WO2017135206A1 - 気体制御装置 - Google Patents

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WO2017135206A1
WO2017135206A1 PCT/JP2017/003269 JP2017003269W WO2017135206A1 WO 2017135206 A1 WO2017135206 A1 WO 2017135206A1 JP 2017003269 W JP2017003269 W JP 2017003269W WO 2017135206 A1 WO2017135206 A1 WO 2017135206A1
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WO
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pump
housing
gas control
control device
pressure
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雅章 藤崎
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B45/00—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids
    • F04B45/04—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
    • F04B45/047—Pumps having electric drive
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/12—Casings; Cylinders; Cylinder heads; Fluid connections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B41/00—Pumping installations or systems specially adapted for elastic fluids
    • F04B41/06—Combinations of two or more pumps

Definitions

  • the present invention relates to a gas control device for transporting a gas.
  • Patent Literature 1 discloses a fluid transportation system 900 that transports air.
  • FIG. 22 is a plan view of a fluid transportation system 900 according to Patent Document 1.
  • FIG. FIG. 23 is a cross-sectional view showing a state where the fluid transport system 900 shown in FIG. 22 is discharging air.
  • the fluid transport system 900 includes flow paths 931, 933, and 935 and two pumps 910 and 920.
  • the pump 910 and the pump 920 have the same configuration.
  • the two pumps 910 and 920 are connected in series.
  • the flow path 935 is connected to a container, for example.
  • the maximum discharge flow rate generated by the two pumps 910 and 920 connected in series is the same as the maximum discharge flow rate generated by the single pump 910.
  • the maximum discharge pressure created by two pumps 910 and 920 connected in series is twice the maximum discharge pressure created by one pump 910.
  • the maximum discharge pressure generated by the two pumps 910 and 920 connected in series is 2 ⁇ P1.
  • the difference between the pressure inside the pump housing and the pressure outside the pump housing increases with the pump connected to the lower stage near the container.
  • the differential pressure ⁇ P between the inner pressure P1 + P0 and the outer pressure P0 (atmospheric pressure) in the pump housing is P1
  • the low pressure close to the container is low.
  • the differential pressure ⁇ P between the inner pressure 2 ⁇ P1 + P0 and the outer pressure P0 (atmospheric pressure) in the pump housing is 2 ⁇ P1.
  • the pump housing 902 is easily deformed compared to the pump 920 connected to the high stage side. Therefore, the pump housing 902 may be damaged in the pump 910 connected to the low stage side.
  • NPWT Negative Pressure Wound Therapy
  • An object of the present invention is to provide a gas control device that can prevent a pump connected to a low stage side from being damaged even when a plurality of pumps are connected in series.
  • a gas control device includes a first pump housing having a plurality of outer walls, a first pump having a first suction hole and a first discharge hole provided in the first pump housing, A second pump having a second pump housing, a second suction hole and a second discharge hole provided in the second pump housing; A connection housing that forms a first closed space together with the first pump housing and the second pump housing; The first outer wall provided with at least the first suction hole among the plurality of outer walls faces the first closed space, The second discharge hole and the first suction hole communicate with each other through the first closed space.
  • the first discharge hole is connected to the container.
  • a gas control device includes a first pump housing having a plurality of outer walls, a first pump having a first suction hole and a first discharge hole provided in the first pump housing, A second pump having a second pump housing, a second suction hole and a second discharge hole provided in the second pump housing; A connection housing that forms a first closed space together with the first pump housing and the second pump housing; The first outer wall provided with at least the first discharge hole among the plurality of outer walls faces the first closed space, The first discharge hole and the second suction hole communicate with each other through the first closed space.
  • the first suction hole is connected to the container.
  • the gas control device connects the first pump and the second pump in series by the connection housing. Then, at least the first outer wall of the plurality of outer walls faces the first closed space.
  • the gas control device sets the pressure difference ⁇ P between the inner pressure and the outer pressure in the first outer wall of the first pump housing to the discharge pressure P1 of the first pump in the first pump on the lower stage side close to the container. Can be suppressed.
  • the gas control device can prevent the first pump connected to the low stage side from being damaged. Further, the gas control device does not need to increase the pressure resistance performance by increasing the thickness of the first outer wall. Therefore, the gas control device does not need to increase the size of the first pump or increase the weight of the first pump.
  • the load applied to the pump itself refers to the pressure applied to the pump or the density of the fluid.
  • the load applied to the pump itself refers to the pressure applied to the pump or the density of the fluid.
  • a rotary pump it is desirable that the lower the fluid density, the lower the torque and the higher the rotational speed, while the higher the fluid density, the higher the torque and the lower the rotational speed.
  • a diaphragm pump it is desirable to design such that the lower the fluid density, the higher the amplitude and the lower inertia, and the higher the fluid density, the lower the amplitude and the higher the inertia.
  • connection housing has higher rigidity. This is because it is possible to suppress the deformation of the casing accompanying the increase in pressure.
  • the pump housing that does not face the closed space is substantially the same member. This is because the portion where the pressure resistance is weak in the pump housing is often the joint portion of the constituent members, and when the joint portion faces the closed space, deformation or cracking occurs from that point.
  • the present invention can prevent the pump connected to the lower stage from being damaged even when a plurality of pumps are connected in series.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a gas control device 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the gas control device 100 shown in FIG.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the gas control apparatus 100 shown in FIG. 4 is an exploded perspective view of the gas control apparatus 100 shown in FIG.
  • FIG. 5 is an external perspective view of the first pump 110 shown in FIG.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of the first pump 110 shown in FIG.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the gas control device 100 while the first pump 110 and the second pump 120 shown in FIG. 1 are discharging air.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a gas control device 200 according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a gas control device 200 according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the gas control device 200 while the first pump 110 and the second pump 120 shown in FIG. 8 are discharging air.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a gas control device 300 according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of the gas control device 300 while the first pump 110, the second pump 120, and the third pump 130 shown in FIG. 10 are discharging air.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a gas control device 400 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of the gas control device 400 while the first pump 110, the second pump 120, and the third pump 130 shown in FIG. 12 are discharging air.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a gas control device 300 according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of the gas control device 300 while the first pump 110, the second
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of a gas control device 500 according to the fifth embodiment of the present invention.
  • 15 is a cross-sectional view taken along line SS shown in FIG.
  • FIG. 16 is a schematic cross-sectional view of the gas control device 500 while the first pump 510 and the second pump 520 shown in FIG. 14 are discharging air.
  • FIG. 17 is a schematic cross-sectional view of a gas control device 600 according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a schematic cross-sectional view of the gas control device 600 while the first pump 110 and the second pump 120 shown in FIG. 17 are sucking air.
  • FIG. 19 is a schematic cross-sectional view of a gas control device 700 according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a schematic cross-sectional view of the gas control device 700 while the first pump 110, the second pump 120, and the third pump 130 shown in FIG. 19 are sucking air.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating an example of the relationship between the number of pumps connected in series and the differential pressure applied to the lowest pump housing.
  • FIG. 22 is a plan view of a fluid transportation system 900 according to Patent Document 1.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view showing a state where the fluid transport system 900 shown in FIG. 22 is discharging air.
  • FIG. 24 is an exploded perspective view of the valve 101. It is a schematic sectional drawing in case the 1st pump provided with the valve
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a gas control device 100 according to a first embodiment of the present invention.
  • the gas control device 100 includes a first pump 110, a second pump 120, and a connection housing 90.
  • the first pump 110 includes a first pump housing 2, a first suction hole 31 and a first discharge hole 41 provided in the first pump housing 2, and a first nozzle that forms the first discharge hole 41 inside. 45 and a first nozzle 35 that forms the first suction hole 31 on the inside.
  • the first pump housing 2 has a plurality of outer walls 2A, 2B, 2C.
  • the outer wall 2A corresponds to an example of the first outer wall of the present invention
  • the outer walls 2B and 2C correspond to an example of the second outer wall of the present invention.
  • the second pump 120 includes a second pump housing 102, a second suction hole 131 and a second discharge hole 141 provided in the second pump housing 102, and a second nozzle that forms the second discharge hole 141 on the inside. 145 and a second nozzle 135 that forms the second suction hole 131 on the inside.
  • the connection housing 90 has a first opening 191, a second opening 192, a wiring 67 and a wiring 68.
  • the connection housing 90 fixes the first pump housing 2 by fitting the first nozzle 45 into the first opening 191. Thereby, the connection housing 90 contacts the first pump 110 only at the first nozzle 45. Therefore, the connection housing 90 does not hinder the vibration of the first pump 110. Therefore, the characteristics of the first pump 110 can be maintained.
  • the wiring 68 is connected to a power source (not shown) and is connected to external connection terminals 3A and 4A of the first pump 110 described later.
  • connection housing 90 fixes the second pump housing 102 by fitting the second nozzle 145 into the second opening 192. As a result, the connection housing 90 comes into contact with the second pump 120 only at the second nozzle 145. Therefore, the connection housing 90 does not hinder the vibration of the second pump 120. Therefore, the characteristics of the second pump 120 can be maintained.
  • the wiring 67 is connected to a power source (not shown) and connected to external connection terminals 3A and 4A of the second pump 120 described later.
  • connection housing 90 forms a first closed space 80 together with the first pump housing 2 of the first pump 110 and the second pump housing 102 of the second pump 120.
  • the second discharge hole 141 and the first suction hole 31 communicate with each other through the first closed space 80. In this way, the first pump 110 and the second pump 120 are connected in series.
  • the first discharge hole 41 communicates with the inside of the container 70.
  • the second suction hole 131 is open to the atmosphere.
  • a portion other than the first nozzle 45 in the first pump housing 2 faces the first closed space 80. That is, at least the outer wall 2A of the plurality of outer walls 2A, 2B, 2C faces the first closed space 80. Furthermore, out of the plurality of outer walls 2A, 2B, 2C, the outer walls 2B, 2C other than the outer wall 2A also face the first closed space 80.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the gas control device 100 shown in FIG.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the gas control device 100 shown in FIG. 1 as viewed from the upper surface side.
  • 4 is an exploded perspective view of the gas control device 100 shown in FIG. 1 as viewed from the lower surface side.
  • the connection housing 90 has a structure in which a lid housing 85, a first housing 91, and a second housing 92 are stacked via packings 63 and 64.
  • the lid housing 85 has eight bolt holes N0.
  • the first housing 91 has eight bolt holes N1.
  • the second housing 92 has eight bolt holes N2.
  • the lid casing 85, the first casing 91, and the second casing 92 are joined by inserting eight bolts B into the respective bolt holes N0, N1, and N2.
  • the lid housing 85 has a connection hole 89 that communicates with the inside of the container 70.
  • the first housing 91 has a first opening 191.
  • the second housing 92 has a second opening 192.
  • the lid housing 85 and the first housing 91 form a closed space 81 that communicates with the connection hole 89 and the first discharge hole 41.
  • the first casing 91 fixes the first pump casing 2 by fitting the first nozzle 45 into the first opening 191 via the O-ring 61. Accordingly, the first discharge hole 41 communicates with the inside of the container 70.
  • the second casing 92 fixes the second pump casing 102 by fitting the second nozzle 145 into the second opening 192 via the O-ring 62.
  • the second suction hole 131 is open to the atmosphere.
  • the first housing 91 is provided with a check valve 66.
  • the second housing 92 is provided with a check valve 65.
  • the check valve 65 or the check valve 66 connected in parallel with the failed pump is opened, and the failed pump Go through. Therefore, the check valve 65 and the check valve 66 can prevent the discharge pressure or suction pressure of the gas control device 100 from becoming 0 kPa.
  • the first casing 91 and the second casing 92 form the first closed space 80 together with the first pump casing 2 and the second pump casing 102.
  • the second discharge hole 141 and the first suction hole 31 communicate with each other through the first closed space 80.
  • connection housing casing 90 has the check valve 65 and the check valve 66 here, it is not restricted to this. In the implementation, the connection housing 90 may not have the check valve 65 and the check valve 66.
  • the configuration of the second pump 120 is the same as the configuration of the first pump 110. That is, the configurations of the second pump housing 102, the second suction hole 131, the second discharge hole 141, the second nozzle 135, and the second nozzle 145 in the second pump 120 are the same as the first pump in the first pump 110.
  • the configurations of the housing 2, the first suction hole 31, the first discharge hole 41, the first nozzle 35, and the first nozzle 45 are the same. Therefore, the description about the structure of the 2nd pump 120 is abbreviate
  • FIG. 5 is an external perspective view of the first pump 110 shown in FIG.
  • the first pump 110 includes a first pump housing 2 and external connection terminals 3A and 4A.
  • the external connection terminals 3A and 4A are connected to an external power source, and an AC drive signal is applied.
  • the first pump housing 2 has a rectangular parallelepiped shape, one outer wall 2A provided with the first suction hole 31, one outer wall 2C provided with the first discharge hole 41, the outer wall 2A and the outer wall 2C. And four outer walls 2B.
  • the first pump housing 2 constitutes a pump chamber 6 inside.
  • the first pump housing 2 has a first discharge hole 41 that communicates with the pump chamber 6 and a first suction hole 31 (see FIG. 6) that communicates with the pump chamber 6.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of the first pump 110 shown in FIG.
  • the first pump 110 includes an outer wall 2A, a flow path plate 12, a counter plate 13, a vibration plate 15, a piezoelectric element 16, an insulating plate 17, a power feeding plate 18, and an outer wall 2C, and has a structure in which these are stacked in order. Yes.
  • the outer wall 2A is plate-shaped and has three first suction holes 31.
  • the flow path plate 12 and the counter plate 13 are formed with flow paths leading to the three first suction holes 31 and the pump chamber 6.
