JP5905250B2

JP5905250B2 - ローリングポンプ

Info

Publication number: JP5905250B2
Application number: JP2011282847A
Authority: JP
Inventors: 深美　正; 正深美; てっぺい渡辺
Original assignee: Oken Seiko Co Ltd
Current assignee: Oken Seiko Co Ltd
Priority date: 2011-12-26
Filing date: 2011-12-26
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2031-12-26
Also published as: JP2013133716A

Description

本発明は、異なる流体を混合させて加圧対象物に供給するローリングポンプに関するものである。

異なる流体を混合させて加圧対象物に供給する場合は、異なる流体を個々に供給する複数のローリングポンプを用意し、個々のローリングポンプの排出口から排出される流体を一つの配管内で混合させるようにしていた。

上述したような従来の方法においては、異なる流体に対応した複数のローリングポンプを用意しなければならないため、コストが嵩むだけではなく、設置スペースを余計に必要とするという問題があった。

本発明は上記した従来の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、コストダウンと省スペース化とを図ることにある。

この目的を達成するために、本発明は、順次拡縮する複数のポンプ室と、これら各ポンプ室に設けられ当該ポンプ室内に流体を吸込ませるための吸込用通路と、この吸込用通路を開閉し前記ポンプ室からの流体の逆流を規制するための吸込用弁体と、前記各ポンプ室に設けられ当該ポンプ室から流体を吐出させるための吐出用通路と、この吐出用通路を開閉し前記ポンプ室内への流体の逆流を規制するための吐出用弁体と、外部から前記各吸込用通路に流体を吸い込ませる吸込口と、前記各吐出用通路から吐出された流体を集め外部に吐出する一つの吐出口とを備えたローリングポンプにおいて、前記吸込用通路および前記吐出用通路が設けられた隔壁体と、この隔壁体を覆い前記吸込口および前記吐出口が設けられた蓋体とを備え、前記隔壁体と前記蓋体とによって、前記各吸込用通路と前記各吸込口とを連通させ互いに異なる流体を空間的に隔絶する少なくとも二つの吸込室と、この吸込室と空間的に隔絶され前記吐出通路から吐出された少なくとも二つの流体を混合する一つの吐出室とを形成し、前記吸込口を少なくとも二つ以上設け、これら各吸込口に外部から供給される流体は、各吸込口においては同一種類であって、互いの吸込口間においては少なくとも二種類以上の異なる流体とし、これら異なる流体を前記吸込用通路を介して前記複数のポンプ室に選択的に吸い込ませることを特徴とするものである。

また、本発明は、前記発明において、前記吸込口を二つ設け、一方の吸込口に外部から気体を供給し、他方の吸込口に外部から液体を供給し、前記複数のポンプ室のいずれかに前記気体を吸い込ませ、前記複数のポンプ室の残りに前記液体を吸い込ませることを特徴とするものである。

本発明によれば、一つのローリングポンプ内で異なる種類の流体を混合させることができることにより、従来流体の種類だけ必要としていたローリングポンプの数が一つで済むため、ポンプの数を減らすことができるから、コストダウンと省スペース化を図ることができる。また、一つのポンプで対応できることにより、部品交換が容易になるためメンテナンス性も向上する。

また、本発明によれば、バルブホルダーと蓋体とを交換することにより、混合する流体の数や混合比率を容易に変更することが可能になる。

本発明に係るローリングポンプを示し、図２におけるI-I 線断面図である。本発明に係るローリングポンプを示し、図１におけるII-II 線断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図１および図２に基づいて説明する。なお、明細書中において方向を説明するために使用した「上、下」は、説明の便宜上図中における方向をいうものであって、本発明に係るダイヤフラムポンプを実際に使用する際の上・下とは必ずしも一致するものではない。

図２に示すように、全体を符号１で示すローリングポンプは、後述するポンプ室１６Ａ〜１６Ｄを順次拡縮するための駆動源であるモータ２を備える。このモータ２は、有底角筒状に形成されたケース３の底部３ａの外側に、出力軸２ａが底部３ａに設けた軸孔３ｂからケース３内に臨むように、ボルトによって取り付けられている。

