JP6177850B2

JP6177850B2 - ポンプ装置

Info

Publication number: JP6177850B2
Application number: JP2015183908A
Authority: JP
Inventors: 久夫向井
Original assignee: 株式会社オーヤラックス
Priority date: 2015-09-17
Filing date: 2015-09-17
Publication date: 2017-08-09
Anticipated expiration: 2035-09-17
Also published as: JP2017057802A

Description

本発明は、吸入口から吐出口まで液体が通過する流路部と、往復動作によって流路部の容積を変化させる駆動部と、を備えたポンプ装置に関する。

一般に、ポンプ室の容積を変化させることで吸入口から液体を吸入して吐出口から吐出するポンプ装置において、液体に気体が混入することにより、吐出量が低下してしまったり、液体を吐出できなくなってしまったり（ガスロック）する場合があった。即ち、気体は液体よりも膨張及び収縮しやすいことから、ポンプ室の容積変化を気体が吸収してしまい、ポンプ室の加圧によって液体を吐出口側に送り出したり、減圧によって液体を吸入口側から吸入したりしにくくなってしまう。従って、ポンプ室を有する流路部から気体を除去することが求められていた。

そこで、ガス抜き機構が設けられた往復動ポンプ（ポンプ装置）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された従来の往復動ポンプでは、ポンプ室の上方且つ吐出口側に設けられた通路に、上方に延びるガス抜き用の通路と、水平方向に延びる吐出用の通路と、が接続されている。ガス抜き用の通路には、液体及び気体を排出可能な弁が設けられており、流路から気体が除去され、液体及び気体が吸入側のタンクに回収されるようになっている。

特開平９−２０３３８０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の往復動ポンプでは、気体の混入時だけでなく非混入時であってもガス抜き用の通路から液体が排出されて回収されてしまうため、吐出効率（即ち、ポンプ室の容積変化に対する液体の吐出量）が低下してしまうという不都合があった。従って、流路部から気体を除去することと、吐出効率を向上させることと、を両立させることは困難であった。

本発明の目的は、吐出効率を向上させるとともに流路部から気体を除去することができるポンプ装置を提供することにある。

本発明のポンプ装置は、下方側の吸入口から上方側の吐出口まで液体が通過する流路部と、往復動作によって前記流路部の容積を変化させる駆動部と、を備えて液体を吸入及び吐出するポンプ装置であって、前記流路部は、前記吸入口から上方側に延びる吸入流路と、吸入側逆止弁を介して前記吸入流路に接続されるポンプ室と、前記ポンプ室に対して前記駆動部の動作方向に並ぶように接続される気体保持室と、吐出側逆止弁を介して前記気体保持室の上端に接続されるとともに前記吐出口に向かって上方側に延びる吐出流路と、を有し、前記ポンプ室は、前記駆動部の往復動作に従動する壁部を有するとともに、前記壁部が前記気体保持室に最も近付いた際に最収縮状態となり、前記気体保持室から最も遠ざかった際に最膨張状態となるように容量が可変に形成され、前記気体保持室には、前記壁部と対向するとともに前記ポンプ室側を閉位置として前記動作方向に沿って開閉可能な中間逆止弁が設けられ、前記壁部と前記中間逆止弁との間には、前記中間逆止弁を開動作させるための弁開部が設けられ、前記閉位置に位置づけられた前記中間逆止弁と、前記最膨張状態における前記壁部と、の間隔が、前記弁開部の前記動作方向の寸法よりも大きく、且つ、当該間隔と前記弁開部の前記動作方向の寸法との差が、前記壁部の前記動作方向におけるストローク長よりも小さいことを特徴とする。

以上のような本発明によれば、閉位置に位置づけられた中間逆止弁と、最膨張状態における壁部と、の間隔が、弁開部の動作方向寸法よりも大きいことで、ポンプ室内における気体の量が充分に少ない場合（気体が存在しない場合を含む）、ポンプ室の収縮時に液体の圧力によって中間逆止弁が開動作し、ポンプ室と気体保持室とが連通して液体が気体保持部に送り出される。