  • the diaphragm 15, the insulating plate 17, and the power feeding plate 18 constitute the pump chamber 6 (see FIG. 5).
  • a first discharge hole 41 communicating with the pump chamber 6 is formed in the outer wall 2C.
  • the flow path plate 12 has one opening 32, three flow paths 33, and six adhesive sealing holes 34.
  • the opening 32 is provided at the center position of the flow path plate 12.
  • the opening 32 is covered with the outer wall 2A on the lower surface side, and communicates with a flow path hole 132 of the counter plate 13 described later on the upper surface side.
  • the three flow paths 33 extend in the radial direction from the openings 32 provided near the center of the flow path plate 12.
  • the first end of each flow path 33 communicates with the opening 32.
  • the second end of each flow path 33 communicates with each of the three first suction holes 31 in the outer wall 2A.
  • Each flow path 33 is covered with the outer wall 2 ⁇ / b> A and the opposing plate 13 at the top and bottom except for the second end.
  • the six adhesive sealing holes 34 communicate with the pump chamber 6.
  • the adhesive sealing holes 34 are arranged at intervals between each other along the outer periphery of the pump chamber 6 (see FIG. 5).
  • Each adhesive sealing hole 34 is covered with the outer wall 2 ⁇ / b> A on the lower surface side, and the upper surface side communicates with an adhesive sealing hole 36 of the counter plate 13 described later.
  • the opposing plate 13 is made of metal and includes an external connection terminal 3A so as to protrude outward.
  • the counter plate 13 has one flow path hole 132 and six adhesive sealing holes 36.
  • the flow path hole 132 is provided in the center of the opposing plate 13 with a diameter smaller than the opening 32 of the flow path plate 12.
  • the lower surface side of the flow path hole 132 communicates with the opening 32 of the flow path plate 12, and the upper surface side communicates with the pump chamber 6 (see FIG. 5).
  • the six adhesive sealing holes 36 are arranged at intervals between each other along the outer periphery of the pump chamber 6 (see FIG. 5). Each adhesive sealing hole 36 communicates with each adhesive sealing hole 34 of the flow path plate 12.
  • the adhesive sealing holes 34 and 36 are holes through which an uncured adhesive used for bonding the counter plate 13 and the vibration plate 15 flows.
  • the adhesive sealing holes 34 and 36 prevent the uncured adhesive from protruding into the pump chamber 6 (see FIG. 5) and adhering to the connecting portion 23 of the diaphragm 15.
  • the diaphragm 15 that is the first diaphragm (or the second diaphragm) is a metal plate such as SUS.
  • the diaphragm 15 includes a disk portion 21, a frame portion 22, and three connecting portions 23.
  • the diaphragm 15 has a plurality of openings 37 surrounded by the disk portion 21, the frame portion 22, and the connecting portion 23.
  • the plurality of openings 37 constitute a part of the pump chamber 6 (see FIG. 5).
  • the disc part 21 has a circular shape in plan view.
  • the frame portion 22 has a frame shape in which a circular opening is provided in plan view, and surrounds the periphery of the disc portion 21 with a space therebetween.
  • Each connecting portion 23 connects the disc portion 21 and the frame portion 22.
  • the disc part 21 is supported by the connecting part 23 in a state of floating inside the pump chamber 6 (see FIG. 5).
  • the piezoelectric element 16 which is the first piezoelectric body (or the second piezoelectric body) is configured by providing electrodes on the upper and lower surfaces of a disk made of a piezoelectric material.
  • the electrode on the upper surface of the piezoelectric element 16 is electrically connected to the external connection terminal 4 ⁇ / b> A via the power supply plate 18.
  • the electrode on the lower surface of the piezoelectric element 16 is electrically connected to the external connection terminal 3 ⁇ / b> A via the vibration plate 15 and the counter plate 13.
  • the piezoelectric element 16 and the disc part 21 are pasted via an adhesive or the like (not shown) to constitute a vibrating part 24.
  • the vibration part 24 has a unimorph structure of the piezoelectric element 16 and the disk part 21, and is configured such that bending vibration in the vertical direction is generated when the expansion and contraction of the piezoelectric element 16 is restricted by the disk part 21.
  • the insulating plate 17 has a frame shape having a circular opening 38 in plan view.
  • the opening 38 constitutes a part of the pump chamber 6 (see FIG. 5).
  • the insulating plate 17 is made of an insulating resin and electrically insulates between the power feeding plate 18 and the diaphragm 15.
  • the power feeding plate 18 is made of metal.
  • the power feeding plate 18 includes an external connection terminal 4 ⁇ / b> A and an internal connection terminal 27, and has an opening 39 surrounded by a support portion 29.
  • the internal connection terminal 27 is in contact with the electrode on the upper surface of the piezoelectric element 16.
  • the outer wall 2C has a plate shape and covers the upper surface of the pump chamber 6 (see FIG. 5).
  • the outer wall 2 ⁇ / b> C has a first discharge hole 41.
  • the first discharge hole 41 communicates with the pump chamber 6.
  • the first nozzle 35 may be attached to the first suction hole 31.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the gas control device 100 while the first pump 110 and the second pump 120 shown in FIG. 1 are discharging air.
  • a unidirectional arrow in FIG. 7 indicates the flow of air.
  • a double-directional arrow in FIG. 7 indicates a differential pressure.
  • the hatching density in FIG. 7 indicates the magnitude of the pressure.
  • the air is sucked from the second suction hole 131 of the second pump 120 and flows into the first closed space 80 from the second discharge hole 141.
  • the air is sucked from the first suction hole 31 of the first pump 110 and flows into the container 70 from the first discharge hole 41. Thereby, the pressure in the container 70 becomes high.
  • the maximum discharge flow rate generated by the two first pumps 110 and the second pump 120 connected in series is the same as the maximum discharge flow rate generated by the one first pump 110.
  • each of the first pump 110 and the second pump 120 generates the discharge pressure P ⁇ b> 1, so that the two first pumps 110 and the second pump 120 connected in series generate each other.
  • the maximum discharge pressure is 2 ⁇ P1.
  • the differential pressure ⁇ P between the inner pressure P1 + P0 and the outer pressure P0 (atmospheric pressure) in the pump housing is P1
  • the container In the low-stage pump 910 close to 70 the differential pressure ⁇ P between the inner pressure 2 ⁇ P1 + P0 and the outer pressure P0 (atmospheric pressure) in the pump housing is 2 ⁇ P1.
  • the gas control device 100 connects the first pump 110 and the second pump 120 in series by the connection housing 90.
  • at least the outer wall 2 ⁇ / b> A of the plurality of outer walls 2 ⁇ / b> A, 2 ⁇ / b> B, 2 ⁇ / b> C faces the first closed space 80.
  • the differential pressure ⁇ P between the inner pressure P1 + P0 and the outer pressure P0 (atmospheric pressure) in the connection housing 90 is P1.
  • the differential pressure ⁇ P between the inner pressure 2 ⁇ P1 + P0 and the outer pressure P1 + P0 in the outer wall 2A of the first pump housing 2 is P1.
  • the differential pressure ⁇ P between the inner pressure P1 + P0 and the outer pressure P0 in the second pump housing 102 is P1.
  • the gas control apparatus 100 suppresses the differential pressure ⁇ P between the inner pressure and the outer pressure in the first pump housing 2 of the lowest-stage first pump 110 to be equal to or lower than the discharge pressure P1 of the first pump 110. be able to.
  • the gas control device 100 can prevent the first pump 110 connected to the low stage side from being damaged. Further, the gas control device 100 does not need to increase the pressure resistance performance by increasing the thickness of the first pump housing 2. Therefore, the gas control device 100 does not need to increase the size of the first pump 110 or increase the weight of the first pump 110.
  • the outer walls 2B, 2C other than the outer wall 2A among the plurality of outer walls 2A, 2B, 2C also face the first closed space 80. Therefore, the gas control apparatus 100 can further prevent the first pump 110 connected to the low stage side from being damaged even when a plurality of pumps are connected in series.
  • the differential pressure ⁇ P between the inner pressure P1 + P0 and the outer pressure P1 + P0 in the second nozzle 145 is zero. Therefore, in the gas control device 100, the air inside the connection housing 90 is unlikely to flow out of the second pump housing 102 through the gap between the second nozzle 145 and the second pump housing 102.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a gas control device 200 according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the gas control device 200 while the first pump 110 and the second pump 120 shown in FIG. 8 are discharging air.
  • a unidirectional arrow in FIG. 9 indicates the flow of air.
  • a double-directional arrow in FIG. 9 indicates a differential pressure.
  • the hatching density in FIG. 9 indicates the magnitude of the pressure.
  • connection housing 90 fixes the second pump housing 102 by fitting the second nozzle 135 into the second opening 192. Since other configurations are the same, description thereof is omitted.
  • connection housing 90 forms a first closed space 280 together with the first pump housing 2 and the second pump housing 102.
  • the second discharge hole 141 and the first suction hole 31 communicate with each other through the first closed space 280.
  • the gas control apparatus 200 connects the first pump 110 and the second pump 120 in series by the connection housing 90. Further, with respect to the first pump 110, a portion other than the first nozzle 45 in the first pump housing 2 faces the first closed space 280.
  • the outer wall 2A among the plurality of outer walls 2A, 2B, 2C faces the first closed space 280. Furthermore, out of the plurality of outer walls 2A, 2B, 2C, the outer walls 2B, 2C other than the outer wall 2A also face the first closed space 280.
  • the differential pressure ⁇ P between the inner pressure P1 + P0 and the outer pressure P0 (atmospheric pressure) in the connection housing 90 is P1.
  • the differential pressure ⁇ P between the inner pressure 2 ⁇ P1 + P0 and the outer pressure P1 + P0 on the outer walls 2A, 2B, 2C of the first pump housing 2 is P1.
  • the differential pressure ⁇ P between the inner pressure P1 + P0 and the outer pressure P1 + P0 in the second pump housing 102 is zero.
  • the gas control apparatus 200 suppresses the differential pressure ⁇ P between the inner pressure and the outer pressure in the first pump housing 2 of the lowest-stage first pump 110 to be equal to or lower than the discharge pressure P1 of the first pump 110. be able to.
  • the gas control device 200 can prevent the first pump 110 connected to the low stage side from being damaged even when a plurality of pumps are connected in series. Further, similarly to the gas control device 100, the gas control device 200 does not need to increase the size of the first pump 110 or increase the weight of the first pump 110.
  • the gas control device 200 includes the wiring 67 inside the connection housing 90. Therefore, the gas control device 200 is less likely to be disconnected than the gas control device 100, and can improve reliability.
  • the differential pressure ⁇ P between the inner pressure P0 and the outer pressure P1 in the second nozzle 135 is P1. Therefore, in the gas control device 200, the air inside the connection housing 90 easily flows out of the second pump housing 102 from the gap between the second nozzle 135 and the second pump housing 102 compared to the gas control device 100. .
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a gas control device 300 according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of the gas control device 300 while the first pump 110, the second pump 120, and the third pump 130 shown in FIG. 10 are discharging air.
  • a unidirectional arrow in FIG. 11 indicates the flow of air.
  • a double arrow in FIG. 11 indicates a differential pressure.
  • the hatching density in FIG. 11 indicates the magnitude of the pressure. 10 and 11, illustration of wiring is omitted.
  • the difference between the gas control device 300 and the gas control device 100 shown in FIG. 1 is that a third pump 130 and a connection housing 390 are provided. Since other configurations are the same, description thereof is omitted.
  • the third pump 130 includes a third pump housing 302, a third suction hole 331 and a third discharge hole 341 provided in the third pump housing 302, and a third nozzle that forms the third discharge hole 341 on the inside. 345 and a third nozzle 335 that forms a third suction hole 331 on the inside.
  • the configuration of the third pump 130 is the same as the configuration of the first pump 110, and thus the description thereof is omitted.
  • connection housing 390 is configured by joining the connection housing 290 formed with the third opening 193 and the connection housing 90 together. Thereby, the connection housing 390 has the third opening 193.
  • connection housing 390 fixes the third pump housing 302 by fitting the third nozzle 335 into the third opening 193. As a result, the connection housing 390 comes into contact with the third pump 130 only at the third nozzle 335. Therefore, the connection housing 390 does not hinder the vibration of the third pump 130. Therefore, the gas control device 300 can maintain the characteristics of the third pump 130.
  • the connection housing 390 forms a first closed space 280 and a second closed space 380 together with the first pump housing 2, the second pump housing 102, and the third pump housing 302.
  • the second discharge hole 141 and the first suction hole 31 communicate with each other through the first closed space 280.
  • the third discharge hole 341 and the second suction hole 131 communicate with each other through the second closed space 380.
  • the third suction hole 331 is open to the atmosphere. Since other configurations are the same, description thereof is omitted.
  • the maximum discharge flow rate generated by the three first pumps 110, the second pump 120, and the third pump 130 connected in series is the same as the maximum discharge flow rate generated by the one first pump 110.
  • each of the first pump 110, the second pump 120, and the third pump 130 generates three discharge pressures P ⁇ b> 1, and the three first pumps 110 and the second pumps connected in series.
  • the maximum discharge pressure created by the pump 120 and the third pump 130 is 3 ⁇ P1.
  • the gas control device 300 connects the first pump 110, the second pump 120, and the third pump 130 in series by the connection housing 390. Further, with respect to the first pump 110, a portion other than the first nozzle 45 in the first pump housing 2 faces the first closed space 280.
  • the outer wall 2A among the plurality of outer walls 2A, 2B, 2C faces the first closed space 280. Furthermore, out of the plurality of outer walls 2A, 2B, 2C, the outer walls 2B, 2C other than the outer wall 2A also face the first closed space 280.
