KR20080093407A - Driving method of pump - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 다이어프램 펌프 등과 같이, 펌프실의 일부를 형성하고 있는 다이어프램 등의 변위부재를 변위시킴으로써, 흡인구로부터 유체를 흡인하고, 흡인한 유체를 토출구로부터 토출하는 펌프장치의 구동방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
복수의 유체를 소정의 비율로 혼합하여 토출하는 믹싱펌프장치로서는, 단일 펌프실에 복수 종류의 유체를 흡인하고, 상기 펌프실내에서 혼합하여 혼합유체를 형성하고, 상기 펌프실로부터 혼합유체를 토출하는 것이 알려져 있다. 특허문헌 1에는, 고속 액체 크로마토그래피장치에 있어서, 복수 종류의 용매를 플런저 펌프로 흡인하여 혼합하고, 얻어진 혼합유체를 칼럼을 향해 토출하는 믹싱펌프장치가 개시되어 있다. As a mixing pump apparatus that mixes and discharges a plurality of fluids at a predetermined ratio, it is known to draw a plurality of types of fluids into a single pump chamber, mix them in the pump chamber to form a mixed fluid, and discharge the mixed fluid from the pump chamber. have.
여기에 개시된 믹싱펌프장치에서는, 스테핑모터의 회전을 캠 기구를 통해 플런저에 전달하여 펌프실의 내용적을 증감시키도록 되어 있다. 유체의 흡인공정에서는, 펌프실을 확대하는 동안, 펌프실에 연통되어 있는 2개의 유입로의 각각에 배치된 밸브를 순서대로 개방하고, 펌프실내에 각 유입로를 통해 유체를 흡인하여 펌프실내에서 혼합하고 있다. 그 이후에는, 토출공정을 실행하고, 펌프실을 축소하여 펌프실로부터 혼합액체를 토출하고 있다. In the mixing pump apparatus disclosed herein, the rotation of the stepping motor is transmitted to the plunger via the cam mechanism to increase or decrease the volume of the pump chamber. In the suction process of the fluid, while expanding the pump chamber, the valves disposed in each of the two inflow passages communicating with the pump chamber are sequentially opened, and the fluid is sucked through each inflow passage in the pump chamber and mixed in the pump chamber. have. After that, the discharge process is performed, and the pump chamber is reduced to discharge the mixed liquid from the pump chamber.
[특허문헌 1] 일본특허공보 제3117623호 [Patent Document 1] Japanese Patent Publication No. 3117623
그러나, 이러한 구성의 믹싱펌프장치에서는, 토출공정으로부터 흡인공정으로 전환될 때에 펌프실의 내압과 밸브로 간막이 되어 있는 유입로측의 압력과의 사이에 압력차이가 있는 경우가 있다. 압력차이가 있는 상태로 폐쇄되어 있는 밸브를 개방하면, 일시적으로 유체가 역류하여 각 유입로를 통해 펌프실에 흡인되는 2종류의 유체의 흡인량이 변화되어, 이들의 혼합비가 변동된다. However, in the mixing pump apparatus having such a configuration, there is a case where there is a pressure difference between the internal pressure of the pump chamber and the pressure on the inflow path side which is partitioned by the valve when switching from the discharge step to the suction step. When the closed valve is opened in a state where there is a pressure difference, the fluid flows back temporarily and the suction amount of the two kinds of fluids drawn into the pump chamber through each inflow path is changed, and the mixing ratio thereof is varied.
또한, 다이어프램 펌프의 경우에는, 다이어프램의 변형개시시에 있어서, 변형되어도 펌프실 용적이 변화되지 않는 불감응영역이 나타난다. 이 때문에, 다이어프램 펌프를 이용한 믹싱펌프장치에서는, 토출공정으로부터 흡인공정으로 전환될 때나 혹은 흡인공정으로부터 토출공정으로 전환될 때에, 펌프실의 내용적 변화에 지연이 생기고, 펌프실로의 유체 흡인량이나 혹은 펌프실로부터의 유체 토출량에 편차가 생긴다. In the case of the diaphragm pump, at the start of deformation of the diaphragm, an insensitive region in which the pump chamber volume does not change even if it is deformed appears. For this reason, in the mixing pump apparatus using the diaphragm pump, when switching from the discharge step to the suction step or when switching from the suction step to the discharge step, there is a delay in the change in the contents of the pump chamber and the amount of fluid suction into the pump room or A deviation occurs in the fluid discharge amount from the pump chamber.
본 발명의 과제는, 토출공정과 흡인공정간의 전환시에 발생하는 유체 흡인동작, 유체 토출동작의 불안정성을 해소할 수 있는 펌프장치의 구동방법을 제안하는 데 있다. An object of the present invention is to propose a method of driving a pump device that can solve the instability of the fluid suction operation and the fluid discharge operation occurring during the switching between the discharge step and the suction step.
상기 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 펌프장치의 구동방법은, The driving method of the pump device of the present invention for solving the above problems,
펌프실의 토출구를 폐쇄하고 그 흡인구를 개방한 상태로, 펌프실의 내주면의 일부를 규정하고 있는 변위부재를 상기 펌프실의 내용적이 증가하는 방향으로 변위시킴으로써, 상기 펌프실의 흡인구로부터 유체를 흡인하는 흡인공정과, A suction that draws fluid from the suction port of the pump chamber by displacing the displacement member defining a part of the inner circumferential surface of the pump chamber in the direction of increasing the inner volume of the pump chamber while closing the discharge port of the pump chamber and opening the suction port. Fair,
상기 토출구를 개방하고 상기 흡인구를 폐쇄한 상태로, 상기 펌프실의 내용적이 감소하는 방향으로 상기 변위부재를 변위시킴으로써, 상기 펌프실의 토출구로부터 유체를 토출하는 토출공정과, A discharge step of discharging the fluid from the discharge port of the pump chamber by displacing the displacement member in a direction in which the internal volume of the pump chamber decreases with the discharge port open and the suction port closed;
상기 펌프실의 상기 흡인구 및 상기 토출구를 모두 폐쇄한 상태로, 상기 변위부재를 변위시키는 보정공정을 포함하고, And a correction step of displacing the displacement member in a state in which both the suction port and the discharge port of the pump chamber are closed.
상기 흡인공정, 상기 보정공정 및 상기 토출공정의 순서대로, 혹은, 상기 토출공정, 상기 보정공정 및 상기 흡인공정의 순서대로, 이들 각 공정을 실행하는 것을 특징으로 한다. Each of these steps is performed in the order of the suction step, the correction step and the discharge step, or in the order of the discharge step, the correction step and the suction step.
본 발명의 방법에서는, 토출공정의 종료후에 보정공정을 실행하고, 그 후에 흡인공정으로 전환하도록 되어 있다. 혹은, 흡인공정의 종료후에 보정공정을 실행하고, 그 후에 토출공정으로 전환하도록 되어 있다. 보정공정에 있어서는, 흡인구 및 토출구를 폐쇄하고 변위부재를 변위시키도록 하고 있으므로, 밀폐상태인 펌프실의 내용적이 증감하고, 이에 따라 펌프실의 내압도 변화된다. 따라서, 변위부재의 변위방향 및 변위량을 적절하게 설정함으로써, 예컨대, 펌프실의 내압과 토출구로부터의 유체유출측의 압력과의 차이를 해소할 수 있다. 또한, 다이어프램 펌프의 경우에는 펌프실의 내압변화에 따라 다이어프램을 변위시킬 수 있으므로, 그 이후의 흡인공정 혹은 토출공정에 있어서는, 다이어프램을 변위시키면, 변위에 응답하여 양호한 정밀도로 펌프실의 내용적이 변화된다. 따라서, 흡인공정 및 토출공정의 전환시에서의 유체 흡인량 혹은 유체 토출량의 편차를 해소하거나 혹은 억제할 수 있다. In the method of the present invention, the correction step is executed after the discharging step is completed, and then switched to the suction step. Alternatively, the correction step is executed after the suction step is completed, and then the discharge step is switched to the discharge step. In the correction step, since the suction port and the discharge port are closed and the displacement member is displaced, the internal capacity of the pump chamber in a closed state increases and decreases, and the internal pressure of the pump chamber also changes. Therefore, by setting the displacement direction and the displacement amount of the displacement member appropriately, for example, the difference between the internal pressure of the pump chamber and the pressure on the fluid outflow side from the discharge port can be eliminated. In the case of the diaphragm pump, the diaphragm can be displaced in accordance with the change in the internal pressure of the pump chamber. Therefore, in the subsequent suction or discharge process, the diaphragm is displaced, and the contents of the pump chamber are changed with good accuracy in response to the displacement. Therefore, the variation of the fluid suction amount or the fluid discharge amount at the time of switching between the suction step and the discharge step can be eliminated or suppressed.
여기에서, 상기 흡인공정 및 상기 토출공정이 교대로 실행되는 경우에는, 상기 흡인공정으로부터 상기 토출공정으로 전환될 때, 및 상기 토출공정으로부터 상기 흡인공정으로 전환될 때의 양쪽에서 상기 보정공정을 실행하는 것이 바람직하다. Here, in the case where the suction step and the discharge step are performed alternately, the correction step is executed both when switching from the suction step to the discharge step and when switching from the discharge step to the suction step. It is desirable to.
또한, 상기 흡인공정과 상기 토출공정의 사이에서 실행되는 상기 보정공정에서는, 상기 펌프실의 내용적을 감소시키는 방향으로 상기 변위부재를 변위 이동시키고, 상기 토출공정과 상기 흡인공정의 사이에서 실행되는 상기 보정공정에서는, 반대로 상기 펌프실의 내용적을 증가시키는 방향으로 상기 변위부재를 변위시킬 수 있다. Further, in the correction step performed between the suction step and the discharge step, the displacement member is displaced in a direction of decreasing the inner volume of the pump chamber, and the correction is performed between the discharge step and the suction step. In the process, on the contrary, the displacement member can be displaced in the direction of increasing the internal volume of the pump chamber.
