JP3577435B2 - ベローズを有する流体機器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベローズ式のポンプやこのポンプの脈動を低減するためのアキュムレータなどで代表されるベローズを有する流体機器に関する。
【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のポンプが使用されている（例えば、特開平３−１７９１８４号公報）。また、この種のポンプはベローズの伸縮による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１０−１９６５２１号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、ベローズを有する上記ポンプでは、薬液や純水の移送液を使用する場合は問題が生じることはないが、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を含む砥液を使用する場合に問題がある。
すなわち、上記ポンプでは軸線方向に沿って伸縮変形可能なベローズがこれの軸線を横にしてポンプ内に備えられているので、スラリーなどの沈殿する物質を含む液を使用する場合、沈殿物質がベローズ内の下半円部の伸縮部分に溜まって固まりやすく、ベローズを破損させる原因になる。
また、上記ポンプの内部には液体の吸込口及び吐出口が設けられ、これら吸込口及び吐出口にはそれぞれ、吸込用逆止弁及び吐出用逆止弁が設けられている。そして、これら吸込用逆止弁及び吐出用逆止弁はそれぞれ、弁ケーシング内に弁体以外に、この弁体を弁座に押付けるためのコイルばねが組み込まれてなる。そのため、スラリーなどの沈殿する物質を含む液を使用する場合、沈殿物質が吸込用逆止弁や吐出用逆止弁のコイルばねの内側に溜まって固まり、コイルばねによる押付け力が弁体に適正に作用しなくなり、正常な弁の開閉性能が得られなくなったり、またコイルばねの内側に沈殿物が溜まって凝集し、初期の沈殿物の粒子形状とは異なってしまって研磨に悪影響を及ぼすなどの問題が生じるのである。
【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、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ベローズの伸縮部分や吸込用逆止弁及び吐出用逆止弁の内部に停滞して溜まるのを防止できる、ベローズを有す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、図１に例示するように、ポンプＰとアキュムレータＡとからなり、ポンプＰは、ポンプ本体１の内部に、軸線Ｂ方向に沿って伸縮変形可能なベローズ７がこれの軸線Ｂを縦にして駆動伸縮変形運動するようにかつ該ベローズ７の内側に液室９を形成するように備えられるとともに、ポンプ本体１の前記液室９に臨む内底面４ａに、ポンプ本体１に設けた流入路５及び流出路６にそれぞれ連通する吸込口１８及び吐出口１９が設けられており、前記吸込口１８に吸込用ボール式逆止弁２０が設けられており、前記ベローズ７の伸長動作により前記吸込口１８から前記吸込用ボール式逆止弁２０を介して前記液室９内に液体を吸い込み、前記ベローズ７の収縮動作により前記液室９内の液体を吐出口１９から吐き出すようにしてあり、一方、アキュムレータＡは、アキュムレータ本体２５の内部に、軸線Ｃ方向に沿って伸縮変形可能なベローズ２９がこれの軸線Ｃを縦にして該ベローズ２９の内側に液室３１を、外側に空気室３２をそれぞれ隔離形成するように備えられるとともに、アキュムレータ本体２５の前記液室３１に臨む内底面２８ａに前記流出路６の下流側端と連通する流入口２３と、流出口２４とが設けられており、前記アキュムレータＡのベローズ２９の伸縮動作に伴う前記液室３１の容量変化により前記ポンプＰの液室９から吐出される液体の吐出圧による脈動を減衰させるように構成してあり、前記流入口２３にポンプＰの吐出用ボール式逆止弁２１が設けられており、前記吸込用ボール式逆止弁２０及び吐出用ボール式逆止弁２１がそれぞれ、筒状の弁ケーシング２０１，２２０をそれぞれの軸線Ｄ，Ｇを縦にして設けるとともに、各弁ケーシング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ように構成されていることに特徴を有するものである。
【０００６】
このようにアキュムレータＡを併設したポンプＰによれば、ポンプＰの脈動を低減できるばかりか、ポンプ本体１内のベローズ７の軸線、およびアキュムレータ本体２５内のベローズ２９の軸線をそれぞれ縦にしてあるので、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ポンプ本体１内のベローズ７の伸縮部分やアキュムレータ本体２５内のベローズ２９の伸縮部分に滞留するのをできるだけ減少することができる。
吸込用ボール式逆止弁２０及び吐出用ボール式逆止弁２１がそれぞれ、弁ケーシング２０１，２２０を縦にしてそれぞれの弁ケーシング内の弁座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ように構成されているので、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の内部に停滞したり、凝集するのを防止できる。
ポンプＰの吸込用ボール式逆止弁２０はポンプＰ内に設けるが、吐出用ボール式逆止弁２１はアキュムレータＡの内部に設けるので、ポンプＰ内に吸込用ボール式逆止弁２０と吐出用ボール式逆止弁２１の双方を設ける場合よりもポンプＰ内を吐出用ボール式逆止弁２１の占有する体積分だけ減少できてポンプＰをコンパクト化することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
（第１実施例）
本発明に係るベローズを有する流体機器の第１実施例を図１ないし図６に基づき説明する。この実施例の流体機器はポンプＰとこれの脈動を減少するアキュムレータＡからなる。
【０００８】
図１において、ポンプＰのポンプ本体１は、上端が上壁２で塞がれた筒状のケーシング３と、このケーシング３の開放下端を気密状に塞ぐ底壁４とを有してなる。その底壁４に液体の流入路５及び流出路６が形成されている。
【０００９】
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筒状のベローズ７が軸線Ｂを縦にして配設されている。このベローズ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の内部空間がベローズ７の内側の液室９とベローズ７の外側の空気室１０とに隔離されている。
【００１０】
図２において、上記ベローズ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゜、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７１ａ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。