また、閉位置に位置づけられた中間逆止弁と最膨張状態における壁部との間隔と、弁開部の動作方向寸法と、の差が、壁部の動作方向におけるストローク長よりも小さいことで、ポンプ室に気体が流入し、ポンプ室の収縮時に液体の圧力によって中間逆止弁が開動作しない場合であっても、壁部が弁開部を介して中間逆止弁を押圧し、中間逆止弁が開動作する。このとき、壁部が気体保持室に向かって動作する勢いにより、気体の少なくとも一部が気体保持室に送り込まれる。ポンプ室が再び膨張していくと、中間逆止弁が壁部によって押圧されなくなり、中間逆止弁が閉位置に位置づけられ、ポンプ室と気体保持室とが区画された状態となる。このとき、気体保持室に送り込まれた気体は上方側に向かい、気体保持室の上端（即ち、吐出側逆止弁の下方）に滞留する。

上記の動作が繰り返され、気体保持室の上端に滞留した気体が増えていくと、気体によって吐出側逆止弁が持ち上げられ、この気体が吐出流路に移動し、吐出口から吐出される。尚、上記の動作１回のみで充分な量の気体が気体保持室に移動し、吐出側逆止弁が持ち上げられてもよい。また、弁開部は、壁部又は中間逆止弁に固定されたり一体に形成されたりしてもよいし、壁部及び中間逆止弁と別体に形成されて固定されていなくてもよい。

以上のように、ポンプ室に気体が流入した場合であっても、この気体が、ポンプ室から気体保持室に送り込まれ、気体保持室から吐出流路に移動することで、流路部から気体を除去することができる。このとき、気体は吐出口から排出されることから、ガス抜きのために液体を吸入口側に回収する構成と比較して、吐出効率を向上させることができる。

この際、本発明のポンプ装置では、前記気体保持室は、前記吐出側逆止弁に向かって上方側に延びる滞留部を有することが好ましい。このような構成によれば、上方側に向かって延びる滞留部に気体を集積して滞留させやすくし、滞留した気体が吐出側逆止弁を持ち上げ、気体保持室内の気体を吐出流路に移動させやすくすることができる。

また、本発明のポンプ装置では、前記ポンプ室は、前記壁部によって一面が形成されるポンプ室本体と、該ポンプ室本体における前記壁部との対向面の中心部から前記気体保持室に向かって延びるとともに前記弁開部を収容する弁開部収容部と、前記対向面の上方部分と前記弁開部収容部とを接続するバイパス部と、を有することが好ましい。このような構成によれば、ポンプ室本体の対向面における上方部分と、弁開部収容部と、がバイパス部によって接続されていることで、ポンプ室本体の上方側の空間に滞留した気体が、バイパス部を通って弁開部収容部に移動しやすくなり、この気体を気体保持室に送り込みやすくなる。このとき、バイパス部が斜め下方に延びている、即ち、バイパス部の下端が、弁開部収容部において対向面よりも気体保持室側の部位に接続されていることがより好ましく、このような構成によれば、バイパス部を通過して弁開部収容部に移動した気体をさらに気体保持室に送り込みやすくすることができる。

さらに、本発明のポンプ装置では、前記ポンプ室は、前記吸入側逆止弁を介して前記吸入流路に接続されるとともに上方側に向かって延びて前記弁開部収容部に接続される鉛直部をさらに有することが好ましい。このような構成によれば、吸入流路からポンプ室に流入した気体は、鉛直部を通過して弁開部収容部に移動する。弁開部収容部は気体保持室に向かって延びており、弁開部収容部の内側に位置する気体は気体保持室に移動しやすい。従って、ポンプ室から気体をさらに除去しやすくすることができる。

また、本発明のポンプ装置では、前記駆動部は、コイルに通電することで磁力によって動作するソレノイド式の動作機構を有することが好ましい。このような構成によれば、駆動部の１往復（特にポンプ室が収縮する際の動作）に要する時間が短くなり、中間逆止弁を勢いよく開動作させるとともに、ポンプ室から気体保持室に勢いよく液体を送り込むことができる。従って、液体とともに気体も気体保持室に移動しやすくなり、ポンプ室から気体をより一層除去しやすくすることができる。