  • the differential pressure ⁇ P between the inner pressure 3 ⁇ P1 + P0 and the outer pressure 2 ⁇ P1 + P0 on the outer walls 2A, 2B, 2C of the first pump housing 2 is P1.
  • the differential pressure ⁇ P between the inner pressure 2 ⁇ P1 + P0 and the outer pressure 2 ⁇ P1 + P0 in the second pump housing 102 is zero.
  • the differential pressure ⁇ P between the inner pressure P1 + P0 and the outer pressure P1 + P0 in the third pump housing 302 is zero.
  • the gas control apparatus 300 suppresses the pressure difference ⁇ P between the inner pressure and the outer pressure in the first pump housing 2 of the lowest-stage first pump 110 to be equal to or lower than the discharge pressure P1 of the first pump 110. be able to.
  • the gas control device 300 can prevent the first pump 110 connected to the low stage side from being damaged even when a plurality of pumps are connected in series. Further, like the gas control device 100, the gas control device 300 does not need to increase the size of the first pump 110 or increase the weight of the first pump 110.
  • connection housing 390 is constituted by the connection housing 290 and the connection housing 90. Therefore, the gas control device 300 attaches the first pump 110 and the second pump 120 to the connection housing 90 provided with wiring, and attaches the third pump 130 to the connection housing 290 provided with wiring.
  • the connection case 90 and the connection case 290 are joined together. Therefore, the gas control apparatus 300 can easily connect the first pump 110, the second pump 120, and the third pump 130 in series by the connection housing 390.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a gas control device 400 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic sectional view of the gas control device 400 while the first pump 110, the second pump 120, and the third pump 130 shown in FIG. 12 are discharging air.
  • a unidirectional arrow in FIG. 13 indicates the flow of air.
  • a double arrow in FIG. 13 indicates a differential pressure.
  • the hatching density in FIG. 13 indicates the magnitude of the pressure.
  • illustration of wiring is omitted.
  • connection housing 490 is configured by joining the connection housing 491 in which the third opening 193 is formed and the connection housing 90. Thereby, the connection housing 490 has the third opening 193.
  • connection housing 490 forms a first closed space 80 and a second closed space 480 together with the first pump housing 2, the second pump housing 102, and the third pump housing 302.
  • the second discharge hole 141 and the first suction hole 31 communicate with each other through the first closed space 80.
  • the third discharge hole 341 and the second suction hole 131 communicate with each other through the second closed space 480.
  • the gas control device 400 connects the first pump 110, the second pump 120, and the third pump 130 in series by the connection housing 490. Further, with respect to the first pump 110, a portion other than the first nozzle 45 in the first pump housing 2 faces the first closed space 80.
  • At least the outer wall 2A of the plurality of outer walls 2A, 2B, 2C faces the first closed space 80. Furthermore, out of the plurality of outer walls 2A, 2B, 2C, the outer walls 2B, 2C other than the outer wall 2A also face the first closed space 80.
  • the differential pressure ⁇ P between the inner pressure 3 ⁇ P1 + P0 and the outer pressure 2 ⁇ P1 + P0 on the outer walls 2A, 2B, 2C of the first pump housing 2 is P1.
  • the differential pressure ⁇ P between the inner pressure 2 ⁇ P1 + P0 and the outer pressure P1 + P0 in the second pump housing 102 is P1.
  • the differential pressure ⁇ P between the inner pressure P1 + P0 and the outer pressure P0 in the third pump housing 302 is P1.
  • the gas control apparatus 400 suppresses the pressure difference ⁇ P between the inner pressure and the outer pressure in the first pump housing 2 of the lowest-stage first pump 110 to be equal to or lower than the discharge pressure P1 of the first pump 110. be able to.
  • the gas control device 400 can prevent the first pump 110 connected to the low stage side from being damaged even when a plurality of pumps are connected in series. Further, similarly to the gas control device 100, the gas control device 400 does not need to increase the size of the first pump 110 or increase the weight of the first pump 110.
  • connection housing 490 includes a connection housing 491 and a connection housing 90. Therefore, the gas control device 400 attaches the first pump 110 and the second pump 120 to the connection housing 90 provided with wiring, and attaches the third pump 130 to the connection housing 491 provided with wiring. However, it is manufactured by joining the connection housing 90 and the connection housing 491. Therefore, the gas control device 400 can easily connect the first pump 110, the second pump 120, and the third pump 130 in series by the connection housing 490.
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of a gas control device 500 according to the fifth embodiment of the present invention.
  • 15 is a cross-sectional view taken along line SS shown in FIG.
  • FIG. 16 is a schematic cross-sectional view of the gas control device 500 while the first pump 510 and the second pump 520 shown in FIG. 14 are discharging air.
  • a unidirectional arrow in FIG. 16 indicates the flow of air.
  • a double arrow in FIG. 16 indicates a differential pressure.
  • the hatching density in FIG. 16 indicates the magnitude of the pressure.
  • the gas control device 500 is different from the gas control device 100 shown in FIG. 1 in the shapes of the first pump 510, the second pump 520, and the connection housing 590.
  • the first pump 510 includes a first pump 110, a first pump housing 502, a first suction hole 531 and a first discharge hole provided in the first pump housing 502. 541, a first nozzle 545 that forms the first discharge hole 541 on the inside, and a first nozzle 535 that forms the first suction hole 531 on the inside.
  • the first pump housing 502 is cylindrical and has a plurality of outer walls 502A and 502B.
  • the outer wall 502 ⁇ / b> A has a first suction hole 531.
  • the first pump housing 502 has a fixing portion 595.
  • the first pump housing 502 fixes the first pump housing 2 of the first pump 110 inside by a fixing portion 595. Accordingly, the first pump housing 502 communicates with the first pump housing 2, the closed space 506 that communicates with the first suction hole 31 and the first suction hole 531, and the first discharge hole 41 and the first discharge hole 541.
  • a closed space 507 is formed.
  • the second pump 520 includes the first pump 110, the second pump housing 552, the second suction hole 561 and the second discharge hole 571 provided in the second pump housing 552, and the second discharge hole 571 inside. And a second nozzle 165 that forms a second suction hole 561 on the inner side.
  • the configuration of the second pump 520 is the same as the configuration of the first pump 510. That is, the configurations of the second pump casing 552, the second suction hole 561, the second discharge hole 571, the second nozzle 575, and the second nozzle 165 are the same as the first pump casing 502, the first suction hole 531, and The configuration of each of the first discharge hole 541, the first nozzle 545, and the first nozzle 535 is the same.
  • the connection housing 590 has a first opening 591 and a second opening 592.
  • the connection housing 590 fixes the first pump housing 502 by fitting the first nozzle 545 into the first opening 591. Thereby, the connection housing 590 comes into contact with the first pump 110 only at the first nozzle 545. Therefore, the connection housing 590 does not hinder the vibration of the first pump 110. Therefore, the gas control device 500 can maintain the characteristics of the first pump 110.
  • connection housing 590 fixes the second pump housing 552 by fitting the second nozzle 575 into the second opening 592. Thereby, the connection housing 590 comes into contact with the first pump 110 only at the second nozzle 575. Therefore, the connection housing 590 does not hinder the vibration of the first pump 110. Therefore, the gas control device 500 can maintain the characteristics of the first pump 110.
  • connection housing 590 forms a first closed space 580 together with the first pump housing 502 and the second pump housing 552.
  • the second discharge hole 571 and the first suction hole 531 communicate with each other through the first closed space 580.
  • the first discharge hole 541 communicates with the inside of the container 70.
  • the second suction hole 561 is open to the atmosphere.
  • the gas control device 500 connects the first pump 510 and the second pump 520 in series by the connection housing 590. Further, with respect to the first pump 510, a portion other than the first nozzle 545 in the first pump housing 502 faces the first closed space 580.
  • At least the outer wall 502A of the plurality of outer walls 502A and 502B faces the first closed space 80. Further, among the plurality of outer walls 502A and 502B, the outer wall 502B other than the outer wall 502A also faces the first closed space 580.
  • the gas control device 500 can prevent the first pump 510 connected to the low stage side from being damaged even when a plurality of pumps are connected in series. Further, similarly to the gas control device 100, the gas control device 500 does not need to increase the size of the first pump 510 or increase the weight of the first pump 510.
  • first pump and the second pump do not need to have nozzles.
  • a valve as shown in FIG. 24 can be used instead of the nozzle.
  • FIG. 24 is an exploded perspective view of the valve 101.
  • the valve 101 includes an edge cut plate 199, a first plate 1910 provided with a first vent hole 1100 and a first vent hole 111, a frame plate 195, a diaphragm 1200 made of a rectangular thin film, and a rectangular thin film. And a second plate 1920 provided with the second ventilation hole 112, and has a structure in which these are sequentially laminated.
  • the flow path forming plate 1930, the intermediate plate 194, and the frame plate 195 constitute a side wall plate 190.
  • the flow path forming plate 1930 forms an exhaust flow path 114 that communicates with the exhaust holes 113.
  • the material of the edge cut plate 199 is, for example, PET resin.
  • the material of the first plate 1910, the side wall plate 190, and the second plate 1920 is, for example, metal.
  • Each joining of the 2nd board 1920, the flow-path formation board 1930, the intermediate board 194, the frame board 195, and the 1st board 1910 is performed by a double-sided tape, thermal diffusion joining, or an adhesive agent, for example.
  • the second plate 1920 has a second ventilation hole 112 communicating with the cuff 109 and a valve seat 139 located around the exhaust passage 114 communicating with the exhaust hole 113.
  • the second plate 1920 is made of resin, for example.
  • the first plate 1910 has a first vent hole 1100 communicating with the discharge hole 56 of the pump 10 and a first vent hole 111 communicating with the discharge hole 55 of the pump 10.
  • the first plate 1910 is made of metal, for example.
  • the diaphragm 1200 is provided with a circular hole 121 at the center of the region facing the valve seat 138.
  • the diameter of the hole 121 is smaller than the diameter of the surface of the valve seat 138 that contacts the diaphragm 1200.
  • the outer periphery of the diaphragm 1200 is smaller than the outer periphery of each of the first plate 1910 and the second plate 1920.
  • the diaphragm 1200 is made of rubber such as EPDM (ethylene propylene diene rubber) or silicone.
  • the diaphragm 1200 is sandwiched between the first plate 1910 and the intermediate plate 194 via the sealing material 152. As a result, a part of the diaphragm 1200 contacts the valve seat 139 and the periphery of the hole 121 in the diaphragm 1200 contacts the valve seat 138.
  • the valve seat 138 is provided on the first plate 1910 so as to pressurize the periphery of the hole 121 in the diaphragm 1200.
  • the valve seat 138 includes a protrusion 138A and a protrusion 138B.
  • the material of the protrusion 138A and the protrusion 138B is, for example, a metal.
  • Diaphragm 1200 divides the space formed by second plate 1920 and first plate 1910 into a first valve chamber and a second valve chamber.
  • the diameter of each of the first valve chamber and the second valve chamber is, for example, 7.0 mm.
  • the diameter of the surface of the valve seat 138 that contacts the diaphragm 1200 is, for example, 1.5 mm.
  • the sealing material 152 is made of, for example, a double-sided tape or an adhesive.
  • a check valve is constituted by the periphery of the hole 121 in the diaphragm 1200 and the valve seat 138 that contacts the periphery and covers the hole 121.
  • the diaphragm 120 contacts or separates from the valve seat 138 based on the pressure in the first valve chamber and the pressure in the second valve chamber.
  • the exhaust valve 170 includes a part of the diaphragm 120 and a valve seat 139 located around the exhaust flow path 114.
  • a part of the diaphragm 120 contacts or separates from the valve seat 139 based on the pressure in the first valve chamber and the pressure in the second valve chamber.
  • the inner pressure and the outer pressure on the first outer wall of the first pump housing can be obtained by using the first pump and the second pump provided with the valve 101 as described above instead of the nozzle. Can be suppressed to the discharge pressure P1 of the first pump.
  • FIG. 17 is a schematic cross-sectional view of a gas control device 600 according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the gas control device 600 is different from the gas control device 100 shown in FIG. 1 in that the first pump 110 and the second pump 120 are fixed to the connection housing 90 in the opposite direction.
  • the first suction hole 31 is connected to the container 70 and communicates with the container 70.
  • the first discharge hole 41 and the second suction hole 131 communicate with each other through the first closed space 80. Since other configurations are the same, description thereof is omitted.
  • the outer wall 2C corresponds to an example of the first outer wall of the present invention
  • the outer walls 2A and 2B correspond to an example of the second outer wall of the present invention.
  • FIG. 18 is a schematic cross-sectional view of the gas control device 600 while the first pump 110 and the second pump 120 shown in FIG. 17 are sucking air.
  • a unidirectional arrow in FIG. 18 indicates the flow of air.
  • a double-directional arrow in FIG. 18 indicates a differential pressure.
  • the hatching density in FIG. 18 indicates the magnitude of the pressure.
  • the air in the container 70 is sucked from the first suction hole 31 of the first pump 110, and from the first discharge hole 41 to the first closed space. 80. Then, the air in the first closed space 80 is sucked from the second suction hole 131 of the second pump 120 and flows out of the second pump housing 102 from the second discharge hole 141. Thereby, the pressure in the container 70 becomes low.
  • the maximum suction flow rate generated by the two first pumps 110 and the second pump 120 connected in series is the same as the maximum suction flow rate generated by the one first pump 110.
  • each of the first pump 110 and the second pump 120 generates the suction pressure P ⁇ b> 1, so that the two first pumps 110 and the second pump 120 connected in series generate.
  • the maximum suction pressure is 2 ⁇ P1.
  • the gas control device 600 connects the first pump 110 and the second pump 120 in series by the connection housing 90. Further, with respect to the first pump 110, a portion other than the first nozzle 35 in the first pump housing 2 faces the first closed space 80.