토출공정의 개시 시점에서의 펌프실 내외의 압력차이를 해소하기 위해서는, 상기 흡인공정과 상기 토출공정의 사이에서 실행되는 상기 보정공정에 있어서, 상기 펌프실의 내압과 상기 토출구에 연통되어 있는 유체토출측 유로의 압력과의 차이가 해소되도록, 상기 변위부재를 변위시키면 된다. 또한, 흡인공정의 개시 시점에서의 펌프실 내외의 압력차이를 해소하기 위해서는, 상기 토출공정과 상기 흡인공정의 사이에서 실행되는 상기 보정공정에 있어서, 상기 펌프실의 내압과 상기 흡인구에 연통되어 있는 유체흡인측 유로의 압력과의 차이가 해소되도록, 상기 변위부재를 변위시키면 된다. In order to eliminate the pressure difference inside and outside the pump chamber at the start of the discharging step, in the correction step performed between the suction step and the discharging step, the fluid discharge-side flow path communicated with the internal pressure of the pump chamber and the discharge port. The displacement member may be displaced so that the difference from the pressure is eliminated. In addition, in order to eliminate the pressure difference inside and outside the pump chamber at the start of the suction step, in the correction step performed between the discharge step and the suction step, the fluid connected to the internal pressure of the pump chamber and the suction port. What is necessary is just to displace the said displacement member so that the difference with the pressure of a suction side flow path may be eliminated.
이 경우, 상기 흡인공정과 상기 토출공정의 사이에서 실행되는 상기 보정공정에서는, 상기 펌프실의 내압과 상기 토출구에 연통되어 있는 유체토출측 유로의 압력과의 차이를 감시하고, 그 감시 결과에 기초하여, 상기 변위부재를 변위시키도록 할 수 있다. 마찬가지로, 상기 토출공정과 상기 흡인공정의 사이에서 실행되는 상기 보정공정에서는, 상기 펌프실의 내압과 상기 흡인구에 연통되어 있는 유체흡인측 유로의 압력과의 차이를 감시하고, 그 감시 결과에 기초하여, 상기 변위부재를 변위시키도록 할 수 있다. In this case, in the correction step performed between the suction step and the discharge step, the difference between the internal pressure of the pump chamber and the pressure of the fluid discharge-side flow passage communicating with the discharge port is monitored, and based on the monitoring result, The displacement member may be displaced. Similarly, in the correction step executed between the discharge step and the suction step, the difference between the internal pressure of the pump chamber and the pressure of the fluid suction side flow path communicating with the suction port is monitored and based on the monitoring result. The displacement member may be displaced.
압력을 감시하는 폐쇄루프를 제어하는 대신에, 상기 보정공정에 있어서, 미리 설정되어 있는 조건에 따라 상기 변위부재를 변위시키는, 오픈루프를 제어할 수도 있다. Instead of controlling the closed loop for monitoring the pressure, in the correction step, the open loop may be controlled in which the displacement member is displaced according to a predetermined condition.
다음으로, 복수 종류의 다른 유체를 흡인하여 혼합하는 경우에는, 상기 펌프실에 복수의 상기 흡인구를 형성해 두고, 상기 흡인공정에서는, 폐쇄한 상태의 복수의 상기 흡인구를 순서대로 개방하여 유체를 흡인하는 흡인동작을 반복하여, 상기 펌프실내에 다른 종류의 유체가 미리 정한 비율로 혼합되어 있는 혼합유체를 형성하면 된다. Next, when a plurality of types of different fluids are sucked and mixed, a plurality of suction ports are formed in the pump chamber, and in the suction step, the plurality of suction ports in the closed state are opened in order to suck the fluid. The suction operation may be repeated to form a mixed fluid in which different types of fluid are mixed at a predetermined ratio in the pump chamber.
또한, 이 경우에는, 혼합비가 가장 낮은 유체를 상기 펌프실에 흡인하기 전에 상기 유체보다 혼합비가 높은 유체의 적어도 일부를 상기 펌프실에 흡인하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 흡인량이 많은 유체를 복수 회로 나누어 흡인함으로써, 펌프실내에서 유체를 확실하게 혼합할 수 있다.In this case, it is preferable to suck at least a part of the fluid having a higher mixing ratio than the fluid into the pump chamber before sucking the fluid having the lowest mixing ratio into the pump chamber. In this manner, by dividing the fluid having a large amount of suction into a plurality of circuits, the fluid can be reliably mixed in the pump chamber.
다음으로, 펌프실에 흡인한 유체를 다른 공급처에 배분하는 경우에는, 상기 펌프실에 복수의 상기 토출구를 형성해 두고, 상기 토출공정에서는, 폐쇄한 상태의 복수의 상기 토출구를 순서대로 개방하여 유체를 토출하면 된다. Next, in the case of distributing the fluid drawn into the pump chamber to another supply destination, a plurality of the discharge ports are formed in the pump chamber, and in the discharge step, the plurality of discharge ports in the closed state are opened in order to discharge the fluid. do.
한편, 본 발명의 구동방법은, 변위부재가 다이어프램인 다이어프램 펌프를 이용하여 구성된 펌프장치에 적용하면 효과적이다. 흡인공정의 개시전이나 혹은 토출공정의 개시전에 실행되는 보정공정에 있어서 다이어프램을 변위시킴으로써, 흡인공정 혹은 토출공정에서는, 다이어프램의 변위에 양호한 정밀도로 응답하여 펌프실의 내용적이 증감하므로, 유체의 흡인동작 및 유체의 토출동작을 정확하게 수행할 수 있다. On the other hand, the driving method of the present invention is effective when applied to a pump device constructed using a diaphragm pump whose displacement member is a diaphragm. By displacing the diaphragm in the correction step performed before the start of the suction step or before the discharge step, the suction or discharge step responds to the displacement of the diaphragm with good accuracy, thereby increasing and decreasing the volume of the pump chamber. The discharge operation of the fluid can be performed accurately.
도 1은 본 발명을 적용한 믹싱펌프장치의 기본 구성을 나타내는 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing a basic configuration of a mixing pump apparatus to which the present invention is applied.
도 2a는 도 1에 나타내는 믹싱펌프장치의 동작을 나타내는 타이밍차트이다.FIG. 2A is a timing chart showing the operation of the mixing pump device shown in FIG. 1.
도 2b는 변위부재의 위치와 분해능과의 관계를 나타내는 설명도이다. 2B is an explanatory diagram showing the relationship between the position of the displacement member and the resolution.
도 3a는 다이어프램의 변형에 관한 설명도이다. It is explanatory drawing about the deformation | transformation of a diaphragm.
도 3b는 다이어프램의 변형에 관한 설명도이다. It is explanatory drawing about the deformation | transformation of a diaphragm.
도 3c는 다이어프램의 변형에 관한 설명도이다. It is explanatory drawing about the deformation | transformation of a diaphragm.
도 3d는 다이어프램의 변형에 관한 설명도이다. It is explanatory drawing about the deformation | transformation of a diaphragm.
도 4는 본 발명을 적용한 믹싱펌프장치의 기본 구성을 나타내는 개념도이다.4 is a conceptual diagram showing a basic configuration of a mixing pump apparatus to which the present invention is applied.
도 5a는 본 발명을 적용한 믹싱펌프장치의 사시도이다. 5A is a perspective view of a mixing pump apparatus to which the present invention is applied.
도 5b는 도 5a에 나타내는 믹싱펌프장치의 유로 등을 평면적으로 나타내는 설명도이다. FIG. 5B is an explanatory view showing in a plan view the flow path and the like of the mixing pump device shown in FIG. 5A.
도 6은 도 5a의 믹싱펌프장치를 비스듬히 상방에서 바라보았을 때의 분해 사시도이다. FIG. 6 is an exploded perspective view of the mixing pump device of FIG. 5A as viewed obliquely from above. FIG.
도 7은 도 5a의 믹싱펌프장치의 단면 구성을 나타내는 설명도이다. FIG. 7 is an explanatory diagram showing a cross-sectional structure of the mixing pump device of FIG. 5A. FIG.
도 8은 도 5a의 믹싱펌프장치를 세로로 분할한 상태의 분해 사시도이다.FIG. 8 is an exploded perspective view of the mixing pump device of FIG. 5A divided vertically. FIG.
도 9a는 도 8에 나타내는 믹싱펌프장치에 있어서 펌프실의 내용적을 팽창시킨 상태를 나타내는 설명도이다. It is explanatory drawing which shows the state which expanded the internal volume of the pump chamber in the mixing pump apparatus shown in FIG.
도 9b는 도 8에 나타내는 믹싱펌프장치에 있어서 펌프실의 내용적을 수축시킨 상태를 나타내는 설명도이다. It is explanatory drawing which shows the state which contracted the internal volume of the pump chamber in the mixing pump apparatus shown in FIG.
도 10a는 도 8에 나타내는 펌프기구의 회전체에 이용한 로터의 사시도이다.It is a perspective view of the rotor used for the rotating body of the pump mechanism shown in FIG.
도 10b는 도 10a에 나타내는 로터의 평면도이다. FIG. 10B is a plan view of the rotor shown in FIG. 10A. FIG.
도 10c는 도 10a에 나타내는 로터의 단면도이다. FIG. 10C is a sectional view of the rotor shown in FIG. 10A. FIG.
도 11a는 도 8에 나타내는 펌프기구의 회전체에 이용한 이동체의 사시도이다. It is a perspective view of the moving body used for the rotating body of the pump mechanism shown in FIG.
도 11b는 도 11a에 나타내는 이동체의 평면도이다. FIG. 11B is a plan view of the moving body shown in FIG. 11A. FIG.
도 11c는 도 11a에 나타내는 이동체의 단면도이다. FIG. 11C is a sectional view of the movable body shown in FIG. 11A. FIG.
도 12는 본 발명을 적용한 믹싱펌프장치의 액티브 밸브로서 이용한 밸브의 주요부를 축선방향으로 절단한 것을 비스듬히 상방에서 바라보았을 때의 설명도이다. It is explanatory drawing when the main part of the valve used as an active valve of the mixing pump apparatus to which this invention was cut | disconnected axially and viewed from the upper direction.
도 13은 도 12에 나타내는 밸브의 자력선을 나타내는 설명도이다. It is explanatory drawing which shows the magnetic force line of the valve shown in FIG.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described with reference to drawings.
