JP3161068U - 電磁振動型ダイヤフラムポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】ケーシング内部に浸入した水を、ポンプ室内に引き込み、当該ポンプ室内で圧縮された空気とともに水分を排出することができる電磁振動型ダイヤフラムポンプを提供する。【解決手段】上部ケーシングと下部ケーシングによって内部空間を画定した電磁振動型ダイヤフラムポンプ１であって、前記下部ケーシングＬＣに載置され、前記上部ケーシングによって覆われた電磁駆動部Ｄと、ダイヤフラムＤＦによって仕切られ、吸入弁および吐出弁を備えた圧縮室ＣＲと、前記圧縮室に、吸入弁を介して連結され、当該圧縮室から前記下部タンクケーシングまで延設され、当該圧縮室に外気（または外気および水）を直接導入する吸入用流路または吸入用口と、前記圧縮室に、吐出弁を介して連結され、当該圧縮室からタンクケーシングを介して前記ポンプの外部まで延設され、当該圧縮室ＣＲから圧縮された空気および水を吐出する吐出用流路Ｐｄとを備えている。【選択図】図１

Description

本考案は、内部に水が浸入しても不具合を起こすことなく、運転を継続することができる電磁振動型ダイヤフラムポンプに関する。さらに詳しくは、ダイヤフラムに連結された永久磁石付振動子と、該振動子を挟んで設けられた２個の電磁石との磁気的相互作用によって往復運動させ、ダイヤフラムを駆動させ流体（空気または空気および雨水）を吸引し、吐出する電磁振動型エアーポンプに関する。本考案のエアーポンプは、主に屋内外で使用され、養魚、家庭用浄化槽などに利用される。

従来の電磁振動型ダイヤフラムポンプとして、図５に示す電磁振動型ダイヤフラムポンプが知られている（特許文献１参照）。図５に示されるように、従来の電磁振動型ダイヤフラムポンプは、電磁石ＥＭと、電磁石ＥＭによって駆動される棒状体Ｒと、当該棒状体Ｒの両端に取り付けられたダイヤフラムＤＦと、ダイヤフラムＤＦにより仕切られたポンプ室ＣＲと、ポンプ室ＣＲに連通する排気用流路Ｐｄ１、Ｐｄ２を備えている。また、当該ダイヤフラムポンプは、電磁石ＥＭを備えた駆動部が載置される下部ケーシングＬＣと、下部ケーシングＬＣにネジなどの固着手段により固着され、駆動部を覆う上部ケーシングＵＣが設けられている。棒状体Ｒの往復運動によるダイヤフラムＤＦの変形により、ポンプ室ＣＲ内で圧縮された空気は、排気用流路Ｐｄ１から排出され、下部ケーシングＬＣに設けられた空気チャンバＡｃを介してさらに排気用流路Ｐｄ２を通って外部に排出される。

また、従来の他の電磁振動型ダイヤフラムポンプとして、図６に示す電磁振動型ダイヤフラムポンプが知られている（特許文献２参照）。図６に示す電磁振動型ダイヤフラムポンプは、吸気用流路Ｐｓから入った空気が、棒状体Ｒの往復運動に伴う、ダイヤフラムＤＦの図６中左右方向の変形に伴い、ポンプ室ＣＲ内の容積が大きくなった場合は、ポンプ室ＣＲ内部の圧力が下がり、吸気用流路Ｐｓに連通した吸入弁Ｖｓが開き、ポンプ室ＣＲ内部に空気が流入する。逆に、ポンプ室ＣＲ内の容積が小さくなった場合は、ポンプ室ＣＲ内部の圧力が上がり、空気チャンバＡｃを経由して、吐出用流路Ｐｄから空気が排出される。

