(57)【要約】【課題】  ポンプが長期間停止された場合でも、ガスロックの発生を防止することができるピストンポンプを得る。【解決手段】  液体の吸込工程では下死点に位置するピストン１の切欠部１ａを吸込口３に向けてから、上死点に到達するまでピストン１を上昇させ、液体の吐出工程では上死点に位置するピストン１の切欠部１ａを吐出口４に向けてから、下死点に到達するまでピストン１を下降させる駆動機構を設けるように構成した。これにより、ピストンポンプが長期間停止された場合でも、ガスロックの発生を防止することができる。【選択図】        図１
2005054699.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動機と、駆動伝達器と、液体の吸入口および吐出口を有するシリンダとからなるピストンポンプにおいて、切欠部を有するピストンを備えたことを特徴とするピストンポンプ。
【請求項２】
前記シリンダの周壁に開口する吸入口は前記ピストンの切欠部の上端近傍に設けられていることを特徴とする請求項１記載のピストンポンプ。
【請求項３】
前記駆動機を制御する駆動制御設備を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のピストンポンプ。
【請求項４】
前記シリンダの吐出口側に逆流防止弁を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のピストンポンプ。
【請求項５】
前記シリンダの吐出口側に液体の吐出状態を検出する液吐出検出器を設けたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のピストンポンプ。
【請求項６】
前記駆動機が蓄電池から電源の供給を受けることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のピストンポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、消毒に用いる次亜塩素酸ナトリウムなど、ガスを発生する液体を移送するピストンポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
次亜塩素酸ナトリウムは、その性質上、紫外線や自然分解によりガス（酸素）を発生する。
２ＮａＣｌＯ→２ＮａＣｌ＋Ｏ2
一般的な定量注入ポンプであるダイヤフラムポンプを使用して次亜塩素酸ナトリウムを移送する場合、ポンプ内でガスが発生したり、吸入口から流入した気体（酸素）が除々にポンプ内に蓄積される。
ダイヤフラムポンプの形状は、ポンプ内にボールチャッキがあるため、ダイヤフラムポンプとボールチャッキ間に気体が滞留する。ポンプ内に発生した気体は、周囲の圧力によって容易に体積が変化する（圧縮性を持つ）ため、圧力をかけても収縮してしまうことで、ポンプから気体が排出されずに残り、注入量の減少や注入障害を起こすことがある。
【０００３】
従来から、ポンプヘッドを液中に浸漬（挿入）することにより、シリンダ内へのガスの混入を防止して、ガスロックの解消を図っている液中ピストンポンプがあるが、ポンプが長期間停止された場合には、シリンダ内に残った液が分解してガスを発生し、ガスロックを生じることがあった。なお、ガスロックが発生すると、液体の注入障害を起こすなどのトラブルが発生する。
【０００４】
なお、上記先行技術は当業者一般に知られた技術であって、文献公知発明に係るものではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のピストンポンプは以上のように構成されているので、ポンプが長期間停止された場合、シリンダ内に次亜塩素酸ナトリウムなどの液体が残っていると、その液体が分解されてガスを発生し、ガスロックを引き起こすことがあるなどの課題があった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ポンプが長期間停止された場合でも、ガスロックの発生を防止することができるピストンポンプを得ることを目的とする。
また従来、ポンプ出力を設定する吐出量調節ダイヤルでは、ポンプ出力をダイヤルのメモリから目分量で読みとるしかなく、正確性に欠けた。またポンプに異常が生じた際にはポンプ本体、駆動制御設備双方の異常を疑わねばならず、原因究明に多くの時間と手間を要していた。
また従来の液中ポンプは概ね制御範囲が１０〜１００％（１：１０）であり、それ以下では駆動機の回転数が少なくなりすぎてトルクが不足し、安定注入が不可能となる。従って注入量の変動が大きい場合にはポンプ１台でまかなうことができず、吐出量の小さなポンプを別に設け、切り替えて使う必要があった。
また従来、駆動伝達器の位置を検知するセンサー、駆動機の回転数を検知するタコジェネレーターに異常が生じた場合、駆動伝達器の停止位置、回転速度が検知できずにポンプが暴走することがあった。
また従来、ポンプ内部のシール不良等によりポンプが正常に動作しているにも関わらず液が送られない場合、注入点後における液濃度（残留塩素）の低下や、これに伴う処理水質の悪化が起こるまで、異常に気づかないことが多いといった問題があった。
