(57)【要約】【課題】ベローズを用いたポンプを小型化する技術を提供する。【解決手段】外側から第１ケース、第１ベローズ、軸部材が設けられ、軸部材を鉛直上下方向に往復移動させるアクチュエータと、第１ケースと第１ベローズの外側との間の第１ポンプ室と、第１ベローズ内部の第２ポンプ室と、を備え、軸部材の内部に第１ケース外部と、第１ポンプ室と第２ポンプ室のうち一方とを連通する第１流路が形成される。【選択図】図２
2019090380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ケースと、
前記第１ケースの内側に設けられる第１ベローズと、
前記第１ベローズの内側に設けられる軸部材と、
前記軸部材を鉛直上下方向に往復移動させるアクチュエータと、
前記第１ケースと前記第１ベローズの外側との間の空間により形成される第１ポンプ室と、
前記第１ベローズの内側に形成される第２ポンプ室と、
を備え、
前記第１ベローズは、一端が前記第１ケースに固定されるとともに他端が前記軸部材に固定され、
前記軸部材の内部に第１ケース外部と、第１ポンプ室と第２ポンプ室のうち一方とを連通する第１流路が形成されることを特徴とするポンプ。
【請求項２】
前記第１ベローズの内側に設けられる第２ケースと、
前記第２ケースの内側に設けられる第２ベローズと、
を備え、
前記第２ベローズは、一端が前記軸部材に固定されるとともに他端が前記第２ケースに固定され、
前記第２ケースの内側と前記第２ベローズの外側との間の空間に形成される第２流路と、前記第１流路とが合流するとともに、外部に連通する空間を備えたことを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
前記第２ベローズとの間に前記空間を介して設けられ、前記第２ケースの内側に設けられる第３ベローズを備え、
前記第３ベローズは、一端が前記軸部材に固定されるとともに他端が前記第２ケースに固定され、
前記第２ケースと、前記第２ベローズと、前記第３ベローズとにより前記空間を密封していることを特徴とする請求項２に記載のポンプ。
【請求項４】
前記空間が液体と気体で満たされていることを特徴とする請求項３に記載のポンプ。
【請求項５】
前記第１ケース外部と第１ポンプ室との間の流体の流れを制御する第１逆止弁と、
前記第１ケース外部と第２ポンプ室との間の流体の流れを制御する第２逆止弁と、
前記第１ポンプ室と前記第１流路との間の流体の流れを制御する第３逆止弁と、
前記第２ポンプ室と前記第２流路との間の流体の流れを制御する第４逆止弁と、を備え、
前記第１逆止弁と、前記第２逆止弁と、前記第３逆止弁と、前記第４逆止弁と、が前記１ケース内部に設けられることを特徴とする請求項２又は３に記載のポンプ。
【請求項６】
前記第３逆止弁の弁体と前記第４逆止弁の弁体は略同径であることを特徴とする請求項５に記載のポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベローズを用いたポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
ベローズを用いたポンプが知られている。ベローズを用いたポンプとしては、２つのベローズを直列に配置し、ベローズ内部をポンプ室とした構成のものがある。また、ベローズの内外をポンプ室とし、ポンプケーシングの外側に設けた配管中にポペット弁を収容した構成のものもある（特許文献１を参照）。
【０００３】
図２２を参照して従来のベローズを用いたポンプについて説明する。ポンプ１００は、略円筒状のケース１１０と、アクチュエータ２００によってケース１１０内で鉛直方向に往復移動可能に構成される可動ユニット３００と、を備えている。ケース１１０内には、可動ユニット３００と同心的に設けられ、かつ両端がそれぞれ可動ユニット３００とケース１１０に固定される２つのベローズ４１０，４２０が設けられている。これら２つのベローズ４１０，４２０によって、ケース１１０の内部は、３つの第１ポンプ室Ｋ１０，Ｋ２０，Ｋ３０に隔てられている。
【０００４】
ケース１１０の底面には、ケース１１０外部から第１ポンプ室Ｋ１０へ流体が流入する第１吸入口１２１０が設けられ、第１吸入口１２１０に接続された配管には第１逆止弁５００Ａが設けられる。第１逆止弁５００Ａは外部から第１ポンプ室Ｋ１０への流体の流れを許容し、第１ポンプ室Ｋ１０から外部への流体の流れを止めるよう構成されたポペット弁である。
【０００５】
ケース１１０の上端付近には、ケース１１０外部から第２ポンプ室Ｋ２０へ流体が流入する第２吸入口１２２０が設けられ、第２吸入口１２２０に接続された配管には第２逆止弁５００Ｂが設けられる。第２逆止弁５００Ｂは外部から第２ポンプ室Ｋ２０への流体の流れを許容し、第２ポンプ室Ｋ２０から外部への流体の流れを止めるよう構成されたポペット弁である。
【０００６】
ケース１１０の上端付近には、第１ポンプ室Ｋ１０からケース１１０外部へ流体が流出する第１吐出口１２３０が設けられ、第１吐出口１２３０に接続された配管には第３逆止弁５００Ｃが設けられる。第３逆止弁５００Ｃは第１ポンプ室Ｋ１０から外部への流体の流れを許容し、外部から第１ポンプ室Ｋ１０への流体の流れを止めるよう構成されたポペット弁である。
【０００７】
ケース１１０の上端付近には、第２ポンプ室Ｋ２０からケース１１０外部へ流体が流出する第２吐出口１２４０が設けられ、第２吐出口１２４０に接続された配管には第４逆止弁５００Ｄが設けられる。第４逆止弁５００Ｄは第２ポンプ室Ｋ２０から外部への流体の流れを許容し、外部から第２ポンプ室Ｋ２０への流体の流れを止めるよう構成されたポペット弁である。
【０００８】
以上のように構成されるポンプ１００によれば、アクチュエータ２００によって可動ユニット３００が上昇すると、第１逆止弁５００Ａと第４逆止弁５００Ｄにおいては弁が開き、第２逆止弁５００Ｂと第３逆止弁５００Ｃにおいては弁が閉じた状態となる。これにより、第１逆止弁５００Ａにおいて矢印ＹＡの方向に流体が流れ、第４逆止弁Ｄにおいて矢印ＹＤの方向に流体が流れる。矢印ＹＤの流体の流れにより、吐出配管１２００に流体が吐出される。
【０００９】
アクチュエータ２００によって可動ユニット３００が下降すると、第３逆止弁５００Ｃと第２逆止弁５００Ｂにおいては弁が開き、第１逆止弁５００Ａと第４逆止弁５００Ｄにおいては弁が閉じた状態となる。これにより、第２逆止弁５００Ｂにおいて矢印ＹＢの方向に流体が流れ、第３逆止弁５００Ｃにおいて矢印ＹＣの方向に流体が流れる。矢印ＹＣの流体の流れにより、吐出配管１２００に流体が吐出される。
【００１０】
ここで、ポンプ１００の流量を増加させるにはポペット弁を大型化することや、可動ユニット３００の駆動を高速化することが考えられる。しかし、ポペット弁は、大型化すると質量が増加して可動ユニット３００の駆動に対する応答性が低下する。ポペット弁の応答性が低下すると、可動ユニット３００を高速化しても流量を増加させる効果が得られにくい。ポペット弁の応答性の低下は水撃の要因ともなる。
【００１１】
また、第１逆止弁５００Ａ〜第４逆止弁５００Ｄは、いずれもケース１１０の外側に設けた配管の途中に設けられている。そのため、ポンプ１００を収容するために大きな空間が必要となり、ポンプ１００を設置する箇所に制限が生じる。また、タンクにポンプ１００を挿入する形態で設置する場合、配管やポペット弁の分だけタンクの開口を大きくする必要があり、低温液体の供給システムに適用する場合には熱の侵入が問題になる。流量増加のためにポペット弁を大型化すると、ポンプ１００を収容するために必要な空間はさらに大きくなる。
【００１２】
