JP2556622Y2 - 往復動ポンプ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、往復動ポンプの構造
に係り、特にガスの発生し易い液およびガスを含んだ液
を取扱うに際し、吸込弁と吐出弁とを連通接続する垂直
な流体吐出通路の上部吸込弁側とポンプ室の上部とを単
一の共用通路のみにより連通接続し、この共用通路を前
記ポンプ室から吸込弁に向けて上昇傾斜させることによ
り、液中のガス溜りを減少させることができるように構
成すると共に、ポンプ室の上部に配置した吸込弁の上部
に隣接配置されたガス抜きチャンバ内にフィルタを着脱
可能に挿着し、異物のポンプ室への侵入を防止すること
ができる往復動ポンプの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プランジャ等による往復動作
を、油圧を介するか、または油圧を介さず直接に、ダイ
アフラムに伝達して、ポンプ動作を行うように構成した
ダイアフラムポンプが知られている。この種のダイアフ
ラムポンプは、定量性に優れ、しかも取扱液がポンプ駆
動機構に接触しないこと等から、種々の化学プラント用
ポンプとして多用されている。

【０００３】しかしながら、若干の圧力変化または温度
変化の条件下に、分解作用を呈する気液混合流体等を取
扱う場合、通常のポンプ構造では、ポンプ移送を行うこ
とは殆ど不可能である。例えば、常温で、塩素ガスおよ
び酸素ガスが分離する次亜塩素酸ソーダを、ポンプ移送
する場合、計画流量より遥かに低流量であったり、流量
範囲を広くとったものにおいて低流量域で使用したりす
ると、特に夏場にあっては、ポンプ室内にガス溜りが発
生し、吐出量の低下もしくは送液不能となる。

【０００４】このため、この種の特種流体を円滑にポン
プ移送することのできるポンプを得るには、例えば、ポ
ンプ駆動を行うダイアフラムが位置するポンプ室の容積
を、最少限に設定して、内部流速を増大することによ
り、ガスの滞留を防止し、しかも適正なガス抜きを達成
することができる、ガス抜き機構を設けることが必要と
なる。しかしながら、この種のガス抜き機構は、単にポ
ンプ流路系の一部に、自動ガス抜き弁を設置するだけで
は、充分な効果は得られず、逆にポンプ効率を低下させ
る要因となり、未だ満足すべきものは得られていない。

【０００５】さらに、このようなガス抜き機構を改良し
たものとして、図３に示す構成からなる往復動ポンプが
提案されている（特開昭６１−３１６８１号公報）。す
なわ ち、図３に示す往復動ポンプのガス抜き機構は、ポ
ンプ室１６と連通する流体吸込通路２２に設けられる吸
込弁２６の上流側にガス抜きチャンバ３４を設け、ポン
プ室１６に流入する流体をその直前においてガス抜きす
ることにより、取扱流体の適正な送液を達成することが
できる。しかも、この場合、ポンプ室１６の容積を比較
的小容積に設定して、内部での気泡発生を少なくし、ポ
ンプ容積効率の低下を防止している。

【０００６】また、この往復動ポンプは、ポンプ室１６
の上部に流体吸込通路２２を連通すると共に、この通路
２２の一部に設けた吸込弁２６の上部にガス抜きチャン
バ３４を隣接配置し、さらに吸込弁２６を、取扱液の比
重より小さい値の材質からなるボールを組込んだボール
弁で構成し、ポンプ室１６の下部に流体吐出通路２４を
連通した構成からなる。なお、図３において、参照符号
１０はプランジャ、１２は圧力置換室、１４はダイアフ
ラム、１８は油溜槽、２０はダイアフラムヘッド、２８
は吐出弁、３０は吸込管、３２は吐出管をそれぞれ示
す。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】しかるに、この種の往
復動ポンプの流体吸込通路２２および流体吐出通路２４
は、水平部を有し、この水平部のトータル長さは、チェ
ック弁を通路２２、２４に直角に配置するために長くし
なければならず、取扱液がポンプ室１６や前後の通路２
２、２４内で気化すると、これら水平の通路中では、気
泡が通路壁に付着したままとなる。このため、プランジ
ャ１０が移動して、圧力置換室１２の作用下にダイアフ
ラム１４に脈動圧を与え、ポンプ室１６の容積変化を行
っても、通路壁に付着した気泡または液中の気泡が、圧
縮および膨脹する相当分について容積効率が低下する。

