(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プランジャの往復運動により作動するポンプ室を有し、ポンプ室につながる流路には、液入口側に第１の逆止弁、液出口側に第２の逆止弁を備え、プランジャの往復運動により送液を行なうプランジャ往復動型送液ポンプにおいて、
前記ポンプ室と前記第２の逆止弁間に流路抵抗の大きい部分を設けたことを特徴とするプランジャ往復動型送液ポンプ。
【請求項２】
プランジャの往復運動により作動する２台のポンプ室を有し、１次側ポンプヘッドの第１のポンプ室につながる流路には、液入口側に第１の逆止弁、液出口側に第２の逆止弁を備え、その液出口側流路を介して２次側ポンプヘッドの第２のポンプ室につながり、それぞれのプランジャの往復運動により連続的な送液を行なう直列ダブルプランジャポンプであって、
前記第１のポンプ室と前記第２の逆止弁間に流路抵抗の大きい部分を設けた請求項１に記載のプランジャ往復動型送液ポンプ。
【請求項３】
プランジャの往復運動により作動する２台のポンプ室を有し、それぞれのポンプ室につながる流路には、液入口側に第１の逆止弁、液出口側に第２の逆止弁をそれぞれ備え、２台のポンプ室が並列に接続され、かつ、それぞれの液出口が合流され、それぞれのプランジャの往復運動により連続的な送液を行なう並列ダブルプランジャポンプであって、
それぞれのポンプ室とそれぞれの第２の逆止弁間に流路抵抗の大きい部分を設けた請求項１に記載のプランジャ往復動型送液ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液体クロマトグラフやフローインジェクション分析装置等の分析機器において使用される送液ポンプに関し、特にプランジャの往復運動により作動するポンプ室を有し、ポンプ室につながる流路には、液入口側に第１の逆止弁、液出口側に第２の逆止弁を備え、プランジャの往復運動により送液を行なうプランジャ往復動型送液ポンプに関するものである。
このようなプランジャ往復動型送液ポンプを適用した送液ポンプとして、１次側ポンプヘッドの第１のポンプ室につながる流路の液入口側に第１の逆止弁、液出口側に第２の逆止弁を備え、その液出口側流路を介して２次側ポンプヘッドの第２のポンプ室につながり、それぞれのプランジャの往復運動により連続的な送液を行なう直列ダブルプランジャポンプや、２台のポンプ室が並列に接続され、かつ、それぞれの液出口が合流され、それぞれのプランジャの往復運動により連続的な送液を行なう並列ダブルプランジャポンプがある。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、典型的な直列ダブルプランジャポンプを表す概略構成図である。
直列ダブルプランジャポンプには、２台のポンプヘッド２，４が備えられており、ポンプヘッド２，４にはポンプ室２ａ，４ａがそれぞれ形成されている。ポンプ室２ａ，４ａにはプランジャ２ｂ，４ｂが往復移動可能にそれぞれ配置されており、シール部材２ｃ，４ｃにより液密が保たれている。図示は省略するが、プランジャ２ｂ，４ｂの基端部は、シャフトやカムフォロワなどの動力伝達機構を介して共通のカムに接続されている。
【０００３】
１次側ポンプヘッド２にはポンプ室２ａにつながる２つの流路６，１０が形成されている。液入口側流路６には逆止弁８が備えられており、液出口側流路１０には逆止弁１２が備えられている。液入口側流路６の液取入れ口にはフィルタ９が接続されており、フィルタ９は送液する液体１１に浸される。逆止弁１２からの流路は２次側ポンプヘッド４のポンプ室４ａにつながる液入口側流路１４に接続されている。ポンプヘッド４の液出口側流路１６は、液圧を監視する圧力センサ１８及びドレインバルブ２０を介して分析流路に接続される。