ポペット弁は、弁体の自重によって弁体が戻ることによって閉弁するが、ポンプ工程の高速化のためには弁体の戻り動作の高速化が求められる。戻り動作の遅れは逆流による水撃の要因ともなる。弁体の戻り動作の高速化のために、弁体の復帰方向にばね力を付与することや、開弁時の弁体の開き量を小さくする等の手段が考えられるが機構の複雑化を招く。そこで、閉弁動作を高速化することができる逆止弁として、案内部材によって鉛直上下方向に案内される環状の弁体を用いたものが提案されている（特許文献２を参照）。この逆止弁は、弁体の環状の底面に対し水平方向に流体が流入するよう構成され、弁体が押し上げられて開弁し、弁体が下降して閉弁する。弁体に対し水平方向に流体が流入するため、閉弁時に流体の運動量による抵抗を弁体が受けにくく、閉弁動作の高速化が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１２４３６３号
【特許文献２】国際公開第２０１５／０５００９１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記のような従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、ベローズを用いたポンプを小型化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。すなわち、本発明のポンプは、
第１ケースと、
前記第１ケースの内側に設けられる第１ベローズと、
前記第１ベローズの内側に設けられる軸部材と、
前記軸部材を鉛直上下方向に往復移動させるアクチュエータと、
前記第１ケースと前記第１ベローズの外側との間の空間により形成される第１ポンプ室
と、
前記第１ベローズの内側に形成される第２ポンプ室と、
を備え、
前記第１ベローズは、一端が前記第１ケースに固定されるとともに他端が前記軸部材に固定され、
前記軸部材の内部に第１ケース外部と、第１ポンプ室と第２ポンプ室のうち一方とを連通する第１流路が形成されることを特徴とするポンプである。
【００１６】
このように構成されたポンプによれば、軸部材の内部に第１流路を設けて第１ポンプ室との間で流体の流通を可能とした。そのため、軸部材の内部の空間を、ポンプ室からの流体の吐出流路又はポンプ室への流体の供給流路として有効に活用することができ、吐出流路や供給流路をポンプ外部に配管を接続することによって構成する場合と比較してポンプのサイズを小型化することができる。
【００１７】
本発明においては、
前記第１ベローズの内側に設けられる第２ケースと、
前記第２ケースの内側に設けられる第２ベローズと、
を備え、
前記第２ベローズは、一端が前記軸部材に固定されるとともに他端が前記第２ケースに固定され、
前記第２ケースの内側と前記第２ベローズの外側との間の空間に形成される第２流路と、前記第１流路とが合流するとともに、外部に連通する空間を備える構成としてもよい。
【００１８】
これにより、第１流路と第２流路とが合流してポンプ外に流体を吐出、或いは、ポンプ内に流体を供給することができるため、配管をまとめることができ、ポンプの小型化を達成することができる。
【００１９】
本発明においては、
前記第２ベローズとの間に前記空間を介して設けられ、前記第２ケースの内側に設けられる第３ベローズを備え、
前記第３ベローズは、一端が前記軸部材に固定されるとともに他端が前記第２ケースに固定され、
前記第２ケースと、前記第２ベローズと、前記第３ベローズとにより前記空間を密封する構成としてもよい。
【００２０】
これにより、吐出流路、或いは、供給流路を密閉空間とすることができ、ポンプ装置外部と遮断することができ、流路を流れる流体が極低温流体等、外部に漏出すると好ましくない流体でも安全に流通させることができる。
【００２１】
本発明においては、前記空間が液体と気体で満たされている構成としてもよい。
【００２２】
これにより、空間内に気体による緩衝効果が生じ、ポンプ外に流体を吐出、或いは、ポンプ内に流体を供給する際の流体の脈動を抑制することができる。
【００２３】
本発明においては、
前記第１ケース外部と第１ポンプ室との間の流体の流れを制御する第１逆止弁と、
前記第１ケース外部と第２ポンプ室との間の流体の流れを制御する第２逆止弁と、
前記第１ポンプ室と前記第１流路との間の流体の流れを制御する第３逆止弁と、
前記第２ポンプ室と前記第２流路との間の流体の流れを制御する第４逆止弁と、を備え、
前記第１逆止弁と、前記第２逆止弁と、前記第３逆止弁と、前記第４逆止弁と、が前記１ケース内部に設けられる構成としてもよい。
【００２４】
これにより、ポンプ室を区切る弁がポンプ装置内部に設けられるため、全体としてコンパクトなポンプ装置とすることができる。
【００２５】
本発明においては、前記第３逆止弁の弁体と前記第４逆止弁の弁体は略同径となる構成としてもよい。
【００２６】
これにより、第１ポンプ室及び第２ポンプ室からの吐出量又は吸入量を略同等にすることができる。
【００２７】
なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、ベローズを用いたポンプを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は本発明の実施例１に係るポンプを有する液体供給システムの模式的概略図である。
【図２】図２は本発明の実施例１に係るポンプの模式的概略図である。
【図３】図３は本発明の実施例１に係るポンプの第１逆止弁の開いている状態の模式的概略図である。
【図４】図４は本発明の実施例１に係るポンプの第１逆止弁の閉じている状態の模式的概略図である。
【図５】図５は本発明の実施例１に係るポンプの第２逆止弁の開いている状態の模式的概略図である。
【図６】図６は本発明の実施例１に係るポンプの第２逆止弁の閉じている状態の模式的概略図である。
【図７】図７は本発明の実施例１に係るポンプの第３逆止弁の開いている状態の模式的概略図である。
【図８】図８は本発明の実施例１に係るポンプの第３逆止弁の閉じている状態の模式的概略図である。
【図９】図９は本発明の実施例１に係るポンプの第４逆止弁の開いている状態の模式的概略図である。
【図１０】図１０は本発明の実施例１に係るポンプの第４逆止弁の閉じている状態の模式的概略図である。
【図１１】図１１は本発明の実施例２に係るポンプを有する液体供給システムの模式的概略図である。
【図１２】図１２は本発明の実施例３に係るポンプを有する液体供給システムの模式的概略図である。
【図１３】図１３は本発明の実施例３に係るポンプの模式的概略図である。
【図１４】図１４は本発明の実施例３に係るポンプの第１逆止弁の開いている状態の模式的概略図である。
【図１５】図１５は本発明の実施例３に係るポンプの第１逆止弁の閉じている状態の模式的概略図である。
【図１６】図１６は本発明の実施例３に係るポンプの第２逆止弁の開いている状態の模式的概略図である。
【図１７】図１７は本発明の実施例３に係るポンプの第２逆止弁の閉じている状態の模式的概略図である。
【図１８】図１８は本発明の実施例３に係るポンプの第３逆止弁の開いている状態の模式的概略図である。
【図１９】図１９は本発明の実施例３に係るポンプの第３逆止弁の閉じている状態の模式的概略図である。
【図２０】図２０は本発明の実施例３に係るポンプの第４逆止弁の開いている状態の模式的概略図である。
【図２１】図２１は本発明の実施例３に係るポンプの第４逆止弁の閉じている状態の模式的概略図である。
【図２２】図２２は従来のポンプの模式的構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００３１】
（実施例１）
図１〜図１０を参照して、本発明の実施例１に係るポンプについて説明する。実施例１に係るポンプは、例えば、超電導機器を超低温状態に維持させるために超低温液体を供給するシステムに好適に用いることができる。すなわち、超電導機器においては、超電導コイルなどを常時冷却させる必要がある。そこで、超電導コイルなどが備えられた被冷却装置に超低温の液体（液体窒素や液体ヘリウム）を常時供給することで、被冷却装置は常時冷却される。より具体的には、被冷却装置を通る循環流路を設け、かつ、この循環流路中に実施例１に係る液体供給システムを取り付けることにより、超低温の液体を循環させて、被冷却装置を常時冷却させることが可能となる。