도 1은, 본 발명을 적용한 믹싱펌프장치의 기본 구성을 나타내는 개념도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 믹싱펌프장치(1)는 펌프실(2)을 구비하고 있으 며, 상기 펌프실(2)에는, 복수 개, 본 실시예에서는 2개의 흡인포트(30a, 30b)와, 복수 개, 본 실시예에서는 2개의 토출포트(40a, 40b)가 형성되어 있다. 흡인포트(30a, 30b)에는 각각 유입로(3a, 3b)가 연통되어 있으며, 토출포트(40a, 40b)에는 각각 유출로(4a, 4b)가 연통되어 있다. 이들 펌프실(2), 흡인포트(30a, 30b), 토출포트(40a, 40b), 유입로(3a, 3b) 및 유출로(4a, 4b)에 의해 펌프장치 본체(7)가 구성되어 있다. 1 is a conceptual diagram showing a basic configuration of a mixing pump apparatus to which the present invention is applied. As shown in FIG. 1, the mixing
흡인포트(30a, 30b)에는, 이들을 개별적으로 개폐하기 위한 유입측 액티브 밸브(5a, 5b)가 배치되어 있다. 토출포트(40a, 40b)에도, 이들을 개별적으로 개폐하기 위한 유출측 액티브 밸브(6a, 6b)가 배치되어 있다. 이들 유입측 액티브 밸브(5a, 5b) 및 유출측 액티브 밸브(6a, 6b)는 제어장치(18)에 의해 개폐 구동된다. Inflow-side
또한, 펌프실(2)의 내주면의 일부는, 피스톤, 다이어프램 등의 변위부재(17)에 의해 규정되어 있다. 변위부재(17)는 펌프실의 내외방향으로 변위가능이며, 본 실시예에서는, 스테핑모터(12)를 구비한 구동장치(105)에 의해 변위부재(17)를 변위시키도록 되어 있다. 이들 변위부재(17) 및 구동장치(105)에 의해 펌프구동기구(13)가 구성되어 있다. 구동장치(105)의 스테핑모터(12)가 한 방향으로 회전하였을 때에 펌프실(2)의 내용적이 증가하는 A방향으로 변위부재(17)가 변위하고, 스테핑모터(12)가 역방향으로 회전하였을 때에 펌프실(2)의 내용적이 감소하는 B방향으로 변위부재(17)가 변위한다. In addition, a part of the inner peripheral surface of the
이러한 구성의 믹싱펌프장치(1)의 흡인공정에서는, 제어장치(18)에 의해 예컨대 한쪽의 유입측 액티브 밸브(5b)를 개방하고, 다른 쪽의 유입측 액티브 밸 브(5a) 및 유출측 액티브 밸브(6a, 6b)를 폐쇄한 상태로, 구동장치(105)에 의해 변위부재(17)를 A방향으로 변위시킴으로써, 유입로(3b)로부터 흡인포트(30b)를 통해 유체(LB)를 펌프실(2)에 흡인한다. 다음으로, 유입측 액티브 밸브(5a, 5b)의 개폐상태를 전환하여 변위부재(17)를 A방향으로 더욱 변위시킴으로써, 다른 쪽의 유입로(3a)로부터 흡인포트(30a)를 통해 유체(LA)를 펌프실(2)에 흡인한다. 흡인된 유체(LA, LB)는 펌프실(2)내에서 혼합된다. In the suction step of the mixing
믹싱펌프장치(1)의 토출공정에서는, 예컨대, 제어장치(18)에 의해 한쪽의 유출측 액티브 밸브(6a)를 개방하고, 다른 쪽의 유출측 액티브 밸브(6b) 및 유입측 액티브 밸브(5a, 5b)를 폐쇄한 상태로, 구동장치(105)에 의해 변위부재(17)를 B방향으로 변위시킴으로써, 혼합유체를 펌프실(2)로부터 토출포트(40a)를 통해 유출로(4a)에 토출한다. 유출측 액티브 밸브(6a, 6b)의 개폐상태를 전환하여 변위부재(17)를 B방향으로 더욱 변위시킴으로써, 다른 쪽의 토출포트(40b)를 통해 유출로(4b)에 혼합유체를 토출할 수 있다. In the discharging step of the mixing
여기에서, 믹싱펌프장치(1)에서는, 이러한 흡인공정 및 토출공정의 사이에서, 이하에 설명하는 보정공정을 실행하고 있다. Here, in the mixing
도 2a 및 2b는, 도 1에 나타내는 믹싱펌프장치의 동작을 나타내는 타이밍차트 및 변위부재의 위치와 분해능과의 관계를 나타내는 설명도이다. 도 2a를 참조하여, 믹싱펌프장치(1)의 동작을 구체적으로 설명한다. 이하의 설명은, 2개의 유입로(3a, 3b)를 통해 흡인되는 제 1 액체(LA)와 제 2 액체(LB)의 유입량의 비(혼합비)가 1:5인 경우이다. 2A and 2B are explanatory diagrams showing the relationship between the timing chart and the position of the displacement member and the resolution showing the operation of the mixing pump apparatus shown in FIG. With reference to FIG. 2A, the operation of the mixing
도 2a에 있어서, 최상단에는 펌프구동기구(13)에 의한 흡인동작, 토출동작을 나타내며, 펌프구동기구(13)에 의한 흡인동작은, 스테핑모터(12)가 예컨대, 시계방향으로 회전하여 변위부재(17)가 펌프실(2)의 내용적을 증가시키는 A방향(도 1참조)으로 변위함에 따라 이루어진다. 펌프구동기구(13)에 의한 토출동작은, 스테핑모터(12)가 예컨대 반시계방향으로 회전하여 변위부재(17)가 펌프실(2)의 내용적을 감소시키는 B방향(도 1참조)으로 변위함에 따라 이루어진다. 펌프구동기구(13)의 정지는, 스테핑모터(12)에 대한 급전이 정지함에 따라 이루어진다. In FIG. 2A, the suction and discharge operations by the
또한, 유입측 액티브 밸브(5a, 5b) 및 유출측 액티브 밸브(6a, 6b) 모두, 양의 펄스가 입력된 이후에는 개방상태로 되고, 음의 펄스가 입력된 시점에서 폐쇄상태로 전환된다. 또한, 음의 펄스가 입력된 이후에는 폐쇄상태로 되고, 양의 펄스가 입력된 시점에서 개방상태로 전환된다. In addition, both the inflow side
도 2a에 있어서, 우선, 시점(t1)에서는, 스테핑모터(2)에 대한 급전이 정지되어 있으며, 펌프구동기구(13)는 정지상태에 있다. 또한, 시점(t1)까지는 모든 액티브 밸브(5a, 5b, 6a, 6b)가 폐쇄상태에 있다. In FIG. 2A, first, at the time point t1, power supply to the stepping
이 상태로 시점(t1)에 있어서, 2개의 유입측 액티브 밸브(5a, 5b) 중, 액체(LB)에 대응하는 유입로(3b)에 배치된 유입측 액티브 밸브(5b)만 개방상태로 전환된다. 다음으로, 시점(t2)에서 스테핑모터(12)에 급전되어 스테핑모터(12)가 시계방향으로 회전하여 변위부재(17)를 펌프실(2)의 내용적을 증가시키는 A방향으로 변위시킨다. 그 결과, 유입로(3b)로부터 펌프실(2)에 액체(LB)가 유입된다. 스테핑모터(12)에 125스텝 만큼의 펄스가 입력된 후의 시점(t3)에 있어서, 스테핑모 터(12)에 대한 급전이 정지하고 변위부재(17)도 정지한다. 동시에, 유입측 액티브 밸브(5b)가 개방상태로부터 폐쇄상태로 전환된다. 그 결과, 유입로(3b)로부터 펌프실(2)로의 액체(LB)의 유입이 정지한다. 이러한 흡인동작에 의해, 액체(LB)의 전체 유입량의 1/2이 펌프실(2)에 유입된다. In this state, at the time t1, only the inflow
다음으로, 시점(t4)에 있어서 유입측 액티브 밸브(5a)만 개방상태로 전환되고, 시점(t5)에서 스테핑모터(12)에 급전되어 스테핑모터(12)가 동일방향(시계방향)으로 회전하고, 변위부재(17)가 동일방향(펌프실(2)의 내용적을 증가시키는 A방향)으로 더욱 변위한다. 그 결과, 유입로(3a)로부터 펌프실(2)에 액체(LA)가 유입된다. 그리고, 스테핑모터(12)에 50스텝 만큼의 펄스가 입력된 후의 시점(t6)에 있어서, 스테핑모터(12)로의 급전이 정지하고, 변위부재(17)의 변위도 정지한다. 동시에, 유입측 액티브 밸브(5a)가 개방상태로부터 폐쇄상태로 전환된다. 그 결과, 유입로(3a)로부터 펌프실(2)로의 액체(LA)의 유입이 정지한다. 이러한 흡인동작에 의해, 액체(LA)의 전체 유입량이 펌프실(2)에 유입된다. Next, only the inflow side
다음으로, 시점(t7)에 있어서 다시 유입측 액티브 밸브(5b)만 개방상태로 전환되고, 시점(t8)에서 스테핑모터(12)에 급전되어 스테핑모터(12)를 동일방향(시계방향)으로 회전시킨다. 이에 따라, 변위부재(17)가 동일방향(펌프실(2)의 내용적을 증가시키는 A방향)으로 더욱 변위하고, 유입로(3b)로부터 펌프실(2)에 액체(LB)가 유입된다. 그리고, 스테핑모터(12)에 125스텝 만큼의 펄스가 입력된 후의 시점(t9)에 있어서, 스테핑모터(12)로의 급전이 정지하고, 피스톤(17)의 변위도 정지한다. 동시에, 유입측 액티브 밸브(5b)가 개방상태로부터 폐쇄상태로 전환된다. 그 결과, 유입로(3b)로부터 펌프실(2)로의 액체(LB)의 유입이 정지한다. 이에 따라, 액체(LB)의 전체 유입량의 남은 1/2이 펌프실(2)에 유입된다. Next, at the time t7, only the inflow-side
이상에 의해 흡인공정이 종료한 후에는, 시점(t10) 및 시점(t11)의 사이에 있어서, 보정공정을 실행한 후에 토출공정으로 전환된다. 보정공정에 대해서는 나중에 설명하는 것으로 하고, 우선은 시점(t11)으로부터 개시되는 토출공정에 대하여 설명한다.After the suction process is completed by the above, between the time points t10 and t11, after the correction process is executed, the process is switched to the discharge process. The correction process will be described later. First, the discharge process that starts from the time point t11 will be described.
