特許 7386499 プランジャポンプの製造方法、プランジャポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-16

(45)【発行日】2023-11-27

(54)【発明の名称】プランジャポンプの製造方法、プランジャポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04B 15/02 20060101AFI20231117BHJP

【ＦＩ】

F04B15/02 Z

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2019055719

(22)【出願日】2019-03-22

(65)【公開番号】P2020153360

(43)【公開日】2020-09-24

【審査請求日】2022-03-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000146445

【氏名又は名称】株式会社常光

(74)【代理人】

【識別番号】110002516

【氏名又は名称】弁理士法人白坂

(72)【発明者】

【氏名】佐野 恵一

【審査官】北村 一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－２１１４０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２８３０３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２９３４０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０３２７２１２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１３５６２２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｂ ９／００－１５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一方側の端部に複数の一端側流路部と、他方側の端部に複数の他端側流路部とを備え、前記複数の一端側流路部及び前記複数の他端側流路部との間に設けられ、一端で前記複数の一端側流路部と接続し、他端で前記複数の他端側流路部と接続し、前記一端側流路部及び前記他端側流路部よりも狭小な一本のオリフィス流路部から成り、前記複数の一端側流路部及び前記複数の他端側流路部は互いに前記オリフィス流路部を基準に対称形であり、試料が内部を通過することで、前記試料を微粒化する微粒化流路を有する微粒化装置に接続され、前記微粒化装置の内部に前記試料を高圧で供給するものであって外側シリンダと円筒状の加圧室が形成される内側シリンダとから成るプランジャポンプの製造方法であって、
前記外側シリンダと前記内側シリンダとのいずれか一方に対して、常温状態から温度差を発生させる温度差発生工程と、
前記温度差発生工程により発生した温度差により外径が前記外側シリンダの内径よりも短い状態の内側シリンダを、前記外側シリンダの内側に挿入するシリンダ挿入工程と、
発生させた前記温度差を除去する除去工程と、
前記内側シリンダの加圧室に円筒状のプランジャを往復動可能に配置するプランジャ配置工程と、を含み、
前記温度差発生工程は、
前記外側シリンダを加熱する加熱工程と、
前記内側シリンダを冷却する冷却工程とを含み、
前記シリンダ挿入工程は、前記内側シリンダの外径よりも内径が長くなっている状態の外側シリンダの内側に、前記内側シリンダを圧入し、
前記除去工程は、
前記外側シリンダを冷却する冷却工程と、
前記内側シリンダを加熱する加熱工程とを含む
プランジャポンプの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プランジャポンプの製造方法ならびにプランジャポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、試料を微粒化して均一化させるホモジナイザーユニットとして、微粒化装置ユニットが知られている。

【0003】

このような微粒化装置ユニットとして、例えば下記特許文献１には、内部に微粒化流路が形成された微粒化装置を備え、容器から供給された試料を、高圧ポンプにより微粒化装置の微粒化流路内に供給して通過させることで、試料を均一化させる構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第３１４９３７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の発明では、ポンプが試料に対して圧力を印可する関係上、ポンプを形成するシリンダが劣化疲労するという問題があった。

【0006】

そこで本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ポンプにより試料の内圧に対する耐久性を向上させるためのプランジャポンプの製造方法、ならびに、当該製造方法により製造されたプランジャポンプを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るプランジャポンプの製造方法は、試料が内部を通過することで、試料を微粒化する微粒化流路を有する微粒化装置に接続され、微粒化装置の内部に試料を高圧で供給するものであって外側シリンダと円筒状の加圧室が形成される内側シリンダとから成るプランジャポンプの製造方法であって、外側シリンダと内側シリンダとのいずれか一方に対して、常温状態から温度差を発生させる温度差発生工程と、温度差発生工程により発生した温度差により外径が外側シリンダの内径よりも短い状態の内側シリンダを、外側シリンダの内側に挿入するシリンダ挿入工程と、発生させた温度差を除去する除去工程と、内側シリンダの加圧室に円筒状のプランジャを往復動可能に配置するプランジャ配置工程と、を含む。

【0008】

また、上記製造方法において、温度差発生工程は、外側シリンダを加熱する加熱工程を含み、シリンダ挿入工程は、内側シリンダの外径よりも内径が長くなっている状態の外側シリンダに、内側シリンダを挿入し、除去工程は、外側シリンダを冷却する冷却工程を含むこととしてもよい。