【００３２】
＜液体供給システムの全体構成＞
図１は実施例１に係る液体供給システム及びポンプの模式的概略図である。図２は実施例１に係るポンプの模式的概略図であり、ポンプの中心軸線を含む面による断面的模式図である。
【００３３】
液体供給システム１は、容器１２に貯留されている超低温液体Ｌをポンプ１０により被冷却装置６０に供給するシステムである。ポンプ１０は、容器１２に貯留されている超低温液体Ｌの中に配置されたいわゆるサブマージタイプのポンプである。ポンプ１０はベローズにより区画された２つのポンプ室を有する。被冷却装置６０は、樹脂製の容器６１の内部に超伝導コイル６２が備えられる。液体供給システム１は、供給通路Ｌ１を通して液体Ｌを被冷却装置６０に供給し、被冷却装置６０を通過した液体Ｌは戻り通路Ｌ２を通して液体供給システム１に戻る。ポンプ１０は、容器１２内に貯留している液体Ｌを吸入し、吐出通路１２０に吐出する。吐出通路１２０は供給通路Ｌ１に接続される。供給通路Ｌ１の途中には冷却装置９０が設けられている。冷却装置９０は、被冷却装置６０に供給される液体Ｌが適切な温度になるよう冷却する。このような構成により、超低温液体Ｌは液体供給システム１と被冷却装置６０との間を循環する。超低温液体Ｌの具体例としては、液体窒素や液体ヘリウムを挙げることができる。なお本発明のポンプは液体に限らず気体等の流体に適用することもできる。
【００３４】
＜ポンプの構造＞
ポンプ１０は、略円筒状の第１ケース１１と、第１ケース１１の内側に設けられる略円筒状の第２ケース１３と、第２ケース１３の内側に設けられる可動ユニット３０と、第１ケース１１と第２ケース１３の間に設けられる略円筒状の第１ベローズ４１と、第２ケース１３と可動ユニット３０の間に設けられる略円筒状の第２ベローズ４２と、第２ケース
１３と可動ユニット３０の間に設けられる略円筒状の第３ベローズ４３と、を備える。第１ケース１１、第２ケース１３、可動ユニット３０、第１ベローズ４１、第２ベローズ４２及び第３ベローズ４３は、同心的に設けられる。
【００３５】
可動ユニット３０は、アクチュエータ２０によってケース１１内で鉛直方向に往復移動可能に構成される。可動ユニット３０は、アクチュエータ２０の駆動部に接続される軸部３４を有する。軸部３４は、内部に流路３１が形成された円筒部４０を有し、円筒部４０の下端にフランジ部３６を有する。軸部３４は、フランジ部３６の下部に形成され、内部に流路３２が形成され、その外径が円筒部４０の外径より大きい有底の円筒部３７を有する。円筒部３７は底部４８を有し、円筒部３７の側面には、第３開口部１２３が設けられ、第３開口部１２３を介して、後述の第１ポンプ室Ｋ１と流路３２との間の流体の流通が行われる。また、軸部３４はフランジ部３６の上方にフランジ部３６と間隔を開けて、内部に流路３１と後述する空間Ｋ３とを連通する流路３３が形成された環状の突出部３５を有し、突出部３５のさらに上方に突出部４４を有する。なお、この流路３３は突出部３５に設けられるだけではなく、流路３１と空間Ｋ３とを連通できれば、軸部３４のいずれかに設けてよい。このように、可動ユニット３０には流路３１，３２，３３からなる第１流路Ｋ３１が形成され、第１ポンプ室Ｋ１と第１流路Ｋ３１との間の流体の流通が行われる。従って、第１流路Ｋ３１を介して、第１ポンプ室Ｋ１と空間Ｋ３との間で流体の流通が行われる。なお、フランジ部３６の外側の端部には円筒部３７より大径の円筒部３９が設けられ、円筒部３９の下端にはフランジ部３８が設けられている。なお、図１では図の簡略化のため円筒部３９は省略している。
【００３６】
第１ケース１１の底部４７には、中心部に凹部１８が形成され、凹部１８の側面には、第１開口部１２１が設けられる。第１開口部１２１を介して、容器１２の内部と第１ポンプ室Ｋ１との間の流体の流通が行われる。また、第１ケース１１の上部に第１ケースの内側に伸びる内向きフランジ部１７と、内向きフランジ部１７の上方に第２開口部１２２を有し、第２開口部１２２を介して、容器１２の内部と後述の第２ポンプ室Ｋ２との間の流体の流通が行われる。
【００３７】
第２ケース１３の内周面と第２ベローズ４２の外周面との間の空間により第２流路Ｋ３２が形成され、第２ケース１３は下端に有底の円筒部１４を有し、円筒部１４の底部１５は、中心部に開口部１６を有し、軸部３４が開口部１６の内周面との間に隙間を有するように開口部１６を貫通しており、円筒部１４の側面には、第４開口部１２４が設けられ、第４開口部１２４を介して、第２ポンプ室Ｋ２と第２流路Ｋ３２の間の流体の流通が行われる。また、第２流路Ｋ３２は空間Ｋ３と連通しており、第２流路Ｋ３２を介して、第２ポンプ室Ｋ２と空間Ｋ３との間で流体の流通が行われる。なお、第４開口部１２４が第２ベローズ４２よりも上部に設けられている場合、第２流路Ｋ３２を介さず、第２ポンプ室Ｋ２と空間Ｋ３とで流体の流通を行ってもよい。第２ケース１３の側面には、空間Ｋ３と外部との間の流体の流通が行われる開口部１２６が設けられ、開口部１２６には、吐出通路１２０が接続されている。また、第２ケース１３の上部は第１ケース１１を貫通して延び、第２ケース１３の上端部は容器１２の上面４５に固定され、上面４５にある開口部４６を軸部３４が貫通している。
【００３８】
第１ベローズ４１は、上端が第１ケース１１の内向きフランジ部１７に固定され、下端が軸部３４のフランジ部３８に固定されている。第２ベローズ４２は、上端が軸部３４の突出部３５に固定され、下端が第２ケース１３の底部１５に固定されている。第３ベローズ４３は、上端が容器１２の上面４５に固定され、下端が軸部３４の突出部４４に固定されている。第１ベローズ４１、第２ベローズ４２、第３ベローズ４３及び第２ケース１３により、第１ケース１１の内部は、３つの空間Ｋ１，Ｋ２及びＫ３に隔てられている。
【００３９】
空間Ｋ１は、第１ケース１１の内周面、第１ベローズ４１の外周面、及び軸部３４の底面とで区画されて形成される第１ポンプ室である。空間Ｋ２は、第１ベローズ４１の内周面、第２ケース１３の外周面、第２ベローズ４２の内周面、及び軸部３４の外周面とで区画されて形成される第２ポンプ室である。空間Ｋ３は、第２ケース１３の内周面、第２ベローズ４２の外周面、軸部３４の外周面、及び第３ベローズ４３の外周面、とで区画される領域である。ここで、上述の通り、第２流路Ｋ３２は第２ケース１３の内周面と第２ベローズ４２の外周面との間の空間に形成され、第２流路Ｋ３２は空間Ｋ３の一部を成し、軸部３４は、第１流路Ｋ３１を空間Ｋ３に開放する開口部１２５を有する。これにより、第２流路Ｋ３２と第１流路Ｋ３１は空間Ｋ３で合流する。空間Ｋ３では気相と液相とが共存することでダンパーとして機能する。
【００４０】
＜逆止弁の配置＞
第１開口部１２１における流体の流れは、第１逆止弁５０Ａによって制御される。第１逆止弁５０Ａは、外部（容器１２の内部）から第１ポンプ室Ｋ１への流体の流れを許容し、第１ポンプ室Ｋ１から外部（容器１２の内部）への流体の流れを止めるように構成されている。
【００４１】
第２開口部１２２における流体の流れは、第２逆止弁５０Ｂによって制御される。第２逆止弁５０Ｂは、外部（容器１２の内部）から第２ポンプ室Ｋ２への流体の流れを許容し、第２ポンプ室Ｋ２から外部（容器１２の内部）への流体の流れを止めるように構成されている。
【００４２】
第３開口部１２３における流体の流れは、第３逆止弁５０Ｃによって制御される。第３逆止弁５０Ｃは、第１ポンプ室Ｋ１から第１流路Ｋ３１への流体の流れを許容し、第１流路Ｋ３１から第１ポンプ室Ｋ１への流体の流れを止めるように構成されている。
【００４３】
第４開口部１２４における流体の流れは、第４逆止弁５０Ｄによって制御される。第４逆止弁５０Ｄは、第２ポンプ室Ｋ２から第２流路Ｋ３２への流体の流れを許容し、第２流路Ｋ３２から第２ポンプ室Ｋ２への流体の流れを止めるように構成されている。