시점(t11)에 있어서, 2개의 유출측 액티브 밸브(6a, 6b) 중, 유출측 액티브 밸브(6a)만 개방상태로 전환되고, 시점(t12)에서 스테핑모터(12)에 급전되어 스테핑모터(12)가 역방향인 반시계방향으로 회전한다. 이에 따라 변위부재(17)는 펌프실(2)의 내용적을 감소시키는 B방향으로 변위되고, 펌프실(2)의 혼합액체가 유출로(4a)로부터 토출된다. 그리고, 스테핑모터(12)에 150스텝 만큼의 펄스가 입력된 후의 시점(t13)에 있어서, 스테핑모터(12)에 대한 급전이 정지하면, 변위부재(17)의 변위가 정지한다. 동시에, 유출측 액티브 밸브(6a)가 개방상태로부터 폐쇄상태로 전환된다. 그 결과, 펌프실(2)에 유입된 액체의 1/2에 상당하는 양의 혼합액체가 유출로(4a)로부터 토출된다. At the time t11, of the two outflow
다음으로, 시점(t14)에 있어서, 2개의 유출측 액티브 밸브(6a, 6b) 중, 유출측 액티브 밸브(6b)만 개방상태로 전환되고, 시점(t15)에서 스테핑모터(12)에 급전되어 스테핑모터(12)가 동일방향(반시계방향)으로 회전하여 변위부재(17)가 펌프실(2)의 내용적을 감소시키는 B방향으로 더욱 변위되고, 펌프실(2)의 혼합유체가 유출로(4b)로부터 토출된다. 그리고, 스테핑모터(12)에 150스텝 만큼의 펄스가 입 력된 후의 시점(t16)에 있어서, 스테핑모터(12)에 대한 급전이 정지하여, 변위부재(17)의 변위가 정지한다. 동시에, 유출측 액티브 밸브(6b)가 개방상태로부터 폐쇄상태로 전환된다. 그 결과, 펌프실(2)에 유입된 액체의 1/2에 상당하는 양의 혼합액체가 유출로(4b)로부터 토출된다. 그 이후에는, 시점(t17) 및 시점(t18)의 사이에서 보정공정을 실행한 후에, 동작을 종료한다.Next, at the time t14, only the outflow side
여기에서, 시점(t10)으로부터 시점(t11)까지의 기간 및 시점(t17)으로부터 시점(t18)까지의 기간에서 실행되는 보정공정을 설명한다. 변위부재(17)의 변위방향이 전환되는 시점, 즉, 흡인공정으로부터 토출공정으로 전환되는 상사점 및 토출공정으로부터 흡인공정으로 전환되는 하사점에서는, 도 2B에 나타내는 바와 같이, 위치 결정의 분해능이 낮은 경향이다. 이러한 경향은, 예컨대, 구동장치(105)에 기어기구를 이용한 경우에는 그 백래시(backlash)가 원인이 되어 발생한다. 또한, 변위부재(17)도, 상사점이나 하사점에서는 동작에 응답지연이 생겨 위치 편차가 발생하기 쉽다. Here, the correction process performed in the period from the time point t10 to the time point t11 and the period from the time point t17 to the time point t18 will be described. At the time when the displacement direction of the
특히, 변위부재(17)로서 다이어프램을 이용한 경우에는, 다이어프램의 변위방향이 전환되는 상사점이나 하사점에 있어서, 변위에 응답지연이 발생하기 쉽다. 또한, 다이어프램의 형상은, 펌프실(2)의 내압과 대기압과의 압력차이를 받기 쉽다. 이 점을 도 3a∼3d를 참조하여 설명한다. In particular, when a diaphragm is used as the
예컨대, 도 3a에 나타내는 바와 같이, 펌프실(2)의 내압이 대기압과 동일한 경우에는, 압력차이의 영향으로 다이어프램(170)에 불필요한 변위가 발생하는 경우는 없다. 도 3b에 나타내는 바와 같이, 펌프실(2)의 내압이 대기압보다 큰 경우에 는, 그 압력차이 만큼만 다이어프램(170)이 팽창된 상태가 된다. 반대로, 도 3c에 나타내는 바와 같이, 펌프실(2)의 내압이 대기압보다 낮은 경우에는, 그 압력차이 만큼만 다이어프램(170)이 수축된 상태가 된다. For example, as shown in FIG. 3A, when the internal pressure of the
따라서, 흡인동작을 종료한 시점(t9)에 있어서 펌프실(2)이 부압으로 되어 있을 때에는, 도 3c에 나타내는 상태가 되기 쉽다. 또한, 토출동작을 종료한 시점(t16)에 있어서 펌프실(2)이 정압으로 되어 있을 때에는, 도 3b에 나타내는 상태가 되기 쉽다. 이 때문에, 도 3c에 나타내는 상태로, 시점(t11)에서 유출측 액티브 밸브(6a)가 개방상태가 되어 펌프실(2)과 유출관(4a)의 밸브(6a)로부터 유출구(40a) 측이 연통하면, 유출관(4a)의 유출구(40a) 측에 있었던 혼합액이 양정(揚程)차이에 의해 펌프실(2)로 역류할 우려가 있다. 이러한 사태가 발생하면, 혼합액의 토출량이 예정된 양보다 적어진다. 또한, 도 3b에 나타내는 상태로, 시점(t1)에서 유입측 액티브 밸브(5b)가 개방상태가 되어 펌프실(2)과 유입관(3b)의 밸브(5b)로부터 유입구(30b)측이 연통하면, 펌프실(2)의 혼합액이 유입관(3b)으로부터 역류하여, 제 2 액체(LB)의 유입량이 예정된 양보다 적어진다. Therefore, when the
한편, 흡인을 종료한 시점(t9) 혹은 토출을 종료한 시점(t16)에서 펌프실(2)이 대기압과 동일하더라도, 도 3d에 나타내는 바와 같이, 유출관(4a, 4b)이 상방에 있고 유입관(3a, 3b)이 하방에 위치하는 경우에는 다음과 같은 문제점이 발생한다. 우선, 시점(t9)에서 흡인을 종료한 후에 있어서, 펌프실(2)의 압력은, 유입측 액티브 밸브(5b)의 외측의 압력과 동일하기 때문에, 시점(t11)에서 유출측 액티브 밸브(6a)가 개방상태가 되어 펌프실(2)과 유출관(4a)의 유출구(40a)측이 연통하면, 유출관(4a)의 밸브(6a)로부터 유출구(40b)측에 있었던 혼합액이, 양정차이에 의해 펌프실(2)로 역류할 우려가 있다. 이러한 사태가 발생하면, 다이어프램(170)이 구동되기 전에 다이어프램(170)이 팽창되어, 혼합액의 토출량이 예정된 양보다 적어진다. 또한, 토출을 종료한 시점(t16)에서 펌프실(2)이 대기압과 동일하더라도, 시점(t16)에서 토출을 종료한 후에 있어서, 펌프실(2)의 압력은, 유출측 액티브 밸브(6b)의 외측의 압력과 동일하기 때문에, 재흡인시, 시점(t1)에 있어서, 유입측 액티브 밸브(5b)가 개방상태가 되어 펌프실(2)과 유입관(3b)의 유입구측(30b)이 연통하면, 혼합액이 유입관(3b)을 역류할 우려가 있다. 이러한 사태가 발생하면, 다이어프램(170)이 구동되기 전에 다이어프램(170)이 움푹 패여, 제 2 액체(LB)의 유입량이 예정된 양보다 적어진다. On the other hand, even if the
이러한 폐해를 회피하기 위하여, 흡인공정으로부터 토출공정으로 전환될 때 및 토출공정으로부터 흡인공정으로 전환될 때에, 변위부재(17)의 위치를 보정하기 위한 보정공정이 실행된다. 흡인공정으로부터 토출공정으로 전환될 때에는, 펌프실(2)의 내용적을 감소시키는 방향으로 변위부재(17)를 조금 변위시키고, 토출공정으로부터 흡인공정으로 전환될 때에는, 펌프실(2)의 내용적을 증가시키는 방향으로 변위부재(17)를 조금 변위시킨다. In order to avoid such a problem, a correction step for correcting the position of the
더욱 상세하게 설명하면, 도 2a에 나타내는 바와 같이, 흡인을 종료한 후, 토출을 개시하기 전의 시점(t10)으로부터 시점(t11)에 있어서, 스테핑모터(12)에 급전하여 스테핑모터(12)를 반시계방향으로 회전시켜 펌프실(2)의 내용적이 감소하는 방향으로 변위부재(17)를 변위시킨다. 반대로, 토출을 종료한 후, 다음의 흡인 을 개시하기 전의 시점(t17)으로부터 시점(t18)에 있어서, 스테핑모터(12)에 급전하여 스테핑모터(12)를 시계방향으로 회전시켜 펌프실(2)의 내용적이 증가하는 방향으로 변위부재(17)를 변위시킨다.More specifically, as shown in Fig. 2A, after the end of the suction, the stepping
여기에서, 보정공정에 있어서는, 미리 설정한 조건에 따라, 제어장치(18)의 제어 하에 밸브(5a, 5b, 6a, 6b) 및 변위부재(17)를 구동할 수 있다. Here, in the correction process, the
또한, 흡인으로부터 토출로 전환될 때 및 토출로부터 흡인으로 전환될 때에, 폐쇄상태로부터 개방상태로 전환되는 밸브(5b, 6a)의 양측위치의 압력차이를 직접 혹은 간접적으로 감시하고, 보정공정에서는, 그 감시 결과에 기초하여, 이러한 압력차이를 해소하는 방향으로 변위부재(17)를 변위시키는 방법을 채용해도 된다. Further, when switching from suction to discharge and when switching from discharge to suction, the pressure difference between the positions of both sides of the
밸브(5b, 6a)의 양측위치의 압력차이를 직접 감시하기 위해서는, 펌프실(2), 유입관(3b)에서의 밸브(5b)의 외측위치, 및 유출관(4a)에서의 밸브(6a)의 외측위치에 압력 센서를 배치해 두고, 이들 압력 센서에 의한 검출 결과에 기초하여 압력차이를 검출하면 된다. 또한, 밸브(5b, 6a)의 양측위치의 압력차이를 간접적으로 감시하기 위해서는, 유출관(4a)의 유출구(40a)의 높이 위치를 측정해 두고, 도 3d에 나타내는 제 2 액체(LB)의 액면위치를 감시하면 된다. In order to directly monitor the pressure difference between the two positions of the