【００１１】
図１において、ポンプ本体１にはベローズ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をこれの軸線がベローズ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でベローズ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。
【００１２】
上記底壁４の液室９に臨む内底面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と連通するように開口されている。液室９の内底面４ａは吐出口１９に向かって下り傾斜をつけた形に形成し、より好ましくは円錐状に形成される内底面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はベローズ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。上記下り傾斜角度は１〜４５゜、より好ましくは５〜１５゜である。
【００１３】
上記底壁４の吸込口１８には吸込用ボール式逆止弁２０が設けられる。図３に示すように、吸込用ボール式逆止弁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を縦にして吸込口１８にねじ込みと係合手段などにより堅固に固定されている。図示例の吸込用ボール式逆止弁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２０１ａ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。
【００１４】
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４の吸込口１８の内周下段側に設けた雌ねじ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に出口２０６を開口し、その下端外周に設けた雄ねじ２０７を底壁４の吸込口１８の内周上段側に前記雌ねじ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と同心状にかつ底壁４に液室９内に突出するよう固定される。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２０１ａ下端の入口２０３に臨む流入路５の開口端に弁座２１３が設けられている。なお、第１，２弁ケーシング２０１ａ，２０１ｂ及び第１，２ボール弁体２０２ａ，２０２ｂは、ベローズ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。
【００１５】
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２０２ａ，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の出口２０６から液室９内に吸い込まれる。
【００１６】
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２８とを有してなる。
【００１７】
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筒状のベローズ２９が軸線Ｃを縦にして配設されている。このベローズ２９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２９ａは環状固定板３０により底壁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の内部空間がベローズ２９の内側の液室３１とベローズ２９の外側の空気室３２とに隔離される。
【００１８】
アキュムレータ本体２５の底壁２８には液体の流入路３３及び流出路３４が形成される。底壁２８の液室３１に臨む内底面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と連通するよう開口されている。流入路３３は上記ポンプ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。
【００１９】
アキュムレータＡの液室３１の内底面２８ａは、ポンプＰの液室の内底面４ａの場合と同様に、流出口２４に向かって下り傾斜をつけた形に形成し、より好ましくは円錐状に形成される内底面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はベローズ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。上記下り傾斜角度は、１〜４５゜、より好ましくは５〜１５゜である。
【００２０】
上記ベローズ２９は、ポンプＰのベローズ７の場合と同様に、図４に示すように、ベローズ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，２９１ｂ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２９１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゜、より好ましくは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２９１ｂ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。
【００２１】
上記液室３１の内底面２８ａの流入口２３には、ポンプＰの吐出用ボール式逆止弁２１が設けられる。この吐出用ボール式逆止弁２１は、上記吸込用ボール式逆止弁２０の構造と同じ構造を有するものである。図５に示すように、吐出用ボール式逆止弁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を縦にして流入口２３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。
【００２２】
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２８の流入口２３の内周下段側に設けた雌ねじ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２２０ａよりも径大な筒状に形成されて上端に出口２２６を開口し、その下端外周に設けた雄ねじ２２７を底壁２８の流入口２３の内周上段側に前記雌ねじ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と同心状にかつ底壁２８に液室３１内に突出するよう固定される。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。
【００２３】
