JP4866198B2 - 往復動ポンプ装置および同ポンプ装置を用いた薬液注入装置 - Google Patents

Description

本発明は、定量的に液体を圧送する往復動ポンプ装置および同ポンプ装置を用いた薬液注入装置に関する。

井戸水を給水するシステムでは、衛生面の向上のために薬液（液体）を注入したり、井戸水に含まれる鉄分やマンガンなどを取り除く前処理（酸化処理）のために薬液（次亜塩素酸ナトリウムなど：液体）を注入したりしている。

こうした薬液は定量に注入することが求められる。このため、従来から、注入には、ダイヤフラムを往復動させて薬液を送るダイヤフラム式ポンプ装置など、定量性に優れる往復動ポンプ装置が用いられている。

ところで、薬液には、揮発性を有する薬液を取り扱うことがある。このような薬液を往復動ポンプ装置で圧送する場合、揮発するガスがポンプ動作に影響を与えることがある。

すなわち、近時、高濃度の薬液が用いられる傾向がある。このような濃度の高い揮発性の薬液は、揮発するガス量も濃度が高まるにしたがい多くなる。往復動ポンプ装置は、多少のガスの発生量では問題なく運転するが、例えば空気が混入したり、往復ポンプ装置へ至るまでの間で多量のガスが揮発したりして、多量のガスを含む薬液が往復ポンプ装置へ至るような場合、ガスロックと呼ばれる、ダイヤフラムが発生ガスでロックされる状態が発生して、薬液の圧送（注入）が行なえなくなる。

この対策として、従来、特許文献１，２に示されるように往復動ポンプ装置の二次側（吐出側）にガス抜き装置を設けたり、往復ポンプ装置の吸込部につながるチューブの途中にガス抜き装置を設けたりすることが行なわれている。
特開平９−２０３３８０号公報 特開２００３−６５２４３号公報

ところが、前者は、往復動ポンプ装置から吐出された薬液に含まれるガスを抜く構造なので、それ以前、多量のガスを含む薬液が往復動ポンプ装置に吸込まれた場合、ガスロックが発生して、薬液の圧送ができなくなる。

後者は、チューブの途中にガス抜き装置を介装させる構造なので、ガス抜き装置は浮いた状態で用いられることが多い。このため、ガス抜き装置は、チューブの状態に依存する不安定な状態となるので、本来、ガス抜きに適した所定の姿勢のときにガス抜き性能が発揮されるはずが、姿勢な不安定なため、安定したガス抜き性能が発揮され難い問題がある。しかも、ガス抜き装置から往復動ポンプ装置までの間で発生したガスは、そのまま往復動ポンプ装置に吸込まれるために、ガスロックの心配がある。

そこで、本発明の目的は、安定したガス抜きが発揮できるガス抜き機能が付いた往復動ポンプ装置および同ポンプ装置を用いた薬液注入装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、下側に向く吸込口部、上側に向く吐出口部、往復駆動されるポンプ部を有し、前記ポンプ部の往復駆動により、液体を前記吸込口部から吸込み前記吐出口部から定量的に吐出する往復動ポンプと、前記吸込口部に直に連結されて前記往復動ポンプに組付く本体部、前記本体部に設けられ、液体が流入される入口部、前記入口部からの液体を溜めてガスを分離する分離部、前記分離されたガスを外部へ排出するガス排出部、及び、前記ガスを排出後の前記液体を前記吸込口部へ導く出口部を有するガス抜き装置と、を具備した構成を採用した。

請求項１に記載の発明によれば、ガス抜き装置は、往復動ポンプに支えられるから、常に安定した姿勢で保持され続ける。このため、ガス抜き装置は、常に良好なるガス抜き性能のもとで、往復動ポンプに吸込まれる液体からガスが抜ける。しかも、ガス抜き装置でガス抜き後の液体は、直ちに往復動ポンプの吸込口部へ至るから、ガスロックの心配はない。

それ故、安定したガス抜き性能が発揮できるガス抜き機能が付いた往復動ポンプ装置が提供できる。

また、構成が簡単なガスの浮上力を利用した置換形のガス抜き装置が往復動ポンプに組付くので、構造的な負担が少なくてすむ。しかも、ガス抜き装置は、液体の定量供給に適した往復動ポンプの据付姿勢に合わせて、ガス抜きの作用が発揮し得る向きに定めてあるから、往復動ポンプを据付けさえすれば、即、ガス抜けが発揮し得る体制が整う利点がある。

以下、本発明を図１〜図３に示す一実施形態にもとづいて説明する。

図１は薬液注入装置の正面図を示していて、同図中１は盤状のベース、２は同ベース１上に設置された例えば箱形の薬液タンクを示す。薬液タンク２の内部には、例えば井戸水を除菌するのに使用する揮発性の薬液（例えば次亜塩素酸ナトリウム）が貯溜されている。

薬液タンク１の前面下部は、後方に退避していて、この退避したタンク部分１ａに、図２に示されるように往復動ポンプ装置５が収められている。また退避したタンク部分１ａによって露出するベース１の上面には、薬液注入管部１０が据え付けられている。

