(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モーターにて駆動される駆動機構により作動する第１のダイヤフラムと、第１のダイヤフラムとの間に空気室が形成されるように設置されている第２のダイヤフラムと、第２のダイヤフラムの空気室と反対側に形成されるポンプ室と、ポンプ室に夫々接続する流入口及び流出口と、ポンプ室の流入口及び流出口の側に夫々設けられている逆止弁とを備え、モーターの駆動によるクランク機構の作動によって第１のダイヤフラムの変化により空気室の圧力の増減に応じて第２のダイヤフラムが変形してポンプ室の容積が変化して流体を流入口よりポンプ室に流入させ更にポンプ室より流出口より流出させてポンプ作用を行なうポンプで、前記第１のダイヤフラムと前記第２のダイヤフラムの間にオリフィスが設けられている第２のダイヤフラムの破損の感知を可能にする部材を配置したダイヤフラムポンプ。
【請求項２】
流出側にアキュムレーターを設けた請求項１のダイヤフラムポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯装置等における湯を供給するために用いるポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ジャー、ポットその他の給湯装置等、比較的高い温度の液体を送るためのポンプとしてインペラーポンプが用いられている。
【０００３】
このインペラーポンプは、図５に示すような構成で、これを給湯用として使用する場合、給湯装置の湯を入れた容器３０の底に穴３０ａを設け、この穴にポンプの吸入口を接続して使用する。このインペラーポンプの構成を示す図５において、３１はポンプのケース、３２はポンプ室３３と駆動部３４とを気密に仕切る仕切り板、３５は支持部材３６により支持されている軸、３７は軸３５に対して回転可能に取り付けられているインペラーとマグネットを保持するための保持部材、３８は保持部材３７と一体に回転するインペラー、３９は保持部材３７と一体に回転する従動マグネットで、これらはいずれもポンプ室３３内に配置されている。また仕切り板３２にて仕切られた駆動部３４にはモーター４１にて回転される駆動マグネット４０が仕切り板３２を挟んで従動マグネット３９と相対して配置されている。
【０００４】
このインペラーポンプは、モーター４１の駆動により駆動マグネット４０を回転させ、この駆動マグネット４０の回転によりこれと磁気結合されている従動マグネット３９が回転する。従動マグネット３９の回転によりインペラー３８が回転してポンプ作用を行なう。
【０００５】
このインペラー３８のポンプ作用により容器３０内の湯は吸引され、インペラーポンプの吸入口４２より吸引されて吐出口４３より吐出される。
【０００６】
また、液体等を供給するポンプとしてダイヤフラムポンプが知られている。
【０００７】
このダイヤフラムポンプは図６に示す通りの構成で、図６において５０はモーター、５１はモーター５０の出力軸５０ａに固定されたクランク体、５２はクランク体５１に出力軸５０ａに対し偏芯させて圧入固定した駆動軸、５３は駆動軸５２に回転自由に結合されたコネクチングロッド、５４はコネクチングロッドの先に固定された合成ゴム等にて形成されたダイヤフラムである。このダイヤフラム５４は、外周部分にシール部５４ａが設けられていて、押え板５５とケーシング５６の間に挟まれていてポンプ室６０を外気に対して密封している。また６１は吸入口、６２は排出口で、吸入口６１、排出口６２には夫々リーフ弁等の逆止弁５８、５９が設けられている。
【０００８】
以上のような構成のダイヤフラムポンプは、モーター５０の駆動によりその出力軸５０ａが回転するとクランク体５１が回転し、駆動軸５２がコネクチングロッド５３を介してダイヤフラム５４を上下動させ、このダイヤフラム５４の上下動によりポンプ室６０の容積が増減する。ポンプ室６０の容積が増加するとリーフ弁５８を開いて吸入口６１より流体が吸入され、またポンプ室５０の容積が減少するとリーフ弁５９が開き排出口６２から流体を排出し、ポンプ作用が行なわれる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示すようなインペラーポンプを用いて高温の湯を容器より吸入して供給する場合、ポンプ内には、気泡が発生する。特にインペラー３８の回転中心付近つまり軸３５の付近は、ポンプ室３３内の他の部分に比べて気圧が低くなるために発生した気泡が軸３５付近に集まり、この気泡が吸入口４２を塞いで湯を流れにくくし、そのために給湯能力が著しく低下し、時には給湯不能になることもある。