  • At least the outer wall 2C of the plurality of outer walls 2A, 2B, 2C faces the first closed space 80. Furthermore, out of the plurality of outer walls 2A, 2B, 2C, the outer walls 2A, 2B other than the outer wall 2C also face the first closed space 80.
  • the differential pressure ⁇ P between the inner pressure P0-P1 and the outer pressure P0 (atmospheric pressure) in the connection housing 90 is P1.
  • the differential pressure ⁇ P between the inner pressure P0-P1 and the outer pressure P0 in the second pump housing 102 is P1.
  • the differential pressure ⁇ P between the inner pressure P0-2 ⁇ P1 and the outer pressure P0-P1 at the outer walls 2A, 2B, 2C of the first pump housing 2 is P1. is there.
  • the gas control device 600 suppresses the differential pressure ⁇ P between the inner pressure and the outer pressure in the first pump housing 2 of the lowest-stage first pump 110 to be equal to or lower than the suction pressure P1 of the first pump 110. be able to.
  • the gas control device 600 can prevent the first pump 110 connected to the low stage side from being damaged even when a plurality of pumps are connected in series. Further, similarly to the gas control device 100, the gas control device 600 does not need to increase the size of the first pump 110 or increase the weight of the first pump 110.
  • the second pump 120 may be arranged inside the connection housing 90 as in the gas control device 200 shown in FIG.
  • FIG. 19 is a schematic cross-sectional view of a gas control device 700 according to the seventh embodiment of the present invention.
  • the gas control device 700 is different from the gas control device 300 shown in FIG. 10 in that the first pump 110, the second pump 120, and the third pump 130 are fixed to the connection housing 390 in the opposite direction.
  • the first suction hole 31 is connected to the container 70 and communicates with the container 70.
  • the first discharge hole 41 and the second suction hole 131 communicate with each other through the first closed space 280.
  • the second discharge hole 141 and the third suction hole 331 communicate with each other through the first closed space 280. Since other configurations are the same, description thereof is omitted.
  • the outer wall 2C corresponds to an example of the first outer wall of the present invention
  • the outer walls 2A and 2B correspond to an example of the second outer wall of the present invention.
  • FIG. 20 is a schematic cross-sectional view of the gas control device 700 while the first pump 110, the second pump 120, and the third pump 130 shown in FIG. 19 are sucking air.
  • a unidirectional arrow in FIG. 20 indicates the flow of air.
  • a double arrow in FIG. 20 indicates a differential pressure.
  • the hatching density in FIG. 20 indicates the magnitude of the pressure.
  • the air in the container 70 is sucked from the first suction hole 31 of the first pump 110 and from the first discharge hole 41. It flows into the first closed space 280.
  • the air in the first closed space 280 is sucked from the second suction hole 131 of the second pump 120 and flows into the second closed space 380 from the second discharge hole 141.
  • the air in the second closed space 380 is sucked from the third suction hole 331 of the third pump 130 and flows out of the third pump housing 302 from the third discharge hole 341. Thereby, the pressure in the container 70 becomes low.
  • the maximum suction flow rate generated by the three first pumps 110, the second pump 120, and the third pump 130 connected in series is the same as the maximum suction flow rate generated by the one first pump 110.
  • each of the first pump 110, the second pump 120, and the third pump 130 generates three suction pressures P1, and the three first pumps 110 and the second pumps connected in series.
  • the maximum suction pressure created by the pump 120 and the third pump 130 is 3 ⁇ P1.
  • the first pump 110, the second pump 120, and the third pump 130 are connected in series by the connection housing 390. Further, with respect to the first pump 110, a portion other than the first nozzle 45 in the first pump housing 2 faces the first closed space 280.
  • the outer wall 2C in which at least the first discharge hole 41 is provided among the plurality of outer walls 2A, 2B, 2C faces the first closed space 280. Furthermore, out of the plurality of outer walls 2A, 2B, 2C, the outer walls 2A, 2B other than the outer wall 2C also face the first closed space 280.
  • the differential pressure ⁇ P between the inner pressure P0-3 ⁇ P1 and the outer pressure P0-2 ⁇ P1 on the outer walls 2A, 2B, 2C of the first pump housing 2 is P1.
  • the differential pressure ⁇ P between the inner pressure P0-2 ⁇ P1 and the outer pressure P0-2 ⁇ P1 in the second pump housing 102 is zero.
  • the differential pressure ⁇ P between the inner pressure P0-P1 and the outer pressure P0-P1 in the third pump housing 302 is zero.
  • the gas control apparatus 700 suppresses the pressure difference ⁇ P between the inner pressure and the outer pressure in the first pump housing 2 of the lowest-stage first pump 110 to be equal to or lower than the suction pressure P1 of the first pump 110. be able to.
  • the gas control device 700 can prevent the first pump 110 connected to the low stage side from being damaged even when a plurality of pumps are connected in series. Further, similarly to the gas control device 100, the gas control device 700 does not need to increase the size of the first pump 110 or increase the weight of the first pump 110.
  • FIG. 21 is a diagram showing an example of the relationship between the number of pumps connected in series and the differential pressure applied to the lowest pump housing.
  • the gas control devices 100 to 700 of the present embodiment provide the differential pressure ⁇ P between the inner pressure and the outer pressure in the lowest pump side first pump housing 2,
  • the discharge pressure P1 of the first pump 110 can be suppressed below.
  • O-ring 63 ... packing 65, 66 ... check valve 67, 68 ... wiring 70 ... container 80, 280, 580 ... first closed space 81 ... closed space 85 ... lid housing 89 ... connection holes 90, 290, 390, 490, 491, 590 ... connection housing 91 ... first housing 92 ... second housings 100, 200, 300 , 400, 500, 600, 700 ... gas control device 102 ... second Pump housing 110 ... first pump 120 ... second pump 130 ... third pump 131 ... second suction hole 132 ... channel hole 135 ... second nozzle 141 ... second discharge hole 145 ... second nozzle 165 ... second nozzle 191 ... 1st opening 192 ... 2nd opening 193 ...

