KR100485005B1 - 펌프, 어큐뮬레이터 등의 유체기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬러리 등의 침전물질을 포함하는 이송액을 사용하는 경우도 침전물질이 펌프의 액실내에 정체하여 모이는 것을 방지할 수 있도록 하는 펌프, 어큐뮬레이터 등의 유체기기에 관한 것으로서,

그를 위해 펌프본체(1)의 내부에, 축선방향으로 왕복운동하는 격막, 다이어프램 등의 격막(7)이 펌프본체(1)의 내벽(4a)과의 사이에 액실(9)을 형성하도록 구비되고, 내벽(4a)에 흡입구(18) 및 토출구(19)가 설치되고, 격막(7)의 왕복운동에 의해 흡입구(18)로부터 액실(9)내로 액체를 흡입하는 행정과, 액실(9)내의 액체를 토출구(19)로부터 토출하는 행정을 번갈아 실시하도록 되어 있으며, 흡입구(18)는 펌프본체(1)의 내벽(4a)으로부터 액실(9)내로 돌출하도록 고정된 흡입용 역지밸브(20)의 돌출선단부의 측면에 설치함으로써 액실(9)내의 원주벽(9a)을 향하여 흡입액을 분출하도록 되어 있으며, 따라서 흡입구(18)로부터 분출하는 흡입액은 액실(9)내의 원주벽(9a)을 따라서 선회류를 발생시키고, 이 선회류에 의해 액실(9)내가 교반되기 때문에 액실(9)내에서의 액의 체류를 적게 하여 항상 새로운 액의 공급을 가능하게 하고, 또 슬러리 등의 침전물질을 포함하는 액을 사용하는 경우도 침전물질이 액실(9)내에 침전하거나 응집하는 것을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

펌프, 어큐뮬레이터 등의 유체기기{FLUID DEVICE SUCH AS PUMP AND ACCUMULATOR}

본 발명은 벨로즈식 펌프, 다이어프램식 펌프 및 어큐뮬레이터 등의 유체기기에 관한 것이다.

예를 들면 반도체제조장치에 있어서의 IC나 액정의 표면세정 등의 각종 처리시에 약액의 순환이나 이송 등에 사용되는 펌프는 펌프의 동작에 의하여 파티클의 발생이 없는 벨로즈식 펌프나 다이어프램식 펌프가 사용되고 있다(예를 들면 일본국 특허 공개공보91-179184호). 또 이 종류의 펌프는 벨로즈의 왕복운동에 의해 맥동이 발생하기 때문에 이 맥동을 저감하기 위해 어큐뮬레이터가 병용된다(예를 들면 일본국 특허 공개공보94-17752호나 일본국 특허 공개공보98-196521호).

그런데 상기 벨로즈식 펌프나 다이어프램식 펌프, 어큐뮬레이터 등에서는 세정 등의 처리성능의 저하를 막기 위해 펌프내나 어큐뮬레이터내에 있어서, 이송액의 체류가 적어서 항상 새로운 액이 공급되는 것이 요구되는데, 특히 벨로즈식의 펌프나 어큐뮬레이터 등에서는 펌프의 흡입구나 어큐뮬레이터의 유입구가 각각의 벨로즈의 축선방향(왕복운동방향)과 평행한 방향으로 흡입액이나 유입액을 액실내에 분출하도록 개구되어 있기 때문에 각각의 벨로즈의 신축부분에 액이 체류하기 쉬워서 오염되기 쉬웠다. 또 반도체의 웨이퍼나 컴퓨터내장의 하드디스크 등의 화학적 기계연마[게미컬메커니컬폴리싱(CMP)]의 연마액으로서 실리카 등의 슬러리 등의 침전하는 물질을 포함하는 액을 사용하는 경우 침전물질이 펌프내나 어큐뮬레이터내에 침강하거나 응집하기 쉬워서 펌프, 어큐뮬레이터의 수명에 영향을 주는 일이 있었다.

본 발명의 목적은 이와 같은 문제를 해소하기 위해 이루어진 것으로, 펌프나 어큐뮬레이터의 내부에서의 액의 체류를 적게 하여 항상 새로운 액의 공급을 가능하게 하고, 또 슬러리 등의 침전물질을 포함하는 액을 사용하는 경우도 침전물질이 펌프나 어큐뮬레이터의 내부에 침강하거나 응집하는 것을 방지할 수 있는 유체기기를 제공하는 것에 있다.

도 1은 유체기기의 왕복운동펌프 및 어큐뮬레이터의 종단정면도.

도 2A는 왕복운동펌프의 격막의 신축부분의 확대단면도.

도 2B는 왕복운동펌프의 격막의 신축부분의 다른 변형예를 나타내는 확대단면도.

도 2C는 왕복운동펌프의 격막의 신축부분의 또다른 변형예를 나타내는 확대단면도.

도 3은 왕복운동펌프의 흡입용 역지밸브의 확대단면도.

도 4는 왕복운동펌프의 흡입행정에서의 액의 흐름상태를 나타내는 단면도.

도 5는 왕복운동펌프의 토출행정에서의 액의 흐름상태를 나타내는 단면도.

도 6은 도 5에 있어서의 H-H선단면도.

도 7A는 왕복운동펌프의 격막의 신축부분의 확대단면도.

도 7B는 왕복운동펌프의 격막의 신축부분의 다른 변형예를 나타내는 확대단면도.

도 7C는 왕복운동펌프의 격막의 신축부분의 또다른 변형예를 나타내는 확대단면도.

도 8은 어큐뮬레이터내에 설치된 왕복운동펌프의 토출용 역지밸브의 확대단면도.

도 9는 어큐뮬레이터의 압력자동조정기구의 확대종단정면도.

도 10은 어큐뮬레이터의 압력자동조정기구의 다른 변형예를 나타내는 확대종단정면도.

도 11은 도 10에 나타내는 압력자동조정기구의 평면도.

도 12는 도 11에 있어서의 F-F선단면도.

도 13은 도 10에 나타내는 압력자동조정기구의 급기밸브의 단면도.

도 14는 도 10에 나타내는 압력자동조정기구의 배기밸브의 단면도.

도 15는 도 10에 있어서의 G-G선단면도.

도 16A는 어큐뮬레이터의 벨로즈내의 유체압이 상승했을 때의 압력자동조정기구의 급기밸브 및 배기밸브의 작동도.

도 16B는 어큐뮬레이터의 벨로즈내의 유체압이 상승했을 때의 압력자동조정기구의 가이드샤프트 및 가이드슬리브의 작동도.

도 17A는 어큐뮬레이터의 벨로즈내의 유체압이 저하했을 때의 압력자동조정기구의 급기밸브 및 배기밸브의 작동도.

도 17B는 어큐뮬레이터의 벨로즈내의 유체압이 저하했을 때의 압력자동조정기구의 가이드샤프트 및 가이드슬리브의 작동도.

도 18은 다른 실시예를 나타내는 왕복운동펌프의 주요부의 단면도.

도 19는 또다른 실시예를 나타내는 왕복운동펌프의 전체종단면도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

P: 왕복운동펌프 B: 펌프본체의 축선

1: 펌프본체 4: 왕복운동펌프의 저벽체

4a: 내벽 5: 왕복운동펌프의 유입로

6: 왕복운동펌프의 유출로 7: 왕복운동펌프의 격막

9: 왕복운동펌프의 액실 18: 흡입구

19: 토출구 20: 흡입용 역지밸브

21: 토출용 역지밸브 A: 어큐뮬레이터

C: 어큐뮬레이터본체의 축선 23: 어큐뮬레이터의 유입구

24; 어큐뮬레이터의 유출구 25; 어큐뮬레이터본체

29: 어큐뮬레이터의 격막 31: 어큐뮬레이터의 액실

32: 어큐뮬레이터의 공기실 33: 어큐뮬레이터의 유입로

34: 어큐뮬레이터의 유출로

본 발명의 유체기기는, 펌프본체의 내부에, 축선방향으로 왕복운동하는 벨로즈, 다이어프램 등의 격막이 펌프본체의 내벽과의 사이에 액실을 형성하도록 구비되는 동시에 펌프본체의 상기 액실에 면하는 내벽에 흡입구 및 토출구가 설치되어 있으며, 상기 격막의 왕복운동에 의해 상기 흡입구로부터 상기 액실내에 액체를 흡입하는 행정과, 상기 액실내의 액체를 토출구로부터 토출하는 행정을 번갈아 실시하도록 되어 있는 왕복운동펌프로 이루어지는 유체기기이며, 상기 흡입구가 상기 액실내의, 상기 축선방향과는 다른 방향에 있는 원주벽을 향하여 흡입액을 분출하도록 설치된 것이다.