【0009】

また、上記製造方法において、温度差発生工程は、内側シリンダを冷却する冷却工程を含み、シリンダ挿入工程は、外側シリンダの内径よりも外径が短くなっている状態の内側シリンダを、外側シリンダに挿入し、除去工程は、内側シリンダを加熱する加熱工程を含むこととしてもよい。

【0010】

また、上記製造方法において、温度差発生工程は、外側シリンダを加熱する加熱工程と、内側シリンダを冷却する冷却工程とを含み、シリンダ挿入工程は、内側シリンダの外径よりも内径が長くなっている状態の外側シリンダに、内側シリンダを挿入し、除去工程は、外側シリンダを冷却する冷却工程と、内側シリンダを加熱する加熱工程とを含むこととしてもよい。

【0011】

また、上記製造方法のシリンダ挿入工程において、内側シリンダは、外側シリンダの内側に圧入されることとしてもよい。

【0012】

また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るプランジャポンプは、試料が内部を通過することで、試料を微粒化する微粒化流路を有する微粒化装置に接続され、微粒化装置の内部に試料を高圧で供給するプランジャポンプであって、外側シリンダと、外側シリンダの内側に挿入され、内部に円筒状の加圧室が形成される内側シリンダと、内側シリンダの加圧室に円筒状のプランジャを往復動可能に配置されるプランジャと、を備え、内側シリンダは、外側シリンダにより圧迫されるように構成されている。

【発明の効果】

【0013】

本発明のプランジャポンプの製造方法は、外側シリンダと内側シリンダとからなるシリンダを有するプランジャポンプを製造するものであり、外側シリンダまたは内側シリンダに対して常温状態から異なる温度とすることで、サイズを変更し、その間に、外側シリンダに内側シリンダを挿入する。したがって、常温状態に戻ると、外側シリンダが内側シリンダに対して常時外圧を加えている状態のシリンダを構成することができるので、そのシリンダ内部を通過する高圧の試料からの内圧と対抗させることができ、プランジャを構成するシリンダの金属疲労を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】微粒化装置の構成例を示す概念図。

【図2】オリフィスホモジナイザの構造を示す断面図。

【図3】オリフィスホモジナイザの径方向の断面図。

【図4】プランジャポンプの拡大イメージ図。

【図5】プランジャポンプの製造方法を示すフローチャート。

【図6】（ａ）～（ｄ）は、プランジャポンプの製造過程を示すイメージ図。

【図7】（ａ）～（ｃ）は、図６に続くプランジャポンプの製造過程を示すイメージ図。

【図8】プランジャポンプの他の製造方法を示すフローチャート。

【図9】（ａ）～（ｄ）は、プランジャポンプの他の製造過程を示すイメージ図。

【図10】（ａ）～（ｃ）は、図９に続くプランジャポンプの他の製造過程を示すイメージ図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明の一態様に係るプランジャポンプの製造方法およびプランジャポンプについて、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0016】

図１は、プランジャポンプが利用される微粒化装置ユニット１の構成例を模式的に示す概念図である。図１に示すように、微粒化装置ユニット１は、試料を微粒化して均一化させるホモジナイザーユニットである。微粒化装置ユニット１は、微粒化装置１０、供給容器３０、取出容器３１、およびこれらを接続する配管４０、４１、４２、４３を備えている。

【0017】

微粒化装置１０は、試料が内部を通過することで、該試料を微粒化する微粒化流路を有している。微粒化装置１０は、オリフィスホモジナイザあるいは単にオリフィスと呼称されることもある。ここで、微粒化装置１０の構造について、図２および図３を用いて詳述する。

【0018】

図２は微粒化装置１０の縦断面図であり、図２のＡ－Ａ線における断面図が図３（ａ）であり、図２のＢ－Ｂ線における断面図が図３（ｂ）であり、図２のＣ－Ｃ線における断面図が図３（ｃ）である。

【0019】

微粒化装置１０は、第１ブロック２１と第２ブロック２２、そして第１ブロック２１と第２ブロック２２の間に介装される第３ブロック２３により形成される。第１ブロック２１において、複数の流路部１１、１２が形成される（図２および図３（ａ）参照）。また、第２ブロック２２においても、複数の流路部１８、１９が形成される。