이상 설명한 바와 같이, 믹싱펌프장치(1)에서는, 스테핑모터(12)가 한쪽 방향으로 회전하였을 때에 펌프실(2)의 내용적이 증가하는 A방향으로 변위부재(17)가 변위하고, 스테핑모터(12)가 역방향으로 회전하였을 때에 펌프실(2)의 내용적이 감소하는 B방향으로 변위부재(17)가 변위한다. 이 때문에, 변위부재(17)의 위치에 관계없이, 스테핑모터(12)가 한쪽 방향으로 회전하고 있는 동안에, 유출로(4a, 4b) 에 배치한 액티브 밸브(6a, 6b)를 폐쇄상태로 하고, 유입로(3a, 3b)에 배치한 액티브 밸브(5a, 5b)를 순서대로 개폐시키는 것만으로, 복수 종류의 유체를 소정의 비율로 펌프실(2)에 흡인할 수 있다. 또한, 스테핑모터(12)가 역방향으로 회전하고 있는 동안에, 유입로(3a, 3b)에 배치한 액티브 밸브(5a, 5b)를 폐쇄상태로 하고, 유출로(4a, 4b)에 배치한 액티브 밸브(6a, 6b)의 한쪽 혹은 양쪽을 개방상태로 하는 것만으로, 펌프실(2)로부터 혼합유체를 토출할 수 있다. 따라서, 스테핑모터(12)의 회전을 캠 기구를 통해 변위부재(17)에 전달하는 구성과 달리, 캠의 위치 등을 포토인터럽터로 감시할 필요가 없다. 이에 따라, 믹싱펌프장치(1)의 구성을 간소화할 수 있으므로, 소형화 및 저가격화를 도모할 수 있다. As described above, in the mixing
또한, 스테핑모터(12)에 공급하는 신호 패턴을 바꾸는 것만으로, 변위부재(17)의 변위량(스트로크)를 용이하게 변경할 수 있다. 따라서, 사용하는 액체의 종류에 따라, 변위부재(17)의 변위량(스트로크)을 최적으로 설정할 수 있는 등의 이점도 있다. Moreover, the displacement amount (stroke) of the
더욱이, 제어장치(18)는, 유입로(3a, 3b)로부터 유입되는 제 1 액체(LA) 및 제 2 액체(LB) 중, 혼합비가 낮은 제 1 액체(LA)가 펌프실(2)로 흡인되기 전에, 혼합비가 높은 제 2 액체(LB)의 일부가 펌프실(2)에 유입되도록, 액티브 밸브(5a, 5b, 6a, 6b)의 개폐를 제어하고 있다. 이 때문에, 제 1 액체(LA)가 펌프실(2)의 모서리, 예컨대, 액티브 밸브(5a) 부근에 편재되는 것을 방지할 수 있으므로, 제 1 액체(LA)와 제 2 액체(LB)를 확실하게 혼합할 수 있다. 특히, 혼합비가 높은 제 2 액체(LB)를 전량의 1/2에 상당하는 만큼만 펌프실(2)에 흡인한 후, 혼합비가 낮은 제 1 액체(LA)를 펌프실(2)에 흡인하고, 그 후에, 제 2 액체(LB)의 나머지 1/2을 펌프실(2)에 흡인하고 있으므로, 제 1 액체(LA)와 제 2 액체(LB)를 보다 확실하게 혼합할 수 있다. Moreover, the
더욱이 또한, 시점(t10)으로부터 시점(t11)까지의 기간 및 시점(t17)으로부터 시점(t18)까지의 기간에 보정공정을 실행하고 있다. 변위부재(17)가 상사점이나 하사점에 도달한 경우라도, 상사점이나 하사점으로부터 되돌아와서 흡인 및 토출을 수행하게 된다. 이 때문에, 흡인량 및 토출량의 정밀도가 높다. 특히, 변위부재(17)가 다이어프램인 경우, 토출공정으로부터 흡인공정으로 전환될 때나 혹은 흡인공정으로부터 토출공정으로 전환될 때에, 다이어프램이 변위되더라도 펌프실의 내용적이 변화되지 않는다는, 불감응 상태에서의 변위가 발생하여, 흡인량이나 토출량에 편차가 생기기 쉽다. 보정공정을 삽입함으로써, 이러한 편차를 해소할 수 있다.Furthermore, the correction process is performed in the period from the time point t10 to the time point t11 and the period from the time point t17 to the time point t18. Even when the
더욱이, 변위부재(17)로서 다이어프램을 이용한 경우에는, 펌프실(2)의 내압과 대기압과의 압력차이에 의해 다이어프램에 불필요한 변형이 발생하는 경우가 있다. 보정공정을 실행하여 이러한 변형을 보정한 후에, 흡인 및 토출을 수행하기 때문에, 흡인량 및 토출량의 정밀도가 높다. Moreover, when the diaphragm is used as the
[믹싱펌프장치의 구체적인 구성예][Example of Specific Configuration of Mixing Pump Device]
다음으로, 본 발명을 적용한 믹싱펌프장치의 구체적인 구성예를 설명한다.Next, the specific structural example of the mixing pump apparatus which applied this invention is demonstrated.
우선, 이해를 쉽게 하기 위하여, 도 4를 참조하여 이하에 진술하는 믹싱펌프장치의 기본 구성을 설명한다. 본 구성예의 믹싱펌프장치의 기본 구성은 도 1에 나타내는 믹싱펌프(1)와 동일하므로, 도면에 있어서는 대응하는 부위에 동일한 부호를 부여하고 있다. First, in order to make understanding easy, the basic structure of the mixing pump apparatus stated below is demonstrated with reference to FIG. Since the basic structure of the mixing pump apparatus of this structural example is the same as that of the mixing
도 4에 나타내는 바와 같이, 본 구성예의 믹싱펌프장치(1A)의 펌프장치 본체(7)는, 펌프실(2)과, 펌프실(2)에 연통하는 2개의 유입로(3a, 3b)와, 펌프실(2)에 연통하는 6개의 유출로(4a∼4f)를 구비하고 있다. 2개의 유입로(3a, 3b) 및 6개의 유출로(4a∼4f)는, 서로 독립적으로 펌프실(2)에 연통되어 있다. 2개의 유입로(3a, 3b)에는 각각 유입측 액티브 밸브(5a, 5b)가 배치되어 있다. 6개의 유출로(4a∼4f)에는 각각 유출측 액티브 밸브(6a∼6f)가 배치되어 있다. As shown in FIG. 4, the pump apparatus
펌프구동기구(13)는, 펌프실(2)의 내주면의 일부를 규정하고 있는 다이어프램(170)과, 상기 다이어프램(170)을 변위시키기 위한 스테핑모터(12)를 구비한 구동장치(105)와, 유입측 액티브 밸브(5a, 5b) 및 유출측 액티브 밸브(6a∼6f)의 개폐를 제어하는 제어장치(18)를 구비하고 있다.The
다음으로, 도 5a 및 도 5b는, 믹싱펌프장치(1A)의 사시도 및 평면 구성도이다. 도 6은 그 분해 사시도이며, 도 7은 그 단면구성을 나타내는 설명도이다.5A and 5B are a perspective view and a plan view of the mixing
이들 도면을 참조하여 설명하면, 믹싱펌프장치(1A)는, 박스형상의 펌프장치 본체(7)의 한쪽의 면(71)에, 흡인포트(30a, 30b) 및 토출포트(40a∼40f)를 규정하고 있는 파이프가 접속되어 있다. 펌프장치 본체(7)는, 펌프구동기구(13)나 액티브 밸브(5a, 5b, 6a∼6f)의 배선기판(74), 바닥판(75), 베이스판(76), 후술하는 유로가 홈형상으로 형성된 유로 구성판(77), 상기 유로 구성판의 상면을 덮음으로써 유로의 상면을 막는 시일시트(78), 상기의 파이프가 연결된 상판(79)이 이러한 순 서대로 적층된 구조를 갖는다. Referring to these drawings, the mixing
베이스판(76)에는, 펌프구동기구(13)나 액티브 밸브(5a, 5b, 6a∼6f)의 배치 공간 등을 구성하기 위한 구멍(137, 67a∼67h)이 형성되어 있다. 또한, 유로 구성판(77)에는, 그 중심위치에 펌프실(2)을 구성하기 위한 둥근 관통구멍(21)이 형성되어 있으며, 상기 관통구멍(21)의 둘레에는, 유로 구성판(77)의 하면측에 액티브 밸브(5a, 5b, 6a∼6f)의 밸브실을 구성하는 오목부(도시생략)가 형성되어 있다. 또한, 관통구멍(21)으로부터는 8개의 홈(41a∼41h)이 방사형상으로 연장되어 있다. 또한, 유로 구성판(77)의 홈(41a∼41h)의 근방에는 홈(42a, 42b…) 등이 형성되어 있다.The
8개의 홈(41a∼41h)에 의해 유입로(3a, 3b) 및 유출로(4a∼4f)가 형성되어 있다. 즉, 베이스판(76), 유로 구성판(77) 및 시일시트(78)를 겹치면, 홈(41a∼41f, 42a, 42b…)에 의해 유입로(3a, 3b) 및 유출로(4a∼4f)가 형성되는 동시에, 유입로(3a, 3b) 및 유출로(4a∼4f)의 각각에 유입측 액티브 밸브(5a, 5b) 및 유출측 액티브 밸브(6a∼6f)가 배치된 상태가 된다. The
액티브 밸브(5a, 5b, 6a∼6f)가 펌프실(2)의 둘레에 평면형상으로 배치되어 있으므로, 유입로(3a, 3b) 및 유출로(4a∼4f)의 각각에 있어서 유로를 짧게 할 수 있으며, 믹싱펌프장치(1A)의 박형화를 도모할 수 있다. 또한, 각 유출로(4a∼4f)로부터의 토출량의 편차를 억제할 수 있으므로, 적량의 유체를 양호한 정밀도로 토출할 수 있다. 게다가, 복수의 유출로(4a∼4f)에서는, 펌프실(2)로부터 유출측 액티브 밸브(6a∼6f)까지의 유로의 길이가 동일하다. 이 때문에, 각 유출로(4a∼4f) 를 통한 토출량을 높은 정밀도로 제어할 수 있다. 또한, 유입구(30a, 30b) 및 유출구(40a∼40f)는, 펌프장치 본체(7)의 동일한 면(71)으로 개구되어 있으므로, 믹싱펌프장치(1A)와 외부와의 접속이 용이하다. 더욱이, 펌프장치 본체(7)는, 유입로(3a, 3b) 및 유출로(4a∼4f)가 한쪽 면측에 홈형상으로 형성된 유로 구성판(77)과, 상기 유로 구성판(77)의 한쪽 면측에 겹쳐 배치된 시일시트(78)를 구비하고 있기 때문에, 소형의 펌프장치 본체(7)에 대하여 다수의 유로를 형성할 수 있으며, 믹싱펌프장치(1A)를 효율적으로 생산할 수 있다. Since the
더욱이 또한, 2개 유입로(3a, 3b) 및 6개의 유출로(4a∼4f)의 구성은 서로 동일하며, 또한, 유입측 액티브 밸브(5a, 5b) 및 유출측 액티브 밸브(6a∼6f)의 구성은 서로 동일하다. 이 때문에, 유입로(3a , 3b) 및 유출로(4a∼4f)에 대해서는 어느 것을 유입로(3a, 3b) 혹은 유출로(4a∼4f)로서 이용해도 된다. 따라서, 2종류의 액체에 한하지 않고, 3종류 이상의 액체를 혼합하여 토출할 수도 있다. Furthermore, the configurations of the two
(펌프구동기구의 상세 구성)(Detailed Configuration of Pump Drive Mechanism)
