漏洩した液体を搬送するためのドレン
搬送流路３３ｂと、このドレン搬送流路３３ｂに連通し
たドレン吐出部３３ａと、固定ボルト３６を挿通可能で
あるネジ孔部３３ｃとが形成されている。また、ドレン
搬送部３３において、ドレン搬送流路３３ｂと共に、液
体を搬送させるべく機能する第二のダイヤフラム３８
は、ドレン搬送部３３とボンネット部３４とにより挟持
して固定されている。

【００３８】ボンネット部３４は、上述したように第二
のダイヤフラム３８を挟持する機能と、搬送路本体部３
２内を搬送される液体に背圧を作用させるべく機能等と
を有し、固定ボルト３６を挿通可能であるネジ孔部３３
ｃ、および後述する付勢手段を設けるための穿孔部３４
ｄ等が形成されている。付勢手段は、スプリング４１
と、軸受け４２と、シャフト４３等とを用いて構成され
ている。ここで、シャフト４３は、軸受け４２を介して
穿孔部３４ｄ内に設けられており、その一端部が第二の
ダイヤフラム３８に固着され、他端部がボンネット部３
４の外部（上方部）に突出すべく設けられている。そし
て、軸受け４２と第二のダイヤフラム３８との間には、
スプリング４１が配設されている。つまり、スプリング
４１の一端部が第二のダイヤフラム３８に接し、スプリ
ング４１の他端部が穿孔部３４ｄ内に固着された軸受け
４２に接すべく構成されている。このような構成におい
て、第二のダイヤフラム３８および第一のダイヤフラム
３７には、スプリング４１の付勢力が作用し、この付勢
力が、液体を搬送させる際の背圧として機能することと
なる。よって、本実施形態においては、スプリング４１
と、軸受け４２と、シャフト４３と、第一および第二の
ダイヤフラム３７，３８とを用いて、液体に背圧が付与
されることとなる。したがって、以下、これら（スプリ
ング４１と、軸受け４２と、シャフト４３と、第一およ
び第二のダイヤフラム３７，３８）を総称して、「背圧
弁」ともいう。

【００３９】また、本実施形態においては、シャフト４
３の他端部に、背圧弁の動きに対応して作動すべく設け
られた背圧弁連動部たるハンドル部４４が設けられてい
る。さらに、本実施形態においては、４本の固定ボルト
３６が用いられており、各構成要素には、各固定ボルト
３６に対応したネジ部が形成されている。

【００４０】本実施形態に係る往復動ポンプを構成する
ポンプヘッド部１０および吐出側搬送部３０は、以上の
ように構成されている。そして、ポンプヘッド部１０と
吐出側搬送部３０とは、上述したように、搬送流路５０
ａを有する継手部５０を用いて接続されている。ここ
で、往復動ポンプを構成する各要素は、それぞれに設け
られた搬送流路あるいは各接続部等から漏洩を生ずるこ
となく、ポンプヘッド部１０から吐出側搬送部３０に対
して液体を効果的に搬送可能であるように接続されてい
る。すなわち、適宜適当な箇所にＯリング等のパッキン
部材を設けて、液体の漏洩防止を図っている。

【００４１】また、本実施形態においては、強酸性・強
アルカリ性の液体を搬送するという目的を達成するため
に、各ダイヤフラム１４，３７，３８、および液体と接
するその他の構成要素（すなわち「接液部」）について
は、ポリ四フッ化エチレン等のフッ素含有樹脂が用いら
れる。

【００４２】本実施形態に係る往復動ポンプは、以上の
図１および図２に示すように構成され、液体を搬送させ
る際には、次のように作動する。

【００４３】まず、ポンプヘッド部１０においては、上
述した構成に基づき、駆動手段（図示省略）を可動させ
て駆動用ダイヤフラム１４を往復動させる。この往復動
に基づいてチャッキボール１５〜１８に対して正圧・負
圧が交互に作用し、液体貯留源等（図示省略）に接続さ
れた吸入部１１ａから液体が吸入される。ポンプヘッド
部１０にて吸入された液体は、ポンプヘッド部１０と吐
出側搬送部３０との連結部材たる継手部５０の搬送流路
５０ａを介して搬送路本体部３２に送られる。搬送流路
５０ａ、および搬送流路５０ａに連通した搬送流路３２
ｂ中の液体には、上述したように、背圧弁による背圧が
作用している。そして、搬送路本体部３２に設けられた
搬送流路３２ｂの液体は、吐出部３３ａを介して、液体
を必要とする処理槽等（図示省略）に供給される。