이 경우에 있어서, 상기 흡입구는 펌프본체의 상기 액실에 면하는 내벽으로부터 액실내로 돌출하도록 고정된 흡입용 역지밸브의 돌출선단부의 측면에 설치할 수 있다.

이와 같이 구성한 왕복운동펌프에 따르면, 흡입구가 액실내의 원주벽을 향하여 흡입액을 분출하도록 설치되어 있기 때문에 흡입구로부터 분출하는 흡입액은 액실의 내주를 따라서 선회류를 발생시키고, 이 선회류에 의해 액실내가 교반된다. 따라서 액실내에서의 액의 체류를 적게 하여 항상 새로운 액의 공급을 가능하게 하고, 또 슬러리 등의 침전물질을 포함하는 액을 사용하는 경우도 침전물질이 액실내에 침전하거나 응집하는 것을 방지할 수 있게 된다.

다른 본 발명의 유체기기는, 어큐뮬레이터본체의 내부에, 축선방향으로 왕복운동하는 벨로즈, 다이어프램 등의 격막이 이것의 내측에 액실을, 외측에 공기실을 각각 형성하도록 구비되는 동시에 어큐뮬레이터본체의 상기 액실에 면하는 내벽에 유입구 및 유출구가 설치되어 있으며, 상기 액실내의 액압에 대하여 공기실내의 공기압에 의해서 밸런스하도록 되어 있는 어큐뮬레이터로 이루어지는 유체기기이며, 상기 유입구가 상기 액실내의, 상기 축선방향과는 다른 방향에 있는 원주벽을 향하여 유입액을 분출하도록 설치된 것이다.

이 경우에 있어서, 상기 유입구는 어큐뮬레이터본체의 상기 액실에 면하는 내벽으로부터 액실내로 돌출하도록 고정된 토출용 역지밸브의 돌출선단부의 측면에 설치할 수 있다.

이와 같이 구성한 어큐뮬레이터에 따르면, 유입구가 액실내의 원주벽을 향하여 유입액을 분출하도록 설치되어 있기 때문에 유입구로부터 분출하는 유입액은 액실의 내주를 따라서 선회류를 발생시키고, 이 선회류에 의해 액실내가 교반된다. 따라서 액실내에서의 액의 체류를 적게 하여 항상 새로운 액의 공급을 가능하게 하고, 또 슬러리 등의 침전물질을 포함하는 액을 사용하는 경우도 침전물질이 액실내에 침전하거나 응집하는 것을 방지할 수 있게 된다.

본 발명에 관련되는 유체기기의 한 실시예를 도 1 내지 도 9에 의거하여 설명한다. 이 실시예의 유체기기는 왕복운동펌프(P)와 이것의 맥동을 감소하는 어큐뮬레이터(A)를 조합하여 이루어진다.

도 1에 있어서, 왕복운동펌프(P)의 펌프본체(1)는 상단이 상벽(2)으로 막힌 원통상의 케이싱(3)과, 이 케이싱(3)의 개방하단을 기밀상으로 막는 저벽체(4)를 갖고 이루어진다. 그 저벽체(4)에 액체의 유입로(5) 및 유출로(6)가 형성되어 있다.

케이싱(3)내에는 그 축선(B)방향을 따라서 신축변형 가능한 유저(有底)원통상의 벨로즈로 이루어지는 격막(7)이 축선(B)을 세로로 하여 설치되어 있다. 이 격막(7)은 내열성, 내약품성이 우수한 PTFE(폴리4불화에틸렌), PFA(퍼플로로알콕시) 등의 불소수지로 성형되고, 그 하단개구둘레틀부(7a)를 환상 고정판(8)에 의해 저벽체(4)의 상측면에 기밀상으로 압박고정함으로써 펌프본체(1)의 내부공간이 격막(7)의 내측의 액실(9)과 격막(7)의 외측의 공기실(10)로 격리된다.

도 2A, 도 2B, 도 2C에 있어서, 상기 격막(7)은 이것의 산(山)접음부(71)와 골(谷)접음부(72)를 상하로 번갈아 연속형성하여 이루어지는 신축부분이 신장상태인 때는 물론, 도 2A, 도 2B, 도 2C에 나타내는 바와 같이 수축상태인 때도 각 산접음부(71)의 상하의 주름상부(71a, 71b) 중 하측의 주름상부(71b)가 축선(B)을 향하여 내리막경사하는 형태로 형성되어 있다. 각 산접음부(71)의 수축상태하에서의 하측의 주름상부(71b)의 경사각(α), 즉 축선(B)에 직교하는 수평선(L)과 이루는 각도(α)는 1∼45°, 보다 바람직하게는 5∼15°로 한다. 다만 각 산접음부(71)의 상측의 주름상부(71a)는 이것의 수축상태하에 있어서, 도 2A에 나타내는 바와 같이 하측의 주름상부(71b)와 동일경사각으로 내리막경사상으로 형성하는 것, 도 2B에 나타내는 바와 같이 축선(B)에 직교하는 수평선(L)과 평행하게 수평으로 형성하는 것, 또는 도 2C에 나타내는 바와 같이 축선(B)을 향하여 오르막경사하는 형태로 형성하는 것은 임의이다. 또한 각 산접음부(71) 및 골접음부(72)의 각각의 접은 금부분의 코너에는 도시예에서는 각을 부여하고 있는데, 그 각에 R(이점쇄선(R))을 붙여도 좋다.

도 1에 있어서, 펌프본체(1)에는 격막(7)을 구동신축운동시키는 왕복구동장치(22)가 구비된다. 이 왕복구동장치(22)는 펌프본체(1)의 상벽(2)의 상면측에 실린더(11)를 이것의 축선이 격막(7)의 축선(B)과 일치하도록 형성하고, 실린더(11)내를 왕복운동하는 피스톤(12)을 상벽(2)을 관통하는 피스톤로드(13)로 격막(7)의 폐쇄상단부(7b)의 중앙부와 연결하고 있다. 그리고 압축기 등의 가압공기공급장치(도시 생략)로부터 송급되는 가압공기가 실린더(11) 및 상벽(2)에각각 형성한 공기구멍(14, 15)을 통하여 실린더(11)의 내부와 공기실(10)에 번갈아 공급되도록 하고 있다. 즉 실린더(11)에는 근접센서(16a, 16b)가 부착되는 한편, 피스톤(12)에 센서감지부재(17)가 부착되고, 피스톤(12)의 왕복운동에 동반하여 센서감지부재(17)가 근접센서(16a, 16b)에 번갈아 근접함으로써 가압공기공급장치로부터 송급되는 가압공기의 실린더(11)내로의 공급과 공기실(10)로의 공급이 자동적으로 번갈아 전환되도록 구성하고 있다. 이 피스톤(12)의 왕복운동에 동반하여 벨로즈(7)가 구동신축운동한다.

상기 펌프본체(1)의 저벽체(4)의 액실(9)에 면하는 내벽(4a)에는 흡입구(18) 및 토출구(19)가 각각 유입로(5) 및 유출로(6)와 연통하도록 설치된다. 내벽(4a)은 토출구(19)를 향하여 1∼45°, 보다 바람직하게는 5∼15°의 내리막경사를 부여한 형태로 형성하고, 바람직하게는 원추상으로 형성되는 내벽(4a)의 가장 낮은 위치에 토출구(19)를 형성하는 것이 좋다. 다만 토출구(19)는 격막(7)의 축선(B)상에 있는 것, 또는 해당 축선(B)보다 치우친 위치에 있는 것은 불문한다.

흡입구(18)는 내벽(4a)으로부터 액실(9)내로 돌출하도록 저벽체(4)에 고정된 흡입용 역지밸브(20)의 돌출선단부의 측면에 액실(9)내의, 축선(B)방향과는 다른 방향에 있는 원주벽(9a), 즉 도시예에서는 벨로즈로 이루어지는 격막(7)의 내주벽을 향하여 흡입액을 분출하도록 설치되어 있다.

도 3에 나타내는 바와 같이 흡입용 역지밸브(20)는 통상의 밸브케이싱(201)과 볼밸브체(202)로 이루어지고, 밸브케이싱(201)은 이것의 축선(D)을 세로로 하여 저벽체(4)에 고정되어 있다. 도시예의 흡입용 역지밸브(20)는 볼밸브체(202)를 상하 2단으로 구비하는 구조로 하고 있다. 밸브케이싱(201)은 상하로 2분할되어 제 1 밸브케이싱(201a)과 제 2 밸브케이싱(201b)으로 이루어지고, 제 1 밸브케이싱(201a)과 제 2 밸브케이싱(201b)에 각각 제 1 볼밸브체(202a), 제 2 볼밸브체(202b)를 내장하고 있다.

