特許 7620720 高寿命非接触式ポンプ

(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】2025-01-15

(45)【発行日】2025-01-23

(54)【発明の名称】高寿命非接触式ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04B 43/08 20060101AFI20250116BHJP

【ＦＩ】

F04B43/08 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023545958

(86)(22)【出願日】2021-12-20

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2024-02-21

(86)【国際出願番号】 KR2021019382

(87)【国際公開番号】W WO2022164034

(87)【国際公開日】2022-08-04

【審査請求日】2023-07-26

(31)【優先権主張番号】10-2021-0012467

(32)【優先日】2021-01-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】523284756

【氏名又は名称】朴 明哲

【氏名又は名称原語表記】ＰＡＲＫ， Ｍｙｏｕｎｇ Ｃｈｕｌ

【住所又は居所原語表記】２５０７－１０４， ２０， Ｄｏｎｇｔａｎ－ｄａｅｒｏ １０－ｇｉｌ， Ｈｗａｓｅｏｎｇ－ｓｉ， Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ １８４９６ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】110001601

【氏名又は名称】弁理士法人英和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】朴 明哲

【審査官】中村 大輔

(56)【参考文献】

【文献】特公昭４９－０１３５２６（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２００５－１５５６７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－１８６０７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／００６６４８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平１１－２１４４８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｂ ４３／０８

Ｆ１６Ｊ ３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

両側に形成された入口（１０３）と出口（１０５）とに沿い、ポンピング作業を介し、流体を流入／排出させるが、前記入口（１０３）に沿って流体が流入するとき、出口（１０５）側に具備され、排出された流体の逆流を防止する出口弁（１２０）と、前記出口（１０５）に沿って流体が排出されるとき、入口（１０３）側に具備され、流体の流入を防止する入口弁（１１０）と、を含み、流入される流体が収容される所定のポンピング空間（１０１）を有するポンプシリンダ（１００）と、
前記ポンプシリンダ（１００）のポンピング空間（１０１）に具備され、前記入口（１０３）及び出口（１０５）に沿って流入／排出される流体をポンピングすることができるように、ポンピング空間（１０１）の体積を可変するベローズ（２００）と、
前記ベローズ（２００）の一端部を終結させ、前記ベローズ（２００）と共に遊動するピストン（４１０）と、
前記ピストン（４１０）に一体に連結され、前記ポンプシリンダ（１００）の外側に延長され、前記ピストン（４１０）の遊動と共に往復作動し、ベローズ（２００）を伸縮可変させる往復ロッド（４２０）と、
前記ポンプシリンダ（１００）の一部を終結させ、前記ベローズ（２００）の他端部を固定し、前記往復ロッド（４２０）が貫通するシリンダカバー（３００）と、
前記シリンダカバー（３００）の外側に具備され、連結された往復ロッド（４２０）に沿い、前記ピストン（４１０）を往復駆動させる往復駆動部（４００）と、を含んで構成され、
前記ベローズ（２００）の内部には真空空間（２０１）が形成されており、この真空空間（２０１）は、前記シリンダカバー（３００）に形成された真空ライン（３１０）を介して前記ベローズ（２００）の内部を排気することにより維持されることを特徴とする高寿命非接触式ポンプ。

【請求項2】

前記ベローズ（２００）は、
ゴムによってなり、伸縮自在に体積を可変させ、内部に真空空間（２０１）を有する第１ベローズ管（２００ａ）と、
前記第１ベローズ管（２００ａ）の反復的な体積可変に堅固性を維持するように、前記第１ベローズ管（２００ａ）の外側に形成され、金属薄板によってなる第２ベローズ管（２００ｂ）と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の高寿命非接触式ポンプ。

【請求項3】

前記シリンダカバー（３００）には、前記真空空間（２０１）に侵入した流体を排出するドレインホール（３２０）が形成され、
前記ドレインホール（３２０）には、前記真空空間（２０１）に侵入した流体を外部から確認し、侵入流体を除去することができるように、ドレインホール（３２０）に結合され、前記ベローズ（２００）の破損時、真空空間（２０１）に侵入する流体を感知するリークセンサ（３３０）がさらに具備されることを特徴とする請求項１に記載の高寿命非接触式ポンプ。