従来のさらに他の電磁振動型ダイヤフラムポンプとして、図７に示す電磁振動型ダイヤフラムポンプが知られている（特許文献３参照）。図７に示す電磁振動型ダイヤフラムポンプは、下部ケーシングＬＣおよび上部ケーシングＵＣ内に電磁駆動部Ｄが収納され、下部ケーシングＬＣ側に載置された空気チャンバＡｃ上に電磁駆動部が設けられている。上部ケーシングＵＣからラビリンス構造部を介して水分を除去して流入した空気は、吸気用流路Ｐｓを通り、吸入弁Ｖｓを介してポンプ室ＣＲに流入し、ポンプ室ＣＲ内の容積が小さくなり、ポンプ室ＣＲ内の圧力が高くなると、吐出弁Ｖｄを介して空気が吐出される。吐出弁Ｖｄ側から吐出された空気は、一部はケーシング内に排出され、残りの空気は空気チャンバＡｃを介してケーシング外部に排出される。駆動部を駆動させるための電源用の配線を引き込むための開口には、水の浸入を防ぐブッシングＢが設けられている。

特開平７−１２７５７７号公報 特開２００２−３７１９６８号公報 特許第４３４８３０４号

上記、従来の電磁振動型ダイヤフラムポンプは、ケーシングの中への水の浸入を防ぐために、吸気部にはラビリンス構造が設けられたり、ケーシングの接合部や、駆動部を駆動させるための電源用の配線を引き込むための開口には、パッキンなどの防水手段や、水の浸入を防ぐブッシングなどが設けられるが、そのような複雑な機構を設けたとしても、ケーシング内部の負圧によりケーシング外部から外気などを吸おうとする為、パッキンとケーシングとの隙間や、配線とブッシングの間のわずかな隙間からケーシングの中にどうしても水が入っていってしまうという問題があった。

また、防水性能を高めるために、パッキンやブッシングを複雑な構造にすると、コストが高くなるという問題があった。

そこで、本考案は、かかる事情に鑑みて、ケーシング内部に浸入した水を、ポンプ室内に引き込み、当該ポンプ室内で圧縮された空気とともに水分を排出することができる電磁振動型ダイヤフラムポンプの提供を目的とする。

本考案の電磁振動型ダイヤフラムポンプは、対向して配置された一対の電磁石と、永久磁石を備えた棒状体とからなる電磁駆動部を備え、前記一対の電磁石と前記永久磁石との磁気的相互作用によって、前記棒状体の両端または一端に連結されたダイヤフラムを往復運動させる、上部ケーシングと下部ケーシングによって内部空間を画定した電磁振動型ダイヤフラムポンプであって、
該電磁振動型ダイヤフラムポンプが、
前記下部ケーシングに載置され、前記上部ケーシングによって覆われた電磁駆動部と、
前記ダイヤフラムによって仕切られ、吸入弁および吐出弁を備えた圧縮室と、前記圧縮室に、吸入弁を介して連結され、当該圧縮室から前記下部タンクケーシングまで延設され、当該圧縮室に外気（または外気および水）を直接導入する吸入用流路または吸入用口と、
前記圧縮室に、吐出弁を介して連結され、当該圧縮室からタンクケーシングを介して前記ポンプの外部まで延設され、当該圧縮室から圧縮された空気（または空気および水）を吐出する吐出用流路と
を備えてなることを特徴とする。

また、前記下部ケーシングが、碗状を呈し、該碗状の下部ケーシングの中央部に前記電磁駆動部を載置する台座として機能するタンクケーシングを備え、
前記タンクケーシングと前記碗状の下部ケーシングの外周縁との間に溝が設けられてなることが好ましい。

また、前記電磁振動型ダイヤフラムポンプが、前記ポンプ室の吸気側に連結された排水用流路を備え、該排水用流路が、前記下部ケーシングの溝内部に延びることが好ましい。

本考案の電磁振動型ダイヤフラムポンプによれば、ケーシング内部に浸入した水を、ポンプ室内に引き込み、当該ポンプ室の圧縮室内で圧縮された空気とともに水分を排出することができる。

また、水分の排出機構を設けることにより、電磁駆動部の浸水による不具合をなくすことができる。また、内部圧力を上げることによる防水対策においても、ピンホールやフィルターの目詰まり等による内部圧力の低下による水浸入を心配する必要がなくなる。

本考案の電磁振動型ダイヤフラムポンプを示す説明図である。 本考案の電磁振動型ダイヤフラムポンプに用いられる下部ケーシングを説明するための説明図である。 本考案の電磁振動型ダイヤフラムポンプの原理を示す原理図である。 本考案の電磁振動型ダイヤフラムポンプの原理を示す原理図である。 従来の電磁振動型ポンプを説明するための説明図である。 従来の電磁振動型ポンプを説明するための説明図である。 従来の電磁振動型ポンプを説明するための説明図である。