제 1 밸브케이싱(201a)은 통상으로 형성되어 하단에 입구(203)를 개구하고, 그 외주에 설치한 숫나사(204)를 저벽체(4)에 설치한 암나사(205)에 비틀어넣음으로써 그 축선(D)을 세로로 하여 저벽체(4)에 고정된다.

제 2 밸브케이싱(201b)은 제 1 밸브케이싱(201a)보다도 직경이 큰 통상으로 형성되어 상단의 측면에 상기 흡입구(18)를 개구하고, 그 하단외주에 숫나사(207)를 설치하고 있다. 이 제 2 밸브케이싱(201b)은 이것의 숫나사(207)를 저벽체(4)의 상기 암나사(205)로부터 상단측으로 해당 암나사(205)의 내경보다도 직경이 크게 설치한 암나사(208)에 비틀어넣는 동시에, 그 하단내주에 설치한 암나사(209)를 제 1 밸브케이싱(201a)의 외주상단의 숫나사(210)에 비틀어넣음으로써 제 1 밸브케이싱(201a)과 동심상으로, 또한 액실(9)내로 돌출하도록 저벽체(4)에 고정된다. 그 때 제 1 밸브케이싱(201a)의 상단과 제 2 밸브케이싱(201b)의 내주하단의 사이에 밸브시트(211)를 갖는 밸브시트체(212)가 편입된다. 또 제 1 밸브케이싱(201a) 하단의 입구(203)를 향하는 유입로(5)의 개구단에 밸브시트(213)가 설치되어 있다. 또한 제 1, 2 밸브케이싱(201a, 201b) 및 제 1, 2 볼밸브체(202a, 202b)는 격막(7)의 재질과 똑같이 내열성, 내약품성이 우수한 PTFE, PFA 등의 불소수지로 성형되어 있다.

그런 때는 제 1 밸브케이싱(201a)내의 밸브시트(213)에 제 1 볼밸브체(202a)가 자중에 의해 밀착하고, 제 2 밸브케이싱(201b)내의 밸브시트(211)에는 제 2 볼밸브체(202b)가 자중에 의해 밀착하여 액체의 역류를 막는다. 액체의 흡입시에는 제 1, 2 볼밸브체(202a, 202b)가 밸브시트(213, 211)로부터 각각 윗쪽으로 떨어져서 밸브를 열고, 유입로(5)로부터의 액체가 제 1 밸브케이싱(201a)의 내주에 설치한 세로홈(214)과 제 1 볼밸브체(202a)의 사이 및 제 2 밸브케이싱(201b)의 내주에 설치한 세로홈(215)과 제 2 볼밸브체(202b)의 사이를 지나서 제 2 밸브케이싱(201b)의 흡입구(18)로부터 액실(9)내의 원주벽(9a)을 향하여 분출된다.

이 때 흡입구(18)는 흡입액을 액실(9)내의, 축선(B)방향과는 다른 방향에 있는 원주벽(9a)을 향하여 분출하도록 설치되어 있기 때문에 흡입구(18)로부터 분출되는 액은 도 4에 그 흐름방향을 화살표 S로 나타내는 바와 같이 액실(9)내의 원주벽(9a)을 따라서 선회하고, 이 선회류에 의해 액실(9)내의, 특히 격막(7)의 신축부분에서의 정체나 응집을 없앨 수 있어서 항상 새로운 액과 교체할 수 있다. 도 4는 격막(7)을 신장시켜서 액을 흡입하는 행정의 상태를, 도 5는 격막(7)을 수축시켜서 액을 토출하는 행정의 상태를 나타내고 있으며, 도 6은 도 5에 있어서의 H-H선단면도이다. 또한 도 4 및 도 5에서는 흡입용 역지밸브(20)로서 단일한 밸브케이싱(201)내에 볼밸브체(202)를 1개만 구비하는 것이 나타내어져 있다.

한편 어큐뮬레이터(A)에 있어서, 도 1에 나타내는 바와 같이 이 어큐뮬레이터본체(25)는 상단이 상벽(26)으로 막힌 원통상의 케이싱(27)과, 이 케이싱(27)의 개방하단을 기밀상으로 막는 저벽체(28)를 갖고 이루어진다.

케이싱(27)내에 그 축선(C)방향을 따라서 신축변형 가능한 유저원통상의 벨로즈로 이루어지는 격막(29)이 축선(C)을 세로로 하여 설치되어 있다. 이 격막(29)은 내열성, 내약품성이 우수한 PTFE, PFA 등의 불소수지로 성형되고, 그 하단개구둘레틀부(29a)는 환상 고정판(30)에 의해 저벽체(28)의 상측면에 기밀상으로 압박고정함으로써 어큐뮬레이터본체(25)의 내부공간이 격막(29)의 내측의 액실(31)과 격막(29)의 외측의 공기실(32)로 격리된다.

어큐뮬레이터본체(25)의 저벽체(28)에는 액체의 유입로(33) 및 유출로(34)가 형성된다. 저벽체(28)의 액실(31)에 면하는 내벽(28a)에는 유입구(23) 및 유출구(24)가 각각 유입로(33) 및 유출로(34)와 연통하도록 설치되어 있다. 유입로(33)는 상기 왕복운동펌프(P)의 유출로(6)의 하류단측에 이음매(65)를 통하여 연통상으로 접속된다.

어큐뮬레이터(A)의 액실(31)의 내벽(28a)은 왕복운동펌프(P)의 액실의 내벽(4a)의 경우와 마찬가지로 유출구(24)를 향하여 1∼45°, 보다 바람직하게는 5∼15°의 내리막경사를 부여한 형태로 형성하고, 바람직하게는 원추상으로 형성되는 내벽(28a)의 가장 낮은 위치에 유출구(24)를 형성하는 것이 좋다. 다만 유출구(24)는 격막(29)의 축선(C)상에 있는 것, 또는 해당 축선(C)보다 치우친 위치에 있는 것은 불문한다.

상기 격막(29)은 왕복운동펌프(P)의 격막(7)의 경우와 마찬가지로 도 7A, 도 7B, 도 7C에 나타내는 바와 같이 격막(29)의 산접음부(291)와 골접음부(292)를 상하로 번갈아 연속형성하여 이루어지는 신축부분이 신장상태인 때는 물론, 도 7A, 도 7B, 도 7C에 나타내는 바와 같이 수축상태인 때도 각 산접음부(291)의 상하의 주름상부(291a, 291b) 중 하측의 주름상부(291b)가 축선(C)을 향하여 내리막경사하는 형태로 형성되어 있다. 상기의 각 산접음부(291)의 수축상태하에서의 하측의 주름상부(291b)의 경사각(α), 즉 축선(C)에 직교하는 수평선(L)과 이루는 각도(α)는 1∼45°, 바람직하게는 5∼15°로 한다. 다만 각 산접음부(291)의 상측의 주름상부(291a)는 이것의 수축상태하에 있어서, 도 7A에 나타내는 바와 같이 하측의 주름상부(291b)와 동일경사각으로 내리막경사상으로 형성하는 것, 도 7B에 나타내는 바와 같이 축선(C)에 직교하는 수평선(L)과 평행하게 수평으로 형성하는 것, 또는 도 7C에 나타내는 바와 같이 축선(C)을 향하여 오르막경사하는 형태로 형성하는 것은 임의이다. 또한 각 산접음부(291) 및 골접음부(292)의 각각의 접은 금부분의 코너에는 도시예에서는 각을 부여하고 있는데, 그 각에 R(이점쇄선(R))을 붙여도 좋다.

도 1 및 도 8에 있어서, 상기 액실(31)의 내벽(28a)의 유입구(23)는 내벽(28a)으로부터 액실(31)내로 돌출하도록 저벽체(28)에 고정된 토출용 역지밸브(21)의 돌출선단부의 측면에 액실(31)내의, 축선(C)방향과는 다른 방향에 있는 원주벽(31), 즉 도시예에서는 벨로즈로 이루어지는 격막(29)의 내주벽을 향하여 유입액을 분출하도록 설치되어 있다.