【請求項4】

前記ポンプシリンダ（１００）のいずれか一ヵ所には、
前記ベローズ（２００）のポンピングにより、前記ポンピング空間（１０１）に流入／排出される流体の温度を感知する温度センサ（１３０）をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の高寿命非接触式ポンプ。

【請求項5】

前記ポンプシリンダ（１００）のいずれか一ヵ所には、
前記ベローズ（２００）のポンピングにより、前記ポンピング空間（１０１）に流入／排出される流体の圧力を感知する圧力センサ（１４０）をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の高寿命非接触式ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、非接触式ポンプに係り、さらに具体的には、部品の摩擦なしに、ポンピング作動による気密維持、及び摩擦による流体の異物発生を防止し、消耗品の交替寿命改善及び交替コスト節減を行い、装備の稼動率上昇及び既存に比べて消耗品交替が容易であり、多様な産業分野に適用効果を期待することができる高寿命非接触式ポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に、図１に図示されているように、ピストン往復型ポンプは、ポンプ内部に液体が流入する入口、入口において、液体の逆流を防止する入口弁１と、ポンプ内部から液体が排出されうる出口、出口において、液体の逆流を防止する出口弁２と、ポンプ内部に液体を入れることができる空間を形成するポンプシリンダ３と、ポンプシリンダ３内部に液体が出入りするように空間を増大・縮小させるピストン４と、ポンプシリンダ３とピストン４との間において、液体が流出されないように密封するシーリング部材５と、密封ガイド６と、シーリング部材５の摩耗を減らすことができるように、液体を注入する液体注入筒７と、ピストン４が往復動を行うことができるポンピング駆動部８と、によって構成されている。

【0003】

ポンプシリンダ３内部の体積が増大する場合、入口弁１を介し、当該液体がポンプ内部に進入し、ポンプシリンダ３内部の体積が縮小される場合、出口弁２を介し、当該液体がポンプ外部に排出される構造である。

【0004】

既存ピストン往復型ポンプの場合、ピストン４とポンプシリンダ３との往復動及び摩擦により、気密用に使用された材質が摩耗され、一定回数の動作後、消耗品に交替しなければならない。

【0005】

従って、装備の製品生産能が向上され、動作回数が増加するにつれ、関連消耗品交替周期がだんだんと短くなっている。装備の生産能により、短くは、１～２週当たり１回周期で消耗品を交替させる生産ラインもある。

【0006】

言い換えれば、ピストン往復型ポンプのように、ポンプシリンダ３とピストン４との間に液体が流出されないように密封し、シーリング部材５が摩擦しながら、ピストン４が往復動を行う構造においては、ピストン４とシーリング部材５とが摩擦する面をさらに滑らかにするか、あるいはシーリング部材５につき、摩擦力と摩耗とが少ない材質を選定し、消耗品の交替周期を延長させなければならない。

【0007】

しかしながら、接触面の加工と、シーリング部材５の変更途によっては、材質摩擦動作を行う構造において、消耗品の寿命を数倍以上延長させるのに限界がある。

【0008】

また、交替時期が短くなるにつれ、装備の稼動を中断させ、作業者が頻繁に消耗品を交替させる周期が早くなり、製造会社の消耗品コストや、装備の稼動中断時間や、人件費の増大のように、製造会社に損失が生じるという問題点がある。

【0009】

そして、消耗品交替時に分解すれば、部品シーリング部材５と、密封ガイド６と、液体注入筒７とに潤滑剤を注入する作業のように、交替及び作業を行わなければならない部品が多く、シーリング部材５と密封ガイド６との組み立て作業において、シーリング部材５が損傷されたり、正位置に密着組み立てがなされなかったりする場合、作業者の作業熟練度によって異なるので、交替及び維持補修の容易性に欠けるという問題点がある。

【0010】

特に、大韓民国登録特許公報第１０－１４４９０４７号は、ベローズ材質を樹脂材質として適用するにおき、外部圧力による、ベローズのはなはだしい変形を防ぐために、ベローズ内に、圧力維持のために油のような液体によってなる非圧縮性間接媒体を含んでいる。