【００４４】
以下、第１逆止弁５０Ａ〜第４逆止弁５０Ｄの構造について説明する。
【００４５】
＜第１逆止弁の構造＞
図３及び図４を参照して、第１逆止弁５０Ａの構造について説明する。図３及び図４は、第１逆止弁５０Ａの模式的概略図であり、第１逆止弁５０Ａの中心軸線を含む面による断面的模式図である。図３は弁が開いた状態を示し、図４は弁が閉じた状態を示す。また、図３及び図４においては、第１逆止弁５０Ａが使用される状態において、図中上方が鉛直方向上方であり、図中下方が鉛直方向下方である。
【００４６】
第１逆止弁５０Ａは回転対称形状である。第１逆止弁５０Ａは、第１ケース１１の底部４７と凹部１８に取り付けられ、第１開口部１２１における流体の流れを制御する。
【００４７】
第１逆止弁５０Ａは、主弁体５１Ａと、副弁体５２Ａと、環状部材５３Ａと、案内部材５４Ａとを備えている。
【００４８】
主弁体５１Ａは、環状部材５３Ａの上を径方向内側から径方向外側へ水平方向に流れる流体の圧力を受けながら上昇して弁を開くように構成されている。主弁体５１Ａは、円筒部５１２Ａと、円筒部５１２Ａの下端側に設けられ下方に向かうにつれて拡径する拡径部５１１Ａと、円筒部５１２Ａの上端側に設けられる外向きフランジ部５１３Ａとを有する。
【００４９】
副弁体５２Ａは、中心に貫通孔を有する円板状の部材により構成されており、その外径は主弁体５１Ａの外向きフランジ部５１３Ａの外径より小さく、その内径は主弁体５１Ａの外向きフランジ部５１３Ａの内径より小さい。
【００５０】
環状部材５３Ａは、第１開口部１２１の内周面に沿って取り付けられる。環状部材５３Ａの上面５７Ａは、主弁体５１Ａの弁座として機能する。主弁体５１Ａが自重や流体圧力を受けて下方に移動すると、主弁体５１Ａの拡径部５１１Ａの先端が環状部材５３Ａの上面５７Ａに密着して弁が閉じられる。
【００５１】
案内部材５４Ａは、第１ケース１１内部における凹部１８の外周面に沿って取り付けられる。案内部材５４Ａは、大径の円筒部５４１Ａと小径の円筒部５４２Ａを有し、大径の円筒部５４１Ａで主弁体５１Ａを鉛直方向に案内し、小径の円筒部５４２Ａで副弁体５２Ａを鉛直方向に案内する。大径の円筒部５４１Ａの外周面と主弁体５１Ａの内周面との間には微小な環状隙間が形成され、主弁体５１Ａは大径の円筒部５４１Ａに対し遊嵌されている。これにより主弁体５１Ａは摺動抵抗を受けることなく、略鉛直方向に往復移動する。
【００５２】
主弁体５１Ａの上面５６Ａと案内部材５４Ａの大径の円筒部５４１Ａの上面５５Ａは、主弁体５１Ａが着座した状態において同じ高さになるように設計され、ともに副弁体５２Ａの弁座として機能する。主弁体５１Ａが着座した状態において、副弁体５２Ａは、主弁体５１Ａの内周面と案内部材５４Ａの大径の円筒部５４１Ａの外周面との間の環状隙間を閉じる。
【００５３】
第１開口部１２１の外側（容器１２の内部）における流体の圧力と第１ポンプ室Ｋ１における流体の圧力との差圧により主弁体５１Ａに作用する力が主弁体５１Ａの重量を超えると、主弁体５１Ａは上昇する。このとき、副弁体５２Ａも、主弁体５１Ａに押し上げられるとともに、主弁体５１Ａの内周面と案内部材５４Ａの大径の円筒部５４１Ａの外周面との間の環状隙間に存在する流体の圧力を受けて、上昇する。これにより、弁が開いた状態となり、図３の矢印ＹＡ１に示すように、第１開口部１２１を通って外部（容器１２内部）から第１ポンプ室Ｋ１に流体が流れる。主弁体５１Ａは、径方向内側から径方向外側へ水平方向に流れる流体の圧力を受けながら上昇して弁を開く。
【００５４】
第１ポンプ室Ｋ１における流体の圧力と第１開口部１２１の外側（容器１２の内部）における流体の圧力との差圧により主弁体５１Ａに作用する力が主弁体５１Ａの重量より小さくなると、主弁体５１Ａ及び副弁体５２Ａは、自重や上方からの流体の圧力を受けて下降する。このとき、副弁体５２Ａよりも主弁体５１Ａが早く下降するように副弁体５２Ａの外径を主弁体５１Ａの上面の外径よりも小さくし、露出した主弁体５１Ａの上面に流体の圧力を働かせるようにしているため、まず主弁体５１Ａが弁座５７Ａに着座した後に、副弁体５２Ａは主弁体５１Ａに設けられた弁座５６Ａと案内部材５４Ａに設けられた弁座５５Ａの双方に着座し、図４に示すように、主弁体５１Ａと環状部材５３Ａとの間の隙間がなくなり、かつ主弁体５１Ａと案内部材５４Ａとの間の環状隙間が副弁体５２Ａにより閉じられる。これにより、弁が閉じた状態となり、第１開口部１２１における流体の流れが止まる。なお、副弁体５２Ａよりも主弁体５１Ａを早く下降させるため、副弁体５２Ａの質量を軽くしたり、圧力の影響を受ける箇所の寸法を調整したり、流体の抵抗を受けるように各部分の寸法を調整してもよい。
【００５５】
＜第２逆止弁の構造＞
図５及び図６を参照して、第２逆止弁５０Ｂの構造について説明する。図５及び図６は、第２逆止弁５０Ｂの模式的概略図であり、第２逆止弁５０Ｂの中心軸線を含む面による
断面的模式図である。図５は弁が開いた状態を示し、図６は弁が閉じた状態を示す。また、図５及び図６においては、第２逆止弁５０Ｂが使用される状態において、図中上方が鉛直方向上方であり、図中下方が鉛直方向下方である。なお、図５及び図６では、軸部３４の内部構造について簡略化のため記載を省略した。以下、第１逆止弁５０Ａと共通の内容については適宜説明を省略する。
【００５６】
第２逆止弁５０Ｂは、第１ケース１１の上部とフランジ部１７に取り付けられ、第２開口部１２２における流体の流れを制御する。
【００５７】
第２逆止弁５０Ｂは、主弁体５１Ｂと、副弁体５２Ｂと、環状部材５３Ｂと、案内部材５４Ｂとを備えている。
【００５８】
主弁体５１Ｂは、環状部材５３Ｂの上を径方向外側から径方向内側へ水平方向に流れる流体の圧力を受けながら上昇して弁を開くように構成されている。主弁体５１Ｂは、円筒部５１２Ｂと、円筒部５１２Ｂの下端側に設けられ下方に向かうにつれて縮径する縮径部５１１Ｂと、円筒部５１２Ｂの上端側に設けられる内向きフランジ部５１３Ｂとを有する。
【００５９】
副弁体５２Ｂは、中心に貫通孔を有する円板状の部材により構成されており、その外径は主弁体５１Ｂの内向きフランジ部５１３Ｂの外径より大きく、その内径は主弁体５１Ｂの内向きフランジ部５１３Ｂの内径より大きい。
【００６０】
環状部材５３Ｂは、フランジ部１７の内周面に沿って取り付けられる。案内部材５４Ｂは、第１ケース１１内部における上部の内周面に沿って取り付けられる。
【００６１】
第２開口部１２２の外側（容器１２の内部）における流体の圧力と第２ポンプ室Ｋ２における流体の圧力との差圧により主弁体５１Ｂに作用する力が主弁体５１Ｂの重量を超えると、主弁体５１Ｂと副弁体５２Ｂが上昇する。これにより、弁が開いた状態となり、図５の矢印ＹＢ１に示すように、第２開口部１２２を通って外部（容器１２内部）から第２ポンプ室Ｋ２に流体が流れる。主弁体５１Ｂは、径方向外側から径方向内側へ水平方向に流れる流体の圧力を受けながら上昇して弁を開く。
【００６２】
第２ポンプ室Ｋ２における流体の圧力と第２開口部１２２の外側（容器１２の内部）における流体の圧力との差圧により主弁体５１Ｂに作用する力が主弁体５１Ｂの重量より小さくなると、主弁体５１Ｂと副弁体５２Ｂが降下し、図６に示すように弁が閉じた状態となり、第２開口部１２２における流体の流れが止まる。
【００６３】
＜第３逆止弁の構造＞
図７及び図８を参照して、第３逆止弁５０Ｃの構造について説明する。図７及び図８は、第３逆止弁５０Ｃの模式的概略図であり、第３逆止弁５０Ｃの中心軸線を含む面による断面的模式図である。図７は弁が開いた状態を示し、図８は弁が閉じた状態を示す。また、図７及び図８においては、第３逆止弁５０Ｃが使用される状態において、図中上方が鉛直方向上方であり、図中下方が鉛直方向下方である。以下、第１逆止弁５０Ａ、第２逆止弁５０Ｂと共通の内容については適宜説明を省略する。
【００６４】