【０００８】この場合、特に吐出量が小さい領域におい
ては、気泡の容積比率が大きくなるため、ポンプ容積効
率の低下が著しく、ポンピングができなくなる難点を有
していた。

【０００９】また、ポンプ室１６に流入する流体を、そ
の直前においてガス抜きすることにより、ポンプの容積
効率の向上を図ることが提案されている。しかしなが
ら、この種のポンプの吸込系には、フィルタを内蔵して
いないため、取扱液あるいは吸込系およびガス抜き系に
存在する固形異物が流入して、これがポンプのチェック
弁に付着することがある。

【００１０】しかるに、一般的に、ポンプを使用する場
合には、このポンプの吸込配管に、別置きのフィルタが
設けられているが、このフィルタから吸込弁まで、ある
いはガス抜き系までへの異物の混入は避けられない。従
って、プランジャが移動して圧力置換室の作用下にダイ
アフラムに脈動圧を与え、これにより移動した容積の一
部は、チェック弁から逆流し、ポンプの容積効率を低下
させ、特にポンプを小流量域で運転する場合に、異物付
着の程度によっては、ポンプ移送が殆ど不可能となる難
点を有していた。

【００１１】そこで、本考案の目的は、ガスの発生し易
い液およびガスを含んだ液を取扱うに際し、取扱液がポ
ンプ室の上方から下方へ送液されるように吸込弁と吐出
弁とを配置して、これらの吸込弁と吐出弁とを直接連通
接続する流体吐出通路を設け、この流体吐出通路の上部
と、ポンプ室の上部とを単一の共用通路で連通接続し、
この共用通路を前記ポンプ室より上方に向けて傾斜させ
ることにより、ポンプ室内で発生したガスを、速やかに
ポンプ室外へ排出して、ポンプ容積効率を向上すること
ができると共に、ポンプ室の上部に配置した吸込弁の上
部に隣接配置されたガス抜きチャンバ内にフィルタを着
脱可能に挿着し、異物の侵入による吸込弁の作動不良を
回避して、ポンプ容積効率の低下を防止することのでき
る往復動ポンプの構造を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本考案に係る往復動ポン
プの構造は、ダイアフラム(14)によってポンプ室(16)と
圧力置換室(12)とを画成し、このポンプ室にそれぞれ吸
込弁(26)および吐出弁(28)を設けた流体吸込通路(23)お
よび流体吐出通路(25)を連通接続し、前記ポンプ室の上
方に吸込弁を配置してこの吸込弁の上部にガス抜きチャ
ンバ(24)を隣接配置すると共に前記流体吸込通路(23)に
対して吸込管(30)を接続し、さらに前記ポンプ室の下方
に前記吐出弁(28)を介して連通する流体吐出通路(25)に
対して吐出管(32)を接続して、前記ポンプ室に対し取扱
液がその上方から下方へ移送されるように構成し、前記
圧力置換室の圧力の変化によりダイアフラムを介してポ
ンプ室内の容積を変化させて取扱液の送液を行うよう構
成してなる往復動ポンプにおいて、前記ガス抜きチャン
バの下部に配置される吸込弁(26)を、取扱液の比重より
小さい値の材質からなるボールで構成し、前記ポンプ室
(16)に対しそれぞれ上下に配置された前記吸込弁(26)と
吐出弁(28)とを直接連通する流体吐出通路(36)を設け、
この流体吐出通路(36)の上部吸込弁(26)側と前記ポンプ
室(16)の上部とを、取扱液の吸込みと吐出とを共用する
単一の共用通路(40)のみにより連通接続し、さらにこの
共用通路(40)を前記ポンプ室(16)の上部から吸込弁(26)
に向けて上昇傾斜するように構成すると共に、この吸込
弁(26)の上部に隣接配置されたガス抜きチャンバ(34)内
の下部にフィルタ(35)を着脱可能に挿着するように構成
することを特徴とする。

