專利名稱：泵裝置及泵系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種作為例如增壓器或增壓泵來使用的泵裝置及具有該泵裝置的泵系統(tǒng)。
背景技術：
作為使氣體燃料或氧氣等氣體、冷卻水或液壓油等液體等上升至要求的壓力的機器，稱作增壓器或增壓泵的泵裝置廣為人知。這種泵裝置中，使用羅茨真空泵或隔膜泵等， 例如，在下述專利文獻1中，記載有作為燃料電池系統(tǒng)中的氣體燃料的增壓器來使用的隔膜泵。先前技術文獻專利文獻專利文獻1 特開2009-47084號公報

發(fā)明內容
現(xiàn)有的增壓器不具備對導入的流體壓力進行減壓而排出的功能。因此，在連接有向增壓器的吸入口提供大于或等于一定壓力的流體的壓力源的泵系統(tǒng)中，增壓器停止運轉時被導入至吸入口的流體從增壓器中排出，根據(jù)情況的不同有可能使系統(tǒng)產(chǎn)生故障。鑒于以上情況，本發(fā)明的目的是提供一種可以在運轉停止時限制流體排出的泵裝置以及泵系統(tǒng)。為了達成上述目的，本發(fā)明的一方式涉及的泵裝置包括殼體、可動構件、第一閥、 第二閥、以及第三閥。所述殼體具有吸入口、排出口、以及可分別與所述吸入口及所述排出口連通的泵室。所述可動構件，可在所述殼體的內部移動，交互進行向所述泵室吸入流體和從所述泵室排出所述流體。所述第一閥，安裝于所述吸入口與所述泵室之間，允許所述流體從所述吸入口向所述泵室流動。所述第二閥安裝于所述泵室與所述排出口之間，在所述泵室的流體大于或等于第一壓力時，允許所述流體從所述泵室向所述排出口流動。所述第三閥安裝于所述殼體上，在所述吸入口與所述排出口之間的所述流體大于所述第一壓力且小于或等于第二壓力時，限制所述流體從所述吸入口向所述排出口流動。另外，為了達成上述目的，本發(fā)明的一方式涉及的泵系統(tǒng)包括泵裝置、壓力源、以及處理部。所述泵裝置具有殼體、可動構件、第一閥、第二閥、以及第三閥。所述殼體具有與所述壓力源聯(lián)絡的吸入口，與所述處理部聯(lián)絡的排出口、以及可分別與所述吸入口以及所述排出口連通的泵室。
所述可動構件可在所述殼體的內部移動，交互進行向所述泵室吸入流體和從所述泵室排出流體。所述第一閥安裝于所述吸入口與所述泵室之間，允許所述流體從所述吸入口向所
述泵室流動。所述第二閥安裝于所述泵室與所述排出口之間，允許大于或等于第一壓力的所述流體從所述泵室向所述排出口流動。所述第三閥安裝于所述殼體上，限制大于所述第一壓力且小于或等于第二壓力的所述流體從所述吸入口向所述排出口流動。所述壓力源連接于所述吸入口，向所述泵裝置提供小于或等于所述第二壓力的流體。所述處理部連接于所述排出口，處理從所述泵裝置排出的流體。


圖1為本發(fā)明的一實施方式涉及的泵系統(tǒng)的示意圖；圖2為本發(fā)明的一實施方式涉及的泵裝置的剖面圖；圖3為表示組裝于所述泵裝置內的閥機構的結構的剖面斜視圖；圖4為所述閥機構的剖面圖；圖5為表示反復進行泵裝置的運轉以及停止時的泵裝置的排出流量的時間變化的一實驗結果；圖6為圖5所示的實驗中所使用的管道結構圖；圖7為說明所述泵裝置的一作用的圖；圖8為本發(fā)明的第二實施方式涉及的泵裝置的剖面圖；圖9為本發(fā)明的第三實施方式涉及的泵裝置的部分分解斜視圖；圖10為說明圖9所示的泵裝置的一作用的圖；圖11為本發(fā)明的第四實施方式涉及的泵裝置的斜視圖；圖12為圖11所示的泵裝置的重要部分剖面圖；圖13為圖11所示的泵裝置的主視圖；圖14為圖11所示的泵裝置的后視圖；圖15為圖11所示的泵裝置的平面圖；圖16為圖11所示的泵裝置的仰視圖；圖17為圖11所示的泵裝置的右視圖；圖18為圖11所示的泵裝置的左視圖。