この従来例では、ＣＰＵにより制御されるステッピングモータによりカムを回転させ、カムの回転に連動してそれらのカムに当接しているプランジャ２ｃ，４ｃを往復運動させて送液を行なう。
【０００４】
図２は、直列ダブルプランジャポンプの流量特性を表す図であり、（Ａ）は２次側ポンプヘッドの吐出／吸引工程、（Ｂ）は１次側ポンプヘッドの吐出／吸引工程を表す図である。縦軸はプランジャスピードを表し、横軸はカム回転角度を表す。
ポンプヘッド２のプランジャ２ｂが前進する時は、ポンプヘッド４のプランジャ４ｂが後退し、ポンプヘッド２の吐出量とポンプヘッド４の吸引量の差の量が下流側への吐出量となる。プランジャ２ｂが後退する時は、プランジャ４ｂが前進し、ポンプヘッド２のポンプ室２ａに液体１１が充填され、ポンプヘッド４の吐出量が下流側への吐出量となる。
【０００５】
ポンプヘッド２の吸引開始時には、まず、ポンプヘッド２におけるプランジャ２ｂの後退によるポンプ室２ａへの吸引と、ポンプヘッド４におけるプランジャ４ｂの前進によるポンプ室４ａからの吐出により、逆止弁１２及び流路１０，１４に、ポンプ室４ａからポンプ室２ａに流れる液体の流れが起こり、逆止弁１２が閉まる。さらにプランジャ２ｂが後退すると、ポンプ室２ａ内の液体が膨張して大気圧に開放されるので、逆止弁８が開き、液体１１の吸引が始まる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ポンプ室２ａ内に気泡が入った場合、プランジャ２ｂが後退し始めてポンプ室２ａへの吸引が始まっても、気泡が膨張し切るまでの時間は、逆止弁１２に充分な液の流れが生じない。そのため、逆止弁１２が閉まらず、ポンプ室４ａからポンプ室２ａに液が逆流する。この液の逆流により、気泡が膨張しきるのがさらに遅れるので、逆止弁１２が閉まるのが遅れ、ポンプ室２ａにおける吸引量及び吐出量が減少するという問題があった。さらに、その吸引量及び吐出量の減少は、ポンプ室２ａから気泡が抜けるまでの時間を増大させる。
そこで、本発明は、１次側ポンプヘッドのポンプ室に気泡が入った場合でも、１次側ポンプヘッドの吸引量及び吐出量を安定させて、気泡を速やかに抜くことができる直列ダブルプランジャポンプを提供すること目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、プランジャの往復運動により作動するポンプ室を有し、ポンプ室につながる流路には、液入口側に第１の逆止弁、液出口側に第２の逆止弁を備え、プランジャの往復運動により送液を行なうプランジャ往復動型送液ポンプであって、ポンプ室と第２の逆止弁間に流路抵抗の大きい部分を設けたものである。
【０００８】
ポンプ室に気泡が入っている場合、プランジャが後退し始めてポンプ室の吸引が開始する時に、ポンプ室と第２の逆止弁間の流路抵抗が大きくなっているので、第２の逆止弁から第１のポンプ室に向かって液が逆流しにくくなり、気泡は比較的早く膨張し切る。その結果、第２の逆止弁が閉まるまでの時間が短くなるので、ポンプ室の吸引量及び吐出量が安定し、ポンプ室の気泡は速やかに抜ける。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の一態様は、プランジャの往復運動により作動する２台のポンプ室を有し、１次側ポンプヘッドの第１のポンプ室につながる流路には、液入口側に第１の逆止弁、液出口側に第２の逆止弁を備え、その液出口側流路を介して２次側ポンプヘッドの第２のポンプ室につながり、それぞれのプランジャの往復運動により連続的な送液を行なう直列ダブルプランジャポンプであって、第１のポンプ室と第２の逆止弁間に流路抵抗の大きい部分を設けたものである。