４は略円柱状に形成されたクランク台であって、中央部にモータ２の出力軸２ａが固定され、出力軸２ａと一体的に回転する。５は駆動軸であって、下端部がクランク台４の出力軸２ａが取り付けられた部位から偏心した部位に傾斜した状態で取り付けられている。

６は中央部に非貫通孔６ａが設けられた駆動体であって、上端部に平面視における円周方向に互いに等角度（９０°）をおいて、非貫通孔６ａと直交する方向に突設された四つの駆動子６ｂが一体に設けられている。これら駆動子６ｂは揺動端部側に向かっていずれも同じ角度だけ下方にわずかに傾斜するように形成され、各揺動端部にはダイヤフラム部取付孔６ｃが設けられている。

この駆動体６は、非貫通孔６ａに駆動軸５の上部が嵌挿されることにより、この駆動軸５に回転自在に枢支されており、モータ２を駆動させることによりクランク台４を回転させると、駆動軸５が傾斜方向を変えるようにして回転することにより、この駆動軸５を介して四つの駆動子６ｂの揺動端部が順次上下方向に揺動する。

７は逆有底角筒状に形成されたダイヤフラムホルダーであって、天井部に円筒状に形成された四つの保持筒７ａが円周方向に互いに等角度（９０°）をおいて下方に向かって一体に突設されている。

８はゴム等の柔軟性を有する材料によって略円板状に形成されたダイヤフラムであって、薄肉状に形成された四つのダイヤフラム部８ａが円周方向に互いに等角度（９０°）をおいて設けられている。このダイヤフラム部８ａの下部には、ピストン部８ｂが一体に設けられ、このピストン部８ｂの下端には細径部８ｃが一体に設けられている。

９は平面視略矩形の板状に形成された隔壁体であって、上面の中央部には凸部９ａが突設され、この凸部９ａの周囲には四つの吐出用通路９ｂが円周方向に等角度（９０°）をおいて設けられている。この吐出用通路９ｂの周囲には、図１に示すように、四個を一組とした四組の吸込用通路９ｃが、吐出用通路９ｂの放射方向に対応して円周方向に等角度（９０°）をおいて設けられている。また、この隔壁体９の上面には、四つの吐出用通路９ｂを囲むように、平面視リング状の第１の仕切壁９ｄが一体に立設されており、この第１の仕切壁９ｄは後述する蓋体１２の第２の仕切壁１２ｂと協働して吐出用通路９ｂと吸込用通路９ｃとの間を空間的に隔絶し、後述する吐出室１７を形成する。

１０は四つの吐出用通路９ｂを開閉するための一つの吐出用弁体であって、隔壁体９の凸部９ａに取り付けられており、流体が後述する吐出室から吐出用通路９ｂを通ってポンプ室１６Ａ〜１６Ｄへ逆流するのを規制する。１１は四組の吸込用通路９ｃを開閉するための四つの吸込用弁体であって、隔壁体９の孔に取り付けられており、流体がポンプ室１６Ａ〜１６Ｄから吸込用通路９ｃを通って後述する吸込室１８Ａ，１８Ｂへ逆流するのを規制する。

１２は逆有底角筒状に形成された蓋体であって、図１に示すように天井部の周縁に断面が略四角形の囲い壁１２ａが下方に向かって一体に突設されている。また、蓋体１２の天井部の中央部には、図１に示すようにリング状に形成された第２の仕切壁１２ｂが下方に向かって一体に突設されている。この仕切壁１２ｂと囲い壁１２ａとの間には、一つのポンプ室１６Ａの吸込用通路９ｃと他のポンプ室１６Ｂ〜１６Ｄの吸込用通路９ｃとの間を空間的に隔絶する二つの第３の仕切壁１２ｃが下方に向かって一体に突設されている。さらに、蓋体１２の天井部の中央部には、吐出口１３ａを有する吐出用の筒体１３が上方に向かって一体に立設されている。また、蓋体１２の天井部のポンプ室１３Ａに対応した部位には、第１の吸込口１４ａを有する第１の吸込用の筒体１４が上方に向かって一体に突設されている。また、蓋体１２の天井部のポンプ室１６Ｃに対応した部位には、第２の吸込口１５ａを有する第２の吸込用の筒体１５が上方に向かって一体に突設されている。