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Abstract

気体制御装置（１００）は第１ポンプ（１１０）と第２ポンプ（１２０）と接続筐体（９０）とを備える。第１ポンプ（１１０）は第１ポンプ筐体（２）と第１吸引孔（３１）と第１吐出孔（４１）とを有している。第１ポンプ筐体（２）は複数の外壁（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ）を有する。第２ポンプ（１２０）は第２ポンプ筐体（１０２）と第２吸引孔（１３１）と第２吐出孔（１４１）とを有する。接続筐体（９０）は第１開口部（１９１）と第２開口部（１９２）とを有している。接続筐体（９０）は第１ポンプ筐体（２）及び第２ポンプ筐体（１０２）とともに第１閉鎖空間（８０）を形成する。第２吐出孔（１４１）と第１吸引孔（３１）とは第１閉鎖空間（８０）を介して通じている。第１ポンプ（１１０）と第２ポンプ（１２０）とは直列に接続されている。第１吸引孔（３１）が設けられている外壁（２Ａ）は第１閉鎖空間（８０）に面している。

Description

気体制御装置
　本発明は、気体を輸送する気体制御装置に関するものである。
　従来、気体を輸送する気体制御装置が広く使用されている。例えば特許文献１は、空気を輸送する流体輸送システム９００を開示している。
　図２２は、特許文献１に係る流体輸送システム９００の平面図である。図２３は、図２２に示す流体輸送システム９００が空気を吐出している様子を示す断面図である。流体輸送システム９００は、流路９３１、９３３、９３５と、２個のポンプ９１０、９２０とを備えている。ポンプ９１０とポンプ９２０とは、同じ構成を有している。流体輸送システム９００において２個のポンプ９１０、９２０は、直列に接続されている。流路９３５は例えば容器に接続する。
　以上の構成において、図２３に示すように２個のポンプ９１０、９２０が空気を吐出している間、空気は流路９３１から流路９３３を介して流路９３５へ流れ、容器に流入する。これにより容器内の圧力が高くなる。一方、２個のポンプ９１０、９２０が空気を吸引している間、容器内部の空気は流路９３５から流路９３３を介して流路９３１へ流れる。これにより容器内の圧力が低くなる。
　ここで、直列に接続された２個のポンプ９１０、９２０が作り出す最大吐出流量は、１個のポンプ９１０が作り出す最大吐出流量と同じである。一方、直列に接続された２個のポンプ９１０、９２０が作り出す最大吐出圧力は、１個のポンプ９１０が作り出す最大吐出圧力の２倍の圧力である。例えば図２３に示すように、ポンプ９１０、９２０のそれぞれは、吐出圧力Ｐ１を作り出すため、直列に接続された２個のポンプ９１０、９２０が作り出す最大吐出圧力は、２×Ｐ１となる。
特開２００４－１６９７０６号公報
　しかしながら、複数個のポンプが直列に接続した場合、容器に近い低段側に接続されているポンプではポンプ筐体の内側の圧力と外側の圧力との差が増加する。例えば図２３に示すように、高段側のポンプ９２０ではポンプ筐体における内側の圧力Ｐ１＋Ｐ０と外側の圧力Ｐ０（大気圧）との差圧ΔＰがＰ１であるのに対して、容器に近い低段側のポンプ９１０ではポンプ筐体における内側の圧力２×Ｐ１＋Ｐ０と外側の圧力Ｐ０（大気圧）との差圧ΔＰが２×Ｐ１である。
　そのため、低段側に接続されているポンプ９１０では高段側に接続されているポンプ９２０に比べて、ポンプ筐体９０２が変形し易い。よって、低段側に接続されているポンプ９１０ではポンプ筐体９０２が破損する可能性がある。
　そこで、ポンプ筐体９０２の厚みを厚くし、耐圧性能を高める方法も考えられるが、この方法ではポンプ９１０が大型化したりポンプ９１０の重量が増加したりするという問題がある。
　特に手首式血圧計またはＮＰＷＴ（Negative Pressure Wound Therapy）のように携行性が求められる機器では、ポンプが大型化すると利便性を損なう。
　本発明の目的は、複数個のポンプが直列に接続した場合でも、低段側に接続されているポンプが破損することを防止できる気体制御装置を提供することにある。
（１）本発明の気体制御装置は、複数の外壁を有する第１ポンプ筐体と、第１ポンプ筐体に設けられた第１吸引孔及び第１吐出孔とを有する第１ポンプと、
　第２ポンプ筐体と、第２ポンプ筐体に設けられた第２吸引孔及び第２吐出孔とを有する第２ポンプと、
　第１ポンプ筐体及び第２ポンプ筐体とともに第１閉鎖空間を形成する接続筐体と、を備え、
　複数の外壁のうち少なくとも第１吸引孔が設けられている第１外壁は、第１閉鎖空間に面し、
　第２吐出孔と第１吸引孔とは、第１閉鎖空間を介して通じている。
　この構成において例えば第１吐出孔は容器に接続される。
（２）本発明の気体制御装置は、複数の外壁を有する第１ポンプ筐体と、第１ポンプ筐体に設けられた第１吸引孔及び第１吐出孔とを有する第１ポンプと、
　第２ポンプ筐体と、第２ポンプ筐体に設けられた第２吸引孔及び第２吐出孔とを有する第２ポンプと、
　第１ポンプ筐体及び第２ポンプ筐体とともに第１閉鎖空間を形成する接続筐体と、を備え、
　複数の外壁のうち少なくとも第１吐出孔が設けられている第１外壁は、第１閉鎖空間に面し、
　第１吐出孔と第２吸引孔とは、第１閉鎖空間を介して通じている。
　この構成において例えば第１吸引孔は容器に接続される。
（３）上記（１）（２）の構成において気体制御装置は、接続筐体によって第１ポンプと第２ポンプとを直列に接続している。そして、複数の外壁のうち少なくとも第１外壁は、第１閉鎖空間に面している。
　そのため、気体制御装置は、容器に近い低段側の第１ポンプにおいて第１ポンプ筐体の第１外壁における内側の圧力と外側の圧力との差圧ΔＰを、第１ポンプの吐出圧力Ｐ１までに抑えることができる。
　したがって、気体制御装置は、複数個のポンプが直列に接続した場合でも、低段側に接続されている第１ポンプが破損することを防止できる。また、気体制御装置は、第１外壁の厚みを厚くし、耐圧性能を高める必要が無い。そのため、気体制御装置は、第１ポンプを大型化したり第１ポンプの重量を増加したりせずに済む。
　ここで本発明のポンプは、ポンプ自身にかかる負荷に応じてポンプの設計を最適化することが望ましい。ポンプ自身にかかる負荷とは，ポンプにかかる圧力，もしくは流体の密度をさす。具体的にはロータリーポンプの場合は流体密度が低いほど低トルク・高回転数に、一方流体密度が高いほど高トルク・低回転数に動くよう設計することが望ましい。一方ダイヤフラムポンプの場合は流体密度が低いほど高振幅・低慣性に，流体密度が高いほど低振幅・高慣性に動くよう設計することが望ましい。前述のポンプ設計とすることで、効率よく流体圧力を高めることが出来る。
　加えて接続筐体は剛性の高いほうが望ましい。これにより圧力の上昇に伴う筐体の変形を抑えられるからである。
　更に閉鎖空間に面していないポンプ筺体は、略同一部材であることが望ましい。ポンプ筐体で耐圧が脆弱な箇所は構成部材の接合部であることが多く、接合部が閉鎖空間に面するとそこを起点に変形、亀裂が入るためである。
　本発明は、複数個のポンプが直列に接続した場合でも、低段側に接続されているポンプが破損することを防止できる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る気体制御装置１００の概略断面図である。 図２は、図１に示す気体制御装置１００の断面図である。 図３は、図１に示す気体制御装置１００の分解斜視図である。 図４は、図１に示す気体制御装置１００の分解斜視図である。 図５は、図１に示す第１ポンプ１１０の外観斜視図である。 図６は、図１に示す第１ポンプ１１０の分解斜視図である。 図７は、図１に示す第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０とが空気を吐出している間における気体制御装置１００の概略断面図である。 図８は、本発明の第２の実施形態に係る気体制御装置２００の概略断面図である。 図９は、図８に示す第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０とが空気を吐出している間における気体制御装置２００の概略断面図である。 図１０は、本発明の第３の実施形態に係る気体制御装置３００の概略断面図である。 図１１は、図１０に示す第１ポンプ１１０、第２ポンプ１２０及び第３ポンプ１３０が空気を吐出している間における気体制御装置３００の概略断面図である。 図１２は、本発明の第４の実施形態に係る気体制御装置４００の概略断面図である。 図１３は、図１２に示す第１ポンプ１１０、第２ポンプ１２０及び第３ポンプ１３０が空気を吐出している間における気体制御装置４００の概略断面図である。 図１４は、本発明の第５の実施形態に係る気体制御装置５００の概略断面図である。 図１５は、図１４に示すＳ－Ｓ線の断面図である。 図１６は、図１４に示す第１ポンプ５１０と第２ポンプ５２０とが空気を吐出している間における気体制御装置５００の概略断面図である。 図１７は、本発明の第６の実施形態に係る気体制御装置６００の概略断面図である。 図１８は、図１７に示す第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０とが空気を吸引している間における気体制御装置６００の概略断面図である。 図１９は、本発明の第７の実施形態に係る気体制御装置７００の概略断面図である。 図２０は、図１９に示す第１ポンプ１１０、第２ポンプ１２０及び第３ポンプ１３０が空気を吸引している間における気体制御装置７００の概略断面図である。 図２１は、直列接続するポンプの個数と最も低段側のポンプ筐体にかかる差圧との関係の一例を示す図である。 図２２は、特許文献１に係る流体輸送システム９００の平面図である。 図２３は、図２２に示す流体輸送システム９００が空気を吐出している様子を示す断面図である。 図２４は、バルブ１０１の分解斜視図である。 バルブ１０１を備えた第１ポンプおよび第２ポンプ１２０が空気を吐出している場合の概略断面図である。
　以下、本発明の第１の実施形態に係る気体制御装置について説明する。
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る気体制御装置１００の概略断面図である。気体制御装置１００は、第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０と接続筐体９０とを備える。
　第１ポンプ１１０は、第１ポンプ筐体２と、第１ポンプ筐体２に設けられた第１吸引孔３１及び第１吐出孔４１と、第１吐出孔４１を内側に形成する第１ノズル４５と、第１吸引孔３１を内側に形成する第１ノズル３５と、を有している。第１ポンプ筐体２は複数の外壁２Ａ、２Ｂ、２Ｃを有する。なお、本実施形態では、外壁２Ａが本発明の第１外壁の一例に相当し、外壁２Ｂ、２Ｃが本発明の第２外壁の一例に相当する。
　第２ポンプ１２０は、第２ポンプ筐体１０２と、第２ポンプ筐体１０２に設けられた第２吸引孔１３１及び第２吐出孔１４１と、第２吐出孔１４１を内側に形成する第２ノズル１４５と、第２吸引孔１３１を内側に形成する第２ノズル１３５と、を有する。
　接続筐体９０は、第１開口部１９１と第２開口部１９２と配線６７と配線６８とを有している。接続筐体９０は、第１ノズル４５が第１開口部１９１に嵌められることによって第１ポンプ筐体２を固定している。これにより、接続筐体９０は、第１ノズル４５でのみ第１ポンプ１１０と接触する。そのため、接続筐体９０は、第１ポンプ１１０の振動を阻害しない。よって、第１ポンプ１１０の特性を維持できる。
　なお、配線６８は、不図示の電源に接続し、後述の第１ポンプ１１０の外部接続端子３Ａ，４Ａに接続する。
　また、接続筐体９０は、第２ノズル１４５が第２開口部１９２に嵌められることによって第２ポンプ筐体１０２を固定している。これにより、接続筐体９０は、第２ノズル１４５でのみ第２ポンプ１２０と接触する。そのため、接続筐体９０は、第２ポンプ１２０の振動を阻害しない。よって、第２ポンプ１２０の特性を維持できる。
　なお、配線６７は、不図示の電源に接続し、後述の第２ポンプ１２０の外部接続端子３Ａ，４Ａに接続する。
　接続筐体９０は、第１ポンプ１１０の第１ポンプ筐体２及び第２ポンプ１２０の第２ポンプ筐体１０２とともに第１閉鎖空間８０を形成する。そして、第２吐出孔１４１と第１吸引孔３１とは、第１閉鎖空間８０を介して通じている。このようにして第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０とは、直列に接続されている。また、第１吐出孔４１は、容器７０の内部に通じている。第２吸引孔１３１は、大気に開放されている。
　ここで、第１ポンプ１１０に関して、第１ポンプ筐体２における第１ノズル４５以外の部分が、第１閉鎖空間８０に面している。すなわち、複数の外壁２Ａ、２Ｂ、２Ｃのうち少なくとも外壁２Ａは、第１閉鎖空間８０に面している。さらに、複数の外壁２Ａ、２Ｂ、２Ｃのうち、外壁２Ａ以外の外壁２Ｂ、２Ｃも、第１閉鎖空間８０に面している。
　次に、気体制御装置１００の具体的な構成の一例について説明する。
　図２は、図１に示す気体制御装置１００の断面図である。図３は、上面側から見た図１に示す気体制御装置１００の分解斜視図である。図４は、下面側から見た図１に示す気体制御装置１００の分解斜視図である。
　接続筐体９０は、蓋筐体８５と第１筐体９１と第２筐体９２とがパッキン６３、６４を介して積層された構造を有している。蓋筐体８５は８つのボルト孔Ｎ０を有する。第１筐体９１は８つのボルト孔Ｎ１を有する。第２筐体９２は８つのボルト孔Ｎ２を有する。蓋筐体８５と第１筐体９１と第２筐体９２とは、８つのボルトＢのそれぞれが各ボルト孔Ｎ０、Ｎ１、Ｎ２に挿入されることによって接合される。蓋筐体８５は、容器７０の内部に通じる接続孔８９を有する。第１筐体９１は、第１開口部１９１を有している。第２筐体９２は、第２開口部１９２を有している。
　蓋筐体８５と第１筐体９１とは、接続孔８９及び第１吐出孔４１に通じる閉鎖空間８１を形成する。
　第１筐体９１は、第１ノズル４５がＯリング６１を介して第１開口部１９１に嵌められることによって第１ポンプ筐体２を固定している。これにより、第１吐出孔４１は、容器７０の内部に通じている。
　第２筐体９２は、第２ノズル１４５がＯリング６２を介して第２開口部１９２に嵌められることによって第２ポンプ筐体１０２を固定している。第２吸引孔１３１は、大気に開放されている。
　さらに、第１筐体９１には、逆止弁６６が設けられている。また、第２筐体９２には、逆止弁６５が設けられている。第１ポンプ１１０及び第２ポンプ１２０のいずれかのポンプが閉塞状態で故障した場合、故障したポンプと並列に接続されている逆止弁６５又は逆止弁６６が開いて、故障しているポンプ間を通じる。そのため、逆止弁６５及び逆止弁６６は、気体制御装置１００の吐出圧力又は吸引圧力が０ｋＰａになることを防止できる。
　以上の構成において第１筐体９１と第２筐体９２とは、第１ポンプ筐体２及び第２ポンプ筐体１０２とともに第１閉鎖空間８０を形成する。そして、第２吐出孔１４１と第１吸引孔３１とは、第１閉鎖空間８０を介して通じている。