【００４４】本実施形態に係る往復動ポンプは、図１お
よび図２に示すように構成され、上述したように作動す
るので、次のような効果を得ることができる。

【００４５】本実施形態に係る往復動ポンプにおいて
は、ポンプ内の搬送流路を搬送される液体に対して所定
の背圧を付加すべく、ダイヤフラム３７，３８およびス
プリング４１等から成る背圧弁が設けられている。よっ
て、本実施形態によれば、オーバーフィード現象を効果
的に防止して、配管上に新たな要素等を付加することな
く、適切な定量供給を維持することができる。

【００４６】また、本実施形態に係る往復動ポンプにお
いては、背圧弁（を構成するシャフト４３）に、背圧弁
連動部たるハンドル部４４が設けられており、このハン
ドル部４４は、搬送される液体の脈動によって、若干で
はあるが上下動を繰り返すこととなる。よって、本実施
形態に係る往復動ポンプによれば、ハンドル部４４を見
知することにより、液体が搬送されているか否かを容易
に判断することができる。すなわち、ハンドル部４４が
液体の流れ表示器として機能することとなる。

【００４７】また、本実施形態に係る往復動ポンプにお
いては、背圧弁連動部たるハンドル部４４の上下動状態
等を見知することにより、ポンプ内のエア噛み状態を認
識することもできる。そして、本実施形態に係る往復動
ポンプにおいては、エア噛みを認識するのみではなく、
キャップ部３５を取り外してハンドル部４４を操作する
ことによって、エア噛み状態を容易に解消することがで
きる。図３は、本実施形態に係る往復動ポンプにおいて
エア噛みを解除している状態を示した概略図である。本
実施形態に係る往復動ポンプは、上述したように、ハン
ドル部４４が背圧弁を構成するシャフト４３に連接され
るべく設けられているので、エア噛みが発生した場合に
おいては、図３に示すように、ハンドル部４４を利用者
の手Ｈで挟持して、上方向（図３の矢印Ｚ方向）に持ち
上げることによって、エア噛みを解消することができ
る。すなわち、本実施形態においては、ハンドル部４４
を介してシャフト４３を持ち上げることによって、第一
および第二のダイヤフラム３７，３８に付加されていた
付勢力が解除され、背圧が減少することとなる。つま
り、ハンドル部４４を持ち上げることによって、シャフ
ト４３に固着されていた第二のダイヤフラム３８が、ス
プリング４１の付勢力に反して上方に移動することとな
るため、第一のダイヤフラム３７によって液体に付与さ
れていた背圧が減少し、効果的にエア抜きを行うことが
できる（エア噛みを解消することができる）。したがっ
て、本実施形態によれば、ハンドル部４４を持ち上げ
て、背圧が減少した分だけ、搬送流路内を液体がスムー
ズに流れることとなり、液体とエアとは、共に吸入部３
２ａから排出されることとなる。よって、本実施形態に
よれば、背圧弁に連接されたハンドル部４４を操作する
ことによって、容易にエア噛みを解消することができ
る。

【００４８】また、本実施形態に係る往復動ポンプにお
いては、ハンドル部４４の動きを検出可能な検出部（図
示省略）を設けることによって、液体が搬送されている
か否かのみではなく、搬送されている液体の具体的な搬
送流量等をも認識可能となる。すなわち、ハンドル部４
４の上下動の幅、および上下動回数等を検出可能である
ように検出部を設けることによって、高い耐薬品性能を
有する高価な流量計等を設けることなく、搬送されてい
る液体の供給量を正確に把握することができる。したが
って、本実施形態によれば、このような構成により液体
の搬送流量を正確に把握し、この値に基づいて、液体の
正確な定量供給を維持することが可能となる。よって、
本実施形態によれば、新たな要素としての流量計や配管
構成等を設けることなく、液体の正確な定量供給を維持
する往復動ポンプを得ることができる。具体的には、検
出部で得られた信号（電気信号等）を、往復動ポンプの
駆動部等を制御する制御部に送り、この信号に基づいて
駆動部を介して駆動用ダイヤフラム１４の動きを適宜調
整することによって、液体の正確な定量供給を維持可能
な往復動ポンプを得ることができる。