次に、このように構成されたローリングポンプ１の組立方法について説明する。予め、駆動軸５をクランク台４に軸着しておき、ケース３にボルトによってモータ２を取り付け、このモータ２の出力軸２ａにクランク台４を固定する。また、隔壁体９の凸部９ａに吐出用弁体１０を取り付けるとともに、隔壁体９に四つの吸込用弁体１１を取り付ける。そして、蓋体１２を隔壁体９上に被せることにより、隔壁体９の第１の仕切壁９ｄの上端と蓋体１２の第２の仕切壁１２ｂの下端とを互いに対接させ、この対接した部分を溶着することにより、隔壁体９と蓋体１２との組立体を形成する。この組立体を形成することにより、中央部に第１および第２の仕切壁９ｄ，１２ｂに囲まれた略密閉状態の吐出室１７が形成されるとともに、この吐出室１７の周囲に、第１および第２の仕切壁９ｄ，１２ｂおよび囲い壁１２ａに囲まれた共に略密閉状態の第１の吸込室１８Ａおよび第２の吸込室１８Ｂが形成される。

これら吐出室１７と第１および第２の吸込室１８Ａ，１８Ｂとは、第１の仕切壁９ｄと第２の仕切壁１２ｂとによって空間的に隔絶される。また、吐出室１７は、四つの吐出用通路９ｂのそれぞれと吐出口１３ａとを連通している。第１の吸込室１８Ａと第２の吸込室１８Ｂとは、図１に示すように、二つの第３の仕切壁１２ｃによって空間的に隔絶されている。第１の吸込室１８Ａは、ポンプ室１６Ａに設けられた一組の吸込用通路９ｃと第１の吸込口１４ａとを連通している。第２の吸込室１８Ｂは、三つのポンプ室１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄのそれぞれの三組の吸込用通路９ｃと第２の吸込口１５ａとを連通している。

次いで、ダイヤフラム８の各ダイヤフラム部８ａをダイヤフラムホルダー７の各保持筒７ａ内に挿入して、ダイヤフラム８をダイヤフラムホルダー７の天井部に載置する。そして、各ピストン部８ｂの細径部８ｃを駆動体６の各駆動子６ｂの取付孔６ｃに取り付ける。次いで、上述した隔壁体９と蓋体１２との組立体をダイヤフラムホルダー７上に載置する。この状態で、隔壁体９とダイヤフラム８の各ダイヤフラム部８ａとによって、四つのポンプ室１６Ａ〜１６Ｄが形成される。各ポンプ室１６Ａ〜１６Ｄと四組の吸込用通路９ｃのそれぞれおよび四つの吐出用通路９ｂのそれぞれとが連通する。

しかる後、上述したクランク台４に軸着した駆動軸５の上端部に駆動体６の非貫通孔６ａを嵌挿させながら、ダイヤフラムホルダー７をケース３上に載置する。

ケース３とダイヤフラムホルダー７と隔壁体９および蓋体１２の組立体とを、図示を省略した線ばねによって積層状態で固定することにより、ローリングポンプ１が組み立てられる。

次に、このように構成されたローリングポンプ１の使用方法について説明する。先ず、ローリングポンプ１の外部から第１の吸込口１４ａに第１の流体としての空気が供給されるように、第１の吸込用筒体１４にチューブ（図示せず）を接続する。一方、ローリングポンプ１の外部から第２の吸込口１５ａに第２の流体としての水を供給するように、第２の吸込用筒体１５にチューブ（図示せず）を接続する。

この状態で、モータ２を駆動し、出力軸２ａを介してクランク台４を回転させると、駆動体６の四つの駆動子６ｂのそれぞれの揺動端部が順次上下方向に揺動する。ポンプ室１６Ａに対応した駆動子６ｂの揺動端部が下方に移動すると、ポンプ室１６Ａが拡張するので、ポンプ室１６Ａ内が負圧状態になる。

したがって、ポンプ室１６Ａに対応した吸込用弁体１１が吸込用通路９ｃを開放するので、第１の吸込口１４ａに供給された空気が第１の吸込室１８Ａおよび吸込用通路９ｃを通って、ポンプ室１６Ａに流入する。