薬液注入管部１０は、図１および図２（図１のＡ−Ａ線に沿う右側図）に示されるような注入対象となる井戸水の給水が行なわれる給水配管（図示しない）と接続可能な中継パイプ部材１１をもち、この中継パイプ部材１１に、流入センサ１２、薬液注入部１３を設けた構造が用いられる。

往復動ポンプ装置５には、例えば図１および図２に示されるように退避したタンク部分１ａの前面に据え付けた駆動部、例えばプランジャ駆動電磁部６と、同プランジャ駆動電磁部６の前面に組付けた往復動ポンプ１５と、同往復動ポンプ１５と一体に組み付けられたガス抜き装置２５とを組み合わせた構造が用いられている。

具体的には、往復動ポンプ１５は、例えば図１および図２に示されるように下部に吸込口部１６が設けられ、上部に吐出口部１７が設けられたポンプケーシング１８と、同ポンプケーシング１８の内部に吸込口部１６と吐出口部１７間を連通するように形成された上下方向に延びる流路１８ａ（図２に概略的に図示）、同流路１８ａの吐出口部１７側に設けられた吐出弁１９、同流路１８ａの吸込口部１６側に設けられた吸込弁２０、吐出弁１９と吸込弁２０間の流路部分に設けられたダイヤフラム２１とを有してなる。ダイヤフラム２１は、プランジャ駆動電磁部６で往復動されるプランジャ２２（図２に一部だけ概略で図示）に連結されていて、往復駆動式のポンプ部２３を構成している。つまり、プランジャ駆動電磁部６でダイヤフラム２１を往復駆動（図２中の矢印方向）すると、液体が吸込口部１６から吸込まれ、吐出口部１７から定量的に吐出される構造としてある。そして、吐出口部１７が、配管部材、例えばチューブ部材１７ａを介して、薬液注入部１３に接続され、薬液注入対象となる、中継パイプ部材１１を流れる井戸水へ薬液が注入されるようにしている。

ガス抜き装置２５は、図１および図２に示されるように吸込口部１６に直に連結されている。同ガス抜き装置２５には、ガスの浮上力を利用して薬液に含まれるガスを分離する置換形が用いられている。このガス抜き装置２５は、上下方向に延びる細長の本体部２６の各部に、薬液が流入する入口部２７、ガスの浮上力でガスを分離する分離部２８、分離したガスを排出するガス排出部２９、ガス抜き後の薬液が流出する出口部３０を形成する構造となっている。具体的には、本体部２６は、図１〜図３に示されるように下側を底とした有底の細長の下部体２６ａと、下側を上側より細くした筒形の上部体２６ｂとに分かれている。そして、上部体２６の太い側、すなわち上部部分２６ｃが、下部体２６ａの上部に位置する開口部とねじ込みにより結合されている。この結合を利用して、上部体２６ｂの細い側、すなわち下部部分２６ｄが下部体２６ａ内に挿入され、最下部に形成される下部部分２６ｄの外面と下部体２６ａの内面とに囲まれる空間から分離用の室、つまり分離部２８を形成している。この分離部２８により、薬液が溜まることを利用して、薬液に含まれるガスが浮上力で分離される構造を形成している。また下部体２６ａの上部両側には、分離部２８の最上部に開口する一対の孔部が形成されている。そして、一方の孔部を入口部２７とし、他方の孔部をガス排出部２９として、入口部２７からは薬液が流入され、ガス排出部２９からは分離したガスが外部へ排出されるようにしている。また上部体２６ｂの上部で開口する端部は、ガス抜き後の薬液が流出する出口部３０としている。

このガス抜き装置２５の出口部３０が、往復動ポンプ１５の吸込口部１６と連結、例えば締結具３１を用いて接続してある。この接続により、ガス抜き装置２５の全体を往復ポンプ１５に強固に保持させている。これで、ガス抜き装置２５を往復ポンプ１５に一体的に組付けている。なお、ガス抜き装置２５は、分離部２８の容量を確保するために、屈曲して、下端部を、往復動ポンプ１５の直下にある中継パイプ部材１１を避けながら、ベース１の近くまで延ばしてある。

ガス抜き装置２５の入口部２７は、図１に示されるように配管部材、例えばチューブ部材３２を介して、薬液タンク２の前面の内底部に近い地点に設けた薬液出口部２ａに接続される。またガス排出部２９は、配管部材、例えばチューブ部材３３を介して、例えば薬液タンク２の側部上段に設けたガス吸収体３４に開口していて、ガス排出部２９から排出されたガスが大気へ放出されるようにしてある。これにより、薬液タンク２内の薬液は、ガス抜き装置２５でガス抜きされてから、即、往復動ポンプ１５の吸込口部１７へ吸込まれるようにしている。特にガス抜き装置２５は、薬液タンク２の低い液位でも、分離部２８が薬液で満たされ続けるよう、薬液出口部２ａより低い地点に、入口部２７、分離部２８を配置させるレイアウトが採用してある。

なお、３５は、各チューブ端と、入口部２７やガス排出部２９や出口部３０や薬液出口部２ａと締結するための締結具、３６は、薬液タンク２の前面上部に組付けた、薬液注入用の往復動ポンプ装置５を制御するための制御盤を示す。

