JP3013201B2

JP3013201B2 - 排気ポンプ

Info

Publication number: JP3013201B2
Application number: JP3059526A
Authority: JP
Inventors: 達司本宮; 洋平大野; 省司舟越
Original assignee: FLOM CORP.
Current assignee: FLOM CORP.
Priority date: 1991-03-01
Filing date: 1991-03-01
Publication date: 2000-02-28
Anticipated expiration: 2015-02-28
Also published as: JPH04276189A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、液体の脱気用に好適
な排気ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液体に含まれた空気などの気体成
分を取除く脱器処理の方法として、液体をガス透過膜を
介して真空中に置き、透過膜を通して液体中に含まれた
気体成分を取除くようにした方法が知られている。この
場合に用いられる真空はおよそ数１０Torr台の圧力であ
り、真空を維持する為にそれ程大きな排気量は必要とさ
れないので、通常はダイヤフラムポンプなどが使用され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記のような脱気処理
の方法において、脱気の効果を十分に得るには、被処理
液に透過膜を介して接する真空を低い圧力とする必要が
あるが、ダイヤフラムポンプを用いた従来の方法では、
低い圧力が得られず、十分な脱気処理ができなかった。

【０００４】前記ダイヤフラムポンプでは、吸気口に設
けた逆止弁を、弁の両側の圧力差で開閉動作させている
為、逆止弁に確実な動作を期待できない為である。到達
圧力が６０Torrと称されるダイヤフラムポンプを用いて
も、実際には脱気用の真空としては９０Torr程度しか得
られていないのが現状である。

【０００５】前記逆止弁の動作を正しいタイミングで確
実に行うには、ダイヤフラムを駆動する駆動系と連動す
るカム機構で逆止弁を動作させることが考えられるが、
ポンプ全体の機構が複雑化し、コストも増大するので、
採用は難しかった。

【０００６】この発明は以上のような問題点に鑑みてな
されたもので、液体の脱気用に好適な排気ポンプを提供
することを目的としている。又、この発明は排気量は小
さくても到達圧力を低くできる排気ポンプを提供するこ
とを目的としている。

【０００７】

【課題を解決する為の手段】上記の目的を達成するこの
発明の排気ポンプは、往復移動自在としたピストンの一
端部と、該部に嵌装した有底シリンダーで吸気室構成手
段が構成され、前記ピストンの他端部と該部に嵌装した
有底シリンダーで圧縮室構成手段が構成されていると共
に、前記吸気室構成手段には吸気室形成工程時に完結す
る吸気路が設けられ、前記圧縮室構成手段には圧縮工程
時に完結する排気路が設けられており、更に前記吸気室
構成手段と圧縮室構成手段の間には吸気室構成手段から
圧縮室構成手段へのみ気体を流通させる為の流通路が設
けてあることを特徴としている。前記流通路は、いく
つかの構成が可能であり、一つはピストンの両端部間に
設けた流路と、該連通路内に介装した逆止弁で構成され
るものであり、別の一つはピストンの端部と中間部で開
口する、少なくとも２つの流路と、中間部で開口した開
口部間のピストンの外壁と有底シリンダーの内壁で形成
される間隙路で構成されるものである。

【０００８】

【作用】この発明の排気ポンプによれば、ピストンを往
復移動させることにより、吸気室に気体を吸い込み、こ
れを順次圧縮室側へ移動させ、かつ排気路へと排気が行
なわれる。この結果、吸気路側に真空を得ることができ
る。

【０００９】吸気路はピストンの往復移動に伴って連
通、遮断が行われる構造であるので、確実な動作をする
弁も構成する。

【００１０】

【実施例】以下この発明のいくつかの実施例について図
を参照して説明する。

【００１１】図１は排気ポンプ１に駆動系２を設置した
状態を表わしている。排気ポンプ１はピストン３と、ピ
ストン３の一端部に嵌装した有底シリンダー４およびピ
ストン３の他端部に嵌装した有底シリンダー５で構成さ
れている。駆動系２はモータ（図示していない）で回転
駆動される駆動軸６に取付けたウォームホイル７と、横
架したシャフト８に取付けたウォームギヤ９と、前記シ
ャフト８の先端に取付けた偏心輪１０とで構成されてお
り、偏心輪１０のピン１１が、前記ピストン３の中央部
に軸受１２を介して連結されている。図中１３はフレー
ムである。