また、本発明のポンプ装置では、前記液体は、発泡性を有することが好ましい。このような構成によれば、発泡性を有する液体（例えば次亜塩素酸ナトリウムや過酸化水素等を含む水溶液）が分解して酸素等の気体が発生しても、ポンプ室から気体を除去することができる。

以上のような本発明のポンプ装置によれば、ポンプ室と気体保持室とが中間逆止弁を介して接続されるとともに、中間逆止弁を開動作させる弁開部が設けられることで、吐出効率を向上させるとともに流路部から気体を除去することができる。

本発明の実施形態に係るポンプ装置を示す断面図である。前記ポンプ装置のポンプ室が最膨張状態となった様子を示す断面図である。前記ポンプ室に気体が存在しない場合に、当該ポンプ室が前記最膨張状態よりも収縮した様子を示す断面図である。前記ポンプ室に気体が存在しない場合に、当該ポンプ室が最収縮状態となった様子を示す断面図である。前記ポンプ室に気体が存在する場合に、当該ポンプ室が前記最膨張状態よりも収縮した様子を示す断面図である。前記ポンプ室に気体が存在する場合に、当該ポンプ室が図５に示す状態よりもさらに収縮した様子を示す断面図である。前記ポンプ室に気体が存在する場合に、当該ポンプ室が図６に示す状態よりもさらに収縮した様子を示す断面図である。変形例のポンプ装置の要部を示す断面図である。他の変形例のポンプ装置の要部を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態のポンプ装置１は、図１に示すように、下方側の吸入口１１から上方側の吐出口１２まで液体が通過する流路部１０と、水平方向に沿った往復動作によって流路部１０の後述するポンプ室４の容積を変化させる駆動部２０と、を備える。吸入口１１には図示しないチューブの一端が接続されるとともに、チューブの他端が液体を貯蔵するタンク等に接続されている。吐出口１２には図示しないチューブの一端が接続されるとともに、チューブの他端が液体供給先に設けられている。従って、ポンプ装置１は、吸入口１１から液体を吸入して吐出口１２から吐出することにより、タンクから液体供給先に液体を供給するように構成されている。ポンプ装置１による液体の吐出量は、例えば１０〜３０ｍｌ／ｍｉｎに設定されている。尚、本実施形態において、駆動部２０が往復動作する方向を「動作方向」とする。

ポンプ装置１が吸入及び吐出する液体は、例えば次亜塩素酸ナトリウム水溶液である。次亜塩素酸ナトリウムは、分解されて気体としての酸素を発生しやすく、温度が高い場合にこの分解反応が進みやすい。また、ポンプ装置１が次亜塩素酸ナトリウム水溶液を吸入及び吐出する場合、液体供給先は、水道施設やプール、浴場の浴槽等に水又は湯を供給するための流水路が例示される。

流路部１０は、下方側から順に、吸入流路２と、２つの吸入側逆止弁３Ａ、３Ｂと、ポンプ室４と、気体保持室５と、吐出側逆止弁６と、吐出流路７と、逆止弁８と、を有し、全体として上下方向に沿って延びている。

吸入流路２は、吸入口１１から上方側に向かって筒状に延びている。吸入側逆止弁３Ａ、３Ｂは、吸入流路２の上端に設けられるとともに、それぞれ、球状の弁体３１及び弁座３２を有している。２つの吸入側逆止弁３Ａ、３Ｂは上下方向に並んで直列に接続されているが、１つの吸入側逆止弁のみが設けられる構成としてもよい。吸入側逆止弁３Ａ、３Ｂにおいて、弁体３１の密度は、液体の密度よりも高くなっており、弁体３１に生じる重力と浮力との差を弁閉力として弁を閉じるように構成されている。また、弁体３１は、液体の逆流を充分に抑制するとともに、後述するようなポンプ室４の膨張によって容易に開動作するような密度を有しているものとする。