【0020】

第１ブロック２１と第３ブロック２３との接合面に意図的に第１空隙部１４が形成される。この第１空隙部１４が複数の流路部１１、１２を単一に集合させる集合部１３となる（図２および図３（ｂ）参照）。集合部１３（第１空隙部１４）のうち、流路方向における流路部１１、１２と反対側は第３ブロック２３となり、第３ブロック２３内にオリフィス流路部１５が形成される（図２および図３（ｃ）参照）。

【0021】

オリフィス流路部１５の下流側においても、第３ブロック２３と第２ブロック２２との接合面にも意図的に第２空隙部１６が形成される。この第２空隙部１６がオリフィス流路部１５を分岐させて複数の流路部１８、１９と接続する分岐部１７となる。すなわち、微粒化流路は、流路部１１、１２、オリフィス流路部１５、および流路部１８、１９により構成されている。

【0022】

流路部１１、１２および流路部１８、１９の内直径（Ｄ１）は相互に同一であり、オリフィス流路部１５の内直径（Ｄ２）よりも大きく形成される。具体的には、内直径（Ｄ１）は、内直径（Ｄ２）の５ないし７倍である。また、第１空隙部１４の距離（Ｄ３）は内直径（Ｄ１）と同等に規定される。従って、オリフィス流路部１５は小径流路部である。

【0023】

次に、微粒化装置１０を用いた際の作用を説明する。被処理物を有機溶媒中に分散させた試料は、流路部１１、１２を経由して集合部１３（第１空隙部１４）に侵入する。ここで、オリフィス流路部１５は流路部１１、１２よりも狭小であるため、試料の流量は低下する。そして、試料（圧送流体）の圧力変化が生じ、それぞれの流路部１１、１２から流入した試料は集合部１３において衝突する。このときの試料中の被処理物同士は衝突時のエネルギーにより破砕される。このように、試料が流路部１１、１２からオリフィス流路部１５へ流動するごとに、試料中の被処理物同士の衝突が進み、結果として試料は粉砕される。

【0024】

図示の流路部１１、１２および流路部１８、１９それぞれは、ともに２つずつ形成されているが、流路部１１、１２および流路部１８、１９の形成数は、試料が流れればよいので、１以上あればよい。ただし、試料中の被処理物の衝突を促すため、流路部１１、１２および流路部１８、１９それぞれの形成数は、ともに２以上であることがさらに望ましい。

【0025】

図１に戻って、供給容器３０は、微粒化流路に試料を供給する。供給容器３０は、微粒化経路の最も上流側に設けられており、図示の通り、弁７１に配管４０を介して接続されている。供給容器３０には、微粒化前の試料および図１の矢印に示されるように、微粒化経路を通過した後であって、まだ十分に微粒化されていない試料が充填される。なお、図１においては、取出容器３１から供給容器３０までの詳細な構成については、省略している。

【0026】

取出容器３１は、試料が完全に均一化されたのちに、試料を取り出すための容器である。

【0027】

なお、微粒化装置ユニット１は、取出容器３１を備えずに（備えていてもよい）、配管４０からドレン８６等を介して、均一化された試料を取出すような構成であってもよい。図１では、取出容器３１およびドレン８６の両方を備えた構成を示している。

【0028】

プランジャポンプ５１は、配管４０を介して弁７１並びに微粒化装置１０に接続されている。弁７１を開くことで、供給容器３０からの試料を、配管４１に流すことができ、弁７１を閉じることで、供給容器３０からの試料が配管４１に流出するのを防止するとともに、プランジャポンプ５１により押し出された試料が供給容器３０側に逆流するのを防止することができる。

【0029】

プランジャポンプ５１は、シリンダ５１Ａとプランジャ５１Ｂとにより構成されている。シリンダの内部をプランジャが往復動することで、シリンダの内部に試料を充填し、シリンダ内の試料を外部に送り出すことができる。図４は、プランジャポンプ５１の拡大イメージ図である。