토출용 역지밸브(21)는 상기 흡입용 역지밸브(20)의 구조와 같은 구조를 갖는 것이다. 도 8에 나타내는 바와 같이 토출용 역지밸브(21)는 통상의 밸브케이싱(220)과 볼밸브체(221)로 이루어지고, 밸브케이싱(220)은 이것의 축선(G)을 세로로 하여 저벽체(28)에 고정되어 있다. 밸브케이싱(220)은 상하로 2분할되어 제 1 밸브케이싱(220a)과 제 2 밸브케이싱(220b)으로 이루어지고, 제 1 밸브케이싱(220a)과 제 2 밸브케이싱(220b)에 각각 제 1 볼밸브체(221a), 제 2 볼밸브체(221b)를 내장하고 있다.

제 1 밸브케이싱(220a)은 통상으로 형성되어 하단에 입구(223)를 개구하고, 그 외주에 설치한 숫나사(224)를 저벽체(28)에 설치한 암나사(225)에 비틀어넣음으로써 그 축선(G)을 세로로 하여 저벽체(28)에 고정된다.

제 2 밸브케이싱(220b)은 제 1 밸브케이싱(220a)보다도 직경이 큰 통상으로 형성되어 상단의 측면에 상기 유입구(23)를 개구하고, 그 하단외주에 숫나사(227)를 설치하고 있다. 이 제 2 밸브케이싱(220b)은 이것의 숫나사(227)를 저벽체(28)의 상기 암나사(225)의 상단측에 해당 암나사(225)의 내경보다도 직경이 크게 설치한 암나사(228)에 비틀어넣는 동시에, 그 하단내주에 설치한 암나사(229)를 제 1 밸브케이싱(220a)의 외주상단의 숫나사(230)에 비틀어넣음으로써 제 1 밸브케이싱(220a)과 동심상으로, 또한 액실(31)내로 돌출하도록 저벽체(28)에 고정된다. 그 때 제 1 밸브케이싱(220a)의 상단과 제 2 밸브케이싱(220b)의 내주하단의 사이에 밸브시트(230)를 갖는 밸브시트체(231)가 편입된다. 또 제 1 밸브케이싱(220a) 하단의 입구(223)를 향하는 유입로(33)의 개구단에 밸브시트(232)가 설치되어 있다.

그런 때는 제 1 밸브케이싱(221a)내의 밸브시트(232)에 제 1 볼밸브체(221a)가 자중에 의해 밀착하고, 제 2 밸브케이싱(220b)내의 밸브시트(230)에는 제 2 볼밸브체(221b)가 자중에 의해 밀착하여 액체의 역류를 막는다. 액체의 액실(31)로의 토출시에는 제 1, 2 볼밸브체(221a, 221b)가 밸브시트(232, 230)로부터 각각 윗쪽으로 떨어져서 밸브를 열고, 왕복운동펌프(P)로부터의 액체가 제 1 밸브케이싱(220a)의 내주에 설치한 세로홈(233)과 제 1 볼밸브체(221a)의 사이 및 제 2 밸브케이싱(220b)의 내주에 설치한 세로홈(234)과 제 2 볼밸브체(221b)의 사이를 지나서 제 2 밸브케이싱(220b)의 유입구(23)로부터 액실(31)내의 원주벽(31a)을 향하여 분출된다.

이 때 유입구(23)는 유입액을 액실(31)내의, 축선(C)방향과는 다른 방향에 있는 원주벽(31a)을 향하여 분출하도록 설치되어 있기 때문에 유입구(23)로부터 분출되는 액은 액실(31)내의 원주벽(31a)을 따라서 선회하고, 이 선회류에 의해 액실(31)내의, 특히 격막(29)의 신축부분에서의 정체나 응집을 없앨 수 있어서 항상 새로운 액과 교체할 수 있다.

또한 상기 제 1, 2 밸브케이싱(220a, 220b) 및 제 1, 2 볼밸브체(221a, 221b)는 흡입용 역지밸브(20)의 그들과 똑같이 내열성, 내약품성이 우수한 PTFE, PFA 등의 불소수지로 성형되어 있다.

도 9에 나타내는 바와 같이 어큐뮬레이터(A)의 상기 케이싱(27)의 상벽(26)의 외면중앙부근에는 공기출입용의 개구(35)를 형성하고, 이 개구(35)내에 플랜지(36)부착의 밸브케이스(37)를 끼워맞추는 동시에 플랜지(36)를 상벽(26)의 외측에 볼트(38) 등으로 착탈 가능하게 체결고정하고 있다.

밸브케이스(37)에는 급기구(39)와 배기구(40)를 평행하게 나열하여 형성하고 있다. 급기구(39)에는 상기 액실(31)의 용량이 소정 범위를 넘어서 증대했을 때 상기 공기실(32)내로 이송액의 최대압력값 이상의 압력의 공기를 공급하여 공기실(32)내의 봉입압을 상승시키는 자동급기밸브기구(41)가 설치된다. 배기구(40)에는 액실(31)의 용량이 소정 범위를 넘어서 감소했을 때 공기실(32)내로부터 배기하여 해당 공기실(32)내의 봉입압을 하강시키는 자동배기밸브기구(42)가 설치된다.

자동급기밸브기구(41)는 밸브케이스(37)에 급기구(39)와 연통상으로 형성한 급기밸브실(43)과, 이 밸브실(43)내에서 그 축선방향을 따라서 슬라이딩 자유롭게 급기구(39)를 개폐작동하는 급기밸브체(44)와, 이 밸브체(44)를 항상 폐쇄위치에 탄성지지하는 스프링(45)과, 내단부에 급기밸브체(44)의 밸브시트(46)를 구비하는 동시에 급기밸브실(43)과 공기실(32)을 연통시키는 관통구멍(47)을 갖고 밸브케이스(37)에 비틀어넣음고정된 가이드부재(48)와, 이 가이드부재(48)의 관통구멍(47)내에 슬라이드 자유롭게 끼워통해진 급기밸브막대(49)를 갖고 이루어진다. 액실(31)내의 액압이 평균압인 상태로 격막(29)이 기준위치(S)에 있는 상태에서는 급기밸브체(44)가 가이드부재(48)의 밸브시트(46)에 밀접하여 급기구(39)를 폐쇄하는 동시에, 급기밸브막대(49)의 공기실(32)내를 향하는 단부(49a)가 격막(29)의 폐쇄상단부(29b)와 스트로크(E)만큼 이간해 있다.

한편 자동배기밸브기구(42)는 밸브케이스(37)에 배기구(40)와 연통상으로 형성한 배기밸브실(50)과, 이 밸브실(50)내에서 그 축선방향을 따라서 슬라이딩 자유롭게 배기구(40)를 개폐작동하는 배기밸브체(51)와, 이 밸브체(51)를 선단에, 플랜지부(52)를 후단에 각각 구비한 배기밸브막대(53)와, 배기밸브실(50)내에 비틀어넣음고정되고, 배기밸브막대(53)가 끼워통해지는 관통구멍(54)을 갖는 스프링받침체(55)와, 배기밸브막대(53)의 후단측에 슬라이드 자유롭게 끼워통해지고, 플랜지부(52)로 이탈방지되어 있는 통형의 슬라이더(56)와, 배기밸브체(51)와 스프링받침체(55)의 사이에 설치된 폐쇄용 스프링(57)과, 스프링받침체(55)와 슬라이더(56)의 사이에 배치된 개방용 스프링(58)을 갖고 이루어진다. 스프링받침체(55)의 관통구멍(54)의 내경은 배기밸브막대(53)의 축직경보다도 커서 양자간에 틈(59)이 형성되며, 이 틈(59)을 통하여 배기밸브실(50)과 공기실(32)이 연통해 있다. 격막(29)이 기준위치(S)에 있는 상태에서 배기밸브체(51)는 배기구(40)를 폐쇄하는 동시에 배기밸브막대(53)의 후단의 플랜지부(52)는 슬라이더(56)의 폐쇄단부(56a)의 내면으로부터 스트로크(F)만큼 이간해 있다.

밸브케이스(37)의 공기실측단은 도 9에 가상선(60)으로 나타내는 바와 같이 공기실(32)내의 방향으로 연장시키고, 이 연장단에 격막(29)이 액실(31)을 확대시키는 방향으로 소정의 스트로크(E)를 넘어서 상기 급기밸브막대(49)를 동작시키기까지 이동했을 때에 격막(29)의 그 이상의 이동을 규제하기 위한 스토퍼(61)를 설치하고 있다.

다음으로 상기 구성의 왕복운동펌프(P) 및 어큐뮬레이터(A)의 동작에 대하여 설명한다.