ポンプ室４は、２つの吸入側逆止弁３Ａ、３Ｂを介して吸入流路２に接続され、上方側の吸入側逆止弁３Ｂの上端から動作方向の一方側（後述するダイヤフラム部４６側）に向かって延びる筒状の水平部４１と、水平部４１の一方側端部から上方側に向かって延びる筒状の鉛直部４２と、鉛直部４２の上端から動作方向の両側に延びる筒状の弁開部収容部４３と、弁開部収容部４３における動作方向の一方側端部に接続されるポンプ室本体４４と、弁開部収容部４３とポンプ室本体４４とを接続するバイパス部４５と、を有して構成されている。

弁開部収容部４３には、動作方向に沿って延びる棒状の弁開部４０が収容されている。弁開部４０は、円柱状の本体部４０Ａと、本体部４０Ａの動作方向における一方側端部に設けられるとともに本体部４０Ａよりも大きな外径を有する円盤部４０Ｂと、を有する。また、弁開部収容部４３は、弁開部４０が動作方向に沿って移動することを案内するように、本体部４０Ａの外径よりも若干大きい内径を有するとともに、動作方向の一方側において円盤部４０Ｂに合わせて内径が拡大されている。

ポンプ室本体４４は、動作方向の一方側の面を底面として他方側の面を天面とする円筒状（即ち、動作方向から見て略円形）に形成され、底面が壁部としてのダイヤフラム部４６によって形成されるとともに、ダイヤフラム部４６との対向面である天面４４１の中心部に弁開部収容部４３が接続されている。ダイヤフラム部４６は、例えばゴム等の弾性部材によって膜状に形成されるとともに、その中央部に駆動部２０が一体的に固定されることにより、駆動部２０の往復動作に従動する。即ち、ダイヤフラム部４６は、駆動部２０が往復動作することにより、その中心部が面直方向（動作方向）に沿って移動するように変形し、天面４４１に近づいたり離れたりする。

バイパス部４５は、ポンプ室本体４４の天面４４１のうち弁開部収容部４３との接続部分４４１Ａよりも上方に位置する上方部分４４１Ｂから斜め下方（下方側且つ他方側）に延びる筒状に形成され、弁開部収容部４３の動作方向における略中央部に接続されている。弁開部収容部４３に対するバイパス部４５の接続位置は、鉛直部４２の上方に位置している。

以上のようなポンプ室４は、駆動部２０が動作方向の一方側に動作し、図２に示すようにダイヤフラム部４６がポンプ室本体４４の天面４４１から最も離れて最膨張位置に位置づけられた際に、その容積が最も大きくなって最膨張状態となる。また、ポンプ室４は、駆動部２０が動作方向の他方側に動作し、ダイヤフラム部４６がポンプ室本体４４の天面４４１に最も近付いて最収縮位置（図２に一点鎖線で図示）Ａに位置づけられた際に、その容積が最も小さくなって最収縮状態となる。

気体保持室５は、ポンプ室４に対して動作方向の他方側に並ぶように接続され、弁開部収容部４３に接続されるとともに他方側に向かって延びる筒状の逆止弁収容部５１と、逆止弁収容部５１の一方側端部から吐出側逆止弁６に向かって下方側から上方側に延びる筒状の滞留部５２と、を有する。

逆止弁収容部５１には、中間逆止弁５３が設けられている。中間逆止弁５３は、逆止弁収容部５１の動作方向における一方側端部に設けられた弁座５３１と、弁座５３１に対して動作方向の他方側に設けられる弁体５３２と、弁体５３２を弁座５３１に対して圧接するように付勢するバネ部材５３３と、を備える。バネ部材５３３は、動作方向を軸方向とするコイル状の圧縮バネであって、筒状の逆止弁収容部５１に収容される。また、バネ部材５３３が弁体５３２に加える付勢力（弁閉力）は、液体の逆流を充分に抑制することができる程度に大きく、且つ、ポンプ室４の容積変化によって生じる力よりも小さく設定されている。