第３逆止弁５０Ｃは、可動ユニット３０の円筒部３７と底部４８に取り付けられ、第３開口部１２３における流体の流れを制御する。第３逆止弁５０Ｃは、径方向外側から径方向内側へ水平方向に流れる流体の圧力を受けながら上昇して弁を開くように構成されており、第２逆止弁５０Ｂと同等の構成を有する。
【００６５】
第３逆止弁５０Ｃは、主弁体５１Ｃと、副弁体５２Ｃと、環状部材５３Ｃと、案内部材５４Ｃとを備えている。
【００６６】
環状部材５３Ｃは、底部４８の外周面に沿って取り付けられる。案内部材５４Ｃは、円筒部３７の内周面に沿って取り付けられる。
【００６７】
第３開口部１２３の外側（第１ポンプ室Ｋ１）における流体の圧力と第１流路Ｋ３１における流体の圧力との差圧により主弁体５１Ｃに作用する力が主弁体５１Ｃの重量を超えると、主弁体５１Ｃと副弁体５２Ｃが上昇する。これにより、弁が開いた状態となり、図７の矢印ＹＣ１に示すように、第３開口部１２３を通って第１ポンプ室Ｋ１から第１流路Ｋ３１に流体が流れる。主弁体５１Ｃは、径方向外側から径方向内側へ水平方向に流れる流体の圧力を受けながら上昇して弁を開く。
【００６８】
第１流路Ｋ３１における流体の圧力と第３開口部１２３の外側（第１ポンプ室Ｋ１）における流体の圧力との差圧により主弁体５１Ｃに作用する力が主弁体５１Ｃの重量より小さくなると、主弁体５１Ｃと副弁体５２Ｃが降下し、図８に示すように弁が閉じた状態となり、第３開口部１２３における流体の流れが止まる。
【００６９】
＜第４逆止弁の構造＞
図９及び図１０を参照して、第４逆止弁５０Ｄの構造について説明する。図９及び図１０は、第４逆止弁５０Ｄの模式的概略図であり、第４逆止弁５０Ｄの中心軸線を含む面による断面的模式図である。図９は弁が開いた状態を示し、図１０は弁が閉じた状態を示す。また、図９及び図１０においては、第４逆止弁５０Ｄが使用される状態において、図中上方が鉛直方向上方であり、図中下方が鉛直方向下方である。以下、第１逆止弁５０Ａ、第２逆止弁５０Ｂ、第３逆止弁５０Ｃと共通の内容については適宜説明を省略する。
【００７０】
第４逆止弁５０Ｄは、第２ケース１３の円筒部１４と底部１５に取り付けられ、第４開口部１２４における流体の流れを制御する。第４逆止弁５０Ｄは、径方向外側から径方向内側へ水平方向に流れる流体の圧力を受けながら上昇して弁を開くように構成されており、第２逆止弁５０Ｂと同等の構成を有する。
【００７１】
第４逆止弁５０Ｄは、主弁体５１Ｄと、副弁体５２Ｄと、環状部材５３Ｄと、案内部材５４Ｄとを備えている。
【００７２】
環状部材５３Ｄは、底部１５の外周面に沿って取り付けられる。案内部材５４Ｄは、円筒部１４の内周面に沿って取り付けられる。図２に示すように、第４逆止弁５０Ｄの主弁体５１Ｄが設けられている径方向位置は、第３逆止弁５０Ｃの主弁体５１Ｃが設けられている径方向位置と略同等である。
【００７３】
第４開口部１２４の外側（第２ポンプ室Ｋ２）における流体の圧力と第２流路Ｋ３２（空間Ｋ３）における流体の圧力との差圧により主弁体５１Ｄに作用する力が主弁体５１Ｄの重量を超えると、主弁体５１Ｄと副弁体５２Ｄが上昇する。これにより、弁が開いた状態となり、図９の矢印ＹＤ１に示すように、第４開口部１２４を通って第２ポンプ室Ｋ２から第２流路Ｋ３２（空間Ｋ３）に流体が流れる。主弁体５１Ｄは、径方向外側から径方向内側へ水平方向に流れる流体の圧力を受けながら上昇して弁を開く。
【００７４】
第２流路Ｋ３２（空間Ｋ３）における流体の圧力と第２ポンプ室Ｋ２における流体の圧力との差圧により主弁体５１Ｄに作用する力が主弁体５１Ｄの重量より小さくなると、主弁体５１Ｄと副弁体５２Ｄが降下し、図１０に示すように弁が閉じた状態となり、第４開口部１２４における流体の流れが止まる。
【００７５】
＜ポンプ駆動＞
アクチュエータ２０の駆動により軸部３４が上昇すると、第１ベローズ４１は縮み、第２ベローズ４２は伸びる。これにより、第１ポンプ室Ｋ１の容積は増加し、第２ポンプ室Ｋ２の容積は減少する。第１ポンプ室Ｋ１の容積が増加することで第１ポンプ室Ｋ１の圧力が低下し、第１逆止弁５０Ａが開き、第３逆止弁５０Ｃが閉じ、矢印ＹＡ１の方向に流体が流れる。第２ポンプ室Ｋ２の容積が減少することで第２ポンプ室Ｋ２の圧力が上昇し、第２逆止弁５０Ｂが閉じ、第４逆止弁５０Ｄが開き、矢印ＹＤ１の方向に流体が流れる。容器１２内の流体がポンプ１０の第１ポンプ室Ｋ１に流入するとともに、ポンプ１０の第２ポンプ室Ｋ２内の流体が第２流路Ｋ３２に吐出され、空間Ｋ３から矢印ＹＯ２のように流体が吐出通路１２０に吐出される。吐出通路１２０から供給通路Ｌ１に流体が供給される。
【００７６】
アクチュエータ２０の駆動により軸部３４が下降すると、第１ベローズ４１は伸び、第２ベローズ４２は縮む。これにより、第１ポンプ室Ｋ１の容積は減少し、第２ポンプ室Ｋ２の容積は増加する。第１ポンプ室Ｋ１の容積が減少することで第１ポンプ室Ｋ１の圧力が上昇し、第３逆止弁５０Ｃが開き、第１逆止弁５０Ａが閉じ、矢印ＹＣ１の方向に流体が流れる。第２ポンプ室Ｋ２の容積が増加することで第２ポンプ室Ｋ２の圧力が低下し、第２逆止弁５０Ｂが開き、第４逆止弁５０Ｄが閉じ、矢印ＹＢ１の方向に流体が流れる。容器１２内の流体がポンプ１０の第２ポンプ室Ｋ２に流入するとともに、ポンプ１０の第１ポンプ室Ｋ１内の流体が第１流路Ｋ３１に吐出され、空間Ｋ３から矢印ＹＯ１のように流体が吐出通路１２０から吐出される。吐出通路１２０から供給通路Ｌ１に流体が供給される。
【００７７】
このように、アクチュエータ２０の駆動により軸部３４が上昇する場合も下降する場合も、ポンプ１０の吐出通路１２０から流体が吐出され、ポンプ１０から供給通路Ｌ１に液体Ｌが連続的に供給されるため、脈動が抑えられる。
【００７８】
＜実施例１に係るポンプの優れた点＞
実施例１のポンプ１０においては、ベローズ４１，４２の内外を第１ポンプ室Ｋ１，第２ポンプ室Ｋ２とするとともに、ベローズ４１，４２を上下方向に伸縮させる可動ユニット３０の内部に設けられる第１流路Ｋ３１と、第２ケース１３の内部に第２流路Ｋ３２を構成する空間Ｋ３と、を設け、第１ポンプ室Ｋ１から吐出される流体及び第２ポンプ室Ｋ２から吐出される流体の両方を受け入れる吐出流路とした。この構成により、ポンプ１０から供給通路Ｌ１に流体を供給する通路を１つの吐出通路１２０にまとめることができ、構造をシンプルにすることができる。また、従来のポンプにおいて、複数のポンプ室の出口にそれぞれ吐出配管を接続してそこにポペット弁を設ける場合と比較して、ポンプ１０を小型化することができる。
【００７９】
実施例１のポンプ１０においては、第１ポンプ室Ｋ１の吐出側の第３逆止弁５０Ｃが配置されている径方向位置と、第２ポンプ室Ｋ２の吐出側の第４逆止弁５０Ｄが配置されている径方向位置とは、略同じ位置である。従って、第３逆止弁５０Ｃと第４逆止弁５０Ｄは略同径の環状の主弁体５１Ｃ及び５１Ｄにより構成されるため、第１ポンプ室Ｋ１からの吐出量と第２ポンプ室Ｋ２からの吐出量を略同等にすることができる。
【００８０】
実施例１のポンプ１０で用いた環状の逆止弁は、図３及び図４の第１逆止弁５０Ａのように径方向内側への流れを止め径方向外側への流れを許容する構成と、図５及び図６の第２逆止弁５０Ｂのように径方向内側への流れを許容し径方向外側への流れを止める構成と、のいずれの構成において、同様の機構により流体の差圧に応じて開閉動作が行われる。また、他の配管に干渉しないように配管を設ける場合は、配管を設ける空間を確保するた
めにポンプ全体が大型化してしまっていた。この点、実施例１のポンプ１０では、流体を流す方向によらず同様の構成の逆止弁を用いることができ、余計な配管を設ける必要がないため、ポンプ１０を小型化することができる。
【００８１】
実施例１のポンプ１０で用いた環状の逆止弁は、環状の主弁体５１が鉛直上下方向に動くのに対し水平方向に流体が流入するため、主弁体５１に作用する流体の運動量の影響を低減できる。そのため、弁の開閉の応答性が高い。また、主弁体５１の閉弁によって流量が絞られた後に、副弁体５２によって弁が閉じられるという２段階で弁を閉じる構成であるため、弁を閉じた際の逆流による水撃を抑制することができる。