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、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２３３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の出口２２６から液室３１内に吐出される。なお、第１，２弁ケーシング２２０ａ，２２０ｂ及び第１，２ボール弁体２２１ａ，２２１ｂは、吸込用ボール式逆止弁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。
【００２４】
図６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３６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。
【００２５】
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３２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。
【００２６】
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ベローズ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がベローズ２９の閉鎖上端部２９ｂとストロークＥだけ離間している。
【００２７】
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５０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。ベローズ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。
【００２８】
バルブケース３７の空気室側端は図６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、ベローズ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ベローズ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。
【００２９】
次に、上記構成のポンプ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、ベローズ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ボール式逆止弁２０を経て液室９内に吸い込む。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、ベローズ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に吐出する。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ベローズ７が駆動伸縮変形運動することにより、流入路５から液室９への移送液の吸込みと、液室９内から流出路６への移送液の吐出しとを交互に繰り返して所定のポンプ作用が行われる。このようなポンプ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、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。
【００３０】
ここで、ポンプＰにおける液室９内から吐出口１９から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を経て吐出用ボール式逆止弁２１より液室３１内に送られ、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ベローズ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ポンプＰから送給されてくる流量よりも少なくなる。
【００３１】
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のベローズ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、ベローズ２９は収縮変形する。この時、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。
【００３２】
ところで、上記のような動作中において、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、ベローズ２９が大きく伸長変形することになる。このベローズ２９の伸長変形量が所定範囲Ｅを越えると、ベローズ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４５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、ベローズ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、ベローズ２９の閉鎖上端部２９ｂが該ストッパー６１に当接し、ベローズ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ベローズ２９が基準位置Ｓに向けて収縮するので、弁押し棒４９がベローズ２９の閉鎖上端部２９ｂ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。
【００３３】
一方、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、ベローズ２９が大きく収縮変形することになる。このベローズ２９の収縮変形量が所定範囲Ｆを越えると、ベローズ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５８の付勢作用によりベローズ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、ベローズ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ベローズ２９が基準位置Ｓに向けて伸長するので、スライダー５６がベローズ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、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。
【００３４】
上記実施例のアキュムレータでは空気室３２に自動給気バルブ機構３３及び自動排気バルブ機構３４よりなる圧力自動調整機構を付けているが、空気室３２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。
【００３５】
上記実施例のように、ポンプＰのベローズ７及びアキュムレータＡのベローズ２９はそれぞれの軸線Ｂ，Ｃを縦にしてあるので、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ベローズ７，２９の伸縮部分に滞留するのをできるだけ減少することができる。