지금 압축기 등의 가압공기공급장치(도시 생략)로부터 가압공기를 실린더(11)의 내부에 공기구멍(14)을 통하여 공급하면 피스톤(12)은 도 1의 x방향으로 상승하고, 격막(7)이 동일방향으로 신장동작하여 유입로(5)내의 이송액을 흡입용 역지밸브(20)를 거쳐서 흡입구(18)로부터 액실(9)내의 원주벽(9a)을 향하여 분출한다. 이 때 흡입구(18)로부터 분출하는 흡입액은 액실(9)내의 원주벽(9a)을 따라서 선회류를 발생시키고, 이 선회류에 의해 액실내가 교반되기 때문에 액실(9)내에서의 액의 체류를 없애어서 항상 새로운 액의 공급을 가능하게 하고, 또 슬러리 등의 침전물질을 포함하는 액을 사용하는 경우도 침전물질이 액실(9)내에 침전하거나 응집하는 것을 잘 방지할 수 있다. 상기 가압공기를 공기실(10)내에 공기구멍(15)을 통하여 공급하고, 공기구멍(14)으로부터 배기하면 피스톤(12)은 도 1의 y방향으로 하강하고, 격막(7)이 동일방향으로 수축동작하여 액실(9)내의 이송액을 토출구(19)로부터 토출한다. 이와 같이 실린더(11)내의 피스톤(12)의 왕복운동에 의하여 격막(7)이 신축왕복운동함으로써 흡입구(18)로부터의 흡입행정과 토출구(19)로의 토출행정을 번갈아 반복하여 소정의 왕복운동펌프작용이 실시된다. 이와 같은 왕복운동펌프(P)의 작동에 의해 이송액이 소정의 부위를 향하여 송급되면 왕복운동펌프토출압은 산부와 골부의 반복에 의한 맥동을 발생한다.

여기에서 왕복운동펌프(P)에 있어서의 액실(9)내로부터 토출구(19)를 거쳐서 토출되는 이송액은 어큐뮬레이터(A)의 유입로(33) 및 유입구(23)를 거쳐서 토출용 역지밸브(21)의 유입구(23)로부터 액실(31)내의 원주벽(31a)을 향하여 분출되고, 이 액실(31)에 일시적으로 저류된 후 유출구(24)로부터 유출로(34)로 유출된다. 이 때 이송액의 토출압이 토출압곡선의 산부에 있는 경우 이송액은 액실(31)의 용량을 증대하도록 격막(29)을 신장변형시키기 때문에 그 압력이 흡수된다. 이 때 액실(31)로부터 유출되는 이송액의 유량은 왕복운동펌프(P)로부터 송급되어 오는 유량보다도 적어진다.

상기와 같이 유입구(23)로부터의 이송액은 액실(31)내의 원주벽(31a)을 향하여 분출되기 때문에 이 유입액은 액실(31)내의 원주벽(31a)을 따라서 선회류를 발생시키고, 이 선회류에 의해 액실(31)내가 교반된다. 따라서 액실(31)내에서의 액의 체류를 적게 하여 항상 새로운 액의 공급을 가능하게 하고, 또 슬러리 등의 침전물질을 포함하는 액을 사용하는 경우도 침전물질이 액실(31)내에 침전하거나 응집하는 것을 잘 방지할 수 있다.

또 상기 이송액의 토출압이 토출압곡선의 골부에 다다르면 어큐뮬레이터(A)의 격막(29)의 신장변형에 동반하여 압축된 공기실(32)내의 봉입압보다도 이송액의 압력이 낮아지기 때문에 격막(29)은 수축변형한다. 이 때 왕복운동펌프(P)로부터 액실(31)내에 유입하는 이송액의 유량보다도 액실(31)로부터 유출하는 유량이 많아진다. 이 반복동작, 즉 액실(31)의 용량변화에 의해서 상기 맥동이 흡수되어 저감되게 된다.

그런데 상기와 같은 동작 중에 있어서, 왕복운동펌프(P)로부터의 토출압이 상승변동하면 이송액에 의하여 액실(31)의 용량이 증대해서 격막(29)이 크게 신장변형하게 된다. 이 격막(29)의 신장변형량이 소정 범위(E)를 넘으면 격막(29)의 폐쇄상단부(29b)가 급기밸브막대(49)를 밸브실내방향으로 민다. 이에 따라서 자동급기밸브기구(41)에 있어서의 급기밸브체(44)가 스프링(45)에 대항하여 개방되어 급기구(39)를 통해서 높은 공기압이 공기실(32)내에 공급되고, 해당 공기실(32)내의 봉입압이 상승한다. 따라서 격막(29)의 스트로크(E)를 넘어서의 신장변형량이 규제되어 액실(31)의 용량이 과도하게 증대하는 것이 억제된다. 그 때 밸브케이스(37)의 공기실측단에 상기 스토퍼(61)를 설치해 두면 격막(29)의 폐쇄상단부(29b)가 해당 스토퍼(61)에 맞닿아서 격막(29)이 과잉하게 신장변형하는 것을 확실하게 방지할 수 있기 때문에 그 파손예방에 유리하다. 그리고 공기실(32)내의 봉입압의 상승에 동반하여 격막(29)이 기준위치(S)를 향해서 수축하기 때문에 급기밸브막대(49)가 격막(29)의 폐쇄상단부(29b)로부터 떨어지고, 급기밸브체(44)가 다시 폐쇄위치로 되돌아가서 공기실(32)내의 봉입압이 조정상태로 고정된다.

한편 왕복운동펌프(P)로부터의 토출압이 하강변동하면 이송액에 의하여 액실(31)의 용량이 감소해서 격막(29)이 크게 수축변형하게 된다. 이 격막(29)의 수축변형량이 소정 범위(F)를 넘으면 격막(29)의 폐쇄상단부(29b)의 수축방향(b)으로의 이동에 동반하여 자동배기밸브기구(42)의 슬라이더(56)가 개방용 스프링(58)의 탄성지지작용에 의해 격막(29)의 수축방향(b)으로 이동하고, 슬라이더(56)의 폐쇄단부(56a)의 내면이 배기밸브막대(53)의 플랜지부(52)에 걸어맞추어진다. 이에 따라서 배기밸브막대(53)가 b방향으로 이동하여 배기밸브체(51)가 배기구(40)를 개방하기 때문에 공기실(32)내의 봉입공기가 배기구(40)로부터 대기 중으로 배출되어 공기실(32)내의 봉입압이 저하한다. 따라서 격막(29)의 스트로크(F)를 넘어서의 수축변형량이 규제되어 액실(31)의 용량이 과도하게 감소하는 것이 억제된다. 그리고 공기실(32)내의 봉입압의 감소에 동반하여 격막(29)이 기준위치(S)를 향해서 신장하기 때문에 슬라이더(56)가 격막(29)의 폐쇄상단부(29b)에서 밀려서 a방향으로 이동하면서 개방용 스프링(58)을 압축시키고, 배기밸브체(51)가 폐쇄용 스프링(57)의 탄성지지작용으로 다시 배기구(40)를 폐쇄한다. 이에 따라서 공기실(32)내의 봉입압이 조정상태로 고정된다. 그 결과 왕복운동펌프(P)의 액실(9)로부터의 토출압의 변동에 관계 없이 맥동을 효율적으로 흡수하여 맥동폭이 작게 억제되게 된다.

상기 실시예의 어큐뮬레이터(A)에서는 공기실(32)에 자동급기밸브기구(41) 및 자동배기밸브기구(42)로 이루어지는 압력자동조정기구를 부착하고 있다. 이 압력자동조정기구는 도 10∼도 17에 나타내는 바와 같은 구성의 것을 채용할 수도 있다.

즉 압력자동조정기구는 도 10에 나타내는 바와 같이 어큐뮬레이터(A)의 케이싱(27)의 상벽(26)의 중앙부근에 개구(35)를 형성하고, 이 개구(35)내에 급배기밸브내장의 밸브케이스(37)를 끼워맞추는 동시에, 이 밸브케이스(37)의 후단외주에 부착한 플랜지(36)를 상벽(26)에 볼트 등으로 착탈 가능하게 체결고정하고, 한편 격막(29)의 공기실(32)에 면하는 폐쇄상단부(29b)의 중심부에는 급배기밸브제어판체(70)를 상기 밸브케이스(37)와 대향하도록 맞닿음배치된다.

도 11에 나타내는 바와 같이 밸브케이스(37)의 전단면에는 급기구(39)와 배기구(40)를 나열하여 형성하고 있다. 급기구(39)에는 상기 액실(31)의 용량이 소정 범위를 넘어서 증대했을 때 상기 공기실(32)내에 이송액의 최대압력값 이상의 압력의 공기를 공급하여 해당 공기실(32)내의 봉입압을 상승시키는 자동급기밸브기구(41)가 설치된다. 배기구(40)에는 액실(31)의 용량이 소정 범위를 넘어서 감소했을 때 공기실(32)내로부터 배기하여 해당 공기실(32)내의 봉입압을 하강시키는 자동배기밸브기구(42)가 설치된다.