【００８２】
実施例１の逆止弁５０は、質量の増加を抑えつつ大型化することができ、主弁体５０によって開閉する開口部の面積を広くすることができる。そのため、大型のポンプにも容易に適用することができる。
【００８３】
実施例１のポンプ１０は、ケース内部に逆止弁を設けるため、ポンプ１０の外部にケース内部に流体を流入させるための配管や逆止弁を設ける必要がなく、ポンプの全体を小型化することができる。実施例１のポンプ１０は、ケースと同軸上に逆止弁を設置することができるため、ケース内部の空間を有効に活用して逆止弁５０を設置できる。そのため、ポンプの外径を小さくすることができ、ポンプの全体を小型化することができる。
【００８４】
（実施例２）
図１１を参照して、本発明の実施例２に係るポンプについて説明する。図１１は、実施例２に係る液体供給システム及びポンプの模式的概略図である。
【００８５】
実施例２のポンプ１０１は、容器１２の内部が真空になっており、第１開口部１２１に第１吸入通路１２８が接続され、第２開口部１２２に第２吸入通路１２７が接続されている。第１吸入通路１２８及び第２吸入通路１２７はそれぞれ戻り通路Ｌ２に接続している。すなわち、実施例２のポンプ１０１は、吸入口と吐出口が配管に接続されたいわゆるインラインタイプのポンプ（配管途中に設けられたポンプ）である。この点で、実施例２のポンプ１０１は、サブマージタイプ（流体が蓄えられたタンク内に設けられたポンプ）の実施例１のポンプ１０と異なる。その他の点は実施例１のポンプ１０と同様である。なお、実施例２は被冷却装置６０に超低温液体Ｌを供給する液体供給システム１に本発明のポンプを適用したため、断熱のために容器１２の内部を真空にしているが、高い断熱性能が要求されない場合には容器１２の内部を真空にする必要はなく、また、容器１２を有しない構成でも良い。
【００８６】
実施例２のポンプ１０１によれば、インラインタイプのベローズポンプを小型化することができる。
【００８７】
（実施例３）
図１２〜図２１を参照して、本発明の実施例３に係るポンプについて説明する。
図１２は実施例３に係る液体供給システム及びポンプの模式的概略図である。図１３は実施例１に係るポンプの模式的概略図であり、ポンプの中心軸線を含む面による断面的模式図である。
【００８８】
実施例３のポンプ１０２は、実施例１のポンプ１０と同様のサブマージタイプのポンプである。実施例３のポンプ１０２と実施例１のポンプ１０との相違点は、ポンプ１０２内の流体の流れの方向が逆である点である。すなわち、実施例３のポンプ１０２は、容器１２内に貯留している超低温の液体Ｌを吸入通路１３３から吸入し、第１開口部１２１に接続された第１吐出通路１３１及び第２開口部１２２に接続された第２吐出通路１３２に吐
出する。第１吐出通路１３１及び第２吐出通路１３２は、供給通路Ｌ１に接続する。
【００８９】
実施例３のポンプ１０２の流体の流れは、実施例１のポンプ１０の流体の流れと逆であるため、第１開口部１２１〜第４開口部１２４に設けられる逆止弁の構成が実施例１と異なる。以下、実施例１との相違点を中心に実施例３のポンプ１０２について説明する。実施例１と実質的に同内容の構成については、同一の符号を付し、説明は適宜省略する。
【００９０】
＜逆止弁の配置＞
第１開口部１２１における流体の流れは、第１逆止弁７０Ａによって制御される。第１逆止弁７０Ａは、外部（第１吐出通路１３１）から第１ポンプ室Ｋ１への流体の流れを止め、第１ポンプ室Ｋ１から外部（第１吐出通路１３１）への流体の流れを許容するように構成されている。
【００９１】
第２開口部１２２における流体の流れは、第２逆止弁７０Ｂによって制御される。第２逆止弁７０Ｂは、外部（第２吐出通路１３２）から第２ポンプ室Ｋ２への流体の流れを止め、第２ポンプ室Ｋ２から外部（第２吐出通路１３２）への流体の流れを許容するように構成されている。
【００９２】
第３開口部１２３における流体の流れは、第３逆止弁７０Ｃによって制御される。第３逆止弁７０Ｃは、第１ポンプ室Ｋ１から第１流路Ｋ３１への流体の流れを止め、第１流路Ｋ３１から第１ポンプ室Ｋ１への流体の流れを許容するように構成されている。
【００９３】
第４開口部１２４における流体の流れは、第４逆止弁７０Ｄによって制御される。第４逆止弁７０Ｄは、第２ポンプ室Ｋ２から第２流路Ｋ３２への流体の流れを止め、第２流路Ｋ３２から第２ポンプ室Ｋ２への流体の流れを許容するように構成されている。
【００９４】
以下、第１逆止弁７０Ａ〜第４逆止弁７０Ｄの構造について説明する。
【００９５】
＜第１逆止弁の構造＞
図１４及び図１５を参照して、第１逆止弁７０Ａの構造について説明する。図１４及び図１５は、第１逆止弁７０Ａの模式的概略図であり、第１逆止弁７０Ａの中心軸線を含む面による断面的模式図である。図１４は弁が開いた状態を示し、図１５は弁が閉じた状態を示す。また、図１４及び図１５においては、第１逆止弁７０Ａが使用される状態において、図中上方が鉛直方向上方であり、図中下方が鉛直方向下方である。
【００９６】
第１逆止弁７０Ａは回転対称形状である。第１逆止弁７０Ａは、第１ケース１１の底部４７と凹部１８に取り付けられ、第１開口部１２１における流体の流れを制御する。
【００９７】
第１逆止弁７０Ａは、主弁体７１Ａと、副弁体７２Ａと、環状部材７３Ａと、案内部材７４Ａとを備えている。
【００９８】
主弁体７１Ａは、環状部材７３Ａの上を径方向外側から径方向内側へ水平方向に流れる流体の圧力を受けながら上昇して弁を開くように構成されている。主弁体７１Ａは、円筒部７１２Ａと、円筒部７１２Ａの下端側に設けられ下方に向かうにつれて縮径する縮径部７１１Ａと、円筒部７１２Ａの上端側に設けられる内向きフランジ部７１３Ａとを有する。
【００９９】
副弁体７２Ａは、中心に貫通孔を有する円板状の部材により構成されており、その外径は主弁体７１Ａの円筒部７１２Ａ内向きフランジ部７１３Ａの外径より大きく、その内径は主弁体７１Ａの内向きフランジ部７１３Ａの内径より大きい。
【０１００】
環状部材７３Ａは、第１開口部１２１の内周面に沿って取り付けられる。環状部材７３Ａの上面７７Ａは、主弁体７１Ａの弁座として機能する。主弁体７１Ａが自重や流体圧力を受けて下方に移動すると、主弁体７１Ａの縮径部７１１Ａの先端が環状部材７３Ａの上面７７Ａに密着して弁が閉じられる。
【０１０１】
案内部材７４Ａは、第１ケース１１内部における凹部１８の外周面に沿って取り付けられる。案内部材７４Ａは、大径の円筒部７４１Ａと小径の円筒部７４２Ａを有し、大径の円筒部７４１Ａで主弁体７１Ａを鉛直方向に案内し、小径の円筒部７４２Ａで副弁体７２Ａを鉛直方向に案内する。大径の円筒部７４１Ａの外周面と主弁体７１Ａの内周面との間には微小な環状隙間が形成され、主弁体７１Ａは大径の円筒部７４１Ａに対し遊嵌されている。これにより主弁体７１Ａは摺動抵抗を受けることなく、略鉛直方向に往復移動する。
【０１０２】
主弁体７１Ａの上面７６Ａと案内部材７４Ａの大径の円筒部７４１Ａの上面７５Ａは、主弁体７１Ａが着座した状態において同じ高さになるように設計され、ともに副弁体７２Ａの弁座として機能する。主弁体７１Ａが着座した状態において、副弁体７２Ａは、主弁体７１Ａの内周面と案内部材７４Ａの大径の円筒部７４１Ａの外周面との間の環状隙間を閉じる。
【０１０３】
第１開口部１２１の外側（第１吐出通路１３１）における流体の圧力と第１ポンプ室Ｋ１における流体の圧力との差圧により主弁体７１Ａに作用する力が主弁体７１Ａの重量を超えると、主弁体７１Ａは上昇する。このとき、副弁体７２Ａも、主弁体７１Ａに押し上げられるとともに、主弁体７１Ａの内周面と案内部材７４Ａの大径の円筒部７４１Ａの外周面との間の環状隙間に存在する流体の圧力を受けて、上昇する。これにより、弁が開いた状態となり、図１４の矢印ＹＡ２に示すように、第１開口部１２１を通って第１ポンプ室Ｋ１から第１吐出通路１３１に流体が流れる。主弁体７１Ａは、径方向外側から径方向内側へ水平方向に流れる流体の圧力を受けながら上昇して弁を開く。