つぎに、作用について説明する。

今、制御盤３６の指示により、往復動ポンプ１５が作動したとする。すると、ダイヤフラム２１がプランジャ２２により往復駆動され、定量ずつ送り出すポンプ動作が始まる。このポンプ動作により、薬液タンク２内の薬液は、図３に示されるように薬液出口部２ａ、チューブ３２を経て、入口部２７から分離部２８（分離室）へ流れ込み、該分離部２８に溜まる。そして、この薬液が下部部分２６ｄ端へ流入するまでの間に、薬液に含まれるガスが浮上して分離される。浮上したガスは、分離部２８の上部に溜まり、チューブ３３を経て、ガス吸収体３４へ至る。

下部部分２６ｄを通過したガス抜き後の薬液は、出口部３０から、直接、往復動ポンプ１５の吸込口部１６から取り込まれ、吐出口部１７から定量的に吐出される（制御盤３６で設定された量）。この吐出した薬液が、チューブ部材１７ａを経て、中継パイプ部材１１の薬液注入部１３から、同パイプ部材１１を流れる井戸水へ注入される。

このとき、ガス抜き装置２５は、往復動ポンプ１５の吸込口部１６（一次側）に連結されているから、常に安定した一定の姿勢で保持され続けている。むろん、別途、ガス抜き装置２５を保持する専用の保持具は必要しない。

かくして、往復動ポンプ１５の一次側に組付くガス抜き装置２５により、常に良好なるガス抜き性能を発揮しながら、吸込まれる液体に対するガス抜きが行なわれる。しかも、ガス抜き後の薬液は、間を置かずに、直ちに往復動ポンプ１５の吸込口部１６へ至るから、往復動ポンプ１５がガスロック状態になるのが回避される。

それ故、安定したガス抜きが発揮できるガス抜き機能が付いた往復動ポンプ装置５が提供できる。特に、構成が簡単である、ガスの浮上力を利用してガスを分離する置換形のガス抜き装置２５を往復動ポンプ１５の一次側に直接、組付ける構造なので、構造的な負担は少ない。しかも、ガス抜き装置２５は、あらかじめ往復動ポンプ１５の据付姿勢に合わせて、ガス抜きの作用が発揮し得る向きで組付けてあるから、どのような据付場所でも、往復動ポンプ１５を据付けさえすれば、即、ガス抜けが十分に発揮し得る体制が整う。もちろん、ガス抜き装置２５は、往復動ポンプ１５自身を利用して保持されるから、専用の保持具を必要としない分、コスト的にも有利である。

特に揮発性の高い薬液や空気が混入しやすい薬液を注入対象に注入する薬液注入装置には有効で、注入装置に適用すると、発生するガスに影響されずに、常に安定して定量な薬液の注入ができる薬液注入装置が実現できる。しかも、ガス分離機能が付いた往復動ポンプ１５は、薬液タンク２の液位が低くなっても分離部２８に薬液が満たされるよう、据付レイアウトが設定してあるから、たとえ薬液タンク２内の薬液量が少なくなっても、ガスの浮上力を利用した置換形のガス抜き装置２５で、変わらずに、安定したガス抜きができる。

なお、本発明は上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施しても構わない。例えば一実施形態では、ガス抜き装置を往復動ポンプに、一体的に連結する構造を採用したが、一体につながる構造でも構わない。またガス抜き装置も、構成が簡単、コストが安価という理由から、ガスの浮上力でガスを分離する置換形を用いたが、他のタイプのガス抜き装置を設けてもよい。もちろん、一実施形態では、井戸水に薬液を注入する例を挙げたが、これに限らず、他の注入対象に液体を注入するのに用いる往復動ポンプ装置に適用してもよい。

本発明の一実施形態に係る往復動ポンプ装置を、同ポンプ装置が組み込まれた薬液注入装置と共に示す正面図。 図１中のＡ−Ａ線に沿う断面図。 ガス分離装置の構造を説明するための断面図。

符号の説明

２…薬液タンク、２ａ…薬液出口部、５…往復動ポンプ装置、１３…薬液注入部、１５…往復動ポンプ、１６…吸込口部、１７…吐出口部、２３…ポンプ部、２５…ガス抜き装置、２６…本体部、２７…入口部、２８…分離部、２９…ガス排出部、３０…出口部。

Claims (1)

1. 下側に向く吸込口部、上側に向く吐出口部、往復駆動されるポンプ部を有し、前記ポンプ部の往復駆動により、液体を前記吸込口部から吸込み前記吐出口部から定量的に吐出する往復動ポンプと、
   前記吸込口部に直に連結されて前記往復動ポンプに組付く本体部、前記本体部に設けられ、液体が流入される入口部、前記入口部からの液体を溜めてガスを分離する分離部、前記分離されたガスを外部へ排出するガス排出部、及び、前記ガスを排出後の前記液体を前記吸込口部へ導く出口部を有するガス抜き装置と
   を具備したことを特徴とする往復動ポンプ装置。

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