【００４９】また、上述した検出部を有する往復動ポン
プによれば、検出部からの電気信号等に基づいて、エア
噛みの状態等をも容易に認識することが可能となる。

【００５０】さらに、本実施形態に係る往復動ポンプに
おいては、上述した検出部（図示省略）と、この検出部
の検出信号に基づいてハンドル部４４の動きを制御可能
である制御部とを有する構成が好ましい。この好ましい
構成に係る往復動ポンプは、ハンドル４４の動きを検出
部で検出し、その検出信号に基づいて、ハンドル部４４
および駆動用ダイヤフラム１４の少なくとも一方を制御
（操作）可能であるように構成されている。したがっ
て、本実施形態に係る往復動ポンプによれば、ハンドル
部４４、検出部および制御部を用いて、エア噛み解消操
作、および流量調整の少なくとも一方を自動的に行うこ
とができる。よって、この好ましい構成によれば、メン
テナンスフリーの往復動ポンプを実現することができ
る。

【００５１】上述した検出部および制御部等を有する往
復動ポンプとしては、例えば、図４に示すような構成の
ものがあげられる。ここで、図４は、本発明の他の実施
形態に係る往復動ポンプの吐出側搬送部近傍の概略断面
図を示したものである。また、図５は、図４に示された
往復動ポンプを構成する検出部および制御部等の概略図
を示したものである。さらに、図６は、図４および図５
に示された往復動ポンプを駆動させる際のフローチャー
トを示したものである。

【００５２】図４に示すべく、本実施形態に係る往復動
ポンプは、基本的には、図１等を用いて説明した往復動
ポンプと同様の構成を有している。そこで、以下には、
図１等で説明した実施形態と異なる部分について主に説
明する。

【００５３】図４に示された往復動ポンプにおいては、
図１等で説明した実施形態と異なる部分として、第一の
ダイヤフラム３７等の動きを検出可能な検出部としての
ソレノイド６０と、このソレノイド６０にて生ずる電圧
変化を検出可能な制御部等を有する回路ボックス（後述
する）と、ソレノイド６０と回路ボックスとを電気的に
接続する信号線７１等とが設けられている。また、ソレ
ノイド６０中を貫通すべく設けられたソレノイドシャフ
ト部６１は、その一端側６１ａには、ジョイント部７２
を用いてシャフト４３が連結されており、その他端側６
１ｂには、ハンドル部４４が設けられている。すなわ
ち、本実施形態においては、ソレノイドシャフト部６１
およびジョイント部７２を介して、第一および第二のダ
イヤフラム３７，３８に連動すべく設けられたシャフト
４３と、ハンドル部４４ｇとが、連動すべく構成されて
いる。さらに、本実施形態においては、ソレノイド６０
が、ボルト６２とナット６３等を用いて、ケーシング部
７４に固着されている。

【００５４】図４のように構成された本実施形態に係る
往復動ポンプは、正常に作動している状態のときには、
搬送流路５０ａから第一のダイヤフラム３７を介して吐
出部３２ａに液体が搬送されることとなる。そして、こ
の液体の搬送の際においては、第一のダイヤフラム３
７、第二のダイヤフラム３８、シャフト４３、ジョイン
ト部７２、およびソレノイドシャフト部６１を介して、
液体の搬送状態に応じて、ハンドル部４４が上下動する
こととなる。ここで、キャップ部３５は、先に説明した
実施形態と同様に、透明ＰＶＣ等の透明な材料を用いて
形成されているので、背圧弁連動部たるハンドル部４４
は、ポンプの外部から見知可能である。

【００５５】また、図５は、上述したソレノイド６０
と、回路ボックス７０との接続状態を示した概略図であ
る。先に述べたように、本実施形態においては、信号線
７１を介して、ソレノイド６０と回路ボックス７０とが
電気的に接続されている。そして、ソレノイド６０が検
出部として機能し、回路ボックス７０が、ソレノイド６
０からの信号等に基づいて、ソレノイド６０等を適切に
制御すべく機能する。

【００５６】さらに、図６は、図４および図５に示され
た実施形態に係る往復動ポンプを駆動させる際のフロー
チャートを示したものである。以下、図４〜図６を用い
て、本実施形態に係る往復動ポンプを駆動させる際のフ
ローを説明する。