【０１０４】
第１ポンプ室Ｋ１における流体の圧力と第１開口部１２１の外側（第１吐出通路１３１）における流体の圧力との差圧により主弁体７１Ａに作用する力が主弁体７１Ａの重量より小さくなると、主弁体７１Ａ及び副弁体７２Ａは、自重や上方からの流体の圧力を受けて下降する。このとき、副弁体７２Ａよりも主弁体７１Ａが早く下降するように副弁体７２Ａの内径を主弁体７１Ａの上面の内径よりも大きくし、露出した主弁体７１Ａの上面に流体の圧力を働かせるようにしているため、まず主弁体７１Ａが弁座７７Ａに着座した後に、副弁体７２Ａは主弁体７１Ａに設けられた弁座７６Ａと案内部材７４Ａに設けられた弁座７５Ａの双方に着座し、図１５に示すように、主弁体７１Ａと環状部材７３Ａとの間の隙間がなくなり、かつ主弁体７１Ａと案内部材７４Ａとの間の環状隙間が副弁体７２Ａにより閉じられる。これにより、弁が閉じた状態となり、第１開口部１２１における流体の流れが止まる。なお、副弁体７２Ａよりも主弁体７１Ａを早く下降させるため、副弁体７２Ａの質量を軽くしたり、圧力の影響を受ける箇所の寸法を調整したり、流体の抵抗を受けるように各部分の寸法を調整してもよい。
【０１０５】
＜第２逆止弁の構造＞
図１６及び図１７を参照して、第２逆止弁７０Ｂの構造について説明する。図１６及び図１７は、第２逆止弁７０Ｂの模式的概略図であり、第２逆止弁７０Ｂの中心軸線を含む面による断面的模式図である。図１６は弁が開いた状態を示し、図１７は弁が閉じた状態を示す。また、図１６及び図１７においては、第２逆止弁７０Ｂが使用される状態において、図中上方が鉛直方向上方であり、図中下方が鉛直方向下方である。なお、図１６及び図１７では、軸部３４の内部構造について簡略化のため記載を省略した。以下、第１逆止
弁７０Ａと共通の内容については適宜説明を省略する。
【０１０６】
第２逆止弁７０Ｂは、第１ケース１１の上部とフランジ部１７に取り付けられ、第２開口部１２２における流体の流れを制御する。
【０１０７】
第２逆止弁７０Ｂは、主弁体７１Ｂと、副弁体７２Ｂと、環状部材７３Ｂと、案内部材７４Ｂとを備えている。
【０１０８】
主弁体７１Ｂは、環状部材７３Ｂの上を径方向内側から径方向外側へ水平方向に流れる流体の圧力を受けながら上昇して弁を開くように構成されている。主弁体７１Ｂは、円筒部７１２Ｂと、円筒部７１２Ｂの下端側に設けられ下方に向かうにつれて拡径する拡径部７１１Ｂと、円筒部７１２Ｂの上端側に設けられる外向きフランジ部７１３Ｂとを有する。
【０１０９】
副弁体７２Ｂは、中心に貫通孔を有する円板状の部材により構成されており、その外径は主弁体７１Ｂの外向きフランジ部７１３Ｂの外径より小さく、その内径は主弁体７１Ｂの外向きフランジ部７１３Ｂの内径より小さい。
【０１１０】
環状部材７３Ｂは、フランジ部１７の内周面に沿って取り付けられる。案内部材７４Ｂは、第１ケース１１上部の内周面に沿って取り付けられる。
【０１１１】
第２開口部１２２の外側（第２吐出通路１３２）における流体の圧力と第２ポンプ室Ｋ２における流体の圧力との差圧により主弁体７１Ｂに作用する力が主弁体７１Ｂの重量を超えると、主弁体７１Ｂと副弁体７２Ｂが上昇する。これにより、弁が開いた状態となり、図１６の矢印ＹＢ２に示すように、第２開口部１２２を通って第２ポンプ室Ｋ２から第２吐出通路１３２に流体が流れる。主弁体７１Ｂは、径方向内側から径方向外側へ水平方向に流れる流体の圧力を受けながら上昇して弁を開く。
【０１１２】
第２ポンプ室Ｋ２における流体の圧力と第２開口部１２２の外側（第２吐出通路１３２）における流体の圧力との差圧により主弁体７１Ｂに作用する力が主弁体７１Ｂの重量より小さくなると、主弁体７１Ｂと副弁体７２Ｂが降下し、図１７に示すように、弁が閉じた状態となり、第２開口部１２２における流体の流れが止まる。
【０１１３】
＜第３逆止弁の構造＞
図１８及び図１９を参照して、第３逆止弁７０Ｃの構造について説明する。図１８及び図１９は、第３逆止弁７０Ｃの模式的概略図であり、第３逆止弁７０Ｃの中心軸線を含む面による断面的模式図である。図１８は弁が開いた状態を示し、図１９は弁が閉じた状態を示す。また、図１８及び図１９においては、第３逆止弁７０Ｃが使用される状態において、図中上方が鉛直方向上方であり、図中下方が鉛直方向下方である。以下、第１逆止弁７０Ａ、第２逆止弁７０Ｂと共通の内容については適宜説明を省略する。
【０１１４】
第３逆止弁７０Ｃは、可動ユニット３０の円筒部３７と底部４８に取り付けられ、第３開口部１２３における流体の流れを制御する。第３逆止弁７０Ｃは、径方向内側から径方向外側へ水平方向に流れる流体の圧力を受けながら上昇して弁を開くように構成されており、第２逆止弁７０Ｂと同等の構成を有する。
【０１１５】
第３逆止弁７０Ｃは、主弁体７１Ｃと、副弁体７２Ｃと、環状部材７３Ｃと、案内部材７４Ｃとを備えている。
【０１１６】
環状部材７３Ｃは、底部４８の外周面に沿って取り付けられる。案内部材７４Ｃは、円
筒部３７の内周面に沿って取り付けられる。
【０１１７】
第３開口部１２３の外側（第１ポンプ室Ｋ１）における流体の圧力と第１流路Ｋ３１における流体の圧力との差圧により主弁体７１Ｃに作用する力が主弁体７１Ｃの重量を超えると、主弁体７１Ｃと副弁体７２Ｃが上昇する。これにより、弁が開いた状態となり、図１８の矢印ＹＣ２に示すように、第３開口部１２３を通って第１流路Ｋ３１から第１ポンプ室Ｋ１に流体が流れる。主弁体７１Ｃは、径方向内側から径方向外側へ水平方向に流れる流体の圧力を受けながら上昇して弁を開く。
【０１１８】
第１流路Ｋ３１における流体の圧力と第３開口部１２３の外側（第１ポンプ室Ｋ１）における流体の圧力との差圧により主弁体７１Ｃに作用する力が主弁体７１Ｃの重量より小さくなると、主弁体７１Ｃと副弁体７２Ｃが降下し、図１９に示すように弁が閉じた状態となり、第３開口部１２３における流体の流れが止まる。
【０１１９】
＜第４逆止弁の構造＞
図２０及び図２１を参照して、第４逆止弁７０Ｄの構造について説明する。図２０及び図２１は、第４逆止弁７０Ｄの模式的概略図であり、第４逆止弁７０Ｄの中心軸線を含む面による断面的模式図である。図２０は弁が開いた状態を示し、図２１は弁が閉じた状態を示す。また、図２０及び図２１においては、第４逆止弁７０Ｄが使用される状態において、図中上方が鉛直方向上方であり、図中下方が鉛直方向下方である。以下、第１逆止弁７０Ａ、第２逆止弁７０Ｂ、第３逆止弁７０Ｃと共通の内容については適宜説明を省略する。
【０１２０】
第４逆止弁７０Ｄは、第２ケース１３の円筒部１４と底部１５に取り付けられ、第４開口部１２４における流体の流れを制御する。第４逆止弁７０Ｄは、径方向内側から径方向外側へ水平方向に流れる流体の圧力を受けながら上昇して弁を開くように構成されており、第２逆止弁７０Ｂと同等の構成を有する。
【０１２１】
第４逆止弁７０Ｄは、主弁体７１Ｄと、副弁体７２Ｄと、環状部材７３Ｄと、案内部材７４Ｄとを備えている。
【０１２２】
環状部材７３Ｄは、底部１５の外周面に沿って取り付けられる。案内部材７４Ｄは、円筒部１４の内周面に沿って取り付けられる。図１３に示すように、第４逆止弁７０Ｄの主弁体７１Ｄが設けられている径方向位置は、第３逆止弁７０Ｃの主弁体７１Ｃが設けられている径方向位置と略同等である。
【０１２３】
第４開口部１２４の外側（第２ポンプ室Ｋ２）における流体の圧力と第２流路Ｋ３２（空間Ｋ３）における流体の圧力との差圧により主弁体７１Ｄに作用する力が主弁体７１Ｄの重量を超えると、主弁体７１Ｄと副弁体７２Ｄが上昇する。これにより、弁が開いた状態となり、図２０の矢印ＹＤ２に示すように、第４開口部１２４を通って第２流路Ｋ３２から第２ポンプ室Ｋ２に流体が流れる。主弁体７１Ｄは、径方向内側から径方向外側へ水平方向に流れる流体の圧力を受けながら上昇して弁を開く。