【００１０】
第１のポンプ室に気泡が入っても、第１のポンプ室と第２の逆止弁間の流路抵抗が大きくなっているので、第２のポンプ室から第１のポンプ室に向かって液が逆流しにくくなり、気泡は比較的早く膨張し切る。その結果、第２の逆止弁が閉まるまでの時間が短くなるので、第１のポンプ室の吸引量及び吐出量が安定し、第１のポンプ室の気泡は速やかに抜ける。
【００１１】
本発明の他の態様は、プランジャの往復運動により作動する２台のポンプ室を有し、それぞれのポンプ室につながる流路には、液入口側に第１の逆止弁、液出口側に第２の逆止弁をそれぞれ備え、２台のポンプ室が並列に接続され、かつ、それぞれの液出口が合流され、それぞれのプランジャの往復運動により連続的な送液を行なう並列ダブルプランジャポンプであって、ポンプ室と第２の逆止弁間に流路抵抗の大きい部分を設けたものである。
【００１２】
いずれかのポンプ室もしくは両方のポンプ室に気泡が入っても、ポンプ室と第２の逆止弁間の流路抵抗が大きくなっているので、第２の逆止弁からポンプ室に向かって液が逆流しにくくなり、気泡は比較的早く膨張し切る。その結果、第２の逆止弁が閉まるまでの時間が短くなるので、ポンプ室の吸引量及び吐出量が安定し、ポンプ室の気泡は速やかに抜ける。
【００１３】
【実施例】
図３は、一実施例を表す概略構成図である。
１次側ポンプヘッド２のポンプ室２ａにはプランジャシール２ｃにより液密状態に保たれて往復移動可能に支持されたプランジャ２ｂが設けられ、ポンプヘッド４のポンプ室４ａにも同様にプランジャシール４ｃにより液密状態に保たれて往復移動可能に支持されたプランジャ４ｂが設けられている。それぞれのプランジャ２ｂ，４ｂの基端部は共通のカム（図示略）と当接しており、そのカムはＣＰＵにより制御されるステッピングモータにより回転が駆動されるようになっている。以上の構成は図１のものと同じである。
【００１４】
ポンプヘッド２のポンプ室２ａにつながる液入口側流路６には逆止弁８が備えられており、液出口側流路１０は、ポンプヘッド２とポンプヘッド４間に配置された、例えば内径が０．３ｍｍの抵抗管２２及びその下流の逆止弁２４を介して、ポンプヘッド４のポンプ室４ａの液入口側流路１４に接続されている。
図１のものと同様に、流路入口側流路６の液取入れ口にはフィルタ９が接続されており、フィルタ９は送液する液体１１に浸される。ポンプヘッド４の液出口側流路１６は、液圧を監視する圧力センサ１８及びドレインバルブ２０を介して分析流路に接続される。
この実施例における流量特性はすでに説明した図２に示したものである。
【００１５】
ポンプヘッド２のポンプ室２ａと逆止弁２４間に抵抗管２２を備えて抵抗を大きくすると、ポンプヘッド２のプランジャ２ｂが後退し始めてポンプ室２ａへの吸引が開始する時に、ポンプ室４ａからポンプ室２ａに向かって液が逆流しにくくなる。ポンプ室２ａに気泡が入っていても、気泡が膨張しきるまでの時間が短くなるとともに、逆止弁２４の閉じるまでの時間も短くなる。その結果、ポンプ室２ａの吸引量及び吐出量が安定し、ポンプ室２ａの気泡は速やかに抜ける。
【００１６】
図４は、他の実施例を表す概略構成図である。
２台のポンプヘッド３２と３４は、図３の実施例の１次側ポンプヘッド２と同様の構成であり、ポンプ室３２ａ，３４ａにはプランジャシール３２ｃ，３４ｃにより液密状態に保たれて往復移動可能に支持されたプランジャ３２ｂ，３４ｂが設けられている。それぞれのプランジャ３２ｂ，３４ｂの基端部は共通のカム（図示略）と当接しており、そのカムはＣＰＵにより制御されるステッピングモータにより回転が駆動されるようになっている。
【００１７】