また従来、山間部等、電源の供給が行われていない場所でポンプを使用する場合、新たに電源を引き込むなど、大がかりな工事が必要であった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るピストンポンプは、液体の吸込工程では下死点に位置するピストンの切欠部をシリンダの吸込口に向けてから、上死点に到達するまでピストンを上昇させ、液体の吐出工程では上死点に位置するピストンの切欠部をシリンダの吐出口に向けてから、下死点に到達するまでピストンを下降させる駆動機構を設けるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように、この発明によれば、液体の吸込工程では下死点に位置するピストンの切欠部をシリンダの吸込口に向けてから、上死点に到達するまでピストンを上昇させ、液体の吐出工程では上死点に位置するピストンの切欠部をシリンダの吐出口に向けてから、下死点に到達するまでピストンを下降させる駆動機構を設けるように構成したので、ポンプが長期間停止された場合でも、ガスロックの発生を防止することができる効果がある。
駆動伝達器にマグネットを取り付け、到達検知センサーにより検知することでピストンポンプ停止時にスライド板を駆動伝達器の下死点に停止させることにより、ピストンポンプ停止時にシリンダ内部の液が最小となり、ポンプヘッド内でのガス発生が抑えられることでガスロックを防止できる。さらに、ポンプヘッド内でのガス発生を抑えることにより、吐出管へのガス混入が抑えられ、注入点での定量性が向上した。
駆動制御設備の運転表示ＬＥＤを用いることで、運転出力、異常原因を表示できるので、ピストンポンプ出力を正確に把握でき、またピストンポンプに異常が生じた際に原因究明に手間がなくなった。
間欠制御運転を噛ましたことにより、ピストンポンプ制御範囲を１〜１００％にできた。吐出量設定値が低いときでも駆動機のトルクを安定させることができ、安定した低出力運転（注入）ができるので、従って注入量の変動が大きい場合にはピストンポンプ１台でまかなうことができた。
タコジェネレーター、到達検知センサーに異常が生じても設定した注入量を守って運転が継続でき、ピストンポンプの暴走による過注入を防止することができる。
ピストンポンプの駆動制御設備に運転指令が出ているにもかかわらず光電センサーに一定時間反応がない場合、液吐出検出器は吐出不良と判断し、信号を発する。この信号により、警報の出力、ピストンポンプの停止や切り替えを迅速に行なうことができるので送液がより安全・確実になり、処理水質の悪化が起こるまで、異常に気づかないことがなくなった。
蓄電池を設けることで、電源設備のない施設で、薬品注入ができ、さらに、バッテリーを使用することで、乾電池の使い捨てが無くなった。
ガスロックに起因するトラブルや弁の動作不良によるトラブルがなくなった。
液中にポンプヘッドを備えることで、シール部分よりのリークがあっても外部への液漏れがない。吐出量の調整が容易である。
フロートの動きで、薬液の注入が目視できる。いろいろな制御が可能なので現場の要求に応えることができる。電源の接続とホースの繋ぎこみのみですぐ運転でき、特別な工事が必要ない。また、薬液タンク上に設置できるので設置スペースを必要としない。また、サクション側の配管が不要である。
これらのことより、ガスロックに起因するトラブルや弁の動作不良によるトラブルがなくなった。
液中にポンプヘッドを備えることで、シール部分よりのリークがあっても外部への液漏れがない。吐出量の調整が容易である。
ピストンとシリンダをチタンなど耐食性と物理的強度を有する材質に改良し、また、高粘度の移送液に使用できるように駆動伝達器の材質を物理的強度の強い材質（例えば、ＰＥ（ポリプロピレン）やテフロン（登録商標）などが挙げられる）へ変更したので、凝集剤など、高粘度の液体に対しても使用可能となる。
圧力計を搭載することで、配管中の圧力計を不要とでき、工事の簡略化ができた。吐出圧力からピストンポンプや管路の異常を検知でき、ピストンポンプ停止、切り替えなどの制御により無注入、漏洩などの危険を防止できた。
駆動伝達器の摩耗が少なく、部品交換周期が長く、ランニングコストを低く抑えることが出来、カム部と当接部との間での故障がほとんどないため、作動不良時の液体注入作業が不能に陥ることがほとんどなく、水道水の消毒用塩素（次亜塩素酸ナトリウム等）注入用などの重要用途では特に大きな効果がある。複数のピストンを１台の駆動機で動作させることが出来、しかも駆動伝達器による台数の制限もなく、ピストンの動作タイミングも自在に変更できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるピストンポンプを示す断面図であり、図３はこの発明の実施の形態１によるピストンポンプの駆動機構を示す断面図である。
図において、ピストン１は下端部分に切欠部１ａが施されており、シリンダ２の中で回転運動と往復運動が同時に与えられてシリンダ２内の圧力を調整する。シリンダ２は側面に液体の吸込口３と吐出口４が施され、内部にピストン１を収納する。
駆動伝達器６は回転軸が駆動機５（例えば、モータ）の回転軸と直結され、スライド板７のカムピン８が挿入される溝６ａが外周に切られている。スライド板７は駆動伝達器６が回転すると、駆動伝達器６の溝６ａに沿ってカムピン８が移動することにより全体が上下に移動し、ピストン１に往復運動を与える。駆動伝達器ギア９は駆動伝達器６の回転軸に設けられ、回転軸ギア１０は回転軸１１に設けられ、駆動伝達器ギア９が回転すると回転軸１１を介してピストン１に回転運動を与える。駆動制御設備１２は交流電源１３又は蓄電池１４から電源の供給を受けて、駆動機５の回転を制御する。駆動制御設備１２は蓄電池１４を搭載しているので、山間部など交流電源の供給が行われていない場所でも、新たに電源を引き込むなどの大がかりな工事を行うことなく、ピストンポンプを使用することができる。なお、蓄電池１４としては、乾電池や小型バッテリーを挙げることができる。