以下、添付図面を参照しつつ、本考案の電磁振動型ダイヤフラムポンプを詳細に説明する。

本考案の電磁振動型ダイヤフラムポンプ１には、図１に示されるように、対向して配置される一対の電磁石２１および電磁石２２と、当該一対の電磁石２１および電磁石２２の間に配置される永久磁石を備えた棒状体ＲＤ（図３および４参照）からなる電磁駆動部Ｄが設けられている。当該電磁駆動部Ｄは、電磁駆動部Ｄをタンクケーシング３上に載置する下部ケーシングＬＣと、電磁駆動部Ｄを上部から覆う上部ケーシング（図示せず）とにより、ケーシング内に収納される。下部ケーシングＬＣと上部ケーシングとは、ネジやボルト、ナットなどの公知の固着手段により固着され、下部ケーシングＬＣと上部ケーシングとの間にゴムパッキン等の防水手段を設けることもできる。

電磁駆動部Ｄは、一対の電磁石２１および電磁石２２の電磁コイルに交流電流が通電されたときに、電磁石２１および電磁石２２の極性の変化により、電磁石２１、２２間に配置された永久磁石を備えた棒状体ＲＤと電磁石２１および電磁石２２との磁気的相互作用により、棒状体ＲＤが往復運動できればよく、特に電磁駆動部Ｄの構造は限定されない。ただし、上部ケーシングからの水浸入に備え電磁駆動部Ｄは直接水のあたらない構造にすることが望ましい。

図１では、棒状体ＲＤの両端に、ダイヤフラムＤＦが連結され、棒状体ＲＤの往復運動に伴い、棒状体ＲＤの両端のダイヤフラムＤＦも変形する。なお、ダイヤフラムＤＦは、棒状体ＲＤの両端に連結することもできるし、棒状体ＲＤの一端側だけに連結してもよい。ダイヤフラムＤＦは、図１に参照符号６Ｒで示す右側の支持部６Ｒおよび参照符号６Ｌで示す左側の支持部６Ｌに支持される。支持部６Ｒ、６Ｌは、タンクケーシング３上に振動を吸収するゴムなどからなる振動吸収体ＳＡを介して支持されている。

また、棒状体ＲＤの両端側には、当該ダイヤフラムＤＦにより仕切られたポンプ室ＣＲが、支持部６Ｒ、６Ｌに取り付けられ、それぞれのポンプ室ＣＲには、それぞれ、吸気用流路Ｐｓおよび排気用流路Ｐｄが連結され、ポンプ室ＣＲは、吸気用流路Ｐｓと連結された吸気室ＣＲ１と吸気室ＣＲ１と吸気弁８を介して連結された圧縮室ＣＲ２と、圧縮室ＣＲ２と排気弁９を介して連結された排気室ＣＲ３とから構成されている（図３および４参照）。吸気用流路Ｐｓと圧縮室ＣＲ２との間には、吸気弁８（図３および４参照）が設けられ、吸気用流路Ｐｓを介して圧縮室ＣＲ２内に空気（外気）または雨水などの水を含んだ空気が流入するだけで、吸気用流路Ｐｓ側に空気が排出されないようになっている。なお、吸気用流路Ｐｓを介して圧縮室ＣＲ２に空気（外気）または雨水などの水を含んだ空気を流入させる代わりに、上部ケーシングに設けられた流入口からケーシング内に流入した空気（外気）または雨水などの水を含んだ空気を圧縮室ＣＲ２に流入させることも可能である。また、排気用流路Ｐｄと圧縮室ＣＲ２との間には、排気弁９（図３および４参照）が設けられ、圧縮室ＣＲ２内から排気用流路Ｐｓに空気が排出されるだけで、排気用流路Ｐｄ側から圧縮室ＣＲ２内に空気が流入されないようになっている。