【００１０】
また、給湯用とし用いるインペラーポンプは、気密性が十分保たれるように図５に示すように駆動マグネット４０と従動マグネット３９の二つのマグネットを必要とする等、高価な部品を多く用いるためにコスト高になる欠点もあった。
【００１１】
また、図６に示すようなダイヤフラムポンプは、泡の発生があってもある程度の泡は排出し得るので給湯不能になることはない。しかし、ダイヤフラムに合成ゴムが用いられるために、合成ゴムの種類によっては、湯に異味異臭が付いたり、蒸気温度等により材質を硬化させる等によりダイヤフラムの寿命の点で十分な信頼性が得られない欠点がある。
【００１２】
また、ダイヤフラムポンプのうち、金属ダイヤフラムを用いたものもある。図６は、この金属ダイヤフラムを用いたダイヤフラムポンプの一例を示すもので、ダイヤフラムとして金属ダイヤフラム７０を用い、そのためこの金属ダイヤフラム７０をコネクチングロッド５３とリテーナー７１とにて挟んで固定した点を除いては図６に示す合成ゴム製ダイヤフラムを用いたダイヤフラムポンプと実質上同じ構成である。したがってポンプ作用も図６のダイヤフラムポンプと同様で、金属ダイヤフラムの変形によって、ポンプ室の容積が変化してポンプ作用を行なう。
【００１３】
この金属ダイヤフラムを用いたダイヤフラムポンプは、金属ダイヤフラムの変移が増大するとその中央部（コネクチングロッド５３の外周部）に応力が集中し、寿命が非常に短く、この欠点を解消するためにはポンプが大型化し、また変位が比較的少なくなるようにすると、気泡の排出が十分でなくなり、また流量が減少する等の欠点が生ずる。
【００１４】
本発明は、寿命が長くまた十分な流量の得られるダイヤフラムポンプを提供するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明のダイヤフラムポンプは、クランク機構等の駆動機構により作動する第１のダイヤフラムと、第１のダイヤフラムとの間に空気室が形成されるように設けた第２のダイヤフラムと空気室とは反対側に形成されるポンプ室と、このポンプ室に逆止弁を介して接続する流入口と、同じポンプ室に逆止弁を介して接続する流出口とを有するもので、クランク機構の作用により第１のダイヤフラムを作動することにより第１のダイヤフラムと第２のダイヤフラムとの間の空気室の圧力を変化させ、この変化による第２のダイヤフラムの変形によってポンプ室の容積を変化させてポンプ作用を行なう。
【００１６】
このように本発明のダイヤフラムポンプは、ポンプ室に高い温度の湯に強い金属製のダイヤフラムを用いても、つまり第２のダイヤフラムを金属製ダイヤフラムにしても、この金属製のダイヤフラムをクランク機構等の駆動機構により直接変形させることなく、空気室の圧力の変化を利用することにより第２のダイヤフラムを駆動変形するため、応力が均等に分散するため耐久性に問題がない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に本発明のダイヤフラムポンプの実施の形態を述べる。
【００１８】
図１、図２は本発明の第１の実施の形態のダイヤフラムポンプの構成を示す図で、この図において、１はモーター、２はモーター１の出力軸１ａに固定されたクランク体、３はクランク体２にその回転軸（出力軸１ａ）に対し偏芯させて固定した駆動軸、４は駆動軸３に取り付けられたコネクチングロッド、５はコネクチングロッド４の先端が取り付けられている合成ゴムその他の材料よりなる第１のダイヤフラム、６、７は夫々押え板およびスペーサーで、第１のダイヤフラム５の周辺部に設けられたシール部５ａを押え板６とスペーサー７とにより挟んでいる。９は薄いステンレス板等を波紋形に絞ることにより作製されている第２のダイヤフラムでスペーサー７とケーシング１０とにより挟持されている。これら第１、第２のダイヤフラム５、９によりその間に空気室８を形成しまた第２のダイヤフラム９とケーシング１０との間にポンプ室１２を形成している。また１３、１４はリーフ弁、１５は流入口、１６は流出口、１８は蓋である。また１１、１９、２０等はいずれもＯリングである。