【００１０】
逆流防止弁１５はシリンダ２の吐出口４に接続されている配管内に設けられ、シリンダ２の摩耗などによる液体の逆流を防止する。液吐出検出器１６はシリンダ２の吐出口４に接続されている配管に設置され、液体の吐出状態を検出する。
磁石１７はピストン１が下死点に到達したとき、到達検知センサー１８と最も近づく位置に設置（駆動伝達器６の所定部分に設置）され、到達検知センサー１８は磁石１７が最接近したときに反応するように駆動伝達器６の周辺に取り付けられ、磁石１７が最接近したとき検知信号を駆動制御設備１２に出力して、ピストン１が必ず下死点で停止するものとする。
【００１１】
次に動作について説明する。
ピストンポンプが停止しているときは、図２（ｆ）に示すように、ピストン１は下死点に位置（ピストン１が最も下がることができる位置）し、ピストン１の切欠部１ａは吸込口３にも吐出口４にも向いていないので、シリンダ２の流路が遮断されている。
このとき、ピストンポンプが長期間停止していると、ピストン１の切欠部１ａとシリンダ２の隙間に残った微量の液体が分解してガスを発生することがある。
【００１２】
このような状態からピストンポンプの運転を開始する場合、駆動制御設備１２が駆動機５の駆動を開始し、駆動機５の回転軸が回転すると、駆動伝達器ギア９、回転軸ギア１０及び回転軸１１が回転して、ピストン１が回転する。
これにより、ピストン１の切欠部１ａが図２（ａ）に示すように、吸込口３と向かい合うようになる。
この際、ピストン１が下死点に位置するときの切欠部１ａの上端の高さと、シリンダ２の吸込口３の高さとが略一致するように、シリンダ２の吸込口３が施されている。また、シリンダ２内で発生しているガスは、切欠部１ａの上端付近に溜まっており、シリンダ２の内部圧力が吸込口３の外部圧力より高い状態であるため、そのガスが吸込口３から排出される。
【００１３】
なお、駆動機５の回転軸が回転することにより、駆動伝達器６も回転するが、ピストン１の切欠部１ａが図２（ａ）のように吸込口３と向かい合うまでの吸込工程の初期段階では、ピストン１が上昇することがないように、駆動伝達器６の溝６ａが切られているものとする。即ち、吸込工程の初期段階では、駆動伝達器６が回転しても、カムピン８が上下に移動しないように、溝６ａが水平方向に切られている。
【００１４】
上記のようにして、吸込口３からガスが排出されると、シリンダ２の内部圧力と吸込口３の外部圧力が等しくなる。
その後、さらに駆動機５の回転軸が回転することにより、駆動伝達器ギア９、回転軸ギア１０及び回転軸１１が回転して、ピストン１が回転すると同時に、駆動伝達器６が回転してスライド板７が上昇することにより、ピストン１が上昇する。この結果、シリンダ２の内部圧力が低下するため、図２（ｂ）に示すように、液体が吸込口３からシリンダ２の内部に流入する。
【００１５】
その後、さらに駆動機５の回転軸が回転することにより、ピストン１が上死点の位置（ピストン１が最も上がることができる位置）に到達すると、リンダ２の内部が液体で満たされる。また、図２（ｃ）に示すように、ピストン１が回転して、ピストン１の切欠部１ａが吸込口３より外れて、流路が遮断される。
【００１６】
その後、さらに駆動機５の回転軸が回転すると、図２（ｄ）に示すように、ピストン１が回転して、ピストン１の切欠部１ａが吐出口４と向かい合うようになり、シリンダ２の内部から吐出口４への流路が開かれる。
なお、駆動機５の回転軸が回転することにより、駆動伝達器６も回転するが、ピストン１の切欠部１ａが図２（ｄ）のように吐出口４と向かい合うまでの吐出工程の初期段階では、ピストン１が下降することがないように、駆動伝達器６の溝６ａが切られているものとする。即ち、吐出工程の初期段階では、駆動伝達器６が回転しても、カムピン８が上下に移動しないように、溝６ａが水平方向に切られている。
【００１７】
その後、さらに駆動機５の回転軸が回転することにより、駆動伝達器ギア９、回転軸ギア１０及び回転軸１１が回転して、ピストン１が回転すると同時に、駆動伝達器６が回転してスライド板７が下降することにより、ピストン１が下降する。この結果、シリンダ２の内部圧力が上昇するため、図２（ｅ）に示すように、液体がシリンダ２の吐出口４から流出する。
その後、さらに駆動機５の回転軸が回転することにより、ピストン１が下死点の位置に到達すると、図２（ｆ）に示すように、ピストン１が回転して、ピストン１の切欠部１ａが吐出口４より外れて、流路が遮断される。
【００１８】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、液体の吸込工程では下死点に位置するピストン１の切欠部１ａを吸込口３に向けてから、上死点に到達するまでピストン１を上昇させ、液体の吐出工程では上死点に位置するピストン１の切欠部１ａを吐出口４に向けてから、下死点に到達するまでピストン１を下降させる駆動機構を設けるように構成したので、ピストンポンプが長期間停止された場合でも、ガスロックの発生を防止することができる効果を奏する。
また、この実施の形態１では、液中にポンプヘッドを備えるようにしているので（図１を参照）、シール部分よりのリークがあっても外部への液漏れがなく、吐出量の調整が容易である。
【００１９】