【0011】

すなわち、少量の流体をポンピングする構造において、樹脂系の流体の使用におき、流体の圧縮時に変形が生じ、それを補完するために、非圧縮性媒体を４８時間充填しなければならない。

【0012】

また、ベローズ内部に非圧縮性間接媒体を適用するために、複雑な構造の構成が必要であるので、製作によるコストが増大され、製品の価格が上昇していたという問題点がある。

【0013】

そして、ピストン往復型ポンプは、往復動作時、密封材質の摩擦により、異物が発生し、その異物が流体に流入されうる短所があり、医療用液体、または純度維持のための化学流体のような液体ポンピングには、不合理な構造でもある。

【0014】

従って、既存バッテリ製造工程の生産能向上により、関連装備の消耗品交替周期が短くなり、装備の稼動を中断し、消耗品を交替させなければならない周期が短くなっており、それに対応する製品を必要としている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

前述の問題点を解決するために、本発明は、ベローズを適用したポンプ構造を提案し、部品の摩擦なしに、ポンピング作動による気密を維持し、摩擦による流体の異物発生を防止し、消耗品の交替寿命を改善させ、交替コストを節減し、装備の稼動率が上昇され、既存に比べ、消耗品交替が容易であり、多様な産業分野に適用効果を期待することができる高寿命非接触式ポンプを提供するところに目的がある。

【課題を解決するための手段】

【0016】

前述の目的を達成するために、本発明は、両側に形成された入口と出口とに沿い、ポンピング作業を介して流体を流入／排出させるものの、前記入口に沿って流体が流入するとき、出口側に具備されて排出された流体の逆流を防止する出口弁と、前記出口に沿って流体が排出されるとき、入口側に具備されて流体の流入を防止する入口弁と、を含み、流入される流体が収容される所定のポンピング空間を有するポンプシリンダと、前記ポンプシリンダのポンピング空間に具備され、前記入口及び前記出口に沿って流入／排出される流体をポンピングすることができるように、ポンピング空間の体積を可変するベローズと、前記ベローズの一端部を終結させ、前記ベローズと共に遊動するピストンと、前記ピストンに一体に連結され、前記ポンプシリンダの外側に延長され、前記ピストンの遊動と共に往復作動し、ベローズを伸縮可変させる往復ロッドと、前記ポンプシリンダの一部を終結させ、前記ベローズの他端部を固定し、前記往復ロッドが貫通するシリンダカバーと、前記シリンダカバーの外側に具備され、連結された往復ロッドに沿い、前記ピストンを往復駆動させる往復駆動部と、を含むことを特徴とする高寿命非接触式ポンプを提供する。

【0017】

ここで、前記ベローズは、ゴムによってなり、伸縮自在に体積を可変させ、内部に真空空間を有する第１ベローズ管と、前記第１ベローズ管の反復的な体積可変に堅固性を維持するように、前記第１ベローズ管の外側に形成され、金属薄板によってなる第２ベローズ管と、を含むことを特徴とする。

【0018】

そして、前記シリンダカバーには、前記ベローズの内部に形成された真空空間に、真空を形成する真空ラインをさらに形成することを特徴とする。

【0019】

なお、前記シリンダカバーのドレインホールには、前記真空空間に侵入した流体を外部から確認し、侵入流体を除去することができるように、ドレインホールに結合され、ベローズの破損時、真空空間に侵入する流体を感知するリークセンサがさらに具備されることを特徴とする。

【0020】

なお、前記ポンプシリンダのいずれか一ヵ所には、前記ベローズのポンピングにより、前記ポンピング空間に流入／排出される流体の温度を感知する温度センサをさらに含むことを特徴とする。

【0021】

なお、前記ポンプシリンダのいずれか一ヵ所には、前記ベローズのポンピングにより、前記ポンピング空間に流入／排出される流体の圧力を感知する圧力センサをさらに含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0022】