次に、モータ２の出力軸２ａが回転し、拡張したポンプ室１６Ａの駆動子６ｂの揺動端部が上方に移動すると、ポンプ室１６Ａは収縮するから、ポンプ室１６Ａ内の空気の圧力が高くなり、吐出用弁体１０による吐出用通路９ｂの閉塞が解除され、ポンプ室１６Ａ内の空気が吐出室１７に吐出される。

さらに、モータ２の出力軸２ａが回転し、次のポンプ室１６Ｂが拡張すると、ポンプ室１６Ｂ内が負圧状態になる。したがって、ポンプ室１６Ｂに対応した吸込用弁体１１が吸込用通路９ｃを開放するので、第２の吸込口１５ａに供給された水が第２の吸込室１８Ｂおよび吸込用通路９ｃを通って、ポンプ室１６Ｂに流入する。

次に、モータ２の出力軸２ａが回転し、拡張したポンプ室１６Ｂの駆動子６ｂの揺動端部が上方に移動すると、ポンプ室１６Ｂは収縮するから、ポンプ室１６Ｂ内の水圧が高くなり、吐出用弁体１０による吐出用通路９ｂの閉塞が解除され、ポンプ室１６Ｂ内の水が吐出室１７に吐出される。

さらに、モータ２の出力軸２ａが回転し、次のポンプ室１６Ｃが拡張すると、ポンプ室１６Ｃ内が負圧状態になる。したがって、ポンプ室１６Ｃに対応した吸込用弁体１１が吸込用通路９ｃを開放するので、第２の吸込口１５ａに供給された水が第２の吸込室１８Ｂおよび吸込用通路９ｃを通って、ポンプ室１６Ｃに流入する。

次に、モータ２の出力軸２ａが回転し、拡張したポンプ室１６Ｃの駆動子６ｂの揺動端部が上方に移動すると、ポンプ室１６Ｃは収縮するから、ポンプ室１６Ｃ内の水圧が高くなり、吐出用弁体１０による吐出用通路９ｂの閉塞が解除され、ポンプ室１６Ｃ内の水が吐出室１７に吐出される。

さらに、モータ２の出力軸２ａが回転し、次のポンプ室１６Ｄが拡張すると、ポンプ室１６Ｄ内が負圧状態になる。したがって、ポンプ室１６Ｄに対応した吸込用弁体１１が吸込用通路９ｃを開放するので、第２の吸込口１５ａに供給された水が第２の吸込室１８Ｂおよび吸込用通路９ｃを通って、ポンプ室１６Ｄに流入する。

次に、モータ２の出力軸２ａが回転し、拡張したポンプ室１６Ｄの駆動子６ｂの揺動端部が上方に移動すると、ポンプ室１６Ｄは収縮するから、ポンプ室１６Ｄ内の水圧が高くなり、吐出用弁体１０による吐出用通路９ｂの閉塞が解除され、ポンプ室１６Ｄ内の水が吐出室１７に吐出される。

このように、モータ２の出力軸２ａが回転し、ポンプ室１６Ａ〜１６Ｄが順次拡縮するすることにより、一つの吐出室１７にポンプ室１６Ａから吐出された空気と、ポンプ室１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄから吐出された水とが容積比にして空気と水とが１：３に混合され、混合された空気と水とが、一つの吐出口１３ａから吐出される。吐出口１３ａから吐出された空気と水との混合した流体がチューブ（図示せず）等に接続された加圧対象物に供給される。

このように、本発明によれば、一つのローリングポンプ１内で異なる種類の流体を混合させることができることにより、従来、流体の種類だけ必要としていたローリングポンプの数が一つで済むため、ポンプの数を減らすことができるから、コストダウンと省スペース化を図ることができる。また、一つのポンプで対応できることにより、部品交換が容易になるためメンテナンス性も向上する。

また、一つの吐出室１７と二つの第１および第２の吸込室１８Ａ，１８Ｂとを、隔壁体９に設けた第１の仕切壁９ｄと、蓋体１２に設けた第２の仕切壁１２ｂおよび第３の仕切壁１２ｃとによって形成したことにより、隔壁体９と蓋体１２とを交換することにより、混合する流体の数や混合比率を容易に変更することが可能になる。