なお、従来の定量注入ポンプにおいては、凝集剤など粘性の高い液体を移送する場合、セラミック製のピストンとシリンダが互いに付着して破損するおそれがあったが、この実施の形態１では、ピストン１とシリンダ２をチタンなどの耐食性と物理的強度を有する材質を用いて構成するようにしている。また、凝集剤など高粘度の液体も移送できるようにするために、駆動伝達器６を物理的強度が強い材質（例えば、ＰＥ（ポリプロピレン）、テフロン（登録商標））を用いて構成するようにしている。
【００２０】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、ピストンポンプの駆動機構が図３のように構成されているものについて示したが、図４のように構成してもよく、上記実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
即ち、駆動伝達器６の回転軸を駆動機５の回転軸と直結することにより、駆動機５の回転に伴って駆動伝達器６がピストン１に回転運動を与えると同時に、一端が固定軸１９に固定されているカムピン８の他端を駆動伝達器６の溝６ａに挿入することにより、駆動伝達器６の回転に伴って、駆動伝達器６自体を上下に移動させて、ピストン１に往復運動を与える。
なお、駆動伝達器６の上部のシャフト２０，２１は、二重管になっており、回転運動と往復運動の両方をピストン１に伝達することができるようにするために、スプリング２２などの減衰機構と、駆動機５の回転駆動をシャフト２１に伝達させる固定ピン２３などの突起物が設けられている。
【００２１】
実施の形態３．
上記実施の形態１では、特に言及していないが、液中のピストンポンプの十分な吐出圧を確保するに際して、ピストン１の径を大きくするには限界があり、大容量化が困難であった。また、往復動ポンプは吸込工程と吐出工程を交互に繰り返すことから、脈動を生じて注入ムラやオーバーフィード現象を生じることがある。
そこで、この実施の形態３では、図５に示すように、ピストンポンプのポンプヘッドを複数設けるようにしている。
【００２２】
図５の例では、１つの駆動伝達器６及び駆動伝達器ギア９に対して、２つのスライド板７、回転軸ギア１０、回転軸１１、ピストン１及びシリンダ２を搭載することにより、ポンプ１台当りの吐出量を増加させている。なお、ピストンポンプ１台当りの最大吐出量は、３６０ｍＬ／分（６０Ｈｚ）である。
また、１つの駆動伝達器６に対して２枚のスライド板７を取り付けるようにすると、図６に示すように、２つのピストン１は位相を伴って動作するため、一方のピストンポンプ１が吸込工程にあるとき、他方のピストンポンプ１は吐出工程にあり、脈動を軽減することができる。
【００２３】
この結果、１台の駆動機５にポンプヘッドを２基搭載することで、図１のピストンポンプの２倍の吐出量が得られる。
また、一方のポンプヘッドが吸込工程にあるとき、他方のポンプヘッドは吐出工程にあるため、連続した注入ができるようになり、注入点での注入ムラが減少する。
さらに、各ポンプヘッドが位相を伴って吐出することにより、脈動を低減できるため、オーバーフィード現象を防止することができる（ポンプヘッド数が多いほど効果が大きい）。
【００２４】
なお、複数のポンプヘッドを用いる場合、一つのピストン１のみが下死点での停止となり、他方のピストン１は下死点で停止できない。このため、各ピストン１が交互に下死点で停止することによってガスの発生を防止することができるようにするため、到達検知センサーからの信号を交互スイッチとタイマーにより、各ピストン１を交互に下死点で停止させることができるようにする。
【００２５】
実施の形態４．
上記実施の形態１では、特に言及していないが、注入管内の閉塞を検知する手段として圧力計を設置する方法は多く用いられる。しかし、圧力計設置のために配管工事を必要とし、また、圧力計への分岐部分では同一液が長期間滞留し、異物やガスが貯まることがある。
そこで、この実施の形態４では、図７に示すように、プレート３１の内部に流路を設けるためにプレート３１の側面に開けられた穴を塞ぐプラグの代わりに、圧力計３２を装着することにより、配管工事を行うことなく、ピストンポンプに圧力計を搭載できるようにする。
また、圧力計３２からの接点信号をピストンポンプの駆動制御設備１２に取り込むことで、警報出力の他、ピストンポンプの停止や切換など、多彩な制御を実現することができる。そのことで、無注入、漏洩などの危険を防止できた。
【００２６】
また、上記実施の形態１では、特に言及していないが、薬品の使用量が多くなると（貯留量１ｍ３程度以上）、人力で補充することは困難を伴うため、薬品は一旦、大型のタンクに貯留されるのが一般的である。
ピストンポンプはポンプヘッドを液中に浸漬させ、駆動機は槽の上部に配置されるという形状特性を有する。このため、大型タンクにそのまま取り付けようとすると、ポンプの寸法や重量が大きくなるため、コスト面で不利であるだけではなく、維持管理を行う際、タンク上部にポンプ引き抜きスペースが必要となり、設置や取り外しが困難となる。また、円筒タンクのように、タンク上面が曲面である場合には、その搭載が難しい。従って、図８に示すように、ピストンポンプを据えつける際には小出槽が必要となる。
【００２７】
そこで、貯留槽側面に液中ポンプを挿入し、貯留槽側面にヘッダー管を設けたり、タンク自体の形状を液中ポンプが搭載可能な形状としたりすることで小出槽を省略する。
例えば、図９に示すように、貯留槽の側面に液中ポンプ取付用のベースを設け、大型タンク側面にポンプを挿入する。