　なお、ここでは接続筐体９０が逆止弁６５及び逆止弁６６を有しているが、これに限るものではない。実施の際、接続筐体９０は逆止弁６５及び逆止弁６６を有していなくてもよい。
　次に、第１ポンプ１１０の具体的な構成の一例について説明する。なお、本実施形態において第２ポンプ１２０の構成は第１ポンプ１１０の構成と同じである。即ち、第２ポンプ１２０における第２ポンプ筐体１０２と第２吸引孔１３１と第２吐出孔１４１と第２ノズル１３５と第２ノズル１４５とのそれぞれの構成は、第１ポンプ１１０における第１ポンプ筐体２と第１吸引孔３１及び第１吐出孔４１と第１ノズル３５と第１ノズル４５とのそれぞれの構成と同じである。そのため、第２ポンプ１２０の構成についての説明は省略する。
　図５は、図１に示す第１ポンプ１１０の外観斜視図である。
　第１ポンプ１１０は、第１ポンプ筐体２と外部接続端子３Ａ，４Ａとを備えている。外部接続端子３Ａ，４Ａは外部電源に接続され、交流駆動信号が印加される。第１ポンプ筐体２は、直方体状であり、第１吸引孔３１が設けられている１つの外壁２Ａと、第１吐出孔４１が設けられている１つの外壁２Ｃと、外壁２Ａ及び外壁２Ｃ以外の４つの外壁２Ｂと、を有している。
　また、第１ポンプ筐体２は、内部にポンプ室６を構成している。第１ポンプ筐体２は、ポンプ室６に通じる第１吐出孔４１と、ポンプ室６に通じる第１吸引孔３１（図６参照）とを有している。
　図６は、図１に示す第１ポンプ１１０の分解斜視図である。第１ポンプ１１０は、外壁２Ａ、流路板１２、対向板１３、振動板１５、圧電素子１６、絶縁板１７、給電板１８、および外壁２Ｃを備え、それらを順に積層した構造を有している。
　外壁２Ａは、板状であり、３つの第１吸引孔３１を有している。流路板１２と対向板１３とには、３つの第１吸引孔３１及びポンプ室６に通じる流路が形成されている。振動板１５と絶縁板１７と給電板１８とは、ポンプ室６（図５参照）を構成している。外壁２Ｃには、ポンプ室６に通じる第１吐出孔４１が形成されている。
　流路板１２は、１つの開口３２と、３つの流路３３と、６つの接着剤封止孔３４と、を有している。開口３２は、流路板１２の中心位置に設けられている。該開口３２は、下面側が外壁２Ａに覆われ、上面側が後述する対向板１３の流路孔１３２に通じる。
　３つの流路３３は、流路板１２の中心付近に設けられた開口３２から放射方向に延びている。各流路３３の第一端は、開口３２に通じる。各流路３３の第二端は、外壁２Ａにおける３つの第１吸引孔３１それぞれに通じる。各流路３３は、第二端を除いて上下が外壁２Ａと対向板１３とに覆われている。
　６つの接着剤封止孔３４は、ポンプ室６に通じている。各接着剤封止孔３４は、ポンプ室６（図５参照）の外周に沿って互いの間に間隔を空けて配置されている。各接着剤封止孔３４は、下面側が外壁２Ａに覆われ、上面側が後述する対向板１３の接着剤封止孔３６に通じる。
　対向板１３は、金属製であり、外方へ突出するように外部接続端子３Ａを備えている。また、対向板１３は、１つの流路孔１３２と、６つの接着剤封止孔３６と、を有している。
　流路孔１３２は、対向板１３の中心に流路板１２の開口３２よりも小さい径で設けられている。該流路孔１３２は、下面側が流路板１２の開口３２に通じ、上面側がポンプ室６（図５参照）に通じる。
　６つの接着剤封止孔３６は、ポンプ室６（図５参照）の外周に沿って互いの間に間隔を空けて配置されている。各接着剤封止孔３６は、流路板１２の各接着剤封止孔３４に通じている。
　接着剤封止孔３４，３６は、対向板１３と振動板１５とを接着する際に使用する未硬化状態の接着剤が流れ込む孔である。接着剤封止孔３４，３６は、未硬化状態の接着剤がポンプ室６（図５参照）にはみ出して振動板１５の連結部２３に接着することを防ぐ。
　第１振動板（または第２振動板）である振動板１５は、例えばＳＵＳのような金属板である。振動板１５は、円板部２１と、枠部２２と、３つの連結部２３とを備える。振動板１５は、円板部２１と枠部２２と連結部２３とに囲まれる複数の開口３７を有している。複数の開口３７はポンプ室６（図５参照）の一部を構成するものである。円板部２１は、平面視して円形状である。枠部２２は、平面視して円形の開口を設けた枠状であり、円板部２１の周囲を間隔を空けた状態で囲む。各連結部２３は、円板部２１と枠部２２とを連結する。円板部２１は、ポンプ室６（図５参照）の内部に浮いた状態で連結部２３に支持される。
　第１圧電体（または第２圧電体）である圧電素子１６は、圧電材料からなる円板の上面および下面に電極を設けて構成している。圧電素子１６の上面の電極は、給電板１８を介して、外部接続端子４Ａに電気的に接続している。圧電素子１６の下面の電極は、振動板１５、対向板１３を介して、外部接続端子３Ａに電気的に接続している。
　圧電素子１６と円板部２１とは、図示しない接着剤等を介して貼付されており、振動部２４を構成している。振動部２４は、圧電素子１６と円板部２１とのユニモルフ構造であり、圧電素子１６の伸縮が円板部２１に拘束されることによって上下方向の屈曲振動が生じるように構成されている。
　絶縁板１７は、平面視して円形の開口３８を有する枠状である。開口３８はポンプ室６（図５参照）の一部を構成する。該絶縁板１７は、絶縁性樹脂からなり、給電板１８と振動板１５との間を電気的に絶縁している。
　給電板１８は、金属製である。給電板１８は、外部接続端子４Ａと、内部接続端子２７と、を備え、支持部２９に囲まれる開口３９を有している。内部接続端子２７は、圧電素子１６の上面の電極に接触する。
　外壁２Ｃは、板状であり、ポンプ室６（図５参照）の上面を覆う。外壁２Ｃは、第１吐出孔４１を有している。第１吐出孔４１は、ポンプ室６に通じている。
　以上の第１ポンプ１１０において、外部接続端子３Ａ，４Ａに交流駆動信号が印加されると、圧電素子１６の厚み方向に交番電界が印加される。この結果、圧電素子１６が面内方向に伸縮し、振動部２４が同心円状に屈曲振動する。
　これにより、ポンプ室６の内部で流路孔１３２の周辺に負圧が生じ、第１吸引孔３１からポンプ室６に気体が吸引され、ポンプ室６の気体が第１吐出孔４１からポンプ室６の外部に吐出される。
　なお、図５、図６では第１ノズル３５が省略されているが、第１ノズル３５が第１吸引孔３１に装着されていてもよい。
　次に、第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０とが空気を吐出している間における空気の流れについて説明する。
　図７は、図１に示す第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０とが空気を吐出している間における気体制御装置１００の概略断面図である。図７中の一方向矢印は、空気の流れを示している。図７中の両方向矢印は、差圧を示している。図７中のハッチングの濃さは、圧力の大きさを示している。
　第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０とが空気を吐出している間、空気は第２ポンプ１２０の第２吸引孔１３１から吸引され、第２吐出孔１４１から第１閉鎖空間８０に流入する。そして、空気は第１ポンプ１１０の第１吸引孔３１から吸引され、第１吐出孔４１から容器７０に流入する。これにより容器７０内の圧力が高くなる。
　以上において、直列に接続された２個の第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０とが作り出す最大吐出流量は、１個の第１ポンプ１１０が作り出す最大吐出流量と同じである。一方、図７に示すように、第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０とのそれぞれは、吐出圧力Ｐ１を作り出すため、直列に接続された２個の第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０とが作り出す最大吐出圧力は、２×Ｐ１となる。
　ここで、前述したように、複数個のポンプが直列に接続した場合、容器に近い低段側に接続されているポンプではポンプ筐体の内側の圧力と外側の圧力との差が増加する。例えば図２２又は図２３に示すように、高段側のポンプ９２０ではポンプ筐体における内側の圧力Ｐ１＋Ｐ０と外側の圧力Ｐ０（大気圧）との差圧ΔＰがＰ１であるのに対して、容器７０に近い低段側のポンプ９１０ではポンプ筐体における内側の圧力２×Ｐ１＋Ｐ０と外側の圧力Ｐ０（大気圧）との差圧ΔＰが２×Ｐ１である。
　しかしながら、気体制御装置１００は、接続筐体９０によって第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０とを直列に接続している。そして、複数の外壁２Ａ、２Ｂ、２Ｃのうち少なくとも外壁２Ａは、第１閉鎖空間８０に面している。
　そのため、接続筐体９０における内側の圧力Ｐ１＋Ｐ０と外側の圧力Ｐ０（大気圧）との差圧ΔＰがＰ１である。そして、最も低段側の第１ポンプ１１０においても第１ポンプ筐体２の外壁２Ａにおける内側の圧力２×Ｐ１＋Ｐ０と外側の圧力Ｐ１＋Ｐ０との差圧ΔＰがＰ１である。また、第２ポンプ１２０においても第２ポンプ筐体１０２における内側の圧力Ｐ１＋Ｐ０と外側の圧力Ｐ０との差圧ΔＰがＰ１である。
　よって、気体制御装置１００は、最も低段側の第１ポンプ１１０の第１ポンプ筐体２における内側の圧力と外側の圧力との差圧ΔＰを、第１ポンプ１１０の吐出圧力Ｐ１以下に抑えることができる。
　したがって、気体制御装置１００は、複数個のポンプが直列に接続した場合でも、低段側に接続されている第１ポンプ１１０が破損することを防止できる。また、気体制御装置１００は、第１ポンプ筐体２の厚みを厚くし、耐圧性能を高める必要が無い。そのため、気体制御装置１００は、第１ポンプ１１０を大型化したり第１ポンプ１１０の重量を増加したりせずに済む。
　さらに、気体制御装置１００では、複数の外壁２Ａ、２Ｂ、２Ｃのうち、外壁２Ａ以外の外壁２Ｂ、２Ｃも、第１閉鎖空間８０に面している。したがって、気体制御装置１００は、複数個のポンプが直列に接続した場合でも、低段側に接続されている第１ポンプ１１０が破損することをより防止できる。
　なお、第２ノズル１４５における内側の圧力Ｐ１＋Ｐ０と外側の圧力Ｐ１＋Ｐ０との差圧ΔＰが０である。そのため、気体制御装置１００では、接続筐体９０内部の空気が第２ノズル１４５と第２ポンプ筐体１０２との隙間から第２ポンプ筐体１０２の外部へ流出し難い。
　以下、本発明の第２の実施形態に係る気体制御装置について説明する。
　図８は、本発明の第２の実施形態に係る気体制御装置２００の概略断面図である。図９は、図８に示す第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０とが空気を吐出している間における気体制御装置２００の概略断面図である。図９中の一方向矢印は、空気の流れを示している。図９中の両方向矢印は、差圧を示している。図９中のハッチングの濃さは、圧力の大きさを示している。
　気体制御装置２００が図１に示す気体制御装置１００と相違する点は、第２ポンプ１２０及び配線６７が接続筐体９０の内部に配置されている点である。接続筐体９０は、第２ノズル１３５が第２開口部１９２に嵌められることによって第２ポンプ筐体１０２を固定している。その他の構成に関しては同じであるため、説明を省略する。
　気体制御装置２００において接続筐体９０は、第１ポンプ筐体２及び第２ポンプ筐体１０２とともに第１閉鎖空間２８０を形成する。そして、第２吐出孔１４１と第１吸引孔３１とは、第１閉鎖空間２８０を介して通じている。
　以上より、気体制御装置２００は、接続筐体９０によって第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０とを直列に接続している。また、第１ポンプ１１０に関して、第１ポンプ筐体２における第１ノズル４５以外の部分が、第１閉鎖空間２８０に面している。
　すなわち、複数の外壁２Ａ、２Ｂ、２Ｃのうち少なくとも外壁２Ａは、第１閉鎖空間２８０に面している。さらに、複数の外壁２Ａ、２Ｂ、２Ｃのうち、外壁２Ａ以外の外壁２Ｂ、２Ｃも、第１閉鎖空間２８０に面している。
　そのため、接続筐体９０における内側の圧力Ｐ１＋Ｐ０と外側の圧力Ｐ０（大気圧）との差圧ΔＰがＰ１である。そして、最も低段側の第１ポンプ１１０においても第１ポンプ筐体２の外壁２Ａ、２Ｂ、２Ｃにおける内側の圧力２×Ｐ１＋Ｐ０と外側の圧力Ｐ１＋Ｐ０との差圧ΔＰがＰ１である。また、第２ポンプ１２０においても第２ポンプ筐体１０２における内側の圧力Ｐ１＋Ｐ０と外側の圧力Ｐ１＋Ｐ０との差圧ΔＰが０である。
　よって、気体制御装置２００は、最も低段側の第１ポンプ１１０の第１ポンプ筐体２における内側の圧力と外側の圧力との差圧ΔＰを、第１ポンプ１１０の吐出圧力Ｐ１以下に抑えることができる。
　したがって、気体制御装置２００は気体制御装置１００と同様に、複数個のポンプが直列に接続した場合でも、低段側に接続されている第１ポンプ１１０が破損することを防止できる。また、気体制御装置２００は気体制御装置１００と同様に、第１ポンプ１１０を大型化したり第１ポンプ１１０の重量を増加したりせずに済む。
　また、気体制御装置２００は配線６７を接続筐体９０の内部に備える。そのため、気体制御装置２００は気体制御装置１００に比べて断線などの可能性が低く、信頼性を向上できる。
　しかし、図９に示すように、第２ノズル１３５における内側の圧力Ｐ０と外側の圧力Ｐ１との差圧ΔＰがＰ１である。そのため、気体制御装置２００は気体制御装置１００に比べて、接続筐体９０内部の空気が第２ノズル１３５と第２ポンプ筐体１０２との隙間から第２ポンプ筐体１０２の外部へ流出し易い。
　以下、本発明の第３の実施形態に係る気体制御装置について説明する。
　図１０は、本発明の第３の実施形態に係る気体制御装置３００の概略断面図である。図１１は、図１０に示す第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０と第３ポンプ１３０とが空気を吐出している間における気体制御装置３００の概略断面図である。図１１中の一方向矢印は、空気の流れを示している。図１１中の両方向矢印は、差圧を示している。図１１中のハッチングの濃さは、圧力の大きさを示している。なお、図１０、図１１では配線の図示を省略している。
　気体制御装置３００が図１に示す気体制御装置１００と相違する点は、第３ポンプ１３０と接続筐体３９０とを備える点である。その他の構成に関しては同じであるため、説明を省略する。
　第３ポンプ１３０は、第３ポンプ筐体３０２と、第３ポンプ筐体３０２に設けられた第３吸引孔３３１及び第３吐出孔３４１と、第３吐出孔３４１を内側に形成する第３ノズル３４５と、第３吸引孔３３１を内側に形成する第３ノズル３３５と、を有している。本実施形態において第３ポンプ１３０の構成は、第１ポンプ１１０の構成と同じであるため、説明を省略する。
　接続筐体３９０が接続筐体９０と相違する点は形状である。接続筐体３９０は、第３開口部１９３が形成された接続筐体２９０と接続筐体９０とが接合されることによって構成されている。これにより、接続筐体３９０は、第３開口部１９３を有している。