【００５７】本実施形態に係る往復動ポンプにおいて
は、まず、ステップ６０１にて、駆動用ダイヤフラム
（図示省略）を可動させて（往復動させて）、搬送流路
５０ａおよび吐出部３２ａを介して、液体の搬送が行わ
れる。この際、本実施形態に係る往復動ポンプを用いた
液体の搬送が適切に行われている場合には、所定間隔の
ハンドル部４４の上下動が見知されることとなる。ここ
で、例えば、ハンドル部４４は、約１ｍｍ上下動する。

【００５８】次に、ステップ６０２においては、信号線
７１を介して、駆動回路および検出回路等を有する回路
ボックス７０からソレノイド６０に対して、微弱な電流
が供給される。この「微弱な電流」は、往復動ポンプの
駆動状態に対応して可動するソレノイドシャフト部６１
の上下動によって生ずる電気信号をより検出しやすくす
るために供給されるものである。「微弱な電流」として
は、例えば、数ｍＡ〜数十ｍＡ程度の電流が供給され
る。

【００５９】次に、ステップ６０３においては、信号線
７１を介して、第一のダイヤフラム３７の上下動によっ
てソレノイド６０に発生した電圧変化を、回路ボックス
７０にて検知する。

【００６０】次に、ステップ６０４においては、ステッ
プ６０３にて検知された電圧変化が正常であるか否かの
判断が行われる。ソレノイドシャフト部６１が適切な上
下動を行っている場合の電圧変化が検知されれば、正常
であると判断され、そうでなければ（例えば、ソレノイ
ドシャフト部６１が停止等した場合（ガスロック等した
場合）の電圧変化が検知されれば）、正常ではないと判
断される。このステップ６０４にて、電圧変化が正常で
あると判断された場合（「Ｙｅｓ」と判断された場合）
には、次いでステップ６０２の処理が行われ、電圧変化
が正常でないと判断された場合（「Ｎｏ」と判断された
場合）には、次いでステップ６０５の処理が行われる。
このステップ６０４にて電圧変化が正常であると判断さ
れた場合には、上述したように、ステップ６０２以降の
処理が繰り返し行われ、往復動ポンプの運転が継続され
ることとなる。

【００６１】次に、ステップ６０５においては、信号線
７１を介して回路ボックス７０からソレノイド６０に対
して、ダイヤフラム３７，３８を引き上げるための電流
が、一定時間供給される（例えば、数分程度供給され
る）。すなわち、このステップ６０５においては、ダイ
ヤフラム３７，３８に追従して上下動するシャフト４３
と連結されたソレノイドシャフト部６１を矢印Ｚ（図４
参照）方向に引き上げるための電流が、回路ボックス７
０からソレノイド６０に一定時間だけ供給される。つま
り、この電流供給によって、ガスロック等を解除するた
めの動きがダイヤフラム３７，３８に与えられることと
なる。

【００６２】次に、ステップ６０６においては、回路ボ
ックス７０内にて、一定時間の電流供給回数のカウント
が行われる。

【００６３】次に、ステップ６０７においては、ステッ
プ６０３の場合と同様に、回路ボックス７０にて、第一
のダイヤフラム３７の上下動によってソレノイド６０に
発生した電圧変化の検知が行われる。

【００６４】次に、ステップ６０８においては、ステッ
プ６０４の場合と同様に、ステップ６０７にて検知され
た電圧変化が正常であるか否かの判断が行われる。この
ステップ６０８にて、電圧変化が正常であると判断され
た場合（「Ｙｅｓ」と判断された場合）には、次いでス
テップ６０９の処理が行われ、電圧変化が正常でないと
判断された場合（「Ｎｏ」と判断された場合）には、次
いでステップ６１０の処理が行われる。

【００６５】次に、ステップ６０９においては、ステッ
プ６０６にてカウントされた電流供給回数のリセット処
理が行われる。そして、このステップ６０９の後は、ス
テップ６０２以降の処理が行われる。すなわち、先のス
テップ６０８にて電圧変化が正常であると判断された場
合には、このステップ６０９を介して、ステップ６０２
以降の処理が繰り返し行われ、往復動ポンプの運転が継
続されることとなる。