자동급기밸브기구(41)는 도 10에 나타내는 바와 같이 밸브케이스(37)의 후단면에 암나사구멍부(171)를 급기구(39)와 연통하도록 형성하고, 이 암나사구멍부(171)에 급기밸브체(44) 및 이것과 일체의 급기밸브막대(49)를 홀딩하는 급기밸브홀더(172)를 O링(73)을 통하여 비틀어넣음고정하고 있다. 급기밸브홀더(172)는 암나사구멍부(171)에 비틀어넣어지는 전측단부에 급기밸브실(43)을 형성하는 동시에 급기밸브실(43)의 내저에 밸브시트(46)를 형성하고, 뒷측단부에는 밸브막대끼워통함구멍(74)을 급기밸브실(43)과 동축심상에서 연통하도록 형성하고 있다. 또한 급기밸브홀더(172)의 뒷측단부의 외주에는 급기밸브실(43)과 공기실(32)을 밸브막대끼워통함구멍(74)을 통하여 연통시키는 연통구멍(75)을 복수개 설치하고 있다. 이와 같이 연통구멍(75)을 설치함으로써 공기실(32)의 압력변화로의 응답성을 향상할 수 있다.

급기밸브홀더(172)는 급기밸브실(43)에 급기배브체(44)를 그 축선방향을 따라서 이동 자유롭게 내장하는 동시에 밸브막대끼워통함구멍(74)에 급기밸브막대(49)를 끼워통하고 있다. 급기밸브막대(49)의 후단부는 급기밸브홀더(172)의 뒷쪽으로 돌출시키고 있다. 밸브막대끼워통함구멍(74)은 급기밸브막대(49)의 외경보다도 큰 내경으로 급기밸브막대(49)와의 사이에 연통간격을 형성하는 직경이 큰 구멍부(74a)와 급기밸브막대(49)의 외경보다 약간 커서 급기밸브막대(49)와 거의 틈 없이 서로 슬라이딩하는 안내구멍부(74b)를 갖는 단부착상으로 형성되어 있다. 급기밸브체(44)는 이것의 급기밸브막대(49)가 안내구멍부(74b)에서 슬라이딩안내됨으로써 급기밸브실(43)내를 그 축선방향으로 똑바로 이동할 수 있다.

급기밸브실(43)내에 있어서 급기밸브체(44)가 스프링(45)에 의해 항상 밸브시트(46)에 밀착하는 폐쇄위치가 되도록 탄성지지되어 있다. 급기밸브체(44)는 밸브시트(46)에 대하여 O링(76)을 통해서 기밀상으로 접촉한다. 그 O링(76)은 도 13에 나타내는 바와 같이 급기밸브체(44)의 후단면의 각부에 형성한 원호홈(77)에 끼워넣어지는 것으로 벗어남방지상으로 장착되어 있다.

액실(31)내의 액압이 평균압의 상태로 격막(29)이 기준위치에 있는 상태에서는 급기밸브체(44)가 밸브막대홀더(172)의 밸브시트(46)에 밀접하여 급기구(39)를 폐쇄하는 동시에, 급기밸브막대(49)의 공기실(32)내를 향하는 단부(49a)가 격막(29)의 폐쇄상단부(29b)와 소정 스트로크만큼 이간해 있다.

한편 자동배기밸브기구(42)는 도 10에 나타내는 바와 같이 밸브케이스(37)의 후단면에 단면원형의 배기밸브실(50)과 배기밸브실(50)의 내경보다 큰 내경의 암나사구멍부(78)를 배기구(40)와 동축심상에서 연통하도록 형성한다. 배기밸브실(50)에는 도 14에 나타내는 바와 같이 원주상의 대향부에 플랫면(51a)을 형성한 형태의 배기밸브체(51)를 그 축선방향을 따라서 이동 자유롭게 내장한다. 배기밸브체(51)에는 배기밸브막대(53)가 일체적으로 결합되고, 이 배기밸브막대(53)는 상기 암나사구멍부(78)에 비틀어넣음고정한 배기밸브막대홀더(79)의 중심의 밸브막대안내구멍부(79a)에 그 축선방향으로 슬라이딩 자유롭게 끼워통함홀딩한다. 배기밸브막대홀더(79)에는 배기밸브실(50)과 공기실(32)을 연통시키기 위한 복수개의 연통구멍(80)을 밸브막대안내구멍부(79a)를 중심으로 하는 동일원상에 설치하고 있다. 배기밸브체(51)와 배기밸브막대홀더(79)의 사이에는 배기밸브막대(53)에 끼워통해진 스프링(81)을 개재시키고, 이 스프링(81)으로 항상 배기밸브체(51)가 배기밸브실(50)의 밸브시트(50a)에 밀착하는 폐쇄위치가 되도록 탄성지지되어 있다. 배기밸브체(51)는 밸브시트(50a)에 대하여 O링(82)을 통해서 기밀상으로 접촉한다. 그 O링(82)은 도 14에 나타내는 바와 같이 배기밸브체(51)의 전단면의 각부에 형성한 원호홈(83)에 끼워넣어지는 것으로 벗어남방지상으로 장착되어 있다.

상기 격막(29)이 기준위치에 있는 상태에 있어서, 배기밸브체(51)는 배기구(40)를 폐쇄하는 동시에 배기밸브막대(53)의 후단의 플랜지(53a)는 슬리브(84)의 폐쇄단부(84a)의 내면으로부터 소정 스트로크만큼 이간해 있다.

한편 격막(29)의 폐쇄상단부(29b)의 중심부에 맞닿음배치되는 급배기밸브제어판체(70)는 원판형상으로 형성하고, 그 전면에 급기밸브막대밀어누름부(85)를 오목설치하는 동시에 배기밸브막대견인부(86)를 구성하는 슬리브(84)를 급기밸브막대밀어누름부(85)에 나열하여 끼워맞춤고정하고 있다. 슬리브(84)의 전단부에는 상기 배기밸브막대(53)의 외경보다 약간 커서 해당 밸브막대(53)와 거의 틈 없이 서로 슬라이딩하는 안내구멍부(84a)를 형성하고, 이 안내구멍부(84a)에 상기 배기밸브막대(53)의 플랜지(53a)부착의 후단부를 슬라이딩 자유롭고, 또한 이탈방지상으로 끼워통하여 연결한다. 배기밸브막대(53)는 안내구멍부(84a)에서 슬라이딩안내됨으로써 그 축선방향으로 똑바로 이동할 수 있다. 또한 슬리브(84)는 급배기밸브제어판체(70)에 일체로 형성할 수도 있다.

이 급배기밸브제어판체(70)의 급기밸브막대밀어누름부(85)와 급기밸브홀더(172)의 후단부의 사이 및 슬리브(84)와 배기밸브막대홀더(79)의 후단면의 사이에는 각각 압축코일스프링으로 이루어지는 스프링(87)이 급기밸브막대(49) 및 배기밸브막대(53)의 각각의 외주를 둘러싸도록 개재되고, 이 스프링(87, 87)에 의해 급배기밸브제어판체(70)가 격막(29)의 폐쇄상단부(29b)의 중심부를 향하여 압박탄성지지되어 있다.

또 도 12에 나타내는 바와 같이 급배기밸브제어판체(70)와 밸브케이스(37)는 격막(29)의 신축방향과 평행한 1개, 보다 바람직하게는 복수개의 가이드샤프트(88)로 연결한다. 가이드샤프트(88)는 이것의 전단부를 밸브케이스(37)의 후단면에 와셔(89a)를 통하여 너트(89)로 체결고정하고, 플랜지(88a)부착 후단부를 급배기밸브제어판체(70)의 전단면에 매설고정한 가이드슬리브(90)에 이탈방지상으로, 또한 그 축선방향으로 슬라이딩 자유롭게 끼워통하여 연결한다. 가이드슬리브(90)의 전단부에는 가이드샤프트(88)와 거의 틈 없이 서로 슬라이딩하는 안내구멍부(90a)를 형성하고, 이 안내구멍부(90a)에 가이드샤프트(88)의 후단부를 끼워통함으로써 급배기밸브제어판체(70)는 가이드샤프트(88)의 안내하에서 격막(29)의 신축방향과 평행하게 똑바로 이동할 수 있다.