도 8∼도 11을 참조하여, 믹싱펌프장치(1A)에 조립되어 있는 펌프구동기구(13)를 설명한다. 도 8은, 믹싱펌프장치(1A)를 세로로 분할한 상태의 분해 사시도이다. 도 9a 및 9b는, 펌프실을 팽창시킨 상태를 나타내는 설명도, 및 펌프실을 수축시킨 상태를 나타내는 설명도이다. 도 10a∼10c는 각각, 도 8에 나타내는 펌프구동기구의 회전체에 이용한 로터의 사시도, 평면도 및 단면도이다. 도 11a∼11c는 각각, 도 8에 나타내는 펌프구동기구의 회전체에 이용한 이동체의 사시도, 평면도 및 단면도이다. 8 to 11, the
도 8 및 도 9a에 나타내는 바와 같이, 펌프구동기구(13)는, 대체로, 유입로(3a, 3b) 및 유출로(4a∼4f)에 연통하는 펌프실(2)을 팽창 수축시켜 액체의 흡인 및 토출을 수행하는 변위부재로서의 다이어프램(170)과, 다이어프램(170)을 구동하는 구동장치(105)를 구비하고 있다. As shown in FIG. 8 and FIG. 9A, the
구동장치(105)는, 환형의 스테이터(120)와, 상기 스테이터(120)의 내측에 동축상(同軸狀)으로 배치된 회전체(103)와, 상기 회전체(103)의 내측에 동축상으로 배치된 이동체(160)와, 회전체(103)의 회전을 이동체(160)를 축선방향으로 이동시키는 힘으로 변환하여 이동체(160)에 전달하는 변환기구(140)를 구비하고 있다. 구동장치(105)는, 베이스판(76)에 형성된 공간내에서 바닥판(75)과 베이스판(76)과의 사이에 탑재된 상태에 있다. The
스테이터(120)는, 보빈(123)에 감겨진 코일(121), 및 코일(121)을 덮도록 배치된 2장의 요크(125)로 이루어진 유닛이 축선방향에 2단으로 적층된 구조로 되어 있다. 상하 2단의 각 유닛에 있어서, 2장의 요크(125)의 내주 가장자리로부터 축선방향으로 돌출된 자극 톱니(pole teeth, 極齒)가 둘레방향으로 교대로 배열되어 있다.The
도 8, 도 9 및 도 10a∼10c에 나타내는 바와 같이, 회전체(103)는, 상방으로 개구되는 컵형상 부재(130)와, 상기 컵형상 부재(130)의 원통형상의 드럼부(131; drum portion, 胴部)의 외주면에 고정부착된 환형의 로터 마그넷(150)을 구비하고 있다. 컵형상 부재(130)의 바닥벽(133)의 중앙에는 축선방향 상측으로 움푹 패인 오목부(135)가 형성되고, 바닥판(75)에는 오목부(135) 내에 배치된 볼(118)을 받는 축받이부(751)가 형성되어 있다. 또한, 베이스판(76)의 상단측의 내면에는 환형 단(段)부(766)가 형성되어 있다. 컵형상 부재(130)의 상단부분에는, 드럼부(131)의 상단부분과 환형의 플랜지부(134)에 의해, 베이스판(76)측의 환형 단부(766)에 대향하는 환형 단부가 형성되어 있다. 이들 환형 단부로 구획 형성된 환형 공간내에는, 환형의 리테이너(181) 및 상기 리테이너(181)에 의해 둘레방향으로 떨어진 위치에 유지된 베어링 볼(182)로 이루어진 축받이(180)가 배치되어 있다. 이와 같이 하여, 회전체(103)는, 축선 둘레에 회전가능한 상태로 펌프장치 본체(7)에 지지된 상태에 있다.As shown to FIG. 8, FIG. 9, and FIGS. 10A-10C, the
로터 마그넷(150)의 외주면은, 스테이터(120)의 내주면을 따라 둘레방향으로 배열되는 자극 톱니에 대향되어 있다. 로터 마그넷(150)의 외주면에서는, S극과 N극이 둘레방향으로 교대로 배열되어 있으며, 스테이터(120)와 컵형상 부재(130)가 스테핑모터를 구성하고 있다. The outer circumferential surface of the
도 8, 도 9 및 도 11a∼11c에 나타내는 바와 같이, 이동체(160)는, 바닥벽(161)과, 바닥벽(161)의 중앙으로부터 축선방향으로 돌출된 원통부(163)와, 상기 원통부(163)의 둘레를 둘러싸도록 원통형상으로 형성된 드럼부(165)를 구비하고 있으며, 드럼부(165)의 외주에는 수나사(167)가 형성되어 있다. As shown to FIG. 8, FIG. 9, and FIGS. 11A-11C, the moving
회전체(103)의 회전에 의해 이동체(160)를 축선방향에서 왕복 이동시키기 위한 변환기구(140)를 구성하기 위하여, 도 8, 도 9, 도 10a∼10c 및 도 11a∼11c에 나타내는 바와 같이, 컵형상 부재(130)의 드럼부(131)의 내주면에는, 둘레방향으로 떨어진 4부분에 암나사(137)가 형성되어 있다. 또한, 이동체(160)의 드럼부(165) 의 외주면에는, 컵형상 부재(130)의 암나사(137)에 걸림결합되어 동력전달기구(141)를 구성하는 수나사(167)가 형성되어 있다. 따라서, 수나사(167)와 암나사(137)가 맞물리도록 컵형상 부재(130)의 내측에 이동체(160)를 배치하면, 이동체(160)는 컵형상 부재(130)의 내측에 지지된 상태가 된다. As shown in FIG. 8, FIG. 9, FIG. 10A-10C, and FIG. 11A-11C, in order to comprise the
이동체(160)의 바닥벽(161)에는, 둘레방향으로 6개의 긴 구멍(169)이 관통 구멍으로서 형성되어 있는 한편, 베이스판(76)으로부터는 6개의 돌기(769)가 연장되고, 돌기(769)의 하단부가 긴 구멍(169)에 끼워짐으로써, 동시회전방지기구(149)가 구성되어 있다. 즉, 컵형상 부재(130)가 회전하였을 때, 이동체(160)는, 돌기(769)와 긴 구멍(169)으로 이루어진 동시회전방지기구(149)에 의해 회전이 저지되어 있으므로, 컵형상 부재(130)의 회전은, 그 암나사(137) 및 이동체(160)의 수나사(167)로 이루어진 동력전달기구(141)를 통해 이동체(160)에 전달되는 결과, 이동체(161)는, 회전체(103)의 회전 방향에 따라 축선방향의 한 방향측 및 다른 방향측으로 직선이동하게 된다. The six
(변위부재의 구성)(Configuration of Displacement Member)
다시 도 8 및 도 9A를 참조하여 설명하면, 이동체(160)에는 다이어프램(170)이 직접 연결되어 있다. 다이어프램(170)은, 바닥벽(171)과, 바닥벽(171)의 외주 가장자리로부터 축선방향으로 상승하는 원통형상의 드럼부(173)와, 상기 드럼부(173)의 상단으로부터 외주측으로 확대되는 플랜지부(175)를 구비한 컵 형상을 가지고 있으며, 바닥벽(171)의 중앙 부분이, 이동체(160)의 원통부(163)에 덮인 상태로, 이들의 상하방향으로부터, 고정나사(178)와 캡(179)에 고정되어 있다. 또 한, 다이어프램(170)의 플랜지부(175)의 외주 가장자리는 두께가 두꺼운 부분으로 되어 있으며, 이 두께가 두꺼운 부분에 의해 액밀성이 확보되며, 이 두께가 두꺼운 부분은 위치 결정부로서 기능한다. 두께가 두꺼운 부분은, 유로 구성판(77)의 관통구멍(21)의 주위에 있어서, 베이스판(76)과 유로 구성판(77)과의 사이에 고정되어 있다. 이와 같이 하여, 다이어프램(170)은, 펌프실(2)의 하면을 규정하며, 펌프실(2)의 둘레에 있어서 베이스판(76)과 유로 구성판(77)과의 사이의 액밀을 확보하고 있다. 8 and 9A, the
다이어프램(170)의 드럼부(173)는, 단면이 U자형상으로 뒤접어 접어진 상태에 있으며, 반환부분(172)은 이동체(160)의 위치에 의해 형상이 변화되게 된다. 이동체(160)의 원통부(163)의 외주면으로 이루어진 제 1 벽면(168)과, 베이스판(76)으로부터 연장된 돌기(769)의 내주면으로 이루어진 제 2 벽면(768)과의 사이에 구성된 환형 공간내에, 다이어프램(170)의 단면이 U자형상인 반환부분(172)이 배치되어 있다. 따라서, 도 9a, 9b에 나타내는 상태 및 이들 도면에 나타내는 상태로 이행하는 도중의 상태 중 어느 것에서도, 다이어프램(170)의 반환부분(172)은, 환형 공간내에 유지된 상태로, 제 1 벽면(168) 및 제 2 벽면(768)을 따라 전개되거나 혹은 말아 올려지도록 변형된다. The
또한, 도 8, 도 9a, 및 도 10a∼10c에 나타내는 바와 같이, 컵형상 부재(130)의 바닥벽(133)에는, 둘레방향에서의 270℃의 각도 범위에 걸쳐 1개의 홈(136)이 형성되어 있는 한편, 이동체(160)의 바닥면으로부터는 하방을 향해 돌기(166)가 형성되어 있다. 여기에서, 이동체(160)는, 축선둘레로 회전하지 않지만 축선방향으로 이동하는 데 반하여, 회전체(103)는, 축선둘레로 회전하지만 축선방향으로 이동하지 않는다. 따라서, 돌기(166)와 홈(136)은, 회전체(103) 및 이동체(160)의 정지 위치를 규정하는 스토퍼로서 기능한다. 즉, 홈(136)은, 둘레방향에 있어서 깊이가 변화되어 있으며, 이동체(160)가 축선방향의 하방으로 이동하면, 돌기(166)가 홈(136)내에 끼워지는 동시에, 회전체(103)의 회전에 의해 홈(136)의 단부가 돌기(166)에 맞닿는다. 그 결과, 회전체(103)의 회전이 저지되어, 회전체(103) 및 이동체(160)의 정지위치, 즉 다이어프램(170)의 내용적의 최대팽창 위치가 규정되게 된다. 8, 9A, and 10A to 10C, one
(펌프구동기구의 동작)(Operation of the pump drive mechanism)
이와 같이 구성된 펌프구동기구(13)에 있어서, 스테이터(120)의 코일(121)에 급전되면, 컵형상 부재(130)가 회전하고, 그 회전이 변환기구(140)를 통해 이동체(160)에 전달된다. 따라서, 이동체(160)는 축선방향에서 왕복 직선운동을 수행한다. 그 결과, 다이어프램(170)이 이동체(160)의 이동에 맞추어 변형되어, 펌프실(2)을 팽창, 수축시키므로, 펌프실(2)에서는 유입로(3a, 3b)로부터의 액체의 유입과 유출로(4a∼4f)를 향한 액체의 유출이 이루어진다. 그 동안, 다이어프램(170)의 반환부분(172)은, 환형 공간내에 유지된 상태로, 제 1 벽면(168) 및 제 2 벽면(768)을 따라 전개되거나 혹은 말아 올려지도록 변형되어, 무리한 슬라이딩 이동이 발생하지 않는다. 게다가, 다이어프램(170)은, 펌프실(2)의 유체로부터 압력을 받아도, 환형 공간내에 내외측 모두 규정되어 있기 때문에 변형되지 않는다. 더욱이, 이동체(160)의 하방위치는, 컵형상 부재(130)의 홈(136) 및 이동체(160)의 돌기(166)에 의해 구성된 스토퍼에 의해 규정되게 된다. 따라서, 컵형상 부재(130)의 회전에 따라, 다이어프램(170)은 고정밀도로 변위된다. 또한, 구동장치(105)에서는, 스테핑모터가 한쪽 방향으로 회전하였을 때에 펌프실(2)의 내용적이 증가하는 방향으로 다이어프램(170)을 변위시키고, 스테핑모터가 다른쪽 방향으로 회전하였을 때에 펌프실(2)의 내용적이 감소하는 방향으로 다이어프램(170)을 변위시킨다. In the