また、ポンプＰの吸込用ボール式逆止弁２０及び吐出用ボール式逆止弁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る。
【００３６】
さらに、ポンプＰの吸込用ボール式逆止弁２０はポンプＰ内に設けるが、吐出用ボール式逆止弁２１はアキュムレータＡ内の流入口２３に設けているので、ポンプＰ内に吸込用ボール式逆止弁２０と吐出用ボール式逆止弁２１の双方を設ける場合よりもポンプＰを小形化、コンパクト化することができる。
【００３７】
吸込用ボール式逆止弁２０及び吐出用ボール式逆止弁２１はそれぞれ、上記実施例のようにボール弁体２０２，２２１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２０２，２２１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。
【００３８】
ポンプＰにおいて、液室９の内底面４ａ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ので、スラリー等の沈殿物質を含む液も内底面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、沈殿物質が内底面４ａに溜まって固まることも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、液室３１の内底面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底面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、沈殿物質が内底面２８ａに溜まって固まることも防止することができる。
【００３９】
ポンプＰにおいて、ベローズ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、ベローズ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７１ｂの内面上に停滞して溜まるようなことがなく、前記円錐状の内底面４ａ上における沈殿物の滞留防止と相俟ってポンプ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、ベローズ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、前記円錐状の内底面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。
【００４０】
（第２実施例）
図７は本発明の第２実施例を示す。第１実施例ではポンプＰとアキュムレータＡとを別体に構成し、前者の流出路６と後者の流入路３３とを継手６５を介して連通状に接続してなるが、この第２実施例ではポンプＰの底壁４とアキュムレータＡの底壁２８とを一体に形成し、この底壁４，２８にポンプＰの流出路６とアキュムレータＡの流入路３３とを連通状に形成してあり、その他の構成は第１実施例の場合と同様に構成してある。これによれば継手６５及び接続配管作業を省略することができる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、スラリー等の沈殿物質を含む液を使用する場合も、ベローズ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、しかもボール付勢用ばねを使用しない自重閉止型式とする吸込用ボール式逆止弁内及び吐出用ボール式逆止弁内においても沈殿物質の停滞や凝集を起こすことを防止できて各弁を常に適正に開閉作動させることができるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の流体機器の全体縦断正面図である。
【図２】第１実施例の流体機器のポンプのベローズの伸縮部分の拡大断面図である。
【図３】第１実施例の流体機器のポンプの吸込用ボール式逆止弁の拡大断面図である。
【図４】第１実施例のアキュムレータのベローズの伸縮部分の拡大断面図である。
【図５】第１実施例の流体機器のポンプの吐出用ボール式逆止弁の拡大断面図である。
【図６】第１実施例の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７】第２実施例の流体機器の全体縦断正面図である。
【符号の説明】
Ｐ ポンプ
Ｂ ポンプ本体の軸線
１ ポンプ本体
４ ポンプの底壁
４ａ 内底面
５ ポンプの流入路
６ ポンプの流出路
７ ポンプのベローズ
９ ポンプの液室
１８ 吸込口
１９ 吐出口
２０ 吸込用ボール式逆止弁
２０１ 吸込用ボール式逆止弁の弁ケーシング
２０２ 吸込用ボール式逆止弁のボール弁体
２１１，２１３ 吸込用ボール式逆止弁の弁座
Ｄ 吸込用ボール式逆止弁のベローズケーシングの軸線
２１ 吐出用ボール式逆止弁
２２０ 吐出用ボール式逆止弁の弁ケーシング
２２１ 吐出用ボール式逆止弁のボール弁体
２３０，２３２ 吐出用ボール式逆止弁の弁座
Ｇ 吐出用ボール式逆止弁の弁ケーシングの軸線
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 アキュムレータのベローズ
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

Claims (1)

1. ポンプとアキュムレータとからなり、
   ポンプは、ポンプ本体の内部に、軸線方向に沿って伸縮変形可能なベローズがこれの軸線を縦にして駆動伸縮変形運動するようにかつ該ベローズの内側に液室を形成するように備えられるとともに、ポンプ本体の前記液室に臨む内底面に、ポンプ本体に設けた流入路及び流出路にそれぞれ連通する吸込口及び吐出口が設けられており、前記吸込口に吸込用ボール式逆止弁が設けられており、前記ベローズの伸長動作により前記吸込口から前記吸込用ボール式逆止弁を介して前記液室内に液体を吸い込み、前記ベローズの収縮動作により前記液室内の液体を吐出口から吐き出すようにしてあり、
   アキュムレータは、アキュムレータ本体の内部に、軸線方向に沿って伸縮変形可能なベローズがこれの軸線を縦にして該ベローズの内側に液室を、外側に空気室をそれぞれ隔離形成するように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底面に、前記流出路の下流側端と連通する流入口と、流出口とが設けられており、前記アキュムレータのベローズの伸縮動作に伴う前記液室の容量変化により前記ポンプの液室から吐出される液体の吐出圧による脈動を減衰させるように構成してあり、前記流入口にポンプの吐出用ボール式逆止弁が設けられており、
   前記吸込用ボール式逆止弁及び吐出用ボール式逆止弁がそれぞれ、筒状の弁ケーシングをそれぞれの軸線を縦にして設けるとともに、各弁ケーシング内の弁座にボール弁体が自重により密着して液体の逆流を防ぐように構成されていることを特徴とするベローズを有する流体機器。

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