附圖標記說明1泵系統(tǒng)2壓力源3、6、7、8 泵裝置4處理部10、70、80 殼體20馬區(qū)動部
30可動構件31隔膜41 吸入閥42 排出閥50、60 閥機構51,61 閥構件74 空間部100 泵室101 吸入口102 排出口
具體實施例方式本發(fā)明的一實施方式涉及的泵裝置包括殼體、可動構件、第一閥、第二閥、以及第三閥。所述殼體具有吸入口、排出口、以及可分別與所述吸入口及所述排出口連通的泵室。所述可動構件，可在所述殼體的內部移動，交互進行向所述泵室吸入流體和從所述泵室排出所述流體。所述第一閥安裝于所述吸入口與所述泵室之間，允許所述流體從所述吸入口向所
述泵室流動。所述第二閥安裝于所述泵室與所述排出口之間，在所述泵室的流體大于或等于第一壓力時，允許所述流體從所述泵室向所述排出口流動。所述第三閥安裝于所述殼體上，在所述吸入口與所述排出口之間的所述流體大于所述第一壓力且小于或等于第二壓力時，限制所述流體從所述吸入口向所述排出口流動。在所述泵裝置中，可動構件通過使泵室的容積周期性地變化，交互進行向泵室吸入流體和從泵室排出流體。流體既可以為氣體也可以為液體。吸入流體時，從吸入口經(jīng)由第一閥向泵室導入流體。排出流體時，導入至泵室的流體在泵室中通過可動構件被壓縮至大于或等于第一壓力，從而打開第二閥并從排出口排出。通過反復執(zhí)行以上操作，從排出口以大于或等于第一壓力的壓力排出流體。第二閥在泵室內的壓力達到大于或等于所述第一壓力的時刻打開，允許流體從泵室向排出口流動。因此，例如泵裝置停止運轉時，若通過吸入口以大于或等于第一壓力的壓力將流體導入至泵室內，則第二閥被打開，流體向排出口流動。因此，所述泵裝置具有第三閥。第三閥限制大于第一壓力且小于或等于第二壓力的流體的流動。因此，泵裝置停止運轉時，即使具有大于或等于第一壓力且小于或等于第二壓力的壓力的流體從吸入口導入至泵室內時，也可通過第三閥阻礙流體的流動，抑制流體從排出口排出。因此，抑制停止運轉時流體不慎排出。另外，利用所述泵裝置可以抑制泵裝置停止運轉時流體不慎排出，因此，所述泵裝置也可以適用于吸入口連接有流體壓力源的泵系統(tǒng)中。因此，可以消除因停止運轉時從排出口漏出流體而致使系統(tǒng)發(fā)生故障的情況。
所述第二壓力可以適當設定，例如，以導入至吸入口的流體的壓力、或停止運轉狀態(tài)下排出的流體的允許流量等為基準來設定?！跋拗屏鲃印敝邪?“隔斷流動”的意思以及“雖不隔斷流動但降低其流量”的意思。第三閥安裝于殼體上。第三閥既可以安裝于吸入口側，也可以安裝于排出口側。在一實施方式中，第三閥配置于比第二閥更靠近排出口側的位置。因此，不會阻礙向泵室導入的流體的流動，從而確保穩(wěn)定的泵性能。第三閥既可以為能夠完全隔斷小于或等于所述第二壓力的流體的流動的結構，也可以為在所述第一壓力和所述第二壓力之間其開度階段性地變化的結構。前者的情況下， 第三閥可以由例如電磁閥等構成。