【００１９】
図１に示す第１の実施の形態のダイヤフラムポンプは、図示する状態にてモーター１を駆動し出力軸１ａを回転させると、クランク体２に固定された駆動軸３も回転し、コネクチングロッド４を押し上げる。この運動により駆動軸３が半回転した時の状態を示したのが図２である。
【００２０】
この図２に示す状態のように駆動軸の回転によりコネクチングロッド４が押し上げられることにより第１のダイヤフラム５が押し上げられ、密封された空気室８の容積が小になり、空気室８内の圧力が大になる。この空気室８の圧力の上昇により、第２のダイヤフラム９が上方に膨らみ、ポンプ室１２の容積は減少する。このポンプ室１２の容積の減少によりポンプ室内の流体は流出穴１７よりリーフ弁１３を開いて流出口１６より排出される。
【００２１】
また、更にモーター１の出力軸１ａが回転し、クランク体２を介して駆動軸３を回転させて再び図１の状態になると、第１のダイヤフラム５は下降し空気室８の圧力が減少して第２ダイヤフラム９が下降してポンプ室１２の容積が大になり流入口１５からリーフ弁１３を開いて液体はポンプ室１２内に入る。
【００２２】
以上述べた動作を繰り返すことにより、ポンプ作用が行なわれる。
【００２３】
この本発明の第１の実施の形態のダイヤフラムポンプは、ポンプ作用を行なうための第２のダイヤフラム９が空気室８の圧力の変化により上下に無理のない変形をするため寿命は長い。またポンプ室１２内で発生する泡が液体と一緒に押し出されるため泡の容積だけ液体の流出は少なくなるが液体が流出不能になることはない。
【００２４】
本発明のダイヤフラムポンプの第２の実施の形態を示す。この第２の実施の形態は、図３に示す構成で、第１の実施の形態とスペーサー７の形状が異なるもので、その他の構成は、図１の第１の実施の形態のポンプと実質上同じである。つまり第１のダイヤフラム５の周辺部のシール部５ａを挟持する押え板６とスペーサ７のうち、スペーサ７が小孔（オリフィス）２２を有する板状の第２のダイヤフラムの破損の感知を可能にする部材２１を構成する点が異なる。
【００２５】
この第２の実施の形態は、駆動機構の運動により第１のダイヤフラム５が上下動したときに空気室の空気は小孔２２を通って空気室８内の圧力を変化させ、これにより第２のダイヤフラム９が第１の実施の形態のポンプと同じ動きをしてポンプ作用を行なう。
【００２６】
第１の実施の形態のポンプは、第２のダイヤフラム１２が破損して湯等の液体がもれた時に空気室内に湯が入るが第１のダイヤフラム５の上下動によりポンプ作用が行なわれ、合成ゴム等よりなる第１のダイヤフラム５が破損し液もれが生ずるまで異常が感知できない。
【００２７】
これに対し、第２の実施の形態のポンプは、空気室がスペーサ２１にて仕切られ、小孔３１を介して空気が流通し圧力を変化させるようにしてあり、仮に第２のダイヤフラム９が破損して湯が空気室に流れ込んだ場合小孔２２を通る際に液体の粘性により単位時間の通過量が少なく、正常なポンプ作用が行なわれずに、第１のダイヤフラムが破損する前にポンプの異常が感知できる。
【００２８】
そのため、この第２の実施の形態によれば第２のダイヤフラムが破損した場合、異常に気付かずに運転を続けることはなく、したがって第１のダイヤフラムの破損による水洩れを生ずることはない。
【００２９】
図４は本発明のダイヤフラムポンプの第３の実施の形態を示す図である。
【００３０】
この第３の実施の形態のポンプは、蓋１８にシリコンゴム等で作製したアキュムレーター２１を付加したことを特徴とするもので、それ以外は第１、第２の実施の形態のポンプと実質上同じである。
【００３１】
第１、第２の実施の形態のポンプは、モーター１が半回転するごとに液体を排出するために、排出される液体が脈流になる。つまり液体の流れに振動が生ずる。そのために流出口の先の例えばポットの注入口等の流出口で液体が飛散する現象が生ずる。
【００３２】