前述のところのように構成された本発明を提供することにより、以下のような効果を期待することができる。

【0023】

第一に、ポンピング動作を行うにおいて、気密を維持する部品の摩擦なしに、金属ベローズを利用し、収縮膨脹のポンピング動作を行う構造が改善され、既存製品の一週または数週ごとに交替させる消耗品交替周期を、数ヵ月ごとに交替させるように、消耗品交替寿命を改善させる効果がある

【0024】

第二に、既存において、短い消耗品交替周期を補完し、不都合事項を解決し、消耗品交替による損失コストを節減させ、装備の稼動率を高める効果がある。

【0025】

第三に、既存ポンプに比べ、交替数量が少なく、交替方法が簡単であり、容易に交替させることができる。

【0026】

第四に、バッテリ製造以外に、半導体、ディスプレイ、化学物質のような多様な産業分野に容易に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】既存ピストン往復型ポンプを示す構成図である。

【図2】本発明による高寿命非接触式ポンプを示す構成図である。

【図3】本発明による高寿命非接触式ポンプを示す作動状態図である。

【図4】本発明による高寿命非接触式ポンプを示す作動状態図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

本発明の特異な観点、特定の技術的特徴は、添付図面と、関連する以下の具体的な内容と、実施形態とから、さらに明白になるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照符号を付加するにあたり、同一構成要素については、たとえ他の図面上に表示されているにしても、可能な限り、同一符号を有させていることに留意しなければならない。

【0029】

また、本発明の実施例の説明するにおき、関連する公知構成または機能に係わる具体的な説明が、本発明の要旨を不明確にしうると判断される場合には、その詳細な説明は、省略する。

【0030】

また、本発明の構成要素の説明にあたり、用語は、その構成要素を、他の構成要素と区別するためのものであるのみ、その用語により、当該構成要素の本質や、順番または順序などが限定されるものではない。ある構成要素が、他の構成要素に、「連結」、「結合」または「接続」がなされると記載された場合、その構成要素は、該他構成要素に、直接に連結されたり接続されたりしうるが、それぞれの構成要素間において、さらに他の構成要素が、「連結」、「結合」または「接続」がなされうると理解されなければならないのである。

【0031】

以下、本発明の実施形態について、添付図面に基づいて具体的に説明すれば、以下の通りである。

【0032】

本発明の高寿命非接触式ポンプは、図２ないし図４に図示されているように、バッテリに、流体（電解液またはバッテリ液）を注入するポンプシリンダ１００、前記ポンプシリンダ１００の内部に具備され、伸縮を介してポンピング作動するベローズ２００、前記ベローズ２００をポンピング作動させる往復駆動部４００、並びにポンプシリンダ１００及びベローズ２００を終結させ、バッテリ液の漏れを防止するシリンダカバー３００を含んで構成されうる。

【0033】

ポンプシリンダ１００は、流体を流入させるものの、流体の逆流を防止する入口弁１１０を有する入口１０３、及び流体を流出させるものの、流体の逆流を防止する出口弁１２０を有する出口１０５が両側に形成され、流体が収容される所定のポンピング空間１０１を有する。

【0034】

言い換えれば、ポンプシリンダ１００は、両側に形成された入口１０３と出口１０５とに沿い、ポンピング作業を介して流体を流入／排出させるものの、入口１０３に沿って流体が流入するとき、出口１０５側に具備され、排出された流体の逆流を防止する出口弁１２０と、出口１０５に沿って流体が排出されるとき、入口１０３側に具備され、流体の流入を防止する入口弁１１０と、を含み、流入される流体が収容される所定のポンピング空間１０１を有するシリンダと、によってなることが望ましい。

【0035】

そして、ベローズ２００は、ポンプシリンダ１００のポンピング空間１０１に具備され、入口１０３及び出口１０５を介して流入／排出される流体をポンピングすることができるように、ポンピング空間１０１の体積を可変させることができる。

【0036】

すなわち、ベローズ２００は、ゴムによってなり、伸縮自在に体積を可変させ、内部に真空空間２０１を有する第１ベローズ管２００ａを構成し、第１ベローズ管２００ａの反復的な体積可変に堅固性を維持させるように、前記第１ベローズ管２００ａの外側に形成され、金属薄板によってなる第２ベローズ管２００ｂを含むものでもある。