【0030】

図４は、プランジャポンプの一部断面図であり、概念的なイメージ図である。図４には、プランジャポンプ５１の模式的な拡大図を示しているが、プランジャポンプ５２、５３についても同様の構造を有する。本実施の形態に係るプランジャポンプは、図４に示すように、シリンダ５１Ａが、内側シリンダ５１ａと外側シリンダ５１ｂとから成る。即ち、シリンダ５１Ａは二重構造を有する。シリンダ５１Ａにおいて、内側シリンダ５１ａは、外側シリンダ５１ｂにより、常時外圧が加えられる状態になるように構成されている。即ち、内側シリンダ５１ａには、外側シリンダ５１ｂ内に挿入されていない状態では、その外径が、外側シリンダ５１ｂの内径よりも大きい部材が用いられる。即ち、シリンダ５１Ａは、内側シリンダ５１ａが、外側シリンダ５１ｂにより圧迫されている状態で構成されている。なお、内側シリンダ５１ａは、外側シリンダ５１ｂよりも硬度の高い（硬い）材質であることが望ましく、一例として、ＳＵＳ６３０を用いることが考えられるが、この限りではない。また、外側シリンダ５１ｂは、内側シリンダ５１ａよりも若干柔らかい、弾性があって、内側シリンダ５１ａを締め付ける機能を持たせられる材質であることが望ましく、一例として、ＳＵＳ３１６等を用いることが考えられるが、その限りではない。

【0031】

シリンダ５１Ａには、シリンダ５１Ａ内部を往復道するプランジャ５１Ｂが挿入、配置されている。プランジャ５１Ｂは、クランク機構の回転により、図４に示す矢印の方向に往復道する。これにより、プランジャポンプ５１は、試料を配管４１から吸引することができるとともに、試料を配管４１に押し出すことができる。

【0032】

微粒化装置１０には、更に、配管４３を介して、弁７３並びに弁７５が接続されている。弁７３を開くことで、微粒化装置１０からの試料を、配管４３に流すことができ、弁７３を閉じることで、微粒化装置１０からの試料が配管４３に流出するのを防止することができる。また、弁７５を開くことで、微粒化装置１０からの試料を、ドレン８６に流すことができ、弁７５を閉じることで微粒化装置１０からの試料がドレン８６側に流出するのを防止することができる。

【0033】

弁７３には、配管４３が接続され、配管４３は、取出容器３１に接続されている。配管４３には、熱交換器８０が設けられていてもよく、微粒化装置１０による微粒化工程によって、試料が熱をもった場合に、その熱を除去する機能を果たす。

【0034】

微粒化装置ユニット１はまた、プランジャポンプ５１や各弁７１、７３、７５等の開閉を制御する制御部（図示せず）を備えてもよい。制御部は、微粒化装置ユニット１において、試料が、微粒化経路をループして、目標とする粒度まで微粒化経路を流動するように、プランジャポンプ５１および各弁７１、７３、７５の開閉を制御する。

【0035】

以上のような構成を有する微粒化装置ユニット１において、試料を微粒化する処理手順について説明する。

【0036】

はじめに、被処理物は有機溶媒中に分散されて試料となる。分散は供給容器３０で行われる。

【0037】

微小化の対象である被処理物は、例えば、セルロース、グラファイト、グラフェン、カーボンナノチューブ、複合金属酸化物（スピネル、ペロブスカイト等の結晶質）等の多岐にわたる物質である。分散を通じて微小化することにより、樹脂等に混合する際の均一な分散性が高まる。そのため、素材の性能向上が見込まれる。

【0038】

次に、弁７１を開くともにプランジャ５１Ｂをシリンダ５１Ａ内から引き出すことで、プランジャポンプ５１のシリンダ５１Ａ内に試料を充填する。そして、弁７１を閉じた状態で、プランジャ５１Ｂをシリンダ５１Ａ内に押し込むことで、試料を、配管４１を介して、微粒化装置１０に供給する（高圧で押し出す）。

【0039】

試料の微粒化が十分でない場合には、プランジャ５１Ｂを押し込むタイミングでは、弁７３を開き、弁７５を閉じた状態にする。前述の構造を有する微粒化装置１０を通過することで微粒化（均一化）された試料は、配管４２、弁７３、配管４３を通って、取出容器３１に供給される。このとき、試料は、配管４３を通る際に、必要に応じて、熱交換器８０によって排熱されてもよい。そして、取出容器３１に供給された試料は再び、供給容器３０に供され、微粒化処理が施される。

【0040】

この動作を複数回繰り返すことにより、試料が微粒化流路を複数回通過する。即ち、複数回にわたって試料が微粒化されるとともに、試料の均一化が実現される。なお、当該処理は、微粒化装置ユニット１に設けられた制御部により実行されてもよいし、オペレータからの指示を受け付けた制御部が実行することとしてもよい。