吐出側逆止弁６は、気体保持室５の滞留部５２の上端に設けられ、吸入側逆止弁３Ａ、３Ｂと同様に、弁体６１及び弁座６２を有する。

吐出流路７は、下方側の第１流路７１と、上方側の第２流路７２と、を有し、第１流路７１と第２流路７２との間には、弁体８１及び弁座８２を有する逆止弁８が設けられている。第１流路７１は、吐出側逆止弁６から上方側に向かって延びる筒状の流路本体７１１と、流路本体７１１の略中央部から動作方向の両側に向かって延びる手動ガス抜き流路７１２と、を有する。

手動ガス抜き流路７１２は、手動弁７３によって閉塞され、手動弁７３を緩めることにより外気に対して開放されるようになっている。

逆止弁８は、第１流路７１の流路本体７１１の上端に設けられるとともに、吸入側逆止弁３Ａ、３Ｂ及び吐出側逆止弁６と同様に、弁体８１及び弁座８２を有している。第２流路７２は、逆止弁８から吐出口１２に向かって上方側に延びる筒状に形成されている。

駆動部２０は、一般的なソレノイド式の動作機構を有するものであって、ダイヤフラム部４６に固定された駆動本体部と、マグネットと、ソレノイドコイルと、スプリングと、電力供給部と、を有する。例えば、駆動本体部がスプリングによって動作方向の一方側に付勢され、電力供給部によってソレノイドコイルに通電することでソレノイドコイルとマグネットとの間に磁力（反発力又は吸引力）が生じ、バネの付勢力に逆らって駆動本体部が他方側に移動するようになっている。電力供給部は、ソレノイドコイルに対してパルス的に電流を流すように構成され、その連続通電時間は例えば７０〜８０ｍｓｅｃとされており、駆動本体部が動作方向に一往復するのに要する時間は、例えば約０．２ｓｅｃとされている。また、単位時間当たりの通電回数（往復回数）は、ポンプ装置１の吐出量に応じて可変に構成されている。ここで、駆動部２０の動作方向における動作範囲の両端間の距離をストローク長と呼び、駆動部２０のストローク長とダイヤフラム部４６のストローク長（動作方向における最膨張位置と最収縮位置Ａとの間の距離）とは略等しい。

ここで、ダイヤフラム部４６と弁開部４０と中間逆止弁５３の弁体５３２との詳細な位置関係について、図２に基づいて説明する。尚、図２は、弁体５３２が閉位置に位置づけられるとともに、ポンプ室４が最膨張状態となってダイヤフラム部４６が最膨張位置に位置づけられた様子を示している。また、以下では説明の都合上、弁開部４０の他方側端部が常に弁体５３２に当接しているものとするが、実際には弁開部４０は弁体５３２に固定されておらず、弁体５３２とダイヤフラム部４６との間において自由に動くことができる。このように弁開部４０の他方側端部が弁体５３２に当接しているという仮定の下では、弁体５３２が閉位置に位置づけられている際には、弁開部４０も閉位置となる。

最膨張位置に位置づけられたダイヤフラム部４６と、閉位置に位置づけられた弁開部４０と、の動作方向における間隔をＬ１とし、ダイヤフラム部４６のストローク長をＸとすると、０＜Ｌ１＜Ｘの関係が成立する。即ち、閉位置に位置づけられた弁体５３２と、最膨張位置に位置づけられたダイヤフラム部４６と、の動作方向における間隔をＬ２とし、弁開部４０の動作方向寸法をＬ３とすると、０＜Ｌ２−Ｌ３＜Ｘの関係が成立する。ここで、ダイヤフラム部４６が最膨張位置から他方側に間隔Ｌ１だけ移動した位置を強制開閉位置（図２に二点鎖線で図示）Ｂとする。

以下、駆動部２０及びダイヤフラム部４６が往復動作することによってポンプ装置１が液体を吸入及び吐出する際の各部の動作について説明する。以下の説明においても上記と同様に弁開部４０の他方側端部が常に弁体５３２に当接しているものとする。まず、液体に気体が混入していないか、或いは、気体の混入量が充分に小さい場合について考える。駆動部２０及びダイヤフラム部４６が一方側に向かって動作してポンプ室４が膨張すると、ポンプ室４内の液体が減圧され、ポンプ室４は吸入流路２から液体を吸引しようとする。この吸引力が吸入側逆止弁３Ａ、３Ｂの弁体３１の弁閉力よりも大きくなった時点で吸入側逆止弁３Ａ、３Ｂが開き、吸入流路２の液体がポンプ室４内に流入する。同時に、吸入口１１を通じて外部のタンクから吸入流路２に液体が吸入される。