【0037】

なお、第２ベローズ管２００ｂが金属によってなるが、伸縮性を有し、第１ベローズ管２００ａのような気密性能を有した材質に代替が可能であるならば、第２ベローズ管２００ｂだけでもって、ベローズ２００を構成しうる。

【0038】

このとき、ポンピング空間１０１の十分な体積可変と、反復動作によるストレスを最小化させるために、金属薄板溶接ベローズを適用した第２ベローズ管２００ｂは、流体の十分な体積と反復寿命との効果を高めることができる。

【0039】

このとき、ベローズ２００は、ポンピング空間１０１に伸縮具備される第２ベローズ管２００ｂと、第２ベローズ管２００ｂの一端部を終結させるピストン４１０と、第２ベローズ管２００ｂの他端部を終結させると共に、シリンダカバー３００の内側に固設される固定フランジ２１０と、を含むことが望ましい。

【0040】

すなわち、ピストン４１０は、前記ベローズ２００の一端部を終結させ、前記ベローズ２００と共に遊動可能である。

【0041】

そして、往復ロッド４２０は、前記ピストン４１０に一体に連結され、前記ポンプシリンダ１００の外側に延長され、前記ピストン４１０の遊動と共に往復作動し、ベローズ２００を伸縮可変させることができる。

【0042】

シリンダカバー３００は、ポンプシリンダ１００の一部を終結させ、ベローズ２００の他端部を固定し、往復ロッド４２０が貫通して構成されうる。

【0043】

このとき、シリンダカバー３００には、前記ベローズ２００の内部に形成された真空空間２０１に真空を形成する真空ライン３１０がさらに形成されることが望ましい。

【0044】

そして、往復駆動部４００は、シリンダカバー３００の外側に具備され、連結された往復ロッド４２０に沿い、ピストン４１０を往復駆動させることができる。

【0045】

なお、ベローズ２００のピストン４１０と、往復駆動部４００との間には、往復ロッド４２０が連結され、ベローズ２００のピストン４１０に一端が固定され、ベローズ２００の伸縮可変を作動させることができる。

【0046】

そして、往復駆動部４００は、シリンダカバー３００の外側に結合され、往復ロッド４２０を連結し、ピストン４１０を往復駆動させることができる。

【0047】

なお、ポンプシリンダ１００のいずれか一ヵ所には、ポンピング空間１０１に流入／排出される流体の温度を感知する温度センサ１３０が含まれるものでもある。

【0048】

最後に、ポンプシリンダ１００のいずれか一ヵ所には、ポンピング空間１０１に流入／排出される流体の圧力を感知する圧力センサ１４０が含まれるものでもある。

【0049】

すなわち、ポンプシリンダ１００のポンピング空間１０１に流体が流入する入口１０３と、この入口１０３において、流体の逆流を防止する入口弁１１０とが一側に提供され、ポンプシリンダ１００のポンピング空間１０１から流体が排出されうる出口１０５と、この出口１０５において、流体の逆流を防止する出口弁１２０とが一側に形成され、流体をバッテリに持続的にポンピングを提供しうる。

【0050】

ポンプシリンダ１００のポンピング空間１０１に流体が出入りすることができるように伸縮可変されるベローズ２００が提供され、前記ベローズ２００の真空空間２０１に真空を形成するために、ベローズ２００内部と、シリンダカバー３００の外部とを一定サイズのホールで連結されている真空ライン３１０が形成される。

【0051】

なお、シリンダカバー３００の中央には、往復ロッド４２０にブッシングで結合され、ベローズ２００のポンピング作動時、往復ロッド４２０の精密往復を案内するロッドガイド２２０がさらに具備されうる。

【0052】

ここで、ベローズ２００のピストン４１０に固定され、ベローズ２００の収縮膨脹のために往復駆動される往復ロッド４２０が順次に構成され、往復ロッド４２０が精密に往復されるように案内するロッドガイド２２０が、シリンダカバー３００の中央に具備される。