あるいは、図１０に示すように、貯留槽下部にヘッダー管を設け、そのヘッダー管の分岐管にポンプを取り付けるようにする。
あるいは、図１１に示すように、貯留槽下部の形状を液中ポンプが搭載可能な形状として、小出槽を省略する。
【００２８】
これにより、設置スペースが小さくて済むようになるが、ヘッダー管の口径や、貯留槽形状によって、液中ポンプの浸漬長さを自由に変更するこができるようになる。また、ポンプ長を短くすることが可能となり、ポンプ本体のコストを低減することができるようになる。
また、薬品貯留槽から小出槽への自動供給を行うためのレベル計や自動弁が不要になり、システム全体が簡素化することでコスト面だけではなく維持管理面でも有利となる。
【００２９】
ここでは、小出槽を省略するものについて示したが、液中の薬品は、一部分から注入されるため、貯留槽内の液体に十分に薬品が混合されないことがある。さらに、横向きにピストンポンプを挿入した場合に、ポンプヘッドの部分が、貯留槽の端に取り付けられているため、貯留槽への液体等の投入時に破損する恐れがある。
そこで、図１２に示すように、貯留槽の中心部に撹拌機を設けるようにする。また、図１３に示すように、ポンプヘッドの部分に保護壁を設けることで、貯留槽内に注入された薬品を十分に混合させる際に、ピストンポンプが破損される事態を回避するようにする。
【００３０】
実施の形態５．
上記実施の形態１では、ピストン１が下死点に到達したとき、到達検知センサー１８と最も近づく位置に磁石１７を設置し、磁石１７が最接近したとき到達検知センサー１８が検知信号を駆動制御設備１２に出力するものについて示したが、駆動制御設備１２が到達検知センサー１８から検知信号を受けると、駆動機５の回転を停止して、ピストン１を停止させるようにしてもよい。
これにより、ピストンポンプの運転を停止させる際、確実にピストン１を下死点の位置に停止させることができるため、シリンダ２内の残る液体が最小になり、ガスの発生を抑制することができる効果を奏する。
【００３１】
実施の形態６．
上記実施の形態１では、特に言及していないが、通常、ピストンポンプの出力を設定する吐出量調節ダイヤルでは、ピストンポンプの出力をダイヤルの目盛から目分量で読みとるしかなく、正確性に欠けている。また、ピストンポンプに異常が生じた際には、ピストンポンプの本体と駆動制御設備１２の双方の異常を疑わねばならず、原因究明に多くの時間と手間を要している。
そこで、この実施の形態６では、図１４に示すように、駆動機５の駆動制御設備１２の運転表示ＬＥＤ（表示機構）を用いて、駆動機５の運転状態（運転出力、異常原因）を表示するようにする。なお、ＬＥＤの表示窓には、運転中を示す赤色ＬＥＤと停止中を示す緑色ＬＥＤが設置されている。
【００３２】
例えば、運転表示ＬＥＤは次のように表示する。
１）ピストンポンプ停止時→緑色点灯
２）ピストンポンプ運転時→赤色点滅（駆動機５の回転数に応じて点滅回数が変化することにより、駆動機５の運転出力を確認する）
３）ピストンポンプ故障時→緑色と赤色が同時点滅することにより橙色点滅する。異常の原因毎に点滅回数を変化させることで、異常原因を判断することができる。
【００３３】
なお、ピストンポンプ運転時は、上述したように、駆動機５の回転数に応じて赤色ＬＥＤが点滅するが、例えば、図１５に示すように、運転出力が６％であれば、赤色ＬＥＤは６回点滅した後、しばらく点灯して、再び６回点滅することを繰り返すようにする。
また、運転出力が２０％であれば、赤色ＬＥＤは２回点滅した後、短時間点灯し、次いで１０回点滅した後、長時間点灯する。始めの２回の点滅により、出力値の十の桁が２、後の１０回の点滅により、出力値の一の桁が０であることが分かる。点滅前の連続点灯時間が異なることにより、その後の点滅回数が出力値の十の桁と一の桁のどちらを示しているのかが分かる。
また、運転出力が２６％であれば、赤色ＬＥＤは、同様に２回の点滅に続いて６回の点滅が示される。運転出力が１００％の場合は、１０回の点滅が繰り返される。
【００３４】
ピストンポンプの本体又は駆動制御設備１２に異常が生じた場合、上述したように、赤緑ＬＥＤと緑色ＬＥＤを同時に点滅させることで、表示窓に橙色を点滅させる。
例えば、駆動制御設備１２の制御システムに異常が生じると、図１６に示すように、表示窓が橙色で１回ずつ点滅する。
また、電源周波数に異常があると、表示窓が橙色で２回ずつ点滅し、運転中にセンサー異常が生じると、表示窓が橙色で４回ずつ点滅するなど、故障原因によって点滅回数を変更するようにする。
【００３５】
この実施の形態６によれば、吐出量調整ダイヤルはアナログであるため、正確な設定値が分からないが、赤色ＬＥＤの点滅回数により正確な運転出力を把握することができるようになり、ピストンポンプの性能調査や試運転の正確性が向上する効果が得られる。
また、比例制御運転（外部４−２０ｍＡ信号により出力を制御する運転）時には、駆動制御設備１２では運転出力を確認することができないが、赤色ＬＥＤの点滅回数により、運転出力を確認することができる効果を奏する。
また、故障原因に応じて橙色の点滅回数が変化するため、故障の原因究明と対応を迅速に行うことができる効果を奏する。
【００３６】
実施の形態７．
上記実施の形態１では、特に言及していないが、ピストンポンプの制御範囲は概ね１０〜１００％（１：１０）であり、１０％以下では、駆動機５の回転数が少なくなり過ぎてトルクが不足し、液体の安定注入が不可能になる。従って、注入量の変動が大きい場合には、ピストンポンプ１台では賄うことができず、吐出量の小さなピストンポンプを別に設け、複数のピストンポンプを切り換えて使用する必要がある。