【００６６】次に、ステップ６１０においては、あらか
じめソレノイド６０に供給される電流供給回数の所定回
数を定めておき、ステップ６０６でカウントされた電流
供給回数が所定回数となったか否かの判断が行われる。
このような「所定回数」を定めているのは、ソレノイド
６０に対して電流を供給しているにもかかわらず、往復
動ポンプが正常に作動しない場合には（ステップ６０８
にて正常でないと判断された場合には）、単なるガスロ
ック以外の不具合も考えられ、そのような不具合を早期
に発見するためである。したがって、ステップ６１０に
て、電流供給回数が所定回数になっていない場合（「Ｎ
ｏ」と判断された場合）には、次いでステップ６０５以
降の処理が繰り返し行われ、電流供給回数が所定回数に
なっている場合（「Ｙｅｓ」と判断された場合）には、
次いでステップ６１１の処理が行われる。ここで、電流
供給回数の「所定回数」は、数回程度である。

【００６７】次に、ステップ６１１においては、警報発
信信号またはポンプ停止信号、あるいは、警報発信信号
およびポンプ停止信号が、警報発信装置、往復動ポンプ
制御部等に発信される。すなわち、このステップ６１１
によって、警報発信、往復動ポンプの停止処理等が行わ
れる。そして、このステップ６１１の後に、往復動ポン
プの不具合を是正すべく、種々の処理（部品交換等のメ
ンテナンス）を行う。

【００６８】図４〜図６を用いて説明した実施形態に係
る往復動ポンプは、以上のように構成され機能してい
る。すなわち、本実施形態においては、ハンドル部４４
の軸線上に（ダイヤフラム３７とハンドル部４４との間
に）ソレノイド６０を配し、ダイヤフラム３７の動きと
連動してソレノイド６０で発電させ、その電圧変化を回
路ボックス７０にて監視している。つまり、この電圧変
化を監視することによって、往復動ポンプの正常動作時
（ハンドル部４４が約１ｍｍ上下動している状態）と、
異常動作時（ハンドル部４４が停止等している状態）と
を判別し、適宜、必要な処理（例えばステップ６０５の
処理）を行っている。そして、異常動作持には、警報を
発信させたり、ガスロック持にはハンドル４４を自動的
に引き上げて、ポンプヘッド内に蓄積したガス等をポン
プ吐出配管内に送り出すことが可能となる。

【００６９】したがって、本実施形態に係る往復動ポン
プによれば、ソレノイド６０および回路ボックス７０等
を用いることによって、エア噛み解消操作等を自動的に
行うことができるので、メンテナンスフリーの往復動ポ
ンプを実現することが可能となる。

【００７０】なお、この図４〜図６を用いて説明した実
施形態によれば、ソレノイド６０に微弱な電流を供給し
て、往復動ポンプの駆動状態を監視する場合について説
明したが、本発明はこの構成に限定されるものではな
い。したがって、本発明に係る往復動ポンプは、特に微
弱な電流等を供給することなく、ダイヤフラム３７の動
きに連動してソレノイド６０で発生する電気信号のみか
ら、往復動ポンプの駆動状態を監視すべく構成してもよ
い。

【００７１】また、本実施形態においては、往復動ポン
プの駆動状態を監視するための手段としてソレノイド６
０等を用いる場合について説明したが、本発明はこの構
成に限定されるものはない。したがって、例えば、光の
発光部と受光部との間にハンドル部４４を介在させるべ
く構成して、発光部と受光部との間の光信号の授受状態
を用いてハンドル部４４の上下動、延いては往復動ポン
プの駆動状態を監視することが可能となる。さらに、光
をハンドル部４４に直接当てて、その反射光を用いて、
ハンドル部４４の上下動、延いては往復動ポンプの駆動
状態を監視することも可能となる。

【００７２】さらに、本実施形態においては、往復動ポ
ンプの駆動状態を監視するための手段としては、機械的
手段、あるいは磁気的手段等を用いることが可能であ
る。機械的手段としては、リミットスイッチを用いてハ
ンドル部４４の上死点、下死点を検知する手段が考えら
れる。また、他の機械的手段としては、コンプレッサ等
からのエアーを利用して、エアーの吹き出し口にハンド
ル部４４を配し、ハンドル部４４を介して流れてくるエ
アーの流れからハンドル部４４の動きを検知する手段が
考えられる。また、時期的手段としては、ハンドル部４
４にマグネットセンサーを設けて、磁力の強弱によって
ハンドル部４４の動きを検知する手段が考えられる。