이상 설명한 바와 같이, 펌프구동기구(13)에서는, 스테핑모터 기구에 의한 회전체(103)의 회전을 수나사(167) 및 암나사(137)로 이루어진 동력전달기구(141)를 이용한 변환기구(140)를 통해 이동체(160)에 전달하고, 다이어프램(170)이 고정된 이동체(160)를 왕복 직선 운동시킨다. 이 때문에, 구동장치(105)로부터 다이어프램(170)까지 필요 최소한의 부재로 동력을 전달하기 때문에, 펌프구동기구(13)의 소형화, 박형화 및 저비용화를 도모할 수 있다. 또한, 동력전달기구(141)에서의 수나사(167) 및 암나사(137)의 리드각을 작게 하거나, 혹은 구동측의 스테이터의 자극 톱니를 증가시킴으로써, 이동체(160)의 미소(微小)이송을 수행할 수 있다. 따라서, 펌프실(2)의 용적을 엄밀하게 제어할 수 있으므로, 높은 정밀도로 정량토출을 수행할 수 있다.As described above, in the
더욱이, 다이어프램(170)의 반환부분(172)은, 환형 공간내에 유지된 상태로, 제 1 벽면(168) 및 제 2 벽면(768)을 따라 전개되거나 혹은 말아 올려지도록 변형되어, 무리한 슬라이딩 이동이 발생하지 않는다. 따라서, 쓸데없는 부하가 발생하지 않으며, 다이어프램(170)의 수명이 길다. 또한, 다이어프램(170)은 펌프실(2) 의 유체로부터 압력을 받아도 변형되지 않는다. 이 때문에, 펌프구동기구(13)에 따르면, 높은 정밀도로 정량토출을 수행할 수 있으며 신뢰성 또한 높다.Moreover, the
더욱이 또한, 회전체(103)는, 펌프장치 본체(7)에 대하여 베어링 볼(182)을 통해 축선둘레에 회전가능하게 지지되어 있기 때문에, 슬라이딩 이동 손실이 작으며, 회전체(103)는 축선방향에 안정적으로 유지되므로, 축선방향에서의 추력이 안정되어 있다. 그 때문에, 구동장치(105)의 소형화, 내구성의 향상, 토출성능의 향상을 도모할 수 있다.Furthermore, since the
또한, 변환기구(140)의 동력전달기구(141)로서 나사를 이용하였으나, 캠 홈을 이용해도 된다. 더욱이, 변위부재로서, 컵형상의 다이어프램을 이용하였으나, 기타 형상의 다이어프램, 혹은 O링을 구비한 피스톤을 이용해도 된다. In addition, although the screw was used as the
또한, 흡인포트 및 토출포트의 개수는 상기 이외의 개수여도 된다. 더욱이 또한, 상면을 막는 시일시트(78), 상기의 파이프가 연결된 상판(79)이 별개 부재로 형성되어 있지만, 상판(79)의 파이프를 없애고 시일시트(78)에 유출 구멍만을 개방하여 시일부재를 통해 접속하도록 구성해도 된다. In addition, the number of a suction port and a discharge port may be the number of that excepting the above. Furthermore, although the
(액티브 밸브의 구성)(Configuration of the Active Valve)
도 12 및 도 13은 각각, 믹싱펌프장치(1A)의 액티브 밸브(5a, 5b, 6a∼6f)로서 이용한 밸브의 주요부를 축선방향으로 절단한 것을 비스듬히 상방에서 바라보았을 때의 설명도 및 상기 밸브의 자력선을 나타내는 설명도이다. 12 and 13 are explanatory views when the main parts of the valves used as the
이들 도면에 나타내는 바와 같이, 액티브 밸브(5a, 5b ; 이하, '액티브 밸브(5)'라고 함), 및 액티브 밸브(6a∼6f ; 이하, '액티브 밸브(6)'라고 함)는, 베 이스판(76)의 구멍(57, 67a∼67h)내에 리니어 액추에이터(201)를 구비하고 있으며, 상기 리니어 액추에이터(201)는, 원통형상의 고정체(203)와, 상기 고정체(203)의 내측에 배치된 대략 원기둥형상의 가동체(205)를 갖는다. 고정체(203)는, 보빈(231)에 환형으로 감겨진 코일(233)과, 코일(233)의 외주면으로부터 코일(233)의 축선방향의 양측을 돌아서 들어가 한쪽의 선단부(236a)와 다른 쪽의 선단부(236b)가 코일(233)의 내주측에서 슬릿(237)을 통해 축선방향에서 대향하는 고정체측 요크(235)를 구비하고 있다. 가동체(205)는, 원판형상의 제 1 가동체측 요크(251)와, 상기 제 1 가동체측 요크(251)에 대하여 축선방향의 양측에 적층된 한 쌍의 자석(253a, 253b)을 갖는다. 한 쌍의 자석(253a, 253b)으로서는, Nd-Fe-B계나 Sm-Co계의 희토류자석, 혹은 수지자석을 이용할 수 있다. 또한, 가동체(205)에 있어서, 한 쌍의 자석(253a, 253b)의 각각에는, 제 1 가동체측 요크(251)와는 반대측의 단(端)면에 제 2 가동체측 요크(255a, 255b)가 적층되어 있다. As shown in these figures, the
한 쌍의 자석(253a, 253b)은, 모두 축선방향으로 착자(着磁)되어 있으며, 제 1 가동체측 요크(251)쪽으로 동극(同極)을 향하고 있다. 한 쌍의 자석(253a, 253b)은 각각, 제 1 가동체측 요크(251)쪽으로 N극을 향하고, 축선방향에서의 외측으로 S극을 향하고 있는 것으로서 설명하였으나, 착자방향에 대해서는 그 반대여도 된다. The pair of
제 1 가동체측 요크(251)의 외주면은, 한 쌍의 자석(253a, 253b)의 외주면으로부터 외주측으로 돌출되어 있다. 또한, 제 2 가동체측 요크(255a, 255b)의 외주면도, 한 쌍의 자석(253a, 253b)의 외주면으로부터 외주측으로 돌출되어 있다. The outer circumferential surface of the first movable
제 1 가동체측 요크(251)의 축선방향에 있어서의 양단면에는 오목부가 형성되고, 이들 오목부에 대하여 한 쌍의 자석(253a, 253b)이 각각 끼워 넣어져 접착제 등으로 고정되어 있다. 또한, 제 1 가동체측 요크(251), 한 쌍의 자석(253a, 253b), 및 제 2 가동체측 요크(255a, 255b)의 고정에 대해서는, 접착, 압입, 혹은 이들을 병용하여 일체화한 구성을 채용하면 된다. Concave portions are formed on both end faces in the axial direction of the first
고정체(203)의 축선방향에 있어서의 양측의 개구부에는 축받이판(271a, 271b ; 축받이부재)이 고정되어 있고, 제 2 가동체측 요크(255a, 255b)로부터 축선방향의 양측으로 돌출된 지지축(257a, 257b)은, 모두 축받이판(271a, 271b)의 구멍에 슬라이딩 이동 가능하게 삽입되어 있다. 이와 같이 하여, 가동체(205)는 축선방향으로 왕복 이동 가능한 상태로 고정체(203)에 지지되어 있다. 이 상태로, 가동체(205)는, 외주면이 고정체(203)의 내주면에 소정의 틈새를 통해 대향되고, 또한, 고정체측 요크(235)의 선단부(236a, 236b)들은, 제 1 가동체측 요크(251)의 외주면과 코일(233)의 내주면과의 틈새내에서 축선방향에 대향되는 상태에 있다. 또한, 가동체(205)와 고정체측 요크(235)와의 사이에는 틈새가 확보되어 있다. 또한, 제 2 가동체측 요크(255a, 255b)와 지지축(257a, 257b)과의 고정에는, 접착, 압입, 혹은 이들을 병용하여 일체화한 구성을 채용하면 된다. Retaining
이렇게 구성한 리니어 액추에이터(201)에 있어서, 도면을 마주할 때 우측에서는 맞은편쪽으로부터 앞쪽을 향하여 코일(233)에 전류가 흐르고, 도면을 향하여 좌측에서는 앞쪽으로부터 맞은편쪽으로 코일(33)에 전류를 흘리는 기간에서는, 자력선은, 도 13에 나타내는 바와 같이 나타난다. 따라서, 가동체(5)는, 우선, 화살 표(A)로 나타내는 바와 같이, 로렌츠력에 의해 축선방향에서 추력을 받아 이동한다. 이에 반해, 코일(233)로의 통전방향을 반전시키면, 가동체(205)는 화살표(B)로 나타내는 바와 같이, 축선방향을 따라 하강한다. In the
리니어 액추에이터(201)에서는, 가동체(205)를 자력(磁力)으로 추진하는 동시에, 축선방향의 한 방향측에 있어서, 축받이판(271a)과 제 2 가동체측 요크(255a)와의 사이에, 가세(付勢)부재로서의 원뿔 사다리꼴형상의 코일 스프링(291)을 배치하고 있다. 따라서, 가동체(205)가 하강할 때에는 압축 스프링을 변형시키면서 이동하고, 가동체(205)가 상승할 때에는 압축 스프링의 형상 복귀력이 보조되어 고속으로 이동한다. In the
이렇게 구성한 리니어 액추에이터(201)에 있어서, 한쪽의 지지축(257b)의 단부에는, 밸브실(270 ; 오목부(68a∼68h))에 배치된 다이어프램 밸브(260)의 중앙부분이 접속되어 있다. 다이어프램(260)의 외주측에는, 액밀성과 위치 결정으로서 기능하는 두께가 두꺼운 환형 부분(261)이 형성되어 있으며, 다이어프램(260)에 있어서, 상기 두께가 두꺼운 환형 부분(261)을 포함하는 외주측이 베이스판(76)과 유로 구성판(77)과의 사이에 끼워져 액밀(液密)이 확보되어 있다.In the
변위부재는, 다이어프램(260)에 한정되지 않으며, 벨로우즈 밸브, 기타의 밸브체를 이용해도 된다. 또한, 지지축(257a, 257b)과 변위부재는 별개의 것을 결합시킨 구성이어도 되고, 지지축(257a, 257b)과 변위부재가 일체로 형성되어 있는 구성이어도 된다. The displacement member is not limited to the