【００１２】従って、駆動系２を駆動すると、偏心輪１
０が回転し、ピストン３は矢示１４のように往復移動す
るようになっている。

【００１３】前記ピストン３と有底シリンダー４は、両
部材によって吸気室Ａ（図２参照）を構成する為のもの
である。ピストン３の端部には端面内の開口部１５と外
壁内の開口部１６を有する流路１７が設けてあると共
に、有底シリンダー４の側壁には透孔１８と吸気管１９
でなる流路２０が設けてある。この流路１７と流路２０
は、ピストン３が矢示２１の方向に移動する工程、即ち
ピストン３と有底シリンダー４によって吸気室Ａが形成
される工程の時に、流路１７を介して吸気室Ａと流路２
０が連通して吸気路が構成されるように位置が設定して
あり、前記透孔１８の両側には、有底シリンダー３の内
壁に沿ってＯリング２２、２３が装着してある。

【００１４】一方、前記ピストン３と有底シリンダー５
は圧縮室Ｂを構成する為のものである。ピストン３の端
部には、外壁内に開口部２４、２５を有する流路２６が
設けてあると共に、有底シリンダー５の側壁には透孔２
７と排気管２８でなる流路２９が設けてある。この流路
２６と流路２９は、ピストン３が矢示２１の方向に移動
する工程、即ち圧縮室Ｂ内の気体がピストン３で圧縮さ
れる工程の時に、流路２６を介して圧縮室Ｂと流路２９
が連通して排気路が構成されるように位置が設定してあ
り、前記透孔２７の両側には、有底シリンダー５の内壁
に沿ってＯリング３０、３１が装着してある。

【００１５】又、ピストン３には中心軸線に沿って流路
３２が設けてあり、流路３２には座３３と球３４で成る
逆止弁３５が設けてある（図は有底シリンダー４側端部
に設けた例を示しているが、場所は限定されない。）。
この流路３２と逆止弁３５は、吸気室Ａより圧縮室Ｂへ
のみ気体が流通できる流通路３６を構成する。尚、逆止
弁３５は排気ポンプ１が図示のように縦に設置する場合
について示してある。排気ポンプ１が横又は斜に設置さ
れるような場合には、球３４を座３３側に付勢するスプ
リングなどが必要になる。

【００１６】次に図２を参照して、ピストン３を往復移
動させた時の作用を説明する。

【００１７】図２の(a) 〜(e) はピストン３の往復移動
工程の１サイクルを示している。ピストン３が(a) の位
置から(b) の位置へ移動する工程では圧縮室Ｂ内の気体
が圧縮されると共に、ピストン３と有底シリンダー４に
よる吸気室構成手段によって吸気室Ａの形成が開始され
る。ピストン３が(b) の位置から(c) の位置へ移動する
工程では、ピストン３の端部に設けた流路２６と有底シ
リンダー５に設けた流路２９が連通し、かつ流路２６の
開口部２４、２５がＯリング３１の両側に位置して排気
路が完結し、圧縮室Ｂ内の圧縮された気体が排気管２８
を通して排気される。一方、吸気室Ａ側では、ピストン
３の端部に設けた流路１７と有底シリンダー４に設けた
流路２０が連通して吸気路が完結し、吸気管１９を通し
て吸気室Ａ内に気体を吸入する。この(a) 〜(c) の工程
においては、逆止弁３５は圧縮室Ｂの圧力を受けて閉の
状態が確実に維持される。

【００１８】次に、ピストン３が(c) の位置から(d) の
位置へ移動する復動工程では、前記吸気路および排気路
が遮断されると共に、吸気室Ａ内の気体が圧縮される一
方、有底シリンダー５側に圧縮室Ｂの形成が開始され
る。この結果、吸気室Ａ内の圧力が圧縮室Ｂ内の圧力よ
り高くなり、逆止弁３５は開の状態に変化する。

【００１９】この状態はピストン３が(d) の位置から
(e) の位置へ移動するまで続行し、ピストン３が(e) の
位置に至ると、吸気室Ａ内の気体は全て圧縮室Ｂ側へ移
動する。ピストン３が(e) の位置に至ると往動工程に移
行するので、以下上記(a) 〜(e) に至る工程が繰り返さ
れる。従ってピストン３を矢示１４の方向で往復移動さ
せることにより、吸気管１９側の気体を排気管２８側へ
排気することができ、吸気管１９に接続した真空容器
（図示していない）内を真空排気することが可能であ
る。真空容器を排気するに当って、真空容器と吸気室Ａ
を連通させる為に形成される吸気路はピストン３の往復
移動において、遮断と開放が確実に行なわれ、誤動作は
起り得ない構造であるので、真空容器内の気体を十分に
排気し、低い到達圧力を得ることができる。