ポンプ室４が最膨張状態となっている際、図２に示すように、中間逆止弁５３の弁体５３２が閉位置に位置づけられ、弁が閉じた状態となる。また、ポンプ室４から吸入流路２に吸引力が生じなくなり、吸入側逆止弁３Ａ、３Ｂが閉じられる。このような状態から駆動部２０及びダイヤフラム部４６が他方側に向かって動作してポンプ室４が収縮すると、ポンプ室４内の液体が加圧され、ポンプ室４は気体保持室５に液体を送り込もうとする。ポンプ室４と気体保持室５との圧力差による弁開力が中間逆止弁５３の弁閉力よりも大きくなった時点で図３に示すように中間逆止弁５３が開く。このとき、ダイヤフラム部４６と弁開部４０とは当接しない。

ポンプ室４の液体が気体保持室５に流れ込むことにより、気体保持室５内の圧力が上昇し、吐出側逆止弁６が開き、同様に、逆止弁８も開く。従って、ポンプ室４と気体保持室５と吐出流路７とが順次連通され、ポンプ室４の収縮によって吐出口１２から液体が吐出される。また、ポンプ室４が最収縮状態となると、図４に示すように、ダイヤフラム部４６と弁開部４０とが当接する。尚、ダイヤフラム部４６と弁開部４０とは、ポンプ室４が最収縮状態となった際に離隔していてもよいし、手前（最収縮状態よりも膨張した状態）から当接してもよい。以上のように、ポンプ装置１では、ポンプ室４の膨張によって吸入口１１から液体が吸引され、収縮によって吐出口１２から液体が吐出される。

次に、吸入流路２やポンプ室４に気体が混入した場合について考える。駆動部２０及びダイヤフラム部４６が一方側に向かって動作してポンプ室４が膨張すると、上述のように吸入流路２内の液体がポンプ室４内に流れ込む。このとき、吸入流路２内の気体も同時にポンプ室４内に移動する。ポンプ室４内に気体が存在すると、ポンプ室４が膨張した際に気体も膨張し、液体が減圧されにくくなる。従って、ポンプ室４内の気体の量が多くなると、吸入側逆止弁３Ａ、３Ｂが開かなくなり、吸入口１１から液体が吸入されなくなる。

このようにポンプ室４内に気体が存在する状態において、ポンプ室４が図２に示す最膨張状態から収縮した場合、図５に示すように、ポンプ室４と気体保持室５との圧力差が中間逆止弁５３の弁閉力よりも小さく、中間逆止弁５３が開かない。ポンプ室４がさらに収縮し、図６に示すようにダイヤフラム部４６が強制開閉位置Ｂに位置づけられると、ダイヤフラム部４６が弁開部４０に当接する。即ち、弁開部４０がダイヤフラム部４６と弁体５３２とによって挟まれた状態となる。

この状態からポンプ室４がさらに収縮すると、図７に示すように、弁体５３２が弁開部４０を介してダイヤフラム部４６によって他方側に押圧され、中間逆止弁５３が開いてポンプ室４と気体保持室５とが連通される。このとき、ダイヤフラム部４６の動作によって液体が他方側に向かって流れようとし、これに伴ってポンプ室４内の気体も他方側に移動しようとする。従って、ポンプ室４内の気体の少なくとも一部が気体保持室５に移動する。さらに、ポンプ室４内の気体はポンプ室本体４４における上方の空間に滞留しやすいものの、天面４４１の上方部分４４１Ｂにバイパス部４５が接続されていることで、滞留した気体がバイパス部４５を通って気体保持室５に向かいやすくなっている。また、気体保持室５はポンプ室４と連通されても圧力がほとんど上昇しないため、吐出側逆止弁６は開かない。