【００３７】
この実施の形態７では、注入量の変動が大きい場合でも、１台のピストンポンプで賄うことができるようにしている。
即ち、この実施の形態７では、駆動制御設備１２は、駆動機５の回転速度が設定速度（例えば、最高速度の２０％の速度）より速い場合には、図１７に示すように、駆動機５を連続的に回転させるが（スピードコントロール運転）、駆動機５の回転速度が設定速度まで低下すると、駆動機５の運転方式を固定速度（例えば、固定速度＝設定速度）による間欠制御運転に切り換えるようにする。
これにより、駆動機５のトルク不足を招くことなく、駆動機５の運転間隔を変化させることで、１〜１０％の制御範囲でもピストンポンプを運転することができる。
【００３８】
具体的には、次のようにして運転する。
１）最大吐出量が１０ｍＬ／ｍｉｎ、１ストローク当りの吐出量が０．２５ｍＬのピストンポンプの場合、吐出量設定値を１００％とするときの駆動機５の回転速度は１２００ｒｐｍ、ピストンポンプのストローク数は４０回／ｍｉｎとなり、毎分１０ｍＬを吐出する。
２）吐出量設定値が２０％までの間は、駆動機５の回転速度は設定値に比例して低下し、吐出量が２０％のとき、駆動機５の回転速度は２４０ｒｐｍ、ピストンポンプのストローク数は８回／ｍｉｎとなり、毎分２ｍＬ／ｍｉｎを吐出する。
３）吐出量設定値を２０％未満に設定した場合、駆動機５の回転速度は変化せず、ピストンポンプのストロークの間隔（間欠運転停止時間）が長くなる。吐出量設定値が１０％のとき、駆動機の回転速度は２４０ｒｐｍであるが、間欠運転停止時間が７．５ｓｅｃとなる。駆動機の回転速度２４０ｒｐｍにおける１ストロークの所要時間は７．５ｓｅｃであるから、１ストローク毎の間欠運転停止時間が７．５ｓｅｃの場合、１分間のピストンポンプストローク数は４回となり、毎分１ｍＬを吐出する。
４）同様に、吐出量設定値を１％とした場合は、間欠運転停止時間が１４２．５ｓｅｃとなり、２．５ｍｉｎ／ストロークとなる。これは０．２５ｍＬ／２．５ｍｉｎであるから、毎分の吐出量に換算すると０．１ｍＬ／ｍｉｎであり、最大吐出量の１％に当たる。
【００３９】
実施の形態８．
上記実施の形態１では、駆動機５の回転速度を検知する速度センサーに異常が生じると、駆動伝達器６の回転速度が検知できず、ピストンポンプが暴走することがある。
そこで、この実施の形態８では、駆動制御設備１２は、図１８に示すように、タコジェネレーター３３（速度センサー）が正常であれば、そのタコジェネレーター３３の検知信号と設定速度を比較して、駆動機５の回転速度を制御する一方、タコジェネレーターに異常が発生すると、駆動機５の運転方式を固定速度による間欠運転に切り換えるようにする。
【００４０】
即ち、回転速度可変型のピストンポンプは、通常、タコジェネレーター３３により駆動機５の回転速度を検知することで設定回転速度を維持する（図１８（ａ）を参照）。従って、タコジェネレーター３３に異常が生じると、駆動機５の回転速度が不明となり、ピストンポンプの出力調整ができなくなる。
そこで、タコジェネレーター３３に異常が生じると、図１８（ｂ）に示すように、駆動制御設備１２は、駆動機５の回転数を固定にして、停止時間を可変する間欠運転に切り換えることで、設定出力を維持するようにする。
【００４１】
具体的には、次のようにして運転する。
１）最大吐出量が１０ｍＬ／ｍｉｎ、１ストローク当りの吐出量が０．２５ｍＬのピストンポンプの場合、吐出量設定値を５０％とすると、通常時は、駆動機５の回転速度は６００ｒｐｍであり、ピストンポンプのストローク数は２０回／ｍｉｎである。
２）タコジェネレーター３３に異常が生じた場合、駆動機５の回転速度は最高値（１２００ｒｐｍ）に固定される。このときの１ストロークの所要時間は１．５ｓｅｃであるから、１ストローク毎の間欠運転停止時間を１．５ｓｅｃとすることで、１分間のピストンポンプのストローク数を２０回に保つことができる。
この実施の形態８によれば、タコジェネレーター３３に異常が生じても、設定した注入量を守って、運転を継続することができる効果を奏する。
また、ピストンポンプの暴走による過注入を防止することができる効果も奏する。
【００４２】
実施の形態９．
上記実施の形態１では、ピストン１の停止位置として、駆動伝達器６の停止位置を検知する到達検知センサーに異常が発生すると、駆動伝達器６を所定の停止位置に停止することができないので、ピストンポンプが暴走することがある。
そこで、この実施の形態９では、駆動制御設備１２は、駆動伝達器６の停止位置を検知する到達検知センサーに異常が発生すると、駆動機６を一定時間駆動してから設定時間だけ停止させるようにする。
【００４３】
即ち、駆動制御設備１２は、ピストンポンプの運転中に、一定時間、到達検知センサーが駆動伝達器６の停止位置を検出することができない場合、到達検知センサーに異常が発生したものと判断する。
駆動制御設備１２は、到達検知センサーの異常を認定すると、図１９に示すように、駆動機５が駆動伝達器６を１回転させるのに必要な時間だけ稼働した後、設定時間だけ駆動機５を停止させることで、設定出力を維持するようにする。
【００４４】
具体的には、次のようにして運転する。
１）最大吐出量が７．５ｍＬ／ｍｉｎ、１ストローク当りの吐出量が０．２５ｍＬのインターバル型ピストンポンプの場合、１ストロークの所要時間は２ｓｅｃである。したがって、吐出量設定値を２０％とすると、運転停止時間は８ｓｅｃである。