【００１３】

【作用】本考案に係る往復動ポンプの構造によれば、ガ
スの発生し易い液およびガスを含んだ液を取扱うに際
し、吸込弁と吐出弁とを直接連通接続する流体吐出通路
の上部と、ポンプ室の上部とを、単一の共用通路のみに
より連通接続し、この共用通路を前記ポンプ室より吸込
弁に向って上昇傾斜させた構成とすることにより、ポン
プ室および流通路の水平部分をなくし、ポンプ室および
流体吐出通路、共用通路（流体吸込吐出通路）で発生し
たガスを吸込弁に集合させ、ガス抜きチャンバを介し
て、あるいは同チャンバを介さず直接に吐出弁へ導き、
速やかにポンプ室外へ排出して、ポンプ容積効率の向上
することができる。また、フィルタを、吸込弁の上部に
隣接配置されたガス抜きチャンバ内の下部に着脱可能に
挿着する構成としたことにより、ガス抜きチャンバ直前
までの経路で発生する異物（配管 内の付着物や錆の剥が
れ等）の吸込弁（チェック弁）等への混入を防止して、
これら弁の作動不良を回避し、ポンプの容積効率の低下
を防止することができ、しかも常に安定かつ効率のよい
ポンプ運転を実現することができる。

【００１４】

【実施例】次に、本考案に係る往復動ポンプの構造の実
施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明す
る。

【００１５】図１は、本考案の一実施例を示す往復動ポ
ンプの要部断面図である。すなわち、図１において、参
照符号１０は主プランジャを示し、このプランジャ１０
は適宜のクランク機構を介して往復動作し、圧力置換室
１２内に充満した駆動油の作動下に、ダイアフラム１４
に脈動圧を与え、ポンプ室１６の容積変化を行って、ポ
ンプ動作を行うように構成される。

【００１６】なお、この種のポンプにおいては、通常圧
力置換室１２の上方には油溜槽１８を設けて、この油溜
槽１８を圧力置換室１２と相互に連通し、しかもこの油
溜槽１８の内部には、前記圧力置換室１２へ駆動油を自
動的に補給する自動補給弁（図示せず）および高圧発生
を防ぐレリーフ弁（図示せず）と、圧力置換室１２内に
生じた気泡を自動的に除去する自動脱気弁（図示せず）
とが、それぞれ配設される。

【００１７】ポンプ室１６は、ダイアフラムヘッド２０
の一部において、ダイアフラム１４の一側面に隣接し
て、比較的小容量に構成する。このポンプ室１６の上方
に配設した吸込弁２６の上部には、ガス抜きチャンバ３
４を隣接配置すると共に、ガス抜きチャンバ３４には、
流体吸込通路２３を介して吸込管３０を接続する。

【００１８】この場合、流体吸込通路２３は、ガス抜き
チャンバ３４の所定レベル位置に設定し、ガス抜きチャ
ンバ３４内の所定レベルまで、常に取扱液を満たして空
引きを生じないように構成する。

【００１９】以上の構成は、従来のガス抜き機構を備え
た往復動ポンプと同様である。

【００２０】しかるに、本考案に係る往復動ポンプにお
いては、ガス抜きチャンバ３４の内部の流体吸込通路２
３との接続口より下方に、フィルタ３５を着脱可能に挿
着して、取扱液あるいは吸込系およびガス抜き系に存在
する固形異物が流入して吸込弁に付着し、この吸込弁か
ら移動する容積の一部が、逆流してポンプの容積効率が
低下するのを防止するよう構成したことを特徴とするも
のである。

【００２１】なお、本考案において、ポンプ室１６の下
方には、吐出弁２８を配置して、この吐出弁２８と上方
の吸込弁２６とを直接連通接続して流体吐出通路３６を
形成する。そして、この流体吐出通路３６を、前記吐出
弁２８を介してダイアフラムヘッド２０の下方に設けら
れた流体吐出通路２５と連通させると共に、この流体吐
出通路２５に外部接続可能な吐出管３２を接続する。