気体保持室５に移動した気体は、滞留部５２内において上方側に向かい、滞留部５２の上端部に滞留して吐出側逆止弁６の弁体６１を持ち上げようとする。上記のようなポンプ室４の膨張と収縮とを繰り返すことにより、滞留部５２に滞留した気体の圧力が充分に高くなると、弁体６１が持ち上げられて吐出側逆止弁６が開き、気体が第１流路７１に移動する。同様に気体によって逆止弁８の弁体８が持ち上げられて弁が開き、気体が第２流路７２に移動する。第２流路７２に移動した気体は吐出口１２から排出される。

上記のようにポンプ室４の膨張と収縮とを繰り返すことにより、ポンプ室４内の気体が充分に除去されると、ポンプ室４の膨張によって吸入口１１から液体を吸入し、収縮によって吐出口１２から液体を吐出することができるようになる。尚、以上の説明では弁開部４０の他方側端部が常に弁体５３２に当接しているものとしたが、弁開部４０が弁体５３２とダイヤフラム部４６との間のどのような位置に設けられていたとしても、弁体５３２は上記と同様に開閉する。

このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。即ち、最膨張位置に位置づけられたダイヤフラム部４６と、閉位置に位置づけられた弁開部４０と、の動作方向における間隔をＬ１と、ダイヤフラム部４６のストローク長をＸと、が０＜Ｌ１＜Ｘの関係を有していることで、流路部１０から気体を除去することができる。このとき、気体は吐出口１２から排出されることから、ガス抜きのために液体を吸入口１１側のタンクに回収する構成と比較して、吐出効率を向上させることができる。

さらに、気体保持室５が上方側に向かって延びる滞留部５２を有することで、その上端に気体を集積して滞留させやすくし、気体が吐出側逆止弁６の弁体６１を持ち上げ、気体保持室５内の気体を第１流路７１に移動させやすくすることができる。

また、ポンプ室４が吸入側逆止弁３Ａ、３Ｂ側から上方側に向かって延びて弁開部収容部４３に接続される鉛直部４２を有することで、吸入流路２からポンプ室４に流入した気体は、鉛直部４２を通過して弁開部収容部４３に移動する。弁開部収容部４３は気体保持室５に向かって延びており、この内側に位置する気体は気体保持室５に移動しやすい。従って、ポンプ室４から気体をさらに除去しやすくすることができる。

さらに、駆動部２０がソレノイド式の動作機構を有することで、駆動部２０の１往復（特にポンプ室が収縮する際の動作）に要する時間が短くなり、中間逆止弁５３の弁体５３２を勢いよく開動作させるとともに、ポンプ室４から気体保持室５に勢いよく液体を送り込むことができる。従って、液体とともに気体も気体保持室５に移動しやすくなり、ポンプ室４から気体をより一層除去しやすくすることができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。例えば、前記実施形態では、気体保持室５が上方側に向かって延びる滞留部５２を有するものとしたが、逆止弁収容部５１に滞留した気体が吐出側逆止弁を開くことができる場合には、滞留部５２は省略されていてもよい。即ち、逆止弁収容部５１の上端に吐出側逆止弁６が直接設けられていてもよい。

また、前記実施形態では、弁開部収容部４３とポンプ室本体４４とを接続するバイパス部４５がポンプ室本体４４の上方部分４４１Ｂから斜め下方に延びるものとしたが、バイパス部の形状はこれに限定されない。例えば、図８に示すように、ポンプ室本体４４の上方部分４４１Ｂから動作方向に沿って他方側に延びた後、上下方向に沿って下方側に向かって延びて弁開部収容部４３に接続されるバイパス部４５Ｂとしてもよい。また、例えばポンプ室本体４４と弁開部収容部４３との内径の差が小さい場合や、図９に示すようにポンプ室本体４４の上方部分４４１Ｂに弁開部収容部４３が接続される場合等、ポンプ室本体４４内の気体が気体保持室５に充分に移動しやすいように構成されていれば、バイパス部４５は省略されていてもよい。

また、前記実施形態では、鉛直部４２が吸入側逆止弁３Ａ、３Ｂ側から上方側に向かって延びて弁開部収容部４３に接続されるものとしたが、鉛直部はポンプ室本体４４に直接接続されてもよい。また、吸入側逆止弁３Ａ、３Ｂ側から上下方向に対して傾斜を有して上方側に向かって延びる部分が、弁開部収容部４３又はポンプ室本体４４に接続される構成としてもよい。