【0053】

従って、ベローズ２００の寿命が尽きて破損された場合、ベローズ２００の真空空間２０１に漏れた流体を感知するために、リークセンサ３３０が具備されうる。

【0054】

ここで、リークセンサ３３０は、ベローズ２００の破損時、真空空間２０１に侵入する流体を排出させるドレインホール３２０を終結させ、リークセンサ３３０の感知信号により、真空空間２０１から流体を除去するように、シリンダカバー３００のドレインホール３２０に具備されうる。

【0055】

なお、温度センサ１３０は、ポンピングする流体の温度が変わる場合、流体の密度変化による排出体積が変化されるので、流体の温度を感知し、アラームを送ったり、体積変化を補正したりすることができる。

【0056】

なお、圧力センサ１４０は、ポンプシリンダ１００の内部流体に対する吸入時及び排出時、圧力を測定して管理し、流体の吸入時及び排出時、最適のポンピングコンディションを管理しうる。

【0057】

ベローズ２００とロッドガイド２２０と往復駆動部４００とを結合するシリンダカバー３００、ポンプシリンダ１００とベローズ２００とシリンダカバー３００との気密のために組み立てられるシーリング部材２４０を提案しうる。

【0058】

ここで、シーリング部材２４０は、ポンプシリンダ１００と固定フランジ２１０との間に具備される第１シーリング２４１と、固定フランジ２１０とシリンダカバー３００との間に具備される第２シーリング２４３と、シリンダカバー３００と往復ロッド４２０との間に具備される第３シーリング２４５と、によってもなる。

【0059】

前述のように構成された本発明の高寿命非接触式ポンプの場合、次のような構造及び連結関係について説明する。

【0060】

まず、ポンプシリンダ１００とベローズ２００との間のポンピング空間１０１には、流体が満たされている。

【0061】

従って、流体は、入口弁１１０を介し、ポンプシリンダ１００内部に入り、出口弁１２０を介して排出され、当該流体をベローズ２００がポンピングしうる。

【0062】

ここで、入口弁１１０及び出口弁１２０は、流体の逆流を防止するために、チェック弁（逆止弁）を内蔵することが望ましい。

【0063】

ポンプシリンダ１００と、ベローズ２００及びシリンダカバー３００との間においては、シーリング部材２４０により、結合部分の気密を維持し、流体の漏れを防止しうる。

【0064】

ベローズ２００の真空空間２０１には、真空ライン３１０が連結され、一定真空状態を常時維持し、往復駆動部４００の駆動において、往復ロッド４２０が前進位置である場合、ピストン４１０は、入口弁１１０と出口弁１２０との側方向に位置される。

【0065】

このとき、ベローズ２００のピストン４１０が最大前進状態において、ベローズ２００は、最大に延び、ポンプシリンダ１００のポンピング空間１０１が最小体積を有する。

【0066】

一方、流体の流入前、待機状態において、往復駆動部４００の駆動により、往復ロッド４２０が後進する場合、ベローズ２００のピストン４１０は、入口弁１１０と出口弁１２０とに対して遠方方向に後進動作が始まりながら、入口弁１１０を開通させ、ポンプシリンダ１００内部に流体が流入される。

【0067】

後進動作が終われば、入口弁１１０は、閉じながら、ベローズ２００のピストン４１０が最も後進されている状態において、ベローズ２００が最小に縮小されている状態で、ポンプシリンダ１００のポンピング空間１０１は、最大の体積空間を形成する。

【0068】

なお、流体流入動作を完了した状態において、流体排出前、待機状態において、往復駆動部４００により、往復ロッド４２０が前進する場合、ベローズ２００のピストン４１０は、入口弁１１０及び出口弁１２０と近方方向に進むことになり、前進動作が始まれば、出口弁１２０が開かれながら、ポンプシリンダ１００のポンピング空間１０１から流体が出口弁１２０を介して排出される。

【0069】

このとき、前進動作が終われば、ポンプ出口弁１２０は、閉鎖状態を維持することになり、流体が排出完了した後、復帰することになる。

【0070】

本発明の高寿命非接触式ポンプは、往復駆動部４００の動作により、流体排出前の待機状態と、流体流入前の待機状態とを反復して往復動作し、当該流体をポンピングしうる。

【0071】

なお、ベローズ２００の真空空間２０１の場合、真空状態を維持することにより、シリンダカバー３００の下部には、一方が密封されているリークセンサ３３０が設けられている。