또한 가이드슬리브(90)는 급배기밸브제어판체(70)에 일체로 형성할 수도 있다.

다음으로 상기 구성의 자동급배기밸브기구(41, 42)의 작동에 대하여 설명한다.

상기 왕복운동펌프(P)로부터의 토출압이 상승변동하면 이송액에 의하여 액실(31)의 용량이 증대하고, 액실(31)내의 유체압력이 공기실(32)내의 압력을 극복하여 격막(29)이 신장변형한다. 이 격막(29)의 신장변형에 동반하여 도 16A, 도 16B에 나타내는 바와 같이 격막(29)의 폐쇄상단부(29b)의 중심부에서 급배기밸브제어판체(70)를 밸브케이스(37)의 방향으로 민다. 이에 따라 그때까지 스프링(45)으로 닫힘상태에 있었던 급기밸브체(44)는 급배기밸브제어판체(70)의 급기밸브막대밀어누름부(85)에서 급기밸브막대(49)의 후단부가 밀림으로써 열림상태로 되고, 압축공기가 급기구(39)를 통해서 공기실(32)내에 공급되어 공기실(32)내의 봉입압이 상승한다. 그리고 공기실(32)내의 봉입압의 상승에 동반하여 격막(29)이 수축한다. 그러면 급배기밸브제어판체(70)의 급기밸브막대밀어누름부(85)가 급기밸브막대(49)의 후단부를 밀지 않게 되고, 스프링(45), 공기실(32)내의 압축공기압에 의해서 급기밸브체(44)가 닫힘상태로 되어 액실(31)내의 유체압과 밸런스한다. 또한 격막(29)이 소정의 스트로크 이상으로 신장하면 그 폐쇄상단부(29b)가 어큐뮬레이터(A)의 케이싱(27)의 공기실(32)내로 튀어나온 스토퍼벽(27a)에 닿고, 이에 따라 격막(29)의 과잉한 신장변형이 규제되어 그 파손을 방지할 수 있다.

한편 왕복운동펌프(P)로부터의 토출압이 하강변동하면 이송액에 의하여 액실(31)의 용량이 감소하고, 공기실(32)내의 압력이 액실(31)내의 유체압력을 극복하여 격막(29)이 수축변형한다. 이 격막(29)의 수축변형에 동반하여 도 17A, 도 17B에 나타내는 바와 같이 격막(29)의 폐쇄상단부(29b)의 수축방향으로의 이동에 동반하여 급배기밸브제어판체(70)는 스프링(87)에 의한 탄성지지력을 받으면서 동일방향으로 이동하고, 급배기밸브제어판체(70)의 배기밸브막대견인부(86)와 연결하고 있는 배기밸브막대(53)가 동일방향으로 견인되며, 배기밸브체(51)가 열림상태로 되기 때문에 공기실(32)내의 압축공기를 배기구(40)로부터 대기 중으로 배출하여 공기실(32)내의 봉입압이 저하한다. 그리고 공기실(32)내의 봉입압의 감소에 동반하여 격막(29)이 신장한다. 그러면 급배기밸브제어판체(70)가 격막(29)의 폐쇄상단부(29b)의 중심부에서 밀리고, 배기밸브체(51)가 스프링(81)의 탄성지지작용으로 배기구(40)를 닫는다. 이에 따라서 공기실(32)내의 봉입압이 조정상태로 고정된다.

이와 같이 격막(29)내에 유체압력이 가해졌을 때, 그 압력과 밸런스하기까지 압축공기를 흡입, 배출함으로써 왕복운동펌프(P)로부터의 토출압의 변동에 관계 없이 맥동을 효율적으로 흡수하여 맥동폭이 작게 억제되게 된다.

상기와 같이 밸브케이스(37)내에 분리독립하여 구비된 급기밸브체(44)와 배기밸브체(51)는 격막(29)의 신축에 따라서 급배기밸브제어판체(70)상의 급기밸브막대밀어누름부(85)와 배기밸브막대견인부(86)를 통하여 밸브열림제어된다. 그 급배기밸브제어판체(70)는 격막(29)의 폐쇄상단부(29b)의 중심부에 항상 맞닿음배치되어 있기 때문에 급기밸브체(44)와 배기밸브체(51)가 밸브케이스(37)내에서 분리독립하여 병렬배치되어 있어도 격막(29)에 편하중을 가하는 일은 없어서 격막(29)은 항상 밸브케이스(37)의 축선(X-X)방향으로 똑바로 신축변형하고, 급배기밸브체(44, 51)의 개폐작동의 응답성을 향상하여 맥동저감성능을 확보할 수 있다. 또 가이드샤프트(88)의 가이드작용에 의해 급배기밸브제어판체(70)를 항상 안정확실하게 평행이동시킬 수 있기 때문에 급배기밸브체(44, 51)가 해당 급배기밸브제어판체(70)를 통하여 격막(29)의 신축에 대응하는 개폐작동을 충실하게 실시하게 된다.

상기 실시예의 어큐뮬레이터(A)에서는 공기실(32)에 자동급기밸브기구(41) 및 자동배기밸브기구(42)로 이루어지는 압력자동조정기구를 부착하고 있는데, 공기실(32)은 공기출입용의 개구(35)만 있으면 좋으며, 압력자동조정기구는 반드시 필요로 하는 것은 아니다. 그 압력조정은 수동으로 실시하는 것이어도 좋다.

상기 실시예와 같이 왕복운동펌프(P)에 있어서 흡입구(18)는 흡입용 역지밸브(20)의 돌출선단부의 측면에 형성함으로써 흡입액이 액실(9)내의 축선(B)방향과는 다른 방향에 있는 원주벽(9a)을 향하여 분출하도록 설치하고 있으면 액실(9)내에 분출되는 액, 특히 슬러리 등의 침전물질을 포함하는 액도 원주벽(9a)을 따라서 선회하면서 유동하고, 액실(9)내의 원주벽(9a), 특히 상기 실시예에서는 벨로즈로 이루어지는 격막(7)의 신축부분에도 체류를 일으키는 일이 없어서 항상 새로운 액과 교체하는 작용을 발휘한다. 또 어큐뮬레이터(A)에 있어서도 유입구(23)는 토출용 역지밸브(21)의 돌출선단부의 측면에 형성함으로써 액을 액실(31)내의 축선(C)방향과는 다른 방향에 있는 원주벽(31a)을 향하여 분출하도록 설치하고 있기 때문에 액실(31)내에 분출되는 액은 원주벽(31a)을 따라서 선회하면서 유동하고, 체류를 일으키는 일 없이 항상 새로운 액과 교체된다.

상기 실시예에서는 왕복운동펌프(P)에 있어서 흡입구(18)가 흡입용 역지밸브(20)의 돌출선단부의 측면에 형성되어 있는데, 도 18에 나타내는 바와 같이 흡입구(18)는 펌프본체(1)의 내벽(4a) 자체에 액실(9)내의 원주벽(9a)을 향하여 액을 분출하도록 경사윗방향으로 개구하는 것이어도 좋다. 또 어큐뮬레이터(A)에 있어서도 유출구(24)는 토출용 역지밸브(21)의 돌출선단부의 측면에 형성하는 데 대신하여 어큐뮬레이터본체(25)의 내벽(28a) 자체에 액실(31)내의 원주벽(31a)을 향하여 액을 분출하도록 경사윗방향으로 개구하는 것이어도 좋다.

또 상기 실시예에서는 왕복운동펌프(P)의 격막(7) 및 어큐뮬레이터(A)의 격막(29)은 각각의 축선(B, C)을 세로(수직)로 하여 설치되어 있기 때문에 슬러리 등의 침전물질을 포함하는 액을 사용하는 경우도 침전물질이 격막(7, 29)의 신축부분에 체류하는 것을 가급적으로 감소할 수 있는데, 이것에 한정되는 것은 아니고 왕복운동펌프(P)의 격막(7) 및 어큐뮬레이터(A)의 격막(29)은 각각의 축선(B, C)을 가로(수평)로 하는 타입의 왕복운동펌프(P) 및 어큐뮬레이터(A)이어도 좋다.

상기 왕복운동펌프(P)의 흡입용 역지밸브(20) 및 토출용 역지밸브(21)는 각각 밸브케이싱(201, 220)을 세로로 하여 이 밸브케이싱(201, 220)내의 밸브시트(211(213), 230(232))에 볼밸브체(202, 221)가 자중에 의해 밀착하여 액체의 역류를 막는다는, 볼탄성지지용 스프링을 이용하지 않는 자중폐지기구를 채용하고 있기 때문에 슬러리 등의 침전물질을 포함하는 액을 사용하는 경우도 침전물질이 각각의 역지밸브(20, 21)의 내부에 체류하거나 응집하는 것을 방지할 수 있어서 유리한데, 이것에 한정되지 않고 볼탄성지지용 스프링을 이용하는 기구의 흡입용 역지밸브(20) 및 토출용 역지밸브(21)이어도 좋다.