【００７３】また、本実施形態に係る往復動ポンプは、
背圧弁が二つのダイヤフラム３７，３８を用いて構成さ
れており、第一のダイヤフラム３７に亀裂等が発生して
液体の漏洩が起こったとしても、第一のダイヤフラム３
７と第二のダイヤフラム３８との間を通って、液体はド
レン搬送流路３３ｂに搬送されるように構成されてい
る。また、一部の液体が第一のダイヤフラム３７の亀裂
部から逆流しても、液体が汚染されないので、搬送路本
体部３２を汚染することはない。したがって、本実施形
態に係る往復動ポンプによれば、強酸性・強アルカリ性
の液体を搬送していて、万一、第一のダイヤフラム３７
に割れ等が起こった場合であっても、液体はポンプ外に
漏洩等せず、予め設けられたドレン搬送流路３３ｂに、
第二のダイヤフラム３８を介して搬送される。また、こ
の際、液体は、ＰＴＦＥ等で構成された空間に入ること
となるため、その液体が逆流したとしても、汚染等の心
配はない。よって、本実施形態によれば、安全性に優れ
た往復動ポンプを得ることができる。

【００７４】さらに、本実施形態に係る往復動ポンプに
おいては、図１に示すように、それぞれ複数の吸入側お
よび吐出側のチャッキボール１５〜１８が、近接した状
態で且つ略等間隔に配設されている。また、駆動用ダイ
ヤフラム１４と、チャッキボール１５〜１８との間もで
きるだけ近接すべく構成されている。通常、ダイヤフラ
ムを往復駆動部として構成される往復動ポンプにおいて
は、駆動用ダイヤフラムと、チャッキボールとの間が比
較的広く構成されているので、係る領域（駆動用ダイヤ
フラムとチャッキボールとの間に形成される領域）にて
エア噛みが発生してしまう。したがって、本実施形態に
係る往復動ポンプは、各チャッキボールの間隔、および
駆動用ダイヤフラムとチャッキボールとの間の間隔を近
接させて、上記領域をできるだけ小さくすべく構成され
ている。よって、本実施形態に係る往復動ポンプによれ
ば、エア噛みが発生しにくいという効果を得ることがで
きる。

【００７５】なお、本実施形態に係る往復動ポンプにお
いては、駆動用ダイヤフラム１４を駆動させる駆動部に
ついては特に説明しなかったが、駆動部の方式は、特定
のものに限定されるものではなく、機械式、エアー式、
油圧式等のいずれの方式でも適用可能であり、さらに、
直接的であっても間接的であってもよい。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、強
酸性・強アルカリ性の液体を搬送するのに適し、液体の
搬送状態を明確に認識しつつ定量供給を実現すると共
に、エア抜きを容易に行うことが可能である往復動ポン
プを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る往復動ポンプを構成す
るポンプヘッド部および吐出側搬送部の概略断面図

【図２】図１に示した吐出側搬送部の部分拡大断面図

【図３】本実施形態に係る往復動ポンプにてエア抜きを
行っている状態を示す概略図

【図４】本発明の他の実施形態に係る往復動ポンプの吐
出側搬送部近傍の概略断面図

【図５】図４に示された往復動ポンプを構成する検出部
および制御部等の概略図

【図６】図４および図５に示された往復動ポンプを駆動
させる際のフローチャート

【符号の説明】

１０…ポンプヘッド部、１１…ポンプヘッド本体、１１
ａ…吸入部、１３…プランジャ、１４…駆動用ダイヤフ
ラム、１５…第一の吸入側チャッキボール、１６…第二
の吸入側チャッキボール、１７…第一の吐出側チャッキ
ボール、１８…第二の吐出側チャッキボール、３０…吐
出側搬送部、３１…固定部、３２…搬送路本体部、３２
ａ…吐出部、３３…ドレン搬送部、３３ａ…吐出部、３
４…ボンネット部、３５…キャップ部、３６…固定ボル
ト、３７…第一のダイヤフラム、３８…第二のダイヤフ
ラム、４１…スプリング、４２…軸受け、４３…シャフ
ト、４４…ハンドル部（背圧弁連動部）、５０…継手
部、６０…ソレノイド、６１…ソレノイドシャフト部、
６２…ボルト、６３…ナット、７０…回路ボックス、７
１…信号線、７２…ジョイント部、７４…ケーシング部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０４Ｂ 49/06 ３１１Ｆ０４Ｂ 21/00 Ｖ３２１Ｇ 21/02 ＺＧＦターム(参考） 3H045 AA02 AA09 AA12 AA22 BA19 BA28 BA31 CA03 CA12 DA00 EA20 EA26 EA48 3H071 AA01 BB01 CC17 CC34 CC35 CC42 CC47 DD11 DD12 DD13 DD14 DD22 DD27 3H075 AA01 AA09 BB04 CC11 CC24 CC29 CC30 CC35 CC36 CC37 CC40 DA06 DA09 DA14 EE03 EE08 EE12 3H077 AA01 BB03 CC02 CC07 DD05 EE05 EE06 EE12 EE16 EE22 EE25 EE31 FF04 FF12 FF13 FF32 FF34 FF50 FF55 FF58