【0072】

なお、ベローズ２００は、伸縮可変動作を反復しながら、ベローズ２００の金属板に疲労が累積しうる。

【0073】

このとき、ベローズ２００の金属板に疲労が累積し、寿命が尽いた場合、金属板を溶接されたところ、または疲労が累積したところに間隙が生じ、真空状態のポンプシリンダ１００のポンピング空間１０１に流体が漏れたとしても、ベローズ２００の金属板に間隙が生じ始め、少量の流体が漏れ始めれば、ベローズ２００真空空間２０１の下部に流体が満たされ始め、ドレインホール３２０に漏れた流体が満たされる。

【0074】

一方、ドレインホール３２０に流体が満たされれば、リークセンサ３３０により、ベローズ２００に間隙が生じてもチェックし、装備にアラームを送り、ベローズ２００破損による装備破損を防止すると共に、消耗品の交替時期を知らせることができる。

【0075】

流体の排出定量は、ベローズ２００の前進位置と後進位置において、ポンプシリンダ１００のポンピング空間１０１の体積変化によって供給量を決定することができる。

【0076】

なお、流体の温度変化により、流体の密度が変化され、同じ体積基準でもって排出重量が変化することを確認することができ、温度条件の変化により、流体の密度が変化された体積の重量ほど補正するか、あるいは温度変化に対するアラーム設定機能があれば、製品の品質を高めることができる。

【0077】

また、ポンプシリンダ１００のポンピング空間１０１における流体の温度を測定することができる温度センサ１３０を含み、満たされる流体の温度を測定し、温度変化による体積の変化量を計算し、ベローズ２００の往復駆動量を補償制御することができ、装備の温度変化を感知し、危険状況を把握しうる。

【0078】

なお、圧力センサ１４０は、ポンプシリンダ１００の内部流体に対する吸入時及び排出時、圧力を測定して管理し、流体の吸入時及び排出時、最適のポンピングコンディションを管理しうる。

【0079】

言い換えれば、毎回の吐出時、吸入／排出圧力が一定であるか否かということを確認し、ポンプ内部に流入される流体の量が一定であるか否かということを確認することができ、流体が吸入排出される入口１０３、出口１０５に逆流防止の役割を行う入口チェック弁１１０及び出口チェック弁１２０が良好に動作しているか否かということを確認しうる。

【0080】

従って、毎回の吸入時または排出時、一定した圧力を維持することにより、正確な量の流体をポンピングすることができ、吸入圧力及び排出圧力が変化する場合、吸入されたり吐出されたりする流体の量が変更されるか、あるいは入口１０３及び出口１０５の各チェック弁の点検が必要である状況を知らせることができる。

【0081】

本発明の高寿命非接触式ポンプの場合、バッテリに流体を供給するために、流体ポンピング動作は、既存ポンプの寿命に問題になる接触と摩擦とによる摩耗を防止するために、ベローズ２００を適用することができる構造に開発され、消耗品の寿命を高寿命に延長が可能である。

【0082】

従って、ベローズ２００の設計寿命は、数百万回ほどと、既存に比べ、１０倍以上に寿命の改善効果が顕著であり、バッテリに流体を注入する生産ラインの生産能を既存に比べ、６～１２ヵ月さらに延長させることができる。

【0083】

従って、ベローズ２００の伸縮状態または静止状態において、ベローズ２００の変形を最小化させるために、内部に真空を施し、ベローズ２００の真空空間２０１の圧力と、外部の圧力とが同一である場合、ベローズ２００を水平に設けたとき、ベローズ２００中央部が自重によって反ることが生じたり、ベローズ２００往復動作により、ベローズ２００の揺れが生じたりすることを最小化させることができる。

【0084】

一方、ベローズ２００の真空空間２０１に真空条件を維持することにより、ベローズ２００は、外部との差圧による変形を最小化させ、形状を介し、流体の流入／排出精度を高め、さらに安定したポンピング量を制御しうる。