【0041】

一方、試料の微粒化が十分な場合には、取出容器３１に供給された試料を、取り出すこととしてもよいし、プランジャ５１Ｂを押し込むタイミングで、弁７３を閉じ、弁７５を開いた状態にすることで、ドレン８６から試料を取り出すこととしてもよい。

【0042】

＜プランジャポンプの製造方法＞
図５は、図４に示したプランジャポンプの製造方法を示すフローチャートである。また、図６及び図７は、図５に示す手順でプランジャポンプを製造する際のイメージ図である。図５～図７を参照しながら、プランジャポンプ５１の製造方法を説明する。プランジャポンプ５１の製造は、外側シリンダ５１ｂ又は内側シリンダ５１ａとのいずれか一方に対して、常温状態から温度差を発生させることで、通常よりもサイズを大きく（又は小さく）することで、外側シリンダ５１ｂ内に内側シリンダ５１ａを挿入することを実現する。本実施の形態１においては、外側シリンダ５１ｂを加熱することによって、そのサイズを膨張させ、内側シリンダ５１ａの挿入を実現する。以下、具体的に説明する。

【0043】

まず、図６（ａ）に示すように、内側シリンダ５１ａ及び外側シリンダ５１ｂとして、内側シリンダ５１ａの外径≧外側シリンダ５１ｂの内径となる、内側シリンダ５１ａと外側シリンダ５１ｂを用意する。外側シリンダ５１ｂには、熱膨張する素材を用いる。

【0044】

そして、用意した外側シリンダ５１ｂに対して加熱処理を行う（図５のステップＳ５０１）。図６（ｂ）に示すように加熱処理は、外側シリンダ５１ｂに対してのみ行う。加熱処理では、外側シリンダ５１ｂが膨張し、かつ、外側シリンダ５１ｂが熱により損壊しない程度に加熱する。この加熱処理を行うことにより、図６（ｃ）の矢印に示すように、外側シリンダ５１ｂは、熱膨張する。その結果、外側シリンダ５１ｂの内径が広がる（伸長する）ことになる。よって、外側シリンダ５１ｂ内に、内側シリンダ５１ａを圧入しやすくすることができる。

【0045】

そこで、図６（ｄ）に示すように、熱膨張している外側シリンダ５１ｂの内部に、内側シリンダ５１ａを挿入（圧入）する（図５のステップＳ５０２も参照）。図７（ａ）は、内側シリンダ５１ａを、外側シリンダ５１ｂの内部に挿入が完了した状態のシリンダ５１Ａを示している。

【0046】

内側シリンダ５１ａの外側シリンダ５１ｂへの挿入が完了した後に、膨張している外側シリンダ５１ｂを元の状態、即ち、膨張していない状態に戻すために、外側シリンダ５１ｂに対して冷却処理を行う（図５のステップＳ５０３、図７（ｂ）を参照）。冷却処理としては、外側シリンダ５１ｂの加熱、冷却による金属疲労を考慮すると、自然冷却であることが望ましいが、その限りではない。即ち、冷却処理は、人為的に外側シリンダ５１ｂを冷却するものであってもよいし、自然冷却であってもよい。人為的な冷却手法としては、例えば、シリンダ５１Ａを、水を張った水槽につけたりすることが考えられるが、外側シリンダ５１ｂを損壊することなく冷却できれば、どのような手法であってもよい。

【0047】

外側シリンダ５１ｂは、冷却されることによって、元の寸法に戻る。したがって、シリンダ５１Ａは、外側シリンダ５１ｂが、常時、内側シリンダ５１ａをその外側から締め付ける構造を有するようになる。一方で、シリンダ５１Ａ内には、微粒化装置の作動時には、内部を高圧で試料が流動する。したがって、その試料から、シリンダに対して、外側に向けた圧力がかかることになり、シリンダの金属疲労を招くことになるが、本実施例に係るシリンダ５１Ａの場合、内側シリンダ５１ａに対して、外側シリンダ５１ｂから外圧がかかる。外側シリンダ５１ｂからの外圧が、内側シリンダ５１ａの内部を流動する試料による内圧と対抗することにより、内側シリンダ５１ａに係る圧力が分散する。したがって、シリンダ５１Ａは、本実施形態に示すように、二重構造とし、外側シリンダ５１ｂが内側シリンダ５１ａに対して外圧を加える構造とすることで、従来よりも、内部を流動する試料からの内圧に対する耐性を向上させることができ、従来よりも疲労度合いを軽減することができる。