　そして、接続筐体３９０は、第３ノズル３３５が第３開口部１９３に嵌められることによって第３ポンプ筐体３０２を固定している。これにより、接続筐体３９０は、第３ノズル３３５でのみ第３ポンプ１３０と接触する。そのため、接続筐体３９０は、第３ポンプ１３０の振動を阻害しない。よって、気体制御装置３００は第３ポンプ１３０の特性を維持できる。
　接続筐体３９０は、第１ポンプ筐体２、第２ポンプ筐体１０２及び第３ポンプ筐体３０２とともに第１閉鎖空間２８０及び第２閉鎖空間３８０を形成する。そして、第２吐出孔１４１と第１吸引孔３１とは、第１閉鎖空間２８０を介して通じている。さらに、第３吐出孔３４１と第２吸引孔１３１とは、第２閉鎖空間３８０を介して通じている。また、第３吸引孔３３１は、大気に開放されている。その他の構成に関しては同じであるため、説明を省略する。
　以上において、直列に接続された３個の第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０と第３ポンプ１３０とが作り出す最大吐出流量は、１個の第１ポンプ１１０が作り出す最大吐出流量と同じである。一方、図１１に示すように、第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０と第３ポンプ１３０とのそれぞれは、吐出圧力Ｐ１を作り出すため、直列に接続された３個の第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０と第３ポンプ１３０とが作り出す最大吐出圧力は、３×Ｐ１となる。
　しかしながら、気体制御装置３００は、接続筐体３９０によって第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０と第３ポンプ１３０とを直列に接続している。また、第１ポンプ１１０に関して、第１ポンプ筐体２における第１ノズル４５以外の部分が、第１閉鎖空間２８０に面している。
　すなわち、複数の外壁２Ａ、２Ｂ、２Ｃのうち少なくとも外壁２Ａは、第１閉鎖空間２８０に面している。さらに、複数の外壁２Ａ、２Ｂ、２Ｃのうち、外壁２Ａ以外の外壁２Ｂ、２Ｃも、第１閉鎖空間２８０に面している。
　そのため、最も低段側の第１ポンプ１１０においても第１ポンプ筐体２の外壁２Ａ、２Ｂ、２Ｃにおける内側の圧力３×Ｐ１＋Ｐ０と外側の圧力２×Ｐ１＋Ｐ０との差圧ΔＰがＰ１である。また、第２ポンプ１２０において第２ポンプ筐体１０２における内側の圧力２×Ｐ１＋Ｐ０と外側の圧力２×Ｐ１＋Ｐ０との差圧ΔＰが０である。また、第３ポンプ１３０において第３ポンプ筐体３０２における内側の圧力Ｐ１＋Ｐ０と外側の圧力Ｐ１＋Ｐ０との差圧ΔＰが０である。
　よって、気体制御装置３００は、最も低段側の第１ポンプ１１０の第１ポンプ筐体２における内側の圧力と外側の圧力との差圧ΔＰを、第１ポンプ１１０の吐出圧力Ｐ１以下に抑えることができる。
　したがって、気体制御装置３００は気体制御装置１００と同様に、複数個のポンプが直列に接続した場合でも、低段側に接続されている第１ポンプ１１０が破損することを防止できる。また、気体制御装置３００は気体制御装置１００と同様に、第１ポンプ１１０を大型化したり第１ポンプ１１０の重量を増加したりせずに済む。
　また、接続筐体３９０は、接続筐体２９０と接続筐体９０とによって構成されている。そのため、気体制御装置３００は、第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０とを、配線が設けられた接続筐体９０に装着し、第３ポンプ１３０を、配線が設けられた接続筐体２９０に装着し、接続筐体９０と接続筐体２９０とを接合することによって製造される。よって、気体制御装置３００は、接続筐体３９０によって第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０と第３ポンプ１３０とを容易に直列に接続することができる。
　以下、本発明の第４の実施形態に係る気体制御装置について説明する。
　図１２は、本発明の第４の実施形態に係る気体制御装置４００の概略断面図である。図１３は、図１２に示す第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０と第３ポンプ１３０とが空気を吐出している間における気体制御装置４００の概略断面図である。図１３中の一方向矢印は、空気の流れを示している。図１３中の両方向矢印は、差圧を示している。図１３中のハッチングの濃さは、圧力の大きさを示している。なお、図１２、図１３では配線の図示を省略している。
　気体制御装置４００が図１０に示す気体制御装置３００と相違する点は、第２ポンプ１２０及び第３ポンプ１３０の配置と接続筐体４９０の形状とである。その他の構成に関しては同じであるため、説明を省略する。
　接続筐体４９０が接続筐体９０と相違する点は形状である。接続筐体４９０は、第３開口部１９３が形成された接続筐体４９１と接続筐体９０とが接合されることによって構成されている。これにより、接続筐体４９０は、第３開口部１９３を有している。
　接続筐体４９０は、第１ポンプ筐体２、第２ポンプ筐体１０２及び第３ポンプ筐体３０２とともに、第１閉鎖空間８０及び第２閉鎖空間４８０を形成する。そして、第２吐出孔１４１と第１吸引孔３１とは、第１閉鎖空間８０を介して通じている。さらに、第３吐出孔３４１と第２吸引孔１３１とは、第２閉鎖空間４８０を介して通じている。
　以上より、気体制御装置４００は、接続筐体４９０によって第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０と第３ポンプ１３０とを直列に接続している。また、第１ポンプ１１０に関して、第１ポンプ筐体２における第１ノズル４５以外の部分が、第１閉鎖空間８０に面している。
　すなわち、複数の外壁２Ａ、２Ｂ、２Ｃのうち少なくとも外壁２Ａは、第１閉鎖空間８０に面している。さらに、複数の外壁２Ａ、２Ｂ、２Ｃのうち、外壁２Ａ以外の外壁２Ｂ、２Ｃも、第１閉鎖空間８０に面している。
　そのため、最も低段側の第１ポンプ１１０においても第１ポンプ筐体２の外壁２Ａ、２Ｂ、２Ｃにおける内側の圧力３×Ｐ１＋Ｐ０と外側の圧力２×Ｐ１＋Ｐ０との差圧ΔＰがＰ１である。また、第２ポンプ１２０において第２ポンプ筐体１０２における内側の圧力２×Ｐ１＋Ｐ０と外側の圧力Ｐ１＋Ｐ０との差圧ΔＰがＰ１である。また、第３ポンプ１３０において第３ポンプ筐体３０２における内側の圧力Ｐ１＋Ｐ０と外側の圧力Ｐ０との差圧ΔＰがＰ１である。
　よって、気体制御装置４００は、最も低段側の第１ポンプ１１０の第１ポンプ筐体２における内側の圧力と外側の圧力との差圧ΔＰを、第１ポンプ１１０の吐出圧力Ｐ１以下に抑えることができる。
　したがって、気体制御装置４００は気体制御装置１００と同様に、複数個のポンプが直列に接続した場合でも、低段側に接続されている第１ポンプ１１０が破損することを防止できる。また、気体制御装置４００は気体制御装置１００と同様に、第１ポンプ１１０を大型化したり第１ポンプ１１０の重量を増加したりせずに済む。
　また、接続筐体４９０は、接続筐体４９１と接続筐体９０とによって構成されている。そのため、気体制御装置４００は、第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０とを、配線が設けられた接続筐体９０に装着し、第３ポンプ１３０を、配線が設けられた接続筐体４９１に装着し、接続筐体９０と接続筐体４９１とを接合することによって製造される。よって、気体制御装置４００は、接続筐体４９０によって第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０と第３ポンプ１３０とを容易に直列に接続することができる。
　以下、本発明の第５の実施形態に係る気体制御装置について説明する。
　図１４は、本発明の第５の実施形態に係る気体制御装置５００の概略断面図である。図１５は、図１４に示すＳ－Ｓ線の断面図である。図１６は、図１４に示す第１ポンプ５１０と第２ポンプ５２０とが空気を吐出している間における気体制御装置５００の概略断面図である。図１６中の一方向矢印は、空気の流れを示している。図１６中の両方向矢印は、差圧を示している。図１６中のハッチングの濃さは、圧力の大きさを示している。
　気体制御装置５００が図１に示す気体制御装置１００と相違する点は、第１ポンプ５１０、第２ポンプ５２０及び接続筐体５９０のそれぞれの形状である。
　第１ポンプ５１０は、図１４、図１５に示すように、第１ポンプ１１０と、第１ポンプ筐体５０２と、第１ポンプ筐体５０２に設けられた第１吸引孔５３１及び第１吐出孔５４１と、第１吐出孔５４１を内側に形成する第１ノズル５４５と、第１吸引孔５３１を内側に形成する第１ノズル５３５と、を有している。第１ポンプ筐体５０２は、円柱状であり、複数の外壁５０２Ａ，５０２Ｂを有する。外壁５０２Ａは、第１吸引孔５３１を有する。
　第１ポンプ筐体５０２は、固定部５９５を有する。第１ポンプ筐体５０２は固定部５９５によって、第１ポンプ１１０の第１ポンプ筐体２を内部に固定する。これにより、第１ポンプ筐体５０２は、第１ポンプ筐体２とともに、第１吸引孔３１及び第１吸引孔５３１に通じる閉鎖空間５０６と、第１吐出孔４１及び第１吐出孔５４１に通じる閉鎖空間５０７とを形成する。
　第２ポンプ５２０は、第１ポンプ１１０と、第２ポンプ筐体５５２と、第２ポンプ筐体５５２に設けられた第２吸引孔５６１及び第２吐出孔５７１と、第２吐出孔５７１を内側に形成する第２ノズル５７５と、第２吸引孔５６１を内側に形成する第２ノズル１６５と、を有する。
　ここで、第２ポンプ５２０の構成は第１ポンプ５１０の構成と同じである。すなわち、第２ポンプ筐体５５２と第２吸引孔５６１及び第２吐出孔５７１と第２ノズル５７５と第２ノズル１６５とのそれぞれの構成は、第１ポンプ筐体５０２と第１吸引孔５３１及び第１吐出孔５４１と第１ノズル５４５と第１ノズル５３５とのそれぞれの構成と同じである。
　接続筐体５９０は、第１開口部５９１と第２開口部５９２とを有している。接続筐体５９０は、第１ノズル５４５が第１開口部５９１に嵌められることによって第１ポンプ筐体５０２を固定している。これにより、接続筐体５９０は、第１ノズル５４５でのみ第１ポンプ１１０と接触する。そのため、接続筐体５９０は、第１ポンプ１１０の振動を阻害しない。よって、気体制御装置５００は第１ポンプ１１０の特性を維持できる。
　また、接続筐体５９０は、第２ノズル５７５が第２開口部５９２に嵌められることによって第２ポンプ筐体５５２を固定している。これにより、接続筐体５９０は、第２ノズル５７５でのみ第１ポンプ１１０と接触する。そのため、接続筐体５９０は、第１ポンプ１１０の振動を阻害しない。よって、気体制御装置５００は第１ポンプ１１０の特性を維持できる。
　接続筐体５９０は、第１ポンプ筐体５０２及び第２ポンプ筐体５５２とともに第１閉鎖空間５８０を形成する。そして、第２吐出孔５７１と第１吸引孔５３１とは、第１閉鎖空間５８０を介して通じている。また、第１吐出孔５４１は、容器７０の内部に通じている。第２吸引孔５６１は、大気に開放されている。
　以上より、気体制御装置５００は、接続筐体５９０によって第１ポンプ５１０と第２ポンプ５２０とを直列に接続している。また、第１ポンプ５１０に関して、第１ポンプ筐体５０２における第１ノズル５４５以外の部分が、第１閉鎖空間５８０に面している。
　そのため、複数の外壁５０２Ａ，５０２Ｂのうち少なくとも外壁５０２Ａは、第１閉鎖空間８０に面している。さらに、複数の外壁５０２Ａ，５０２Ｂのうち、外壁５０２Ａ以外の外壁５０２Ｂも、第１閉鎖空間５８０に面している。
　よって、気体制御装置５００は気体制御装置１００と同様に、複数個のポンプが直列に接続した場合でも、低段側に接続されている第１ポンプ５１０が破損することを防止できる。また、気体制御装置５００は気体制御装置１００と同様に、第１ポンプ５１０を大型化したり第１ポンプ５１０の重量を増加したりせずに済む。
　なお、第１ポンプおよび第２ポンプは、ノズルを備えている必要はない。例えば、図２４に示すようなバルブをノズルに代わりに用いることもできる。
　次に、図２４は、バルブ１０１の分解斜視図である。バルブ１０１は、縁切り板１９９と、第１通気孔１１００及び第１通気孔１１１が設けられた第１板１９１０と、枠板１９５と、長方形状の薄膜からなるダイヤフラム１２００と、長方形状の薄膜からなるシール材１５２と、中間板１９４と、流路形成板１９３０と、第２通気孔１１２が設けられた第２板１９２０と、を備え、それらが順に積層された構造を有している。流路形成板１９３０、中間板１９４、および枠板１９５は、側壁板１９０を構成する。流路形成板１９３０は、排気孔１１３に通じる排気流路１１４を形成する。
　縁切り板１９９の材料は、例えばＰＥＴ樹脂である。第１板１９１０、側壁板１９０、および第２板１９２０の材料は、例えば金属である。第２板１９２０と流路形成板１９３０と中間板１９４と枠板１９５と第１板１９１０との各接合は例えば、両面テープ、熱拡散接合、または接着剤等によって行われる。
　第２板１９２０は、カフ１０９に連通する第２通気孔１１２と、排気孔１１３に通じる排気流路１１４の周囲に位置する弁座１３９と、を有する。第２板１９２０は、例えば樹脂からなる。
　第１板１９１０は、ポンプ１０の吐出孔５６に連通する第１通気孔１１００とポンプ１０の吐出孔５５に連通する第１通気孔１１１とを有する。第１板１９１０は、例えば金属からなる。
　ダイヤフラム１２００には、弁座１３８に対向する領域の中心部に円形の孔部１２１が設けられている。孔部１２１の直径は、ダイヤフラム１２００に接触する弁座１３８の面の直径よりも小さく設けられている。ダイヤフラム１２００の外周は、第１板１９１０と第２板１９２０のそれぞれの外周より小さい。ダイヤフラム１２００は、例えばＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）またはシリコーンなどのゴムからなる。
　ダイヤフラム１２００は、シール材１５２を介して第１板１９１０および中間板１９４に挟持されている。これにより、ダイヤフラム１２００の一部が弁座１３９に接触するとともに、ダイヤフラム１２００における孔部１２１の周囲が弁座１３８に接触する。弁座１３８は、ダイヤフラム１２００における孔部１２１の周囲を与圧するよう第１板１９１０に設けられている。弁座１３８は、突起部１３８Ａおよび突起部１３８Ｂによって構成されている。突起部１３８Ａおよび突起部１３８Ｂの材料は、例えば金属である。
　ダイヤフラム１２００は、第２板１９２０および第１板１９１０で構成される空間内を、第１バルブ室および第２バルブ室に分割する。第１バルブ室および第２バルブ室のそれぞれの直径は、例えば７．０ｍｍである。ダイヤフラム１２００に接触する弁座１３８の面の直径は、例えば１．５ｍｍである。
　バルブ１０１では、第２バルブ室にシール材１５２の一部が位置する。シール材１５２は、例えば両面テープまたは接着剤等からなる。
　ダイヤフラム１２００における孔部１２１の周囲と、その周囲と接触して孔部１２１を被覆する弁座１３８と、により、逆止弁が構成される。逆止弁は、第１バルブ室の圧力と第２バルブ室の圧力とに基づいてダイヤフラム１２０が弁座１３８に対して接触または離間する。