【００２２】また、本考案においては、前記吸込弁２６
および吐出弁２８を、流体の通路中に設けることから、
これら各弁２６、２８を構成するボール弁のボールの材
質を、取扱液の比重より小さな値を有するものとする。
例えば、取扱液を次亜塩素酸ソーダとした場合、その比
重は約１．２〜１．３であることから、ボールをポリプ
ロピレン（比重０．９１）で構成すれば好適である。

【００２３】すなわち、この場合、ポンプ系統が液で満
たされていれば、ボールが常にその浮力によって弁座に
当接して、逆止機能を保持することができる。しかも、
吸込弁２６の周囲にガスが溜れば、液面に応じてボール
が変位して、ガス抜きを円滑に達成することができる。

【００２４】なお、吸込弁２６は、前述したようにボー
ル自身の浮力によって閉弁する他、ボールにばねの付勢
力を作用させて、弁座に対しこのボールを常に弾力的に
圧接するように構成してもよい。この場合、ばねの設定
圧は、０．０２〜０．２Ｋｇｆ／ｃｍ² Ｇとすることが
好適であり、またボールの比重は、取扱液の比重とは無
関係となることは言うまでもない。

【００２５】さらに、本考案においては、ポンプ室１６
の上部と、前記流体吐出通路３６の上部とを、取扱液の
吸込みと吐出とを共用する単一の共用通路すなわち流体
吸込吐出通路４０のみにより連通接続すると共に、この
通路４０を、これと接続する流体吐出通路３６の上部接
続口に対して、前記ポンプ室の上部より上方に配置した
吸込弁２６に向って傾斜するように構成することが特徴
となっている。

【００２６】前述した構成からなる往復動ポンプによれ
ば、流体吐出通路３６を垂直に形成すると共に、この流
体吐出通路３６の上部とポンプ室１６の上部とを連通接
続する流体吸込吐出通路４０を、ポンプ室の上部より流
体吐出通路３６の上部に向けて、上方へ傾斜するように
構成することにより、ポンプ室１６および流体吐出通路
３６、流体吸込吐出通路４０に発生したガスは吸込弁２
６に集合し、ガス抜きチャンバ３４を介して、あるいは
同チャンバを介さず直接に吐出弁２８に導き、速やかに
ポンプ室外へ排出することができ、これによりポンプ容
積効率の低下を防止することができる。このような作用
は、ポンプ作動中のみならず、ポンプ停止中においても
同様に起生する。

【００２７】図２は、本考案に係る往復動ポンプのの構
造の別の実施例を示すものである。すなわち、本実施例
においては、ガス抜きチャンバ３４の内部の下方にフィ
ルタ３５を着脱可能に挿着するポンプ構造につき、ダイ
アフラム１５を直接プランジャで駆動するように構成し
た、直動式ダイアフラムポンプに応用した実施例を示す
ものである。しかるに、ポンプ室を画成するダイアフラ
ムヘッド側におけるポンプ系統の構成は、前記実施例と
全く同一であり、従って図１に示す構成部分と同一の構
成部分には同一の参照符号を付し、その詳細な説明は省
略する。本実施例においても、前述した実施例と全く同
様に、取扱液のガス抜きを有効に達成し、往復動ポンプ
としての定量性およびポンプ効率を向上させることがで
きると共に、取扱液あるいは吸込系およびガス抜き系に
存在する固形異物が流入して吸込弁に付着し、この吸込
弁から移動する容積の一部が逆流して、ポンプの容積効
率が低下するのを防止することができる。