【0048】

外側シリンダ５１ｂの冷却が終了すると、次に、シリンダ５１Ａに、プランジャ５１Ｂを挿入する（図５のステップＳ５０４、図７（ｃ）参照）。これにより、プランジャポンプ５１を製造することができる。

【0049】

＜実施の形態２＞
上記実施の形態１においては外側シリンダ５１ｂを加熱して膨張させることによって、内側シリンダ５１ａを挿入し、その後に、外側シリンダ５１ｂを冷却して元のサイズに戻すことで、内側シリンダ５１ａに対して外圧を印加する構成を実現した。本実施の形態２においては、シリンダ５１Ａの製造方法の他の例を説明する。

【0050】

上記実施の形態１においては、外側シリンダ５１ｂを加熱することで、通常時よりもサイズを大きくすることで、内側シリンダ５１ａを挿入できるようにしたが、本実施の形態２

【0051】

においては、内側シリンダ５１ａを小さくすることで、外側シリンダ５１ｂに挿入できるようにする製造方法を説明する。

【0052】

図８は、本実施の形態２に係るプランジャポンプ５１の製造方法を示すフローチャートである。また、図９、図１０は、図８に示すフローチャートによる製造方法のイメージ図である。

【0053】

まず、図９（ａ）に示すように、内側シリンダ５１ａ及び外側シリンダ５１ｂとして、内側シリンダ５１ａの外径≧外側シリンダ５１ｂの内径となる、内側シリンダ５１ａと外側シリンダ５１ｂを用意する。内側シリンダ５１ａには、冷却により寸法が収縮する素材を用いる。

【0054】

そして、用意した内側シリンダ５１ａに対して冷却処理を行う（図８のステップＳ８０１）。図８（ｂ）に示すように冷却処理は、内側シリンダ５１ａに対してのみ行う。冷却処理では、内側シリンダ５１ａが収縮し、かつ、内側シリンダ５１ａが冷却により損壊しない（劣化しない）程度に冷却する。この冷却処理を行うことにより、図９（ｃ）の矢印に示すように、内側シリンダ５１ａは、収縮する。その結果、内側シリンダ５１ａの外径が収縮（短くなる）ことになる。よって、外側シリンダ５１ｂ内に、内側シリンダ５１ａを圧入しやすくすることができる。

【0055】

そこで、図９（ｄ）に示すように、外側シリンダ５１ｂの内部に、収縮している内側シリンダ５１ａを挿入（圧入）する（図８のステップＳ８０２も参照）。図１０（ａ）は、内側シリンダ５１ａを、外側シリンダ５１ｂの内部に挿入が完了した状態のシリンダ５１Ａを示している。

【0056】

内側シリンダ５１ａの外側シリンダ５１ｂへの挿入が完了した後に、収縮している内側シリンダ５１ａを元の状態、即ち、収縮していない状態に戻すために、内側シリンダ５１ａに対して加熱処理を行う（図８のステップＳ８０３、図１０（ｂ）を参照）。加熱処理としては、内側シリンダ５１ａの冷却、加熱による金属疲労を考慮すると、自然加熱（自然に常温になるのを待つ）であることが望ましいが、その限りではない。即ち、加熱処理は、人為的に内側シリンダ５１ａを加熱するものであってもよい人為的な冷却手法としては、例えば、シリンダ５１Ａを、お湯を張った浴槽につけたりすることが考えられるが、内側シリンダ５１ａを損壊することなく加熱できれば、どのような手法であってもよい。なお、このときに、加熱処理によって、外側シリンダ５１ｂが膨張しないことが望ましい。