通常時は、駆動制御設備１２が到達検知センサーからの信号を関知してから駆動機５を停止し、運転停止時間（８ｓｅｃ）を待機した後に、再度、駆動機５を稼働させ、ピストンポンプストローク数は６回／ｍｉｎとなる。
２）到達検知センサー異常時には、駆動制御設備１２は理論上１ストロークに必要な時間（２ｓｅｃ）だけ駆動機５を稼働させた後、運転停止時間（８ｓｅｃ）待機することで、ピストンポンプストローク数として６回／ｍｉｎを維持する。
この実施の形態９によれば、到達検知センサーに異常が生じても、設定した注入量を守って、運転を継続することができる効果を奏する。
また、ピストンポンプの暴走による過注入を防止することができる効果も奏する。
【００４５】
実施の形態１０．
上記実施の形態１では、特に言及していないが、ピストンポンプの内部のシール不良などにより、駆動機５が正常に動作しているにも関わらず、液体が送られない場合、注入点後における液濃度（残留塩素）の低下や、これに伴う処理水質の悪化が起こるまで、異常に気付かないことがある。
そこで、図１のピストンポンプでは、シリンダ２の吐出口４に接続されている配管内に逆流防止弁１５を設けて、シリンダ２の摩耗などによる液体の逆流を防止するようにしている。
また、シリンダ２の吐出口４に接続されている配管に液吐出検出器１６を設置して、液体の吐出状態を検出するようにしている。
【００４６】
なお、ピストンポンプの液吐出検出器１６のフローサイトに光電センサー１６ｃを取り付け、正常時には、ピストンポンプの吐出動作による脈動によって液吐出検出器１６のフローサイト内のフロート１６ａが上下することにより、光電センサー１６ｃが光電部１６ｂから発信される電波の遮断を検知することで正常に吐出されていることが分かる。
一方、液吐出検出器１６は、駆動制御設備１２が運転指令を出力しているにも拘らず、光電センサー１６ｃの反応が一定時間ない場合、吐出不良と判断して無注入検出信号を駆動制御設備１２に出力するようにする。
また、液吐出検出器１６は、駆動制御設備１２が停止指令を出力しているにも拘らず、光電センサー１６ｃの反応がある場合、過注入警報を駆動制御設備１２に出力するようにする。
【００４７】
これにより、駆動制御設備１２は、液吐出検出器１６から無注入検出信号や過注入警報を受けると、警報出力の他、ピストンポンプの停止や切り換えを迅速に行うことができるようになる。
したがって、異常が判明するまでの時間が短縮され、無・過注入を検出した場合に、自動的に駆動機５の切り換えが可能となり、ピストンポンプによる送液をより安全・確実に行える効果を奏する。
【００４８】
実施の形態１１．
上記実施の形態１では、駆動伝達器６の内部構成については特に言及していないが、駆動伝達器６は、駆動機５の回転軸の回転運動を、周側面に所定ピッチでラセン状溝が設けられた円筒カムに伝達し、さらに、側面に突起部を有する可撓継手を、突起部が円筒カムのラセン状溝内を摺動するように配設し、上下運動を可撓継手に接続した往復動シャフトに伝達し、かつ、円筒カムと往復動シャフトのそれぞれに取り付けられた歯車により往復動シャフトに回転運動を伝達する構造になっている。そして、この往復動シャフトとピストンが可撓継手を介して接続していることにより、ピストン１が往復運動と回転運動を同時に行うようになっている。
【００４９】
駆動伝達器６は、上記のような構造であるため、シリンダ２の吸入口３から液体を吸入し、吐出口４から液体を加圧吐出するピストンポンプの一連の行程において、特に加圧吐出の際には、ピストン１に上下方向の大きな荷重が掛かる。そして、ピストン１への荷重は、可撓継手を介して往復動シャフトに伝わり、突起部を有する可撓継手に伝達して、突起部と円筒カムのラセン状溝との間に荷重の負担が最も掛かる。
円筒カムと可撓継手及び突起部を同一材質で形成した場合においては、構造上突起部の消耗が激しくなる。また、最悪の場合、突起部が折損してしまうこともある。
一方、円筒カムの材質よりも硬度の高い材質で可撓継手及び突起部を形成すると、円筒カムのラセン状溝に負荷が掛かり、ラセン状溝の消耗が激しくなる。また、最悪の場合、ラセン状溝が欠けてしまうこともある。
【００５０】
そこで、この実施の形態１１では、駆動伝達器６を図２０のような構造にする。
駆動機５の回転軸からの水平軸周りの回転運動は、駆動シャフト４１に伝達され、駆動シャフト４１に設置された水平軸周りの回転運動を垂直軸周りの回転運動に変換する歯車４２によって、伝達シャフト４３に設置された歯車４４に垂直軸周りの回転運動として伝達され、同じく伝達シャフト４３に設置された歯車４５から往復動シャフト４６に設置された歯車４７に伝達され、往復動シャフト４６から可撓継手４８を介してピストン１に垂直軸周りの回転運動が伝達される。
一方、駆動シャフト４１には、カム４９が設置されており、カム４９の側面には往復動シャフト４６の当接部５０が当接している。ここで、当接部５０と中間ベース５１との間の往復動シャフト４６には、当接部５０をカム４９に当接する方向に付勢する付勢バネ５２が挿入されている。このカム４９は、扁平形状の構造をなしており、直径が最も大きい部分では、ピストン１が往復動の最下端（下死点）になる位置まで当接部５０を押し下げ、直径が最も小さい部分では、ピストン１が往復動の最上端（上死点）になる位置まで当接部５０を押し下げる構造となっている。
【００５１】