電磁駆動部Ｄの一対の電磁石の極性の変化により、棒状体ＲＤが往復運動をすると、ダイヤフラムＤＦが棒状体ＲＤの移動に伴って変形し、圧縮室ＣＲ２内の容積が増減する。

たとえば、棒状体ＲＤが図１中支持部６Ｒ側に移動した場合、左側の支持部６Ｌ側の圧縮室ＣＲ２を仕切るダイヤフラムＤＦは、右側（支持部６Ｒ側）にたわみ、圧縮室ＣＲ２内の容積が増大する。圧縮室ＣＲ２内の容積が増大すると、圧縮室ＣＲ２内の圧力が低くなり、圧縮室ＣＲ２に設けられた吸入弁８（図３および４参照）が開き、吸入用流路Ｐｓから空気が吸入される。逆に棒状体ＲＤが図１中、左側の支持部６Ｌ側に移動した場合、左側の支持部６Ｌ側の圧縮室ＣＲ２を仕切るダイヤフラムＤＦは、左側（支持部６Ｌ側）にたわみ、圧縮室ＣＲ２内の容積が減少する。圧縮室ＣＲ２内の容積が減少すると、圧縮室ＣＲ２内の圧力が高くなり、圧縮室ＣＲ２に設けられた吐出弁９（図３および４参照）が開き、吐出用流路Ｐｄから空気が吐出される。

図１の吐出用流路Ｐｄは、ポンプ室ＣＲから下部ケーシングＬＣの外部に空気を直接排出することができるように配設されている。吐出用流路Ｐｄは、ポンプ室ＣＲと下部ケーシングＬＣの外部とを直接連結し、ポンプ室ＣＲと下部ケーシングＬＣの間に空気や水が通過する別の部屋が設けられていないので、ポンプ室ＣＲ内に流入した水分は、吐出用流路Ｐｄにより直接外部に排出される。

つぎに、図２を参照し、本考案の電磁振動型ダイヤフラムポンプの下部ケーシングＬＣを説明する。

図２に示すダイヤフラムポンプは、下部ケーシングＬＣが、碗状に形成されている。碗状の下部ケーシングＬＣの中央部には、図１に示すように電磁駆動部Ｄが載置されるタンクケーシング３が形成される。タンクケーシング３は、下部ケーシングＬＣの底部から上方に盛り上がるように設けられている。また、下部ケーシングＬＣの外周縁ＬＣ１、ＬＣ２、ＬＣ３、ＬＣ４とタンクケーシング３の周縁部との間にケーシングの外部から侵入した水を、一時的に貯留し、タンクケーシング３上に設置されている電磁駆動部Ｄに水分が浸入することを防ぐための溝４が設けられている。下部ケーシングＬＣに溝４を設けることにより、上部ケーシング（図示せず）と下部ケーシングＬＣとの間に設けられたパッキンや、外部電源５から延びる配線のために下部ケーシングＬＣに設けられた挿通孔から水が浸入した場合であっても、一時的に溝４内に水分が浸入し、電磁コイルなどが設けられた電磁駆動部Ｄに水分が浸入することを防ぐことができる。

図３または４に示すように、ポンプ室ＣＲに連結される吸気用流路Ｐｓとは別に、ポンプ室ＣＲの吸気側の吸気室ＣＲ１に連結され、下部ケーシングＬＣの溝４内の水分をポンプ室ＣＲの吸気室ＣＲ１内に導入する排水用流路Ｐｗが最低でも1箇所設けられていればよく、２箇所以上に設けられていてもよい。排水用流路Ｐｗは、ポンプ室ＣＲの吸気側の吸気室ＣＲ１と、溝４の底部の間に配設されている。溝４内に水が入り込み、水が溜まってきた場合、電磁駆動部Ｄにより、ダイヤフラムＤＦが往復運動し、圧縮室ＣＲ２内の容積が大きくなり、圧縮室ＣＲ２内の圧力が下がったときに、排水用流路Ｐｗを通り、ポンプ室ＣＲの吸気側の吸気室ＣＲ１内に水を吸引する。逆に圧縮室ＣＲ２内の容積が小さくなり、圧縮室ＣＲ２内の圧力が上がったときに、圧縮室ＣＲ２内の水は、排気室ＣＲ３を介して排気用流路Ｐｄから空気とともに水が排出される。排水用流路Ｐｗを溝４と吸気室ＣＲ１内との間に設けることにより、水分が溝４内に浸入しても、ポンプ室ＣＲを介して排気用流路Ｐｄから水分を排出させることができるので、下部ケーシングＬｃの浸水による電磁駆動部Ｄのショートなどの不具合をなくすことができる。