【0057】

内側シリンダ５１ａは、加熱されることによって、元の寸法に戻る。一方で、外側シリンダ５１ｂ自体は元のサイズのままである。したがって、シリンダ５１Ａは、外側シリンダ５１ｂが、常時、内側シリンダ５１ａをその外側から締め付ける構造を有するようになる。一方で、シリンダ５１Ａ内には、微粒化装置の作動時には、内部を高圧で試料が流動する。したがって、その試料から、シリンダに対して、外側に向けた圧力がかかることになり、シリンダの金属疲労を招くことになるが、本実施例に係るシリンダ５１Ａの場合、内側シリンダ５１ａに対して、外側シリンダ５１ｂから外圧がかかる。外側シリンダ５１ｂからの外圧が、内側シリンダ５１ａの内部を流動する試料による内圧と対抗することにより、内側シリンダ５１ａに係る圧力が分散する。したがって、シリンダ５１Ａは、本実施形態に示すように、二重構造とし、外側シリンダ５１ｂが内側シリンダ５１ａに対して外圧を加える構造とすることで、従来よりも、内部を流動する試料からの内圧に対する耐性を向上させることができ、従来よりもシリンダ５１Ａの金属疲労度合いを軽減することができる。

【0058】

内側シリンダ５１ａの加熱が終了すると、次に、シリンダ５１Ａに、プランジャ５１Ｂを挿入する（図８のステップＳ８０４、図１０（ｃ）参照）。これにより、プランジャポンプ５１を製造することができる。

【0059】

＜変形例＞
上記実施の形態１においては、加熱処理により外側シリンダ５１ｂを膨張させることで、外側シリンダ５１ｂ内に内側シリンダ５１ａを挿入し、実施の形態２においては、冷却処理により内側シリンダ５１ａを収縮させることで、内側シリンダ５１ａを外側シリンダ５１ｂ内に挿入した。しかし、これは、内径が内側シリンダ５１ａの外径よりも小さい外側シリンダ５１ｂ内に、内側シリンダ５１ａを挿入さえできればよく、加熱処理や冷却処理以外の手法を用いてもよいことはいうまでもない。例えば、外側シリンダ５１ｂを機械的に把持し、そこにロボットマシーン等により内側シリンダ５１ａを圧入させることとしてもよい。内側シリンダ５１ａを外側シリンダ５１ｂに圧入することにより、上記実施の形態１、２に示したシリンダ５１Ａと同等の構成を実現することができる。

【0060】

また、上記手法によりシリンダ５１Ａを製造することにより、定常状態において、外側シリンダ５１ｂが内側シリンダ５１ａに対して圧力を加える構成を実現している。これは、前述の通り、微粒化装置の作動時における内側シリンダ５１ａ内の内圧と拮抗させるための構成であるが、内側シリンダ５１ａに対して外圧がかかるように構成されていれば、他の構成によって実現されてもよい。例えば、微粒化装置の動作時において、シリンダ５１Ａに対して外圧を印加する装置を付加してもよい。例えば、シリンダ５１Ａに対して微粒化装置の作動時に、油圧をかける装置にかけて、シリンダ５１Ａに外圧を加える構成としてもよいし、万力等の装置により、シリンダ５１Ａに外圧を加えるように構成してもよい。

【0061】

＜まとめ＞
以上説明したように、上記実施形態に係るプランジャポンプの製造方法およびプランジャポンプによれば、外側シリンダ５１ｂが内側シリンダ５１ａに対して、常時外圧を加えるように構成されたシリンダ５１Ａを有するプランジャポンプを提供することができる。したがって、プランジャポンプ５１のシリンダ５１Ａ内を高圧で流動する試料からの内圧に対して、外側シリンダ５１ｂから内側シリンダ５１ａに対する圧力が対向することで、シリンダ５１Ａの疲労度合いを従来よりも軽減することができる。

【0062】

なお、上記実施形態においては、微粒化装置ユニット１においては、試料を一方向にのみ流動することとなっているが、微粒化装置１０を往復道する構成をとってもよい。即ち、図１において、ドレン８６が設けられている箇所に、別のプランジャポンプを設けて、微粒化装置１０内を試料が往復するような構成をとってもよい。

【0063】

また、微粒化装置１０の流路の構造については、任意に変更可能である。

【0064】

また、前述した変形例に限られず、これらの変形例を選択して適宜組み合わせてもよいし、その他の変形を施してもよい。

【符号の説明】

【0065】

１ 微粒化装置ユニット
１０ 微粒化装置
３０ 供給容器
３１ 取出容器
５１ プランジャポンプ
５１Ａ シリンダ
５１ａ 内側シリンダ
５１ｂ 外側シリンダ
５１Ｂ プランジャ
８０ 熱交換器
７１、７３、７５ 弁
８６ ドレン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】