この実施の形態１１の駆動伝達器６においては、駆動シャフト４１を延長して、歯車４２及びカム４９を設置するなどして、複数のピストン１を１台の駆動機５で動作させることができる。
従来のピストンポンプでは、駆動伝達器６の構造によるピストン１の設置台数の限界があったが、この実施の形態１１では、駆動伝達器６の構造によるピストン１の設置台数の限界はなく、駆動機５のトルクによる制限のみである。
また、複数のピストン１を１台の駆動機５で動作させる場合のピストン１同士の動作タイミングに関しても、従来のピストンポンプでは、駆動伝達器６の構造上、同一タイミングにすることができなかったが、この実施の形態１１のピストンポンプでは、駆動伝達器６のピストン１のそれぞれに１つカム４９があるため、各ピストン１の動作タイミングを自在に変更することができる。
【００５２】
この実施の形態１１によれば、駆動伝達器６のカム部分の摩耗が少ないため、部品交換周期を長くして、ランニングコストを低く抑えることができる効果を奏する。
また、カム４９と当接部５０間での故障がほとんどないため、作動不良時の液体注入作業が不能に陥ることがほとんどなく、水道水の消毒用塩素（例えば、次亜塩素酸ナトリウム）の注入用などの重要用途では、特に大きな効果がある。
また、複数のピストン１を１台の駆動機５で駆動することができ、しかも、駆動伝達器６による台数の制限もなく、ピストン１の動作タイミングも自在に変更することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】この発明の実施の形態１によるピストンポンプを示す断面図である。
【図２】吸込工程と吐出工程を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１によるピストンポンプの駆動機構を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態２によるピストンポンプの駆動機構を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態３によるピストンポンプを示す断面図である。
【図６】吸込工程と吐出工程の時間的な変化を示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態４によるピストンポンプを示す断面図である。
【図８】ピストンポンプの設置例を示す断面図である。
【図９】ピストンポンプの設置例を示す断面図である。
【図１０】ピストンポンプの設置例を示す断面図である。
【図１１】ピストンポンプの設置例を示す断面図である。
【図１２】ピストンポンプの設置例を示す断面図である。
【図１３】ピストンポンプの設置例を示す断面図である。
【図１４】駆動制御設備の運転表示ＬＥＤを示す説明図である。
【図１５】赤色ＬＥＤの点滅による運転出力を示す説明図である。
【図１６】橙色の点滅による異常内容を示す説明図である。
【図１７】駆動機の運転方式を示す説明図である。
【図１８】駆動機の回転速度の制御方式を示す説明図である。
【図１９】駆動伝達器の停止位置の制御方式を示す説明図である。
【図２０】駆動伝達器の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  ピストン
１ａ  切欠部
２  シリンダ
３  吸込口
４  吐出口
５  駆動機
６  駆動伝達器
６ａ  溝
７  スライド板
８  カムピン
９  駆動伝達器ギア
１０  回転軸ギア
１１  回転軸
１２  駆動制御設備
１３  交流電源
１４  蓄電池
１５  逆流防止弁
１６  液吐出検出器
１６ａ  フロート
１６ｂ  光電部
１６ｃ  光電センサー
１７  磁石
１８  到達検知センサー
１９  固定軸
２０，２１  シャフト
２２  スプリング
２３  固定ピン
３１  プレート
３２  圧力計
３３  タコジェネレーター（速度センサー）
４１  駆動シャフト
４２  歯車
４３  伝達シャフト
４４  歯車
４５  歯車
４６  往復動シャフト
４７  歯車
４８  可撓継手
４９  カム
５０  当接部
５１  中間ベース
５２  付勢バネ
【図１】
2005054699.tif 000003
【図２】
2005054699.tif 000004
【図３】
2005054699.tif 000005
【図４】
2005054699.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2005054699.tif 000009
【図８】
2005054699.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2005054699.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2005054699.tif 000014
【図１３】
2005054699.tif 000015
【図１４】
2005054699.tif 000016
【図１５】
2005054699.tif 000017
【図１６】
2005054699.tif 000018
【図１７】
2005054699.tif 000019
【図１８】
2005054699.tif 000020
【図１９】
2005054699.tif 000021
【図２０】
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