それぞれのポンプヘッド３２，３４のポンプ室３２ａ，３４ａにつながる液入口側流路３６，３８には逆止弁４０，４２がそれぞれ備えられており、液入口側流路３６，３８の液取入れ口には液体１１がフィルタ９及び分岐点５６を介して供給され、液出口側流路４４，４６の液出口から吐出された液体は、例えば内径が０．３ｍｍの抵抗管４８，５０、下流の逆止弁５２，５４及び合流点５８を経てカラムへ送られる。
カムの回転によりプランジャ３２ｂと３４ｂが往復移動し、交互にポンプヘッド３２ａ，３４ａから液体を吐出して送液を行なう。
【００１８】
ポンプ室３２ａに気泡が入っても、抵抗管４８により、ポンプ室３２ａと逆止弁５２間の流路抵抗が大きくなっているので、逆止弁５２からポンプ室３２ａに向かって液が逆流しにくくなり、気泡は比較的早く膨張し切る。その結果、逆止弁５２が閉まるまでの時間が短くなるので、ポンプ室３２ａの吸引量及び吐出量が安定し、ポンプ室３２ａの気泡は速やかに抜ける。
ポンプ室３４ａにおいても、抵抗管５０により、逆止弁５２からポンプ室３２ａに向かって液が逆流しにくくなるので、ポンプ室３４ａに気泡が入っても、ポンプ室３２ａと同様に、ポンプ室３４ａの吸引量及び吐出量は安定しており、ポンプ室３４ａの気泡は速やかに抜ける。
【００１９】
これらの実施例では２つのプランジャを往復移動させるのに共通のモータで駆動される共通のカムを用いているが、別々のモータにより駆動される別々のカムを用いて２つのプランジャをそれぞれ独立して駆動させてもよい。
また、図３の実施例では１次側ポンプヘッドと２次側ポンプヘッド間に抵抗管を配置し、その抵抗管を介して１次側ポンプヘッドの液出口側流路に接続される逆止弁を２次側ポンプヘッドに設けているが、本発明の構成はこれらに限定されるものではなく、１次側ポンプヘッドのポンプ室と液出口側の逆止弁間に流路抵抗が設けてあるような構成であれば、どのような構成にしてもよい。
同様に、図４の実施例では液出口側の逆止弁及び抵抗管をポンプヘッド外部に設けているが、ポンプ室と液出口側の逆止弁間に流路抵抗が設けてあるような構成であれば、どのような構成にしてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
本発明ではプランジャ往復動型送液ポンプにおいて、ポンプ室と液出口側の逆止弁間に流路抵抗の大きい部分を設けたので、ポンプ室内に気泡があっても、液出口側の逆止弁の閉じるまでの時間を比較的短くでき、ポンプ室の吸引量及び吐出量を安定させて、ポンプ室内の気泡を速やかに抜くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の直列ダブルプランジャポンプを表す概略構成図である。
【図２】直列ダブルプランジャポンプの流量特性を表す図であり、（Ａ）は２次側ポンプヘッドの吐出／吸引工程、（Ｂ）は１次側ポンプヘッドの吐出／吸引工程を表す図である。
【図３】本発明を直列ダブルプランジャポンプに適用した一実施例を表す概略構成図である。
【図４】本発明を並列ダブルプランジャポンプに適用した他の実施例を表す概略構成図である。
【符号の説明】
２      １次側ポンプヘッド
２ａ，４ａ      ポンプ室
２ｂ，４ｂ      プランジャ
４      ２次側ポンプヘッド
６      １次側ポンプヘッドの液入口側流路
１０      １次側ポンプヘッドの液出口側流路
１４      ２次側ポンプヘッドの液入口側流路
２２      抵抗管
２４      逆止弁
【図１】
0003988275.tif 000002
【図２】
0003988275.tif 000003
【図３】
0003988275.tif 000004
【図４】
0003988275.tif 000005