また、前記実施形態では、弁開部４０が中間逆止弁５３の弁体５３２に固定されていないものとしたが、弁開部は、弁体に固定されたり一体に形成されたりしてもよい。また、弁開部は、弁体５３２に固定されたり一体に形成されたりせずに、ダイヤフラム部４６に固定されたり、ダイヤフラム部４６と一体に形成されたりしてもよい。このとき、閉位置に位置づけられた弁体５３２と、最膨張位置に位置づけられたダイヤフラム部４６と、の動作方向における間隔をＬ２とし、弁開部４０の動作方向寸法をＬ３とした場合に、０＜Ｌ２−Ｌ３＜Ｘの関係が成立していればよい。

また、前記実施形態では、ポンプ装置１が次亜塩素酸ナトリウム水溶液を対象として吸入及び吐出するものとしたが、ポンプ装置１は、分解等によって気体を生じ得る（即ち発泡性を有する）他の液体を対象としてもよいし、吸入側のタンクに気体が混入しやすい場合には、気体を生じない液体を対象としてもよい。

その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

１ポンプ装置
１０流路部
１１吸入口
１２吐出口
２吸入流路
３Ａ、３Ｂ吸入側逆止弁
４ポンプ室
５気体保持室
６吐出側逆止弁
７吐出流路
４０弁開部
４２鉛直部
４３弁開部収容部
４４ポンプ室本体
４５バイパス部
４６ダイヤフラム部（壁部）
４４１天面（対向面）
５２滞留部
５３中間逆止弁

Claims

下方側の吸入口から上方側の吐出口まで液体が通過する流路部と、往復動作によって前記流路部の容積を変化させる駆動部と、を備えて液体を吸入及び吐出するポンプ装置であって、
前記流路部は、前記吸入口から上方側に延びる吸入流路と、吸入側逆止弁を介して前記吸入流路に接続されるポンプ室と、前記ポンプ室に対して前記駆動部の動作方向に並ぶように接続される気体保持室と、吐出側逆止弁を介して前記気体保持室の上端に接続されるとともに前記吐出口に向かって上方側に延びる吐出流路と、を有し、
前記ポンプ室は、前記駆動部の往復動作に従動する壁部を有するとともに、前記壁部が前記気体保持室に最も近付いた際に最収縮状態となり、前記気体保持室から最も遠ざかった際に最膨張状態となるように容量が可変に形成され、
前記気体保持室には、前記壁部と対向するとともに前記ポンプ室側を閉位置として前記動作方向に沿って開閉可能な中間逆止弁が設けられ、
前記壁部と前記中間逆止弁との間には、前記中間逆止弁を開動作させるための弁開部が設けられ、
前記閉位置に位置づけられた前記中間逆止弁と、前記最膨張状態における前記壁部と、の間隔が、前記弁開部の前記動作方向の寸法よりも大きく、且つ、当該間隔と前記弁開部の前記動作方向の寸法との差が、前記壁部の前記動作方向におけるストローク長よりも小さいことを特徴とするポンプ装置。
前記気体保持室は、前記吐出側逆止弁に向かって上方側に延びる滞留部を有することを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置。
前記ポンプ室は、前記壁部によって一面が形成されるポンプ室本体と、該ポンプ室本体における前記壁部との対向面の中心部から前記気体保持室に向かって延びるとともに前記弁開部を収容する弁開部収容部と、前記対向面の上方部分と前記弁開部収容部とを接続するバイパス部と、を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のポンプ装置。
前記ポンプ室は、前記吸入側逆止弁を介して前記吸入流路に接続されるとともに上方側に向かって延びて前記弁開部収容部に接続される鉛直部をさらに有することを特徴とする請求項３に記載のポンプ装置。
前記駆動部は、コイルに通電することで磁力によって動作するソレノイド式の動作機構を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のポンプ装置。
前記液体は、発泡性を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のポンプ装置。