이상 설명한 바와 같이, 가동체(205)에 있어서 한 쌍의 자석(253a, 253b)은 각각, 동극을 향하고 있고, 자기적 반발력이 작용하고 있지만, 자석(253a, 253b)의 사이에 제 1 가동체측 요크(251)가 배치되어 있기 때문에, 한 쌍의 자석(253a, 253b)을 동극을 향한 상태로 고정할 수 있다. As described above, in the
또한, 가동체(205)에 있어서 한 쌍의 자석(253a, 253b)은 각각, 동극이 제 1 가동체측 요크(251)를 향하고 있기 때문에, 제 1 가동체측 요크(251)로부터는 반경방향으로 강한 자속이 발생한다. 따라서, 제 1 가동체측 요크(251)와 코일(233)의 주면끼리 대향시켜 두면, 가동체(205)에 큰 추력을 부여할 수 있다.Further, in the
더욱이, 자석(253a, 253b)을 축선방향에서 착자하면 되기 때문에, 자석(253a, 253b)을 반경방향으로 착자하는 경우와 달리, 소형화한 경우라도 착자가 용이하고 양산에 적합하다. Furthermore, since the
게다가, 제 1 가동체측 요크(251)의 외주면이, 한 쌍의 자석(253a, 253b)의 외주면으로부터 외주측으로 돌출되어 있기 때문에, 고정체측 요크(235)를 설치한 경우라도, 가동체(205)에 대하여 축선방향과 수직방향으로 작용하는 자기흡인력을 작게 할 수 있다. 마찬가지로, 제 2 가동체측 요크(255a, 255b)의 외주면이, 한 쌍의 자석(253a, 253b)의 외주면으로부터 외주측으로 돌출되어 있기 때문에, 고정체측 요크(235)를 설치한 경우라도, 가동체(205)에 대하여 축선방향과 수직방향으로 작용하는 자기흡인력을 작게 할 수 있다. 따라서, 조립 작업을 용이하게 수행할 수 있으며, 가동체(205)가 기울어지기 어렵다는 이점이 있다.In addition, since the outer circumferential surface of the first movable
또한, 자석(253a, 253b)을 코일(33)의 외주측에 배치하였기 때문에, 코일(233)로부터 자석(253a, 253b)을 외측에 배치한 경우에 비해, 자석(253a, 253b) 이 작아도 되므로, 액티브 밸브(5, 6)를 염가에 구성할 수 있다. 또한, 코일(233)을 외측에 배치하였기 때문에, 고정측 요크만으로 자로(磁路)를 폐쇄할 수 있다.In addition, since the
더욱이, 고정체(203)에 있어서, 축선방향으로 개구되는 개구부에는 지지축(257a, 257b)을 축선방향으로 이동가능하게 지지하는 축받이판(271a, 271b)이 유지되어 있기 때문에, 축받이부재를 별도로 배치할 필요가 없다. 또한, 고정체(203)를 기준으로 축받이판(271a, 271b)을 고정할 수 있으므로, 지지축(257a, 257b)이 기울지 않는다는 이점이 있다. Further, in the fixing
[믹싱펌프장치의 용도][Use of mixing pump device]
본 발명을 적용한 믹싱펌프장치는, 예컨대, 메탄올로 직접, 프로톤을 취출함으로써 발전을 수행하는 다이렉트 메탄올형 연료전지(이하, DMFC:Direct Methanol Fuel Cell)에 이용할 수 있다. 이러한 DMFC는, 기전(起電)부(셀)를 갖는 기전장치와, 메탄올 수용액을 압송하는 송액 펌프를 구비하고 있으며, 셀은, 애노드 집전체와 애노드 촉매층을 갖는 애노드극(연료극)과, 캐소드 집전체와 캐소드 촉매층을 갖는 캐소드극(공기극)과, 애노드극과 캐소드극의 사이에 배치되는 전해질막을 구비하고 있다. 애노드극으로는 송액 펌프에 의해 메탄올 수용액이 공급되고, 캐소드극으로는 송기 펌프 혹은 블로워(blower)에 의해 공기가 공급된다. The mixing pump apparatus to which the present invention is applied can be used, for example, in a direct methanol fuel cell (hereinafter referred to as DMFC: Direct Methanol Fuel Cell) which generates electricity by directly extracting protons from methanol. The DMFC includes a mechanism having a mechanism and a liquid feeding pump for pumping an aqueous methanol solution. The cell includes an anode electrode (fuel electrode) having an anode current collector and an anode catalyst layer, and a cathode. The cathode electrode (air electrode) which has an electrical power collector and a cathode catalyst layer, and the electrolyte membrane arrange | positioned between an anode electrode and a cathode electrode are provided. The aqueous methanol solution is supplied to the anode by a liquid feed pump, and air is supplied to the cathode by a blower pump or a blower.
따라서, 송액 펌프로서, 본 발명을 적용한 믹싱펌프장치를 이용하면, 메탄올과 물, 메탄올과 메탄올 수용액, 메탄올 수용액과 물, 메탄올 수용액끼리 적당히 혼합하여, 메탄올 농도를 조정한 메탄올 수용액을 셀에 공급할 수 있다. 또한, DMFC의 기전부인 셀의 애노드극에서는, 메탄올 산화의 활성이 낮고 전압 손실을 수 반한다. 또한, 캐소드극에서도 전압 손실이 있다. 이 때문에, 1개의 셀로부터 취출시키는 출력은 매우 낮으므로, 소정의 출력을 얻기 위하여 DMFC에서는, 복수의 셀이 이용되고 있다. 이러한 경우라도, 본 발명을 적용한 믹싱펌프장치(1A)를 이용하면, 메탄올 농도를 조정한 메탄올 수용액을 각 셀에 공급할 수 있다. Therefore, when the mixing pump apparatus to which the present invention is applied is used as the liquid feeding pump, methanol and water, methanol and methanol aqueous solution, methanol aqueous solution and water, and methanol aqueous solution can be appropriately mixed to supply the aqueous methanol solution with adjusted methanol concentration to the cell. have. In addition, in the anode of the cell which is the electromotive part of DMFC, methanol oxidation activity is low and it carries voltage loss. In addition, there is a voltage loss in the cathode. For this reason, since the output taken out from one cell is very low, in order to obtain predetermined | prescribed output, several cells are used by DMFC. Even in such a case, when the mixing
또한, 본 발명을 적용한 믹싱펌프장치의 용도는 연료전지에 한정된 것이 아니며, 예컨대, 복수의 약액을 조합하여 복합 약을 조합하기 위한 펌프로서 이용할 수 있다. 나아가서는, 냉장고의 제빙 펌프로서 이용하여, 제빙 블록마다 맛이나 색깔, 향기가 다른 셔벗액을 유출로로부터 토출하는데 이용할 수도 있다. In addition, the use of the mixing pump apparatus to which the present invention is applied is not limited to a fuel cell, and can be used as, for example, a pump for combining a complex medicine by combining a plurality of chemical solutions. Furthermore, it can also be used as an ice-making pump of a refrigerator, and it can also be used to discharge the sherbet liquid from which a taste, a color, and a fragrance differ for every ice making block from an outflow path.
[기타 실시형태][Other Embodiments]
상기의 실시형태에서는 변위부재(17)로서 다이어프램(170)을 이용한 예를 중심으로 설명하였으나, 변위부재로서 플런저를 이용한 타입의 믹싱펌프장치에 본 발명을 적용해도 된다. 또한, 상기의 실시형태에서는, 유출로가 복수로 구성되어 있는 예를 나타내었으나, 유출로가 1개인 믹싱펌프장치에 본 발명을 적용해도 된다.In the above embodiment, the description has been made mainly on the example in which the
또한, 상기의 실시형태에서는, 믹싱펌프장치에 본 발명을 적용하였으나, 1종류의 액체를 토출하는 정량 펌프에 본 발명을 적용해도 된다.In the above embodiment, the present invention is applied to the mixing pump apparatus, but the present invention may be applied to a metering pump for discharging one type of liquid.
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