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】背圧弁と、該背圧弁の動きに対応して作
動する背圧弁連動部とを備え、該背圧弁連動部が外部か
ら見知可能である位置に設けられたことを特徴とする往
復動ポンプ。
【請求項２】前記背圧弁連動部の動きを検出可能な検
出部が設けられ、前記検出部の検出信号に基づいて、前
記流体の搬送状態を認識可能である請求項１に記載の往
復動ポンプ。
【請求項３】流体を搬送させるために往復駆動する駆
動用ダイヤフラムと、前記検出部の検出信号に基づいて
前記駆動用ダイヤフラムの動きを制御可能な制御部とを
備え、前記検出部と前記制御部とを用いて、前記駆動用
ダイヤフラムを自動的に操作して、前記流体の定量供給
を自動的に維持可能である請求項２に記載の往復動ポン
プ。
【請求項４】前記背圧弁連動部を操作して前記背圧弁
を作動させることによって、エア抜きを行うことが可能
である請求項１から３のいずれか１項に記載の往復動ポ
ンプ。
【請求項５】前記背圧弁連動部の動きを検出可能な検
出部と、該検出部の検出信号に基づいて前記背圧弁連動
部の動きを制御可能な制御部とを備え、前記検出部と前
記制御部とを用いて、前記背圧弁連動部を介して前記背
圧弁を自動的に操作して、エア抜きを自動的に行うこと
が可能である請求項４に記載の往復動ポンプ。
【請求項６】前記検出部がソレノイドを用いて構成さ
れており、前記ソレノイドと前記制御部とが信号線を用
いて電気的に接続されている請求項５に記載の往復動ポ
ンプ。
【請求項７】前記ソレノイドが、前記背圧弁と前記背
圧弁連動部との間に設けられ、前記背圧弁の動きが前記
ソレノイドを介して前記背圧弁連動部に伝わるべく構成
されており、前記背圧弁の動きによって前記ソレノイド
に生ずる電気信号が、前記信号線を介して前記制御部に
送られており、前記電気信号の状態に基づいて、前記ソ
レノイドを制御するための電流が前記制御部から供給さ
れる請求項６に記載の往復動ポンプ。
【請求項８】前記信号線を介して前記制御部から前記
ソレノイドに対して、微弱電流が供給された状態で通常
運転が行われる請求項６または７に記載の往復動ポン
プ。
【請求項９】前記背圧弁が、搬送される流体に接する
べく一方の面が設けられた第一のダイヤフラムと、該第
一のダイヤフラムの他方の面に接するべく一方の面が設
けられた第二のダイヤフラムと、該第二のダイヤフラム
の他方の面側に設けられた付勢手段とを用いて構成さ
れ、前記第一のダイヤフラムの一方の面側に前記流体を
搬送させる搬送流路が設けられ、前記付勢手段の付勢力
により、前記第二のダイヤフラムおよび前記第一のダイ
ヤフラムを介して前記流体に対して背圧を作用させる請
求項１から８のいずれか１項に記載の往復動ポンプ。
【請求項１０】前記第一のダイヤフラムの他方の面
と、前記第二のダイヤフラムの一方の面とで挟まれる領
域に連通すべく、ドレン搬送流路が設けられた請求項９
に記載の往復動ポンプ。
【請求項１１】駆動用ダイヤフラムの往復動を用いて
流体の搬送を行う往復動ポンプであって、前記駆動用ダ
イヤフラム近傍に、複数個の吸入側ボールチャッキと、
複数個の吐出側ボールチャッキとを設け、これら全ての
ボールチャッキが近接した状態で且つ略等間隔に配設さ
れていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか
１項に記載の往復動ポンプ。