흡입용 역지밸브(20) 및 토출용 역지밸브(21)는 각각 상기 실시예와 같이 볼밸브체(202, 221)를 상하 2단으로 구비하여 이중폐지구조로 되어 있으면 확실한 이송액의 정량보냄을 보증할 수 있어서 유리하며, 또 밸브케이싱(201, 220)은 각각 볼밸브체(202, 221)를 상하 2단으로 편입하기 쉽도록 상하로 2분할하는 제 1 밸브케이싱(201a, 220a)과 제 2 밸브케이싱(201b, 220b)으로 구성되어 있다. 그러나 그와 같은 구조에 한정되는 것은 아니고, 단일한 볼밸브체(202, 221)를 구비하는 것이어도 좋으며, 또 밸브케이싱(201, 220)도 각각 단일체로 구성할 수도 있다(도 4 참조).

왕복운동펌프(P)에 있어서, 액실(9)의 내벽(4a)을 토출구(19)를 향하여 내리막경사를 부여한 형태로 형성하고 있으면 슬러리 등의 침전물질을 포함하는 액도 내벽(4a)의 내리막경사면을 따라서 스무드하게 토출구(19)를 향하여 토출할 수 있으며, 침전물질이 내벽(4a)에 모여서 굳어지는 것도 방지할 수 있어서 유리한데, 그 내벽(4a)은 플랫이어도 좋다. 마찬가지로 어큐뮬레이터(A)에 있어서도, 액실(31)의 내벽(28a)을 유출구(24)를 향하여 내리막경사를 부여한 형태로 형성하고 있기 때문에 슬러리 등의 침전물질을 포함하는 액도 내벽(28a)의 내리막경사면을 따라서 스무드하게 유출구(24)를 향하여 토출할 수 있으며, 침전물질이 내벽(28a)에 모여서 굳어지는 것도 방지할 수 있는데, 그 내벽(28a)은 플랫이어도 좋다.

왕복운동펌프(P)에 있어서, 격막(7)의 산접음부(71)와 골접음부(72)를 상하로 번갈아 연속형성하여 이루어지는 신축부분이 신장상태인 때는 물론, 수축상태인 때도 각 산접음부(71)의 상하의 주름상부(71a, 71b) 중 하측의 주름상부(71b)가 축선(B)을 향하여 내리막경사하는 형태로 형성되어 있기 때문에 이송액으로서 슬러리 등의 침전물질을 포함하는 이송액을 사용하는 경우도 격막(7)내에서 침전물질은 산접음부(71)의 하측의 주름상부(71b)의 내면의 내리막경사면을 따라서 미끄러 떨어지기 쉽고, 그 주름상부(71b)의 내면상에 정체하여 모이는 일이 없으며, 상기 원추상의 내벽(4a)상에 있어서의 침전물의 체류방지와 더불어서 왕복운동펌프(P)내에서의 침전물의 침전이나 응집을 더한층 효과적으로 방지할 수 있다. 마찬가지로 어큐뮬레이터(A)에 있어서도, 이송액으로서 슬러리 등의 침전물질을 포함하는 액을 사용하는 경우도 격막(29)내에서 침전물질은 산접음부(291)의 하측의 주름상부(291b)의 내면의 내리막경사면을 따라서 미끄러 떨어지기 쉽고, 그 주름상부(291b)의 내면상에 정체하여 모이는 것을 방지할 수 있으며, 상기 원추상의 내벽(28a)상에 있어서의 침전물의 체류방지와 더불어서 어큐뮬레이터(A)내에서의 침전물의 침전이나 응집을 더한층 효과적으로 방지할 수 있다. 그러나 반드시 그러한 형상의 격막(7, 29)에 한정되는 것은 아니다. 또 격막(7, 29)은 벨로즈에 한정되지 않고 다이어프램으로 구성되는 것에도 본 발명을 적용할 수 있다.

또한 본 발명의 유체기기는 상기 실시예와 같이 왕복운동펌프(P)에 이것의 맥동을 방지하는 어큐뮬레이터(A)를 병설한 것에 한정되지 않고, 도 19에 나타내는 바와 같이 왕복운동펌프(P) 단독으로 구성되는 것에도 똑같이 적용할 수 있는 것은 말할 것도 없다. 이 경우 왕복운동펌프(P) 단독으로 구성하는 것 및 토출용 역지밸브(21)를 토출로(6)의 하류단측에 외부부착하고 있는 것 이외는 상기 왕복운동펌프(P)의 구성과 똑같기 때문에 동일부분에 동일부호를 붙임으로써 그 설명을 생략한다. 또한 말하자면 슬러리 등의 침전물질을 포함하는 액에 한정되지 않고, 체류를 싫어하는 순수가 엄격한 초순수 또는 약액 등에 대해서도 본 발명은 적용할 수 있는 것이다.

본 발명에 따르면, 왕복운동펌프나 어큐뮬레이터에 있어서 흡입구나 유입구로부터 분출하는 액은 액실내의 원주벽을 따라서 선회류를 발생시키고, 이 선회류에 의해 액실내가 교반되기 때문에 액실내에서의 액의 체류를 없애어서 항상 새로운 액의 공급을 가능하게 하고, 또 슬러리 등의 침전물질을 포함하는 액을 사용하는 경우도 침전물질이 액실내에 침전하거나 응집하는 것을 잘 방지할 수 있다.

Claims (6)

1. 펌프본체의 내부에, 축선방향으로 왕복운동하는 벨로즈, 다이어프램 등의 격막이 펌프본체의 내벽과의 사이에 액실을 형성하도록 구비되는 동시에 펌프본체의 상기 액실에 면하는 내벽에 흡입구 및 토출구가 설치되어 있으며, 상기 격막의 왕복운동에 의해 상기 흡입구로부터 상기 액실내에 액체를 흡입하는 행정과, 상기 액실내의 액체를 토출구로부터 토출하는 행정을 번갈아 실시하도록 되어 있는 왕복운동펌프로 이루어지는 유체기기이며,

   상기 흡입구가 상기 액실내의, 상기 축선방향과는 다른 방향에 있는 원주벽을 향하여 흡입액을 분출하도록 설치되어 있고,

   상기 흡입구가 펌프본체의 상기 액실에 면하는 내벽으로부터 액실내로 돌출하도록 고정된 흡입용 역지밸브의 돌출선단부의 측면에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유체기기.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   펌프본체의 상기 액실의 내벽은 토출구를 향하여 내리막경사를 부여한 형태로 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 유체기기.
4. 삭제
5. 어큐뮬레이터본체의 내부에, 축선방향으로 왕복운동하는 벨로즈, 다이어프램 등의 격막이 이것의 내측에 액실을, 외측에 공기실을 각각 형성하도록 구비되는 동시에 어큐뮬레이터본체의 상기 액실에 면하는 내벽에 유입구 및 유출구가 설치되어 있으며, 상기 액실내의 액압에 대하여 공기실내의 공기압에 의해서 밸런스하도록 되어 있는 어큐뮬레이터로 이루어지는 유체기기이며,

   상기 유입구가 상기 액실내의, 상기 축선방향과는 다른 방향에 있는 원주벽을 향하여 유입액을 분출하도록 설치되어 있고,

   상기 유입구가 어큐뮬레이터본체의 상기 액실에 면하는 내벽으로부터 액실내로 돌출하도록 고정된 토출용 역지밸브의 돌출선단부의 측면에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유체기기.
6. 어큐뮬레이터본체의 내부에, 축선방향으로 왕복운동하는 벨로즈, 다이어프램 등의 격막이 이것의 내측에 액실을, 외측에 공기실을 각각 형성하도록 구비되는 동시에 어큐뮬레이터본체의 상기 액실에 면하는 내벽에 유입구 및 유출구가 설치되어 있으며, 상기 액실내의 액압에 대하여 공기실내의 공기압에 의해서 밸런스하도록 되어 있는 어큐뮬레이터로 이루어지는 유체기기이며,

   상기 유입구가 상기 액실내의, 상기 축선방향과는 다른 방향에 있는 원주벽을 향하여 유입액을 분출하도록 설치되어 있고,

   어큐뮬레이터본체의 상기 액실의 내벽은 유출구를 향하여 내리막경사를 부여한 형태로 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 유체기기.