【００２０】図３乃至図５は、前記実施例において用い
た逆止弁３５を不要とした構造の実施例である。何れの
実施例も、前記有底シリンダー４、５を一体化した密閉
型シリンダー４３としてあり、密閉型シリンダー４３内
に装着したピストン３の一端面の開口部３７と中間部外
壁の開口部３８を有する流路３９と、ピストン３の他端
面の開口部４０と中間部外壁の開口部４１を有する流路
４２とが形成されている。これらの流路３９と流路４２
は吸気室Ａから圧縮室Ｂへのみ気体を流通させる為の流
通路を構成するものであって、流通路の開口および遮断
を行う為に、密閉型シリンダー４３の中間部内壁にＯリ
ング４４が装着してある。又、図５の実施例では、吸気
路を構成する為に設けた透孔１８の両側に配置するＯリ
ング２２、２３をピストン３側に装着することにより、
吸気路を構成する為にピストン３に設けた流路１７およ
び排気路を構成する為にピストン３に設けた流路２６を
不要とし、流路３９、４２が吸気路又は排気路も構成で
きるようになっている。

【００２１】各実施例のピストン３を往復移動した時の
作用は各図において(a) 乃至(e) に示した通りで、吸気
路を通して吸気室Ａに吸い込まれた気体が圧縮室Ｂ側に
移行された後、圧縮室Ｂで圧縮され、次いで排気路を通
して排気される。吸気室Ａ内の気体の圧縮室Ｂへの移行
は、各図の(d) から(e) へ至る工程で、Ｏリング２２と
Ｏリング４４において、密閉型シリンダー４３の内壁と
ピストン３の外壁で形成される間隙路４５で前記流路３
９、４２が連通されて流通路が完結した時に行われる。

【００２２】以上いくつかの実施例について説明した
が、ピストン３に設けた流路１７、２６、３９、４２は
夫々少くとも１つが設けられていれば良いものであり、
同一構成の流路を複数設けて、流通路形成時のコンダク
タンスを大きくするようにしても良い。又、ピストン３
の端部に設けた流路１７、３９、４２のピストン端面内
に形成した開口部１５、３７、４０は図３(e) に鎖線で
示したように、ピストン３の端部外壁に形成することも
可能である。尚、図３乃至図５の実施例では密閉型シリ
ンダー４３を使用しているので、ピストン３の往復移動
の為の駆動は、密閉型シリンダー４３の一端面側壁を貫
通（軸封止する）するように駆動軸を導入して行う。従
って駆動系は図１とは異なる構成となるが、この発明は
駆動系を要旨としていないので説明は省略する。

【００２３】

【発明の効果】以上に説明したようにこの発明によれ
ば、真空容器と排気ポンプの吸気側を接続する流路の開
放および遮断動作が、ピストンの往復移動に従って確実
にできるので、排気すべき気体の逆流が無く、真空容器
を低い圧力に到達させ得る効果がある。

【００２４】この結果、液体の脱気用にこの発明の排気
ポンプを使用することによって、低い圧力のもとで十分
な脱気を可能にできるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の縦断面図

【図２】同じく実施例の動作を説明する図

【図３】この発明の第２実施例を説明する図

【図４】この発明の第３実施例を説明する図

【図５】この発明の第４実施例を説明する図

【符号の説明】

１排気ポンプ２駆動系３ピストン４、５有底シリンダー１７流路１９吸気管２０流路２２、２３Ｏリング２６流路２８排気管２９流路３０、３１Ｏリング３２流路３５逆止弁３６流通路３９、４２流路４３密閉型シリンダー４４Ｏリング４５間隙路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04B 27/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】往復移動自在としたピストンの一端部
と、該部に嵌装した有底シリンダーで吸気室構成手段が
構成され、前記ピストンの他端部と該部に嵌装した有底
シリンダーで圧縮室構成手段が構成されていると共に、
前記吸気室構成手段には吸気室形成工程時に完結する吸
気路が設けられ、前記圧縮室構成手段には圧縮工程時に
完結する排気路が設けられており、更に前記吸気室構成
手段と圧縮室構成手段の間には吸気室構成手段から圧縮
室構成手段へのみ気体を流通させる為の流通路が設けて
あることを特徴とする排気ポンプ
【請求項２】流通路は、ピストンの両端部間に設けた
流路と、該流路内に介装した逆止弁で構成した請求項１
記載の排気ポンプ
【請求項３】流通路は、ピストンの端部と中間部で開
口する、少くとも２つの流路と、中間部で開口した開口
部間のピストンの外壁と有底シリンダーの内壁で形成さ
れる間隙路で構成した請求項１記載の排気ポンプ