　また、次に、排気弁１７０は、ダイヤフラム１２０の一部と、排気流路１１４の周囲に位置する弁座１３９と、によって構成されている。排気弁は、第１バルブ室の圧力と第２バルブ室の圧力とに基づいてダイヤフラム１２０の一部が弁座１３９に対して接触または離間する。
　図２５に示すように、ノズルに代えて以上の様なバルブ１０１を備えた第１ポンプおよび第２ポンプを用いることでも、第１ポンプ筐体の第１外壁における内側の圧力と外側の圧力との差圧ΔＰを、第１ポンプの吐出圧力Ｐ１までに抑えることができる。
　以下、本発明の第６の実施形態に係る気体制御装置について説明する。
　図１７は、本発明の第６の実施形態に係る気体制御装置６００の概略断面図である。気体制御装置６００が図１に示す気体制御装置１００と相違する点は、第１ポンプ１１０及び第２ポンプ１２０が接続筐体９０に逆向きに固定されている点である。第１吸引孔３１が容器７０に接続し、容器７０内に通じる。第１吐出孔４１と第２吸引孔１３１とは、第１閉鎖空間８０を介して通じている。その他の構成に関しては同じであるため、説明を省略する。
　なお、本実施形態では、外壁２Ｃが本発明の第１外壁の一例に相当し、外壁２Ａ、２Ｂが本発明の第２外壁の一例に相当する。
　次に、第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０とが空気を吸引している間における空気の流れについて説明する。
　図１８は、図１７に示す第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０とが空気を吸引している間における気体制御装置６００の概略断面図である。図１８中の一方向矢印は、空気の流れを示している。図１８中の両方向矢印は、差圧を示している。図１８中のハッチングの濃さは、圧力の大きさを示している。
　第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０とが空気を吸引している間、容器７０内の空気は、第１ポンプ１１０の第１吸引孔３１から吸引され、第１吐出孔４１から第１閉鎖空間８０に流入する。そして、第１閉鎖空間８０の空気は第２ポンプ１２０の第２吸引孔１３１から吸引され、第２吐出孔１４１から第２ポンプ筐体１０２の外部へ流出する。これにより容器７０内の圧力が低くなる。
　以上において、直列に接続された２個の第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０とが作り出す最大吸引流量は、１個の第１ポンプ１１０が作り出す最大吸引流量と同じである。一方、図１８に示すように、第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０とのそれぞれは、吸引圧力Ｐ１を作り出すため、直列に接続された２個の第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０とが作り出す最大吸引圧力は、２×Ｐ１となる。
　しかしながら、気体制御装置６００は、接続筐体９０によって第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０とを直列に接続している。また、第１ポンプ１１０に関して、第１ポンプ筐体２における第１ノズル３５以外の部分が、第１閉鎖空間８０に面している。
　すなわち、複数の外壁２Ａ，２Ｂ、２Ｃのうち少なくとも外壁２Ｃは、第１閉鎖空間８０に面している。さらに、複数の外壁２Ａ，２Ｂ、２Ｃのうち、外壁２Ｃ以外の外壁２Ａ，２Ｂも、第１閉鎖空間８０に面している。
　そのため、接続筐体９０における内側の圧力Ｐ０－Ｐ１と外側の圧力Ｐ０（大気圧）との差圧ΔＰがＰ１である。また、第２ポンプ１２０においても第２ポンプ筐体１０２における内側の圧力Ｐ０－Ｐ１と外側の圧力Ｐ０との差圧ΔＰがＰ１である。そして、最も低段側の第１ポンプ１１０において、第１ポンプ筐体２の外壁２Ａ、２Ｂ、２Ｃにおける内側の圧力Ｐ０－２×Ｐ１と外側の圧力Ｐ０－Ｐ１との差圧ΔＰがＰ１である。
　よって、気体制御装置６００は、最も低段側の第１ポンプ１１０の第１ポンプ筐体２における内側の圧力と外側の圧力との差圧ΔＰを、第１ポンプ１１０の吸引圧力Ｐ１以下に抑えることができる。
　したがって、気体制御装置６００は気体制御装置１００と同様に、複数個のポンプが直列に接続した場合でも、低段側に接続されている第１ポンプ１１０が破損することを防止できる。また、気体制御装置６００は気体制御装置１００と同様に、第１ポンプ１１０を大型化したり第１ポンプ１１０の重量を増加したりせずに済む。
　なお、気体制御装置６００の変形例として、図８に示す気体制御装置２００のように、第２ポンプ１２０を接続筐体９０の内部に配置してもよい。
　以下、本発明の第７の実施形態に係る気体制御装置について説明する。
　図１９は、本発明の第７の実施形態に係る気体制御装置７００の概略断面図である。気体制御装置７００が図１０に示す気体制御装置３００と相違する点は、第１ポンプ１１０、第２ポンプ１２０及び第３ポンプ１３０が接続筐体３９０に逆向きに固定されている点である。第１吸引孔３１が容器７０に接続し、容器７０内に通じている。第１吐出孔４１と第２吸引孔１３１とは、第１閉鎖空間２８０を介して通じている。第２吐出孔１４１と第３吸引孔３３１とは、第１閉鎖空間２８０を介して通じている。その他の構成に関しては同じであるため、説明を省略する。
　なお、本実施形態では、外壁２Ｃが本発明の第１外壁の一例に相当し、外壁２Ａ、２Ｂが本発明の第２外壁の一例に相当する。
　次に、第１ポンプ１１０、第２ポンプ１２０及び第３ポンプ１３０が空気を吸引している間における空気の流れについて説明する。
　図２０は、図１９に示す第１ポンプ１１０、第２ポンプ１２０及び第３ポンプ１３０が空気を吸引している間における気体制御装置７００の概略断面図である。図２０中の一方向矢印は、空気の流れを示している。図２０中の両方向矢印は、差圧を示している。図２０中のハッチングの濃さは、圧力の大きさを示している。
　第１ポンプ１１０、第２ポンプ１２０及び第３ポンプ１３０が空気を吸引している間、容器７０内の空気は、第１ポンプ１１０の第１吸引孔３１から吸引され、第１吐出孔４１から第１閉鎖空間２８０に流入する。そして、第１閉鎖空間２８０の空気は第２ポンプ１２０の第２吸引孔１３１から吸引され、第２吐出孔１４１から第２閉鎖空間３８０に流入する。そして、第２閉鎖空間３８０の空気は、第３ポンプ１３０の第３吸引孔３３１から吸引され、第３吐出孔３４１から第３ポンプ筐体３０２の外部へ流出する。これにより容器７０内の圧力が低くなる。
　以上において、直列に接続された３個の第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０と第３ポンプ１３０とが作り出す最大吸引流量は、１個の第１ポンプ１１０が作り出す最大吸引流量と同じである。一方、図２０に示すように、第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０と第３ポンプ１３０とのそれぞれは、吸引圧力Ｐ１を作り出すため、直列に接続された３個の第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０と第３ポンプ１３０とが作り出す最大吸引圧力は、３×Ｐ１となる。
　しかしながら、気体制御装置７００は、接続筐体３９０によって第１ポンプ１１０と第２ポンプ１２０と第３ポンプ１３０とを直列に接続している。また、第１ポンプ１１０に関して、第１ポンプ筐体２における第１ノズル４５以外の部分が、第１閉鎖空間２８０に面している。
　すなわち、複数の外壁２Ａ、２Ｂ、２Ｃのうち少なくとも第１吐出孔４１が設けられている外壁２Ｃは、第１閉鎖空間２８０に面している。さらに、複数の外壁２Ａ、２Ｂ、２Ｃのうち、外壁２Ｃ以外の外壁２Ａ、２Ｂも、第１閉鎖空間２８０に面している。
　そのため、最も低段側の第１ポンプ１１０においても第１ポンプ筐体２の外壁２Ａ、２Ｂ、２Ｃにおける内側の圧力Ｐ０－３×Ｐ１と外側の圧力Ｐ０－２×Ｐ１との差圧ΔＰがＰ１である。また、第２ポンプ１２０において第２ポンプ筐体１０２における内側の圧力Ｐ０－２×Ｐ１と外側の圧力Ｐ０－２×Ｐ１との差圧ΔＰが０である。また、第３ポンプ１３０において第３ポンプ筐体３０２における内側の圧力Ｐ０－Ｐ１と外側の圧力Ｐ０－Ｐ１との差圧ΔＰが０である。
　よって、気体制御装置７００は、最も低段側の第１ポンプ１１０の第１ポンプ筐体２における内側の圧力と外側の圧力との差圧ΔＰを、第１ポンプ１１０の吸引圧力Ｐ１以下に抑えることができる。
　したがって、気体制御装置７００は気体制御装置１００と同様に、複数個のポンプが直列に接続した場合でも、低段側に接続されている第１ポンプ１１０が破損することを防止できる。また、気体制御装置７００は気体制御装置１００と同様に、第１ポンプ１１０を大型化したり第１ポンプ１１０の重量を増加したりせずに済む。
　以下、直列接続するポンプの個数と最も低段側のポンプ筐体にかかる差圧との関係について説明する。
　図２１は、直列接続するポンプの個数と最も低段側のポンプ筐体にかかる差圧との関係の一例を示す図である。
　前述したように、複数個のポンプが直列に接続した場合、容器に近い低段側に接続されているポンプではポンプ筐体の内側の圧力と外側の圧力との差が増加する。図２１に示すように、直列接続するポンプの個数に比例して、最も低段側のポンプ筐体にかかる差圧が増加する。
　しかし、本実施形態の気体制御装置１００～７００は、直列接続するポンプの個数に係らず、最も低段側の第１ポンプ筐体２における内側の圧力と外側の圧力との差圧ΔＰを、第１ポンプ１１０の吐出圧力Ｐ１以下に抑えることができる。
　なお、上述の各実施形態では、気体として空気を用いる例を示したが、本発明は、これに限るものではない。
　最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であり、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。
２…第１ポンプ筐体
２Ａ，２Ｂ、２Ｃ…外壁
３Ａ，４Ａ…外部接続端子
５Ｂ…弁座
６…ポンプ室
１２…流路板
１３…対向板
１５…振動板
１６…圧電素子
１７…絶縁板
１８…給電板
２１…円板部
２２…枠部
２３…連結部
２４…振動部
２７…内部接続端子
３１…第１吸引孔
３２…開口
３３…流路
３４，３６…接着剤封止孔
３５…第１ノズル
３７、３８、３９…開口
４１…第１吐出孔
４５…第１ノズル
６１、６２…Ｏリング
６３…パッキン
６５、６６…逆止弁
６７、６８…配線
７０…容器
８０、２８０、５８０…第１閉鎖空間
８１…閉鎖空間
８５…蓋筐体
８９…接続孔
９０、２９０、３９０、４９０、４９１、５９０…接続筐体
９１…第１筐体
９２…第２筐体
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００…気体制御装置
１０２…第２ポンプ筐体
１１０…第１ポンプ
１２０…第２ポンプ
１３０…第３ポンプ
１３１…第２吸引孔
１３２…流路孔
１３５…第２ノズル
１４１…第２吐出孔
１４５…第２ノズル
１６５…第２ノズル
１９１…第１開口部
１９２…第２開口部
１９３…第３開口部
３０２…第３ポンプ筐体
３３１…第３吸引孔
３３５…第３ノズル
３４１…第３吐出孔
３４５…第３ノズル
３８０、４８０…第２閉鎖空間
５０２…第１ポンプ筐体
５０２Ａ，５０２Ｂ…外壁
５０６、５０７…閉鎖空間
５１０…第１ポンプ
５２０…第２ポンプ
５３１…第１吸引孔
５３５…第１ノズル
５４１…第１吐出孔
５４５…第１ノズル
５５２…第２ポンプ筐体
５６１…第２吸引孔
５７１…第２吐出孔
５７５…第２ノズル
５９１…第１開口部
５９２…第２開口部
５９５…固定部
９００…流体輸送システム
９０２…ポンプ筐体
９１０、９２０…ポンプ
９３１、９３３、９３５…流路

Claims (9)

  1. 　複数の外壁を有する第１ポンプ筐体と、前記第１ポンプ筐体に設けられた第１吸引孔及び第１吐出孔とを有する第１ポンプと、
    　第２ポンプ筐体と、前記第２ポンプ筐体に設けられた第２吸引孔及び第２吐出孔とを有する第２ポンプと、
    　前記第１ポンプ筐体及び前記第２ポンプ筐体とともに第１閉鎖空間を形成する接続筐体と、を備え、
    　前記複数の外壁のうち少なくとも前記第１吸引孔が設けられている第１外壁は、前記第１閉鎖空間に面し、
    　前記第２吐出孔と前記第１吸引孔とは、前記第１閉鎖空間を介して通じている、気体制御装置。
  2. 　複数の外壁を有する第１ポンプ筐体と、前記第１ポンプ筐体に設けられた第１吸引孔及び第１吐出孔とを有する第１ポンプと、
    　第２ポンプ筐体と、前記第２ポンプ筐体に設けられた第２吸引孔及び第２吐出孔とを有する第２ポンプと、
    　前記第１ポンプ筐体及び前記第２ポンプ筐体とともに第１閉鎖空間を形成する接続筐体と、を備え、
    　前記複数の外壁のうち少なくとも前記第１吐出孔が設けられている第１外壁は、前記第１閉鎖空間に面し、
    　前記第１吐出孔と前記第２吸引孔とは、前記第１閉鎖空間を介して通じている、気体制御装置。
  3. 　前記複数の外壁のうち、前記第１外壁以外の第２外壁は、前記第１閉鎖空間に面する、請求項１又は請求項２に記載の気体制御装置。
  4. 　前記第１ポンプ筐体は、前記第１吐出孔又は前記第１吸引孔を内側に形成する第１ノズルを有し、
    　前記接続筐体は、第１開口部を有し、
    　前記接続筐体は、前記第１ノズルが前記第１開口部に嵌められることによって前記第１ポンプ筐体を固定している、請求項１乃至請求項３に記載の気体制御装置。
  5. 　前記第１ポンプ筐体における前記第１ノズル以外の部分が、前記第１閉鎖空間に面する、請求項４に記載の気体制御装置。
  6. 　前記第２ポンプ筐体は、前記第２吐出孔又は前記第２吸引孔を内側に形成する第２ノズルを有し、
    　前記接続筐体は、第２開口部を有し、
    　前記接続筐体は、前記第２ノズルが前記第２開口部に嵌められることによって前記第２ポンプ筐体を固定している、請求項４又は請求項５に記載の気体制御装置。
  7. 　前記第１ポンプは、第１圧電体と、前記第１圧電体の伸縮によって振動する第１振動板とを有し、
    　前記第２ポンプは、第２圧電体と、前記第２圧電体の伸縮によって振動する第２振動板とを有する、請求項１乃至請求項６に記載の気体制御装置。
  8. 　第３ポンプ筐体と、前記第３ポンプ筐体に設けられた第３吸引孔及び第３吐出孔とを有する第３ポンプを備え、
    　前記接続筐体は、前記第２ポンプ筐体及び前記第３ポンプ筐体とともに第２閉鎖空間を形成し、
    　前記第２ポンプ筐体は、前記第１閉鎖空間及び前記第２閉鎖空間に面する、請求項１乃至請求項７に記載の気体制御装置。
  9. 　前記第３ポンプ筐体は、前記第３吐出孔又は前記第３吸引孔を内側に形成する第３ノズルを有し、
    　前記接続筐体は、第３開口部を有し、
    　前記接続筐体は、前記第３ノズルが前記第３開口部に嵌められることによって前記第３ポンプ筐体に固定されている、請求項８に記載の気体制御装置。
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