なお、本実施の形態においては、ポンプ室１６Ａ〜１６Ｄを四つ備えた、いわゆる四気筒の例を挙げたが、二気筒または五気筒以上のローリングポンプに適用できることは勿論である。また、吸込口を二つとしたが、三つ以上としてもよく、その場合、三つ以上の吸込口に別々の流体を外部から供給して、三種類以上の流体を供給するようにしてもよく、また、三つの吸込口のうちの二つの吸込口に同じ流体を供給するようにしてもよく、要は吸込口を少なくとも二つ以上設け、これら各吸込口に外部から供給される流体は、各吸込口においては一種類であって、互いの吸込口間においては少なくとも二種類以上の異なる流体とすればよい。また、本実施の形態においては、一方の流体である空気を四つのポンプ室のうちのいずれかのポンプ室１６Ａに吸い込ませ、他方の流体である水を四つのポンプ室のうちの残りのポンプ室１６Ｂ〜１６Ｄに吸い込ませ、空気と水との混合比率をを容積比において１：３としたが、ポンプ室１６Ａ，１６Ｂに空気を吸い込ませ、ポンプ室１６Ｃ，１６Ｄに水を吸い込ませるというように、混合比は１：３に限定されず種々の選択が可能である。また、異なる種類の流体を四つ以上のポンプ室に吸い込ませる方法として、交互に異なる流体を吸い込ませてもよく、また続けて同じ流体を吸い込ませてもよく、異なる流体を吸い込ませる順序も必要に応じて種々の変更が可能である。また、本実施の形態においては、空気を吸い込む吸込口１４ａとして筒体１４を形成したが、吸い込む流体が空気であるならば、筒体を形成することなく大気に接する開口（吸込口）を蓋体１２やケース３に設ければよい。

１…ローリングポンプ、２…モータ、３…ケース、８…ダイヤフラム、８ａ…ダイヤフラム部、９…隔壁体、９ｂ…吐出用通路、９ｃ…吸込用通路、９ｄ…第１の仕切壁、１０…吐出用弁体、１１…吸入用弁体、１２…蓋体、１２ｂ…第２の仕切壁、１２ｃ…第３の仕切壁、１３ａ…吐出口、１４ａ…第１の吸込口、１５ａ…第２の吸込口、１６Ａ〜１６Ｄ…ポンプ室、１７…吐出室、１８Ａ…第１の吸込室、１８Ｂ…第２の吸込室。

Claims

順次拡縮する複数のポンプ室と、これら各ポンプ室に設けられ当該ポンプ室内に流体を吸込ませるための吸込用通路と、この吸込用通路を開閉し前記ポンプ室からの流体の逆流を規制するための吸込用弁体と、前記各ポンプ室に設けられ当該ポンプ室から流体を吐出させるための吐出用通路と、この吐出用通路を開閉し前記ポンプ室内への流体の逆流を規制するための吐出用弁体と、外部から前記各吸込用通路に流体を吸い込ませる吸込口と、前記各吐出用通路から吐出された流体を集め外部に吐出する一つの吐出口とを備えたローリングポンプにおいて、
前記吸込用通路および前記吐出用通路が設けられた隔壁体と、この隔壁体を覆い前記吸込口および前記吐出口が設けられた蓋体とを備え、
前記隔壁体と前記蓋体とによって、前記各吸込用通路と前記各吸込口とを連通させ互いに異なる流体を空間的に隔絶する少なくとも二つの吸込室と、この吸込室と空間的に隔絶され前記吐出通路から吐出された少なくとも二つの流体を混合する一つの吐出室とを形成し、
前記吸込口を少なくとも二つ以上設け、これら各吸込口に外部から供給される流体は、各吸込口においては一種類であって、互いの吸込口間においては少なくとも二種類以上の異なる流体とし、これら異なる流体を前記複数のポンプ室に選択的に吸い込ませることを特徴とするローリングポンプ。
前記吸込口を二つ設け、一方の吸込口に外部から気体を供給し、他方の吸込口に外部から液体を供給し、前記複数のポンプ室のいずれかに前記気体を吸い込ませ、前記複数のポンプ室の残りに前記液体を吸い込ませることを特徴とする請求項１記載のローリングポンプ。