【００２８】

【考案の効果】前述した実施例から明らかなように、本
考案によれば、ガスの発生し易い液およびガスを含んだ
液を取扱うに際し、吸込弁と吐出弁とを直接連通接続す
る流体吐出通路の上部と、ポンプ室の上部とを、単一の
共用通路すなわち流体吸込吐出通路のみにより連通接続
し、この共用通路を前記ポンプ室より吸込弁に向って上
昇傾斜させた構成とすることにより、ポンプ室内で発生
したガスは、取扱液から分離して、ガス抜きチャンバへ
導入され、あるいはガス抜きチャンバを介さず直接に吐
出弁に導かれ、速やかにポンプ室外へ排出することがで
き、これによりポンプ容積効率を向上することができ
る。また、フィルタを、吸込弁の上部に隣接配置された
ガス抜きチャンバ内の下部に着脱可能に挿着する構成と
したことにより、ガス抜きチャンバ直前までの経路で発
生する異物（配管内の付着物や錆の剥がれ等）の吸込弁
（チェック弁）等への混入を防止して、これら弁の作動
不良を回避し、ポンプの容積効率の低下を防止すること
ができ、しかも常に安定かつ効率のよいポンプ運転を実
現することができる。

【００２９】従って、本考案に係る往復動ポンプは、構
成部品を増加することなく、ポンプ性能を向上させるこ
とができる等の優れた利点が得られる。

【００３０】特に、本考案に係る往復動ポンプによれ
ば、フィルタは、ポンプ内蔵型のため、ポンプの据付け
や配管作業が容易となり、ガス抜きチャンバの下部に取
付けられるため、吸込配管系を外すことなく交換をする
ことが可能となり、メンテナンスの作業能率を著しく向
上することができる。

【００３１】以上、本考案の好適な実施例について説明
したが、本考案は前記実施例に限定されることなく、本
考案の精神を逸脱しない範囲内において種々の設計変更
をなし得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る往復動ポンプの構造の一実施例を
示す要部断面図である。

【図２】本考案に係る往復動ポンプの構造の別の実施例
を示す要部断面図である。

【図３】従来の往復動ポンプの構造を示す要部断面図で
ある。

【符号の説明】

１０ 主プランジャ １２ 圧力置換室 １４ ダイアフラム１５ ダイアフラム（直動式） １６ ポンプ室 １８ 油溜槽 ２０ ダイアフラムヘッド２３、（２２） 流体吸込通路２５、（２４） 流体吐出通路 ２６ 吸込弁 ２８ 吐出弁 ３０ 吸込管 ３２ 吐出管 ３４ ガス抜きチャンバ ３５ フィルタ ３６ 流体吐出通路４０ 共用通路（流体吸込吐出通路）

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイアフラム(14)によってポンプ室(16)
   と圧力置換室(12)とを画成し、このポンプ室にそれぞれ
   吸込弁(26)および吐出弁(28)を設けた流体吸込通路(23)
   および流体吐出通路(25)を連通接続し、前記ポンプ室の
   上方に吸込弁を配置してこの吸込弁の上部にガス抜きチ
   ャンバ(24)を隣接配置すると共に前記流体吸込通路(23)
   に対して吸込管(30)を接続し、さらに前記ポンプ室の下
   方に前記吐出弁(28)を介して連通する流体吐出通路(25)
   に対して吐出管(32)を接続して、前記ポンプ室に対し取
   扱液がその上方から下方へ移送されるように構成し、前
   記圧力置換室の圧力の変化によりダイアフラムを介して
   ポンプ室内の容積を変化させて取扱液の送液を行うよう
   構成してなる往復動ポンプにおいて、前記ガス抜きチャンバの下部に配置される 吸込弁(26)
   を、取扱液の比重より小さい値の材質からなるボールで
   構成し、前記ポンプ室(16)に対しそれぞれ上下に配置さ
   れた前記吸込弁(26)と吐出弁(28)とを直接連通する流体
   吐出通路(36)を設け、この流体吐出通路(36)の上部吸込
   弁(26)側と前記ポンプ室(16)の上部とを、取扱液の吸込
   みと吐出とを共用する単一の共用通路(40)のみにより連
   通接続し、さらにこの共用通路(40)を前記ポンプ室(16)
   の上部から吸込弁(26)に向けて上昇傾斜するように構成
   すると共に、この吸込弁(26)の上部に隣接配置されたガ
   ス抜きチャンバ(34)内の下部にフィルタ(35)を着脱可能
   に挿着するように構成することを特徴とする往復動ポン
   プの構造。