【０１２４】
第２流路Ｋ３２における流体の圧力と第２ポンプ室Ｋ２における流体の圧力との差圧により主弁体７１Ｄに作用する力が主弁体７１Ｄの重量より小さくなると、主弁体７１Ｄと副弁体７２Ｄが降下し、図２１に示すように弁が閉じた状態となり、第４開口部１２４における流体の流れが止まる。
【０１２５】
＜ポンプ駆動＞
アクチュエータ２０の駆動により軸部３４が上昇すると、第１ベローズ４１は縮み、第
２ベローズ４２は伸びる。これにより、第１ポンプ室Ｋ１の容積は増加し、第２ポンプ室Ｋ２の容積は減少する。第１ポンプ室Ｋ１の容積が増加することで第１ポンプ室Ｋ１の圧力が低下し、第１逆止弁７０Ａが閉じ、第３逆止弁７０Ｃが開き、矢印ＹＣ２の方向に流体が流れる。第２ポンプ室Ｋ２の容積が減少することで第２ポンプ室Ｋ２の圧力が上昇し、第２逆止弁７０Ｂが開き、第４逆止弁７０Ｄが閉じ、矢印ＹＢ２の方向に流体が流れる。容器１２内の流体が矢印ＹＩ１のように吸入通路１３３からポンプ１０２の空間Ｋ３、第１流路Ｋ３１を介して第１ポンプ室Ｋ１に流入するとともに、ポンプ１０２の第２ポンプ室Ｋ２内の流体が矢印ＹＢ２のように第２吐出通路１３２から吐出され、供給通路Ｌ１に流体が供給される。
【０１２６】
アクチュエータ２０の駆動により軸部３４が下降すると、第１ベローズ４１は伸び、第２ベローズ４２は縮む。これにより、第１ポンプ室Ｋ１の容積は減少し、第２ポンプ室Ｋ２の容積は増加する。第１ポンプ室Ｋ１の容積が減少することで第１ポンプ室Ｋ１の圧力が上昇し、第３逆止弁７０Ｃが閉じ、第１逆止弁７０Ａが開き、矢印ＹＡ２の方向に流体が流れる。第２ポンプ室Ｋ２の容積が増加することで第２ポンプ室Ｋ２の圧力が低下し、第２逆止弁７０Ｂが閉じ、第４逆止弁７０Ｄが開き、矢印ＹＤ２の方向に流体が流れる。容器１２内の流体が矢印ＹＩ２のように吸入通路１３３からポンプ１０２の空間Ｋ３、第２流路Ｋ３２を介して第２ポンプ室Ｋ２に流入するとともに、ポンプ１０２の第１ポンプ室Ｋ１内の流体が矢印ＹＡ２のように第１吐出通路１３１から吐出され、供給通路Ｌ１に流体が供給される。
【０１２７】
このように、アクチュエータ２０の駆動により軸部３４が上昇する場合も下降する場合も、ポンプ１０２から流体が吐出され、ポンプ１０２から供給通路Ｌ１に液体Ｌが連続的に供給されるため、脈動が抑えられる。
【０１２８】
以上のように、実施例１のポンプ１０と流体の流れの方向が逆のポンプにも本発明を適用することにより、ベローズを用いたポンプを小型化することができる。
【０１２９】
（その他）
上記の実施例では、第１逆止弁を第１ケース１１の底部４７に設けられた凹部１８に設ける例を説明したが、第１ケース１１の側面に第１逆止弁を設けても良い。その場合、外部（容器１２の内部）と、第１ポンプ室Ｋ１と、の間の流体の流れを許容し、その逆の流れを止める逆止弁とすることができる。
【０１３０】
同様に、第１ケース１１の上部に凹部を形成し、そこに第２逆止弁を設けても良い。その場合、外部（容器１２の内部）と、第２ポンプ室Ｋ２と、の間の流体の流れを許容し、その逆の流れを止める逆止弁とすることができる。
【０１３１】
第３逆止弁５０Ｃ，第４逆止弁５０Ｄ、についても同様に、所望の流れの制御が実現されるように適宜主弁体の構成を決定すればよい。
【符号の説明】
【０１３２】
１：液体供給システム
１０：ポンプ
１１：第１ケース
１２：容器
１３：第２ケース
１４：円筒部
１５：底部
１６：開口部
１７：内向きフランジ部
１８：凹部
２０：アクチュエータ
３０：可動ユニット
３１：流路
３２：流路
３３：流路
３４：軸部
３５：突出部
３６：フランジ部
３７：円筒部
３８：フランジ部
３９：円筒部
４０：円筒部
４１：第１ベローズ
４２：第２ベローズ
４３：第３ベローズ
４４：突出部
４５：上面
４６：開口部
４７：底部
４８：底部
５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ：逆止弁
５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄ：主弁体
５１１Ａ：拡径部
５１１Ｂ：縮径部
５１２Ａ，５１２Ｂ：円筒部
５１３Ａ：外向きフランジ部
５１３Ｂ：内向きフランジ部
５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄ：副弁体
５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄ：環状部材
５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄ：案内部材
５４１Ａ，５４１Ｂ：円筒部
５４２Ａ，５４２Ｂ：円筒部
５５Ａ，５５Ｂ：弁座
５６Ａ，５６Ｂ：弁座
５７Ａ，５７Ｂ：弁座
６０：被冷却装置
６１：容器
６２：超伝導コイル
７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ：逆止弁
７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄ：主弁体
７１１Ａ：縮径部
７１１Ｂ：拡径部
７１２Ａ，７１２Ｂ：円筒部
７１３Ａ：内向きフランジ部
７１３Ｂ：外向きフランジ部
７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｄ：副弁体
７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃ，７３Ｄ：環状部材
７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃ，７４Ｄ：案内部材
７４１Ａ，７４１Ｂ：円筒部
７４２Ａ，７４２Ｂ：円筒部
７５Ａ，７５Ｂ：弁座
７６Ａ，７６Ｂ：弁座
７７Ａ，７７Ｂ：弁座
９０：冷却装置
１０１：ポンプ
１０２：ポンプ
１２０：吐出通路
１２１：第１開口部
１２２：第２開口部
１２３：第３開口部
１２４：第４開口部
１２５：開口部
１２６：開口部
１２７：第２吸入通路
１２８：第１吸入通路
１３１：第１吐出通路
１３２：第２吐出通路
１３３：吸入通路
Ｋ１：第１ポンプ室
Ｋ２：第２ポンプ室
Ｋ３：空間
Ｋ３２：第２流路
Ｋ３１：第１流路
Ｌ１：供給通路
Ｌ２：戻り通路
ＹＡ１，ＹＢ１，ＹＣ１，ＹＤ１：逆止弁の流通方向
ＹＡ２，ＹＢ２，ＹＣ２，ＹＤ２：逆止弁の流通方向
ＹＯ１，ＹＯ２：吐出通路の流通方向
ＹＩ１，ＹＩ２：吸入通路の流通方向
【図１】
2019090380.tif 000003
【図２】
2019090380.tif 000004
【図３】
2019090380.tif 000005
【図４】
2019090380.tif 000006
【図５】
2019090380.tif 000007
【図６】
2019090380.tif 000008
【図７】
2019090380.tif 000009
【図８】
2019090380.tif 000010
【図９】
2019090380.tif 000011
【図１０】
2019090380.tif 000012
【図１１】
2019090380.tif 000013
【図１２】
2019090380.tif 000014
【図１３】
2019090380.tif 000015
【図１４】
2019090380.tif 000016
【図１５】
2019090380.tif 000017
【図１６】
2019090380.tif 000018
【図１７】
2019090380.tif 000019
【図１８】
2019090380.tif 000020
【図１９】
2019090380.tif 000021
【図２０】
2019090380.tif 000022
【図２１】
2019090380.tif 000023
【図２２】
2019090380.tif 000024