前記第３の実施の形態は、蓋１８にシリコンゴム等にて作成したアキュムレーター２４を取り付け流出口に通ずる流路等に接続するようにしてあり、これによりポンプ室よりリーフ弁を用いて流出口に通れる液体が脈流となってもアキュムレーター２４の空気の容積の増減により排出される流体の量がほぼ一定にあるようにしている。つまり、排出される流体の圧力が高い時にはアキュムレーター２４内の空気の容積が自動的に小なり、また排出される液体の圧力が低い時には、容積が大になって脈流を減少させ得る。このように、第１のダイヤフラム５の作用により空気室の圧力が高くなり、それによって第２のダイヤフラムを変形させてポンプ室の容積が小になってポンプ室内の流体が流出側に排出される時流体の一部はアキュムレーター内に流れアキュムレーター内の空気を圧縮させる。これによって排出される流体の一部は、アキュムレーター内に貯留される。続いて、第１のダイヤフラムの作用により空気室内の圧力が減少して第２のダイヤフラムがポンプ室の容積を拡大する方向に変更し、ポンプ室の容積が大になることにより流入口より流体がポンプ室内に流れ込む。それと同時にアキュムレーター２４の空気の圧力によりアキュムレーター２１内にたくわえられていた液体は、流出口の方に押し流される。
【００３３】
これによって、第１、第２の実施の形態のポンプのように、流入口より流体がポンプ室内に流れ込み、ポンプ室からは流出口への流出がない時もこの第３の実施の形態のポンプでは一定量の流体が流出側に流れ出ることになる。
【００３４】
このように第３の実施の形態のポンプは、第１、第２の実施の形態のポンプのように流出側へ流れ出る流体がポンプの作用により流れ出る時と流れ出ない時とが交互に生じ、脈流となるのとは異なり、ポンプ作用による流出のない時も或る程度の量のポンプは常に流れ出ることより脈流は減少する。
【００３５】
以上のように、第３の実施の形態によれば、脈流は軽減し、ポンプによる液体の供給操作が行なわれている間は全く液体が供給されないことが全くないことはなく、常に流体は流れ出る。
【００３６】
そのため、この第３の実施の形態のポンプをポット等より湯を供給する際のポンプとして使用する場合、脈流によって湯供給口から熱湯が飛びちることがない。
【００３７】
この第３の実施の形態にて用いるアキュムレーターは、図４に示すような形状のシリコンゴム等にて形成されたものに限ることはなく変形し得ない他の材料でもよく形状も図示するものに限らない。また、例えば給湯装置等の液体供給手段としてこの実施の形態のポンプを用いる場合、アキュムレーターの容量はきわめて少なくて良く、したがって例えば蓋１８内に空間（部屋）を形成し、これと流出口に通ずる流路とを接続すればよい。
【００３８】
いずれにせよ、この第３の実施の形態にて設けられているアキュムレーターは、適宜大きさの空間を有し、接続する流路より上方に位置しており、またアキュムレーターと流路とは、液体が流路よりアキュムレーターに容易に移動し得るものであれば、形状、材料、設置位置はいずれでもよい。
【００３９】
【発明の効果】
本発明のよれば、泡による液体の流出が不能になることはなく、また高温の湯によるダイヤフラムの破損等のないダイヤフラムの耐久性に富んだポンプを実現し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態の構成を示す図
【図２】  図１のポンプの他の状態を示す図
【図３】  本発明の第２の実施の形態の構成を示す図
【図４】  本発明の第３の実施の形態の構成を示す図
【図５】  従来のポンプであるインペラーポンプの構成を示す図
【図６】  従来のダイヤフラムポンプの構成を示す図
【図７】  従来の他のダイヤフラムポンプの構成を示す図
【符号の説明】
１      モーター
２      クランク体
３      駆動軸
４      コネクチングロッド
５      第１のダイヤフラム
８      空気室
９      第２のダイヤフラム
１２    ポンプ室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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