【0085】

また、リークセンサ３３０は、ベローズ２００の破損により、内部に流体が漏れたとしても、装備本体の負荷による破損を防止しうる。

【0086】

従って、本発明の高寿命非接触式ポンプに、ベローズ２００を適用することにより、ポンピング構造を画期的に改善させ、気密を維持する部品の摩擦なしに、ベローズ２００を利用し、収縮膨脹のポンピング動作を行う構造により、既存に比べ、数十万回の消耗品交替周期を、数百万回に改善させることができ、現在、一週ごとまたは数週ごとに交替させなければならない消耗品を、数ヵ月以上交替周期を改善させることができる。

【0087】

そして、消耗品交替時、ベローズ２００の１個、または少量の部品だけ交替させればよく、交替作業が、既存方式に比べ、比較的簡便に進められ、交替部品の数量が少なく、既存ポンプに比べ、交替方法も簡単であり、作業者が容易に交替方法を熟知し、短時間に消耗品を交替させることができる。

【0088】

本発明の高寿命非接触式ポンプは、ベローズ２００の金属板に間隙が生じ始め、少量の流体が漏れ始めれば、リークセンサ３３０により、漏れが即座に感知され、当該流体がポンプ外部に漏れる前に交替時期を知ることができるので、装備が汚染したり、火災事故のような安全事故を防止したりすることができるという大なる長所がある。

【0089】

また、流体は、自動車用流体注入工程以外に、半導体、ディスプレイ、化学物質、製薬会社のように、ポンピングを介し、多様な産業分野に適用し、効果を期待することができ、ベローズ２００の材質を、金属ではない樹脂系及び特殊素材を利用し、それぞれの流体特性に合うように適用が可能である。

【0090】

前述のように構成された本発明を提供することにより、製造工程において、消耗品交替周期がさらに長い製品を必要としているが、適する製品がなく、ピストン動作型ポンプを適用することができ、ピストンポンプの短所である接触型気密ではない他の概念の構図を利用し、画期的に消耗品交替周期がさらに延長される。

【0091】

第一に、ポンピング動作を行うにおき、気密を維持する部品の摩擦なしに、ベローズを利用し、収縮膨脹のポンピング動作を行う構造を特徴とし、ポンピング回数が数十万回から数百万回に増大されることにより、消耗品交替周期が既存に比べ、さらに延長されうる。

【0092】

第二に、消耗品交替周期を、現在数週ごとに交替させる消耗品を、数ヵ月に一回ずつ交替させるように対応することができる。

【0093】

第三に、短い消耗品交替周期を補完し、不都合事項を解決し、製造会社の消耗品交替による損失コストを画期的に減らし、装備の稼動率を高めることができる。

【0094】

第四に、消耗品交替時、ベローズ１個、または少量の部品だけ交替すればよく、交替作業が既存方式に比べ、比較的簡便に進められ、交替部品の数量が少なく、既存ポンプに比べ、交替方法も簡単であり、作業者が容易に交替方法を熟知し、短時間に消耗品を交替させることができる。

【0095】

以上で説明した本明細書、及び請求範囲に使用される用語及び単語は、一般的であるか、あるいは辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、本発明者は、自身の発明について最善の方法で説明するために、用語の概念を適切に定義することができるという原則にのっとり、本発明の技術的思想に符合する意味と概念とに解釈されなければならない。

【0096】

従って、本明細書に記載された図面及び実施形態に図示された構成は、本発明の最も望ましい一実施形態であるのみ、本発明の技術的思想をいずれも代弁するのではないので、本出願時点において、それらを代替することができる多様な均等物と変形例とがありうるということが理解されなければならない。

【産業上の利用可能性】

【0097】

高寿命非接触式ポンプを利用したポンピング流体は、バッテリ製造工程のバッテリ液注入工程以外に、半導体、ディスプレイ、化学物質、製薬会社、食品、化粧品のような、ポンピングを介し、多様な産業分野に適用し、効果を期待することができ、ベローズの材質を、金属ではない樹脂系及び特殊素材を利用し、それぞれの流体特性に合うように適用が可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】