なお、図３に示すように、下部ケーシングＬＣとタンクケーシング３を一体にしてもよいし、図４に示すように、下部ケーシングＬＣをタンクケーシング３と別体としても構わない。その場合、図４に示されるように、下部ケーシングＬＣの底面に設けられた、ステンレスなどの耐食性を有する金属製の板バネやゴムなどから構成された振動吸収体ＳＡを介してタンクケーシング３を配設すると電磁駆動部Ｄが発生する振動を吸収できるので好ましい。

１ ダイヤフラムポンプ
２ 電磁石
３ タンクケーシング（台座）
４ 溝
５ 外部電源
Ｄ 電磁駆動部
ＤＦ ダイヤフラム
ＬＣ 下部ケーシング
Ｐｄ 排気用流路
Ｐｓ 吸気用流路
Ｐｗ 排水用流路
ＲＤ 棒状体
ＳＡ 振動吸収体

Claims (4)

1. 対向して配置された一対の電磁石と、永久磁石を備えた棒状体とからなる電磁駆動部を備え、前記一対の電磁石と前記永久磁石との磁気的相互作用によって、前記棒状体の両端または一端に連結されたダイヤフラムを往復運動させる、上部ケーシングと下部ケーシングによって内部空間を画定した電磁振動型ダイヤフラムポンプであって、
   該電磁振動型ダイヤフラムポンプが、
   前記下部ケーシング内に設けられた電磁駆動部と、
   前記下部ケーシングに載置され、前記上部ケーシングによって覆われた電磁駆動部と、
   前記ダイヤフラムによって仕切られ、吸入弁および吐出弁を備えた圧縮室と、前記圧縮室に、吸入弁を介して連結され、当該圧縮室から前記下部タンクケーシングまで延設され、当該圧縮室に外気を導入する吸入用流路または吸入口と、
   前記圧縮室に、吐出弁を介して連結され、当該圧縮室からタンクケーシングを介して前記ポンプの外部まで延設され、当該圧縮室から圧縮された空気を吐出する吐出用流路と
   を備えてなる
   ことを特徴とする電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
2. 対向して配置された一対の電磁石と、永久磁石を備えた棒状体とからなる電磁駆動部を備え、前記一対の電磁石と前記永久磁石との磁気的相互作用によって、前記棒状体の両端または一端に連結されたダイヤフラムを往復運動させる、上部ケーシングと下部ケーシングによって内部空間を画定した電磁振動型ダイヤフラムポンプであって、
   該電磁振動型ダイヤフラムポンプが、
   前記下部ケーシング内に設けられた電磁駆動部と、
   前記下部ケーシングに載置され、前記上部ケーシングによって覆われた電磁駆動部と、
   前記ダイヤフラムによって仕切られ、吸入弁および吐出弁を備えた圧縮室と、前記圧縮室に、吸入弁を介して連結され、当該圧縮室から前記下部タンクケーシングまで延設され、当該圧縮室に外気および水を導入する吸入用流路または吸入口と、
   前記圧縮室に、吐出弁を介して連結され、当該圧縮室からタンクケーシングを介して前記ポンプの外部まで延設され、当該圧縮室から圧縮された空気および水を吐出する吐出用流路と
   を備えてなる
   ことを特徴とする電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
3. 前記下部ケーシングが、碗状を呈し、該碗状の下部ケーシングの中央部に前記電磁駆動部を載置する台座として機能するタンクケーシングを備え、
   前記タンクケーシングと前記碗状の下部ケーシングの外周縁との間に溝が設けられてなることを特徴とする請求項１または２記載の電磁振動型ダイヤフラムポンプ。
4. 前記電磁振動型ダイヤフラムポンプが、前記圧縮室の吸気側に連結された排水用流路を備え、該排水用流路が、前記下部ケーシングの溝内部に延びることを特徴とする請求項３記載の電磁振動型ダイヤフラムポンプ。

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