另一方面，后者的情況下，第三閥采用根據(jù)壓力開度變大的閥結構。例如，第三閥具有閥座、以及可以位于閥座上且開度根據(jù)大于或等于所述第一壓力且小于或等于第二壓力的壓力連續(xù)性地發(fā)生變化的閥構件。作為具有這種閥結構的閥，可以適用例如傘形閥。因此，可以實現(xiàn)從所述泵裝置排出的流體的低流量控制。所述殼體也可以進一步具有由聯(lián)絡所述第二閥和所述第三閥間的流路的一部分擴展而成的空間部。所述空間部起緩沖排出的流體的脈動的緩沖空間的作用。因此，可以降低流體的脈動，以穩(wěn)定的流量排出流體。另外，在根據(jù)排出流量控制泵裝置的驅動時，可以實現(xiàn)泵裝置的穩(wěn)定的驅動控制。所述泵裝置可以由隔膜泵構成。此時，所述可動構件包括劃分所述泵室的可變形隔膜。因此，可以提供小型的泵裝置。本發(fā)明的一實施方式涉及的泵系統(tǒng)包括泵裝置、壓力源、以及處理部。所述泵裝置具有殼體、可動構件、第一閥、第二閥、以及第三閥。所述殼體具有與所述壓力源聯(lián)絡的吸入口、與所述處理部聯(lián)絡的排出口、以及可以分別與所述吸入口以及所述排出口連通的泵室。所述可動構件可在所述殼體的內部移動，交互進行向所述泵室吸入流體和從所述泵室排出流體。所述第一閥安裝于所述吸入口與所述泵室之間，允許所述流體從所述吸入口向所
述泵室流動。所述第二閥安裝于所述泵室與所述排出口之間，允許大于或等于第一壓力的所述流體從所述泵室向所述排出口流動。所述第三閥安裝于所述殼體上，限制大于所述第一壓力且小于或等于第二壓力的所述流體從所述吸入口向所述排出口流動。所述壓力源連接于所述吸入口，向所述泵裝置提供小于或等于所述第二壓力的流體。所述處理部連接于所述排出口，處理從所述泵裝置排出的流體。利用所述泵系統(tǒng)，即使在泵裝置停止運轉時，具有大于或等于第一壓力且小于或等于第二壓力的壓力的流體從壓力源導入至泵室內時，也可通過第三閥阻礙流體的流動， 抑制流體從排出口排出。因此抑制停止運轉時流體不慎排出。另外，可以消除因停止運轉時從排出口漏出流體而致使系統(tǒng)發(fā)生故障的情況。所述處理部并無特別限定，包括用于利用從泵裝置排出的流體來產(chǎn)生能量或動力的各種機器，例如轉化器、燃燒器、發(fā)電機、氣缸裝置、各種引擎。以下參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明第一實施方式泵系統(tǒng)圖1為表示本發(fā)明的一實施方式涉及的泵裝置的示意圖。本實施方式涉及的泵裝置1具有壓力源2、泵裝置3、處理部4、以及控制部5。壓力源2連接于泵裝置3的吸入側(一次側)，處理部4連接于泵裝置3的排出側 (二次側)。壓力源2既可以為收納指定壓力的流體(氣體或液體)的罐、高壓儲氣瓶等容器，也可以為壓縮器等壓力產(chǎn)生源。泵裝置3作為將從壓力源2導入的壓力Pl的流體提升至指定的壓力P2并將其提供給處理部4的增壓器或增壓泵發(fā)揮作用。處理部4處理泵裝置3提供的流體，產(chǎn)生能量或動力等?？刂撇?控制泵裝置3的運轉，但也可以控制包括處理部4的整個系統(tǒng)。泵系統(tǒng)1應用于例如燃料電池系統(tǒng)中。此時，壓力源2相當于燃料罐，泵裝置3對氣體燃料(例如城市煤氣(沼氣)、液化石油氣(LPG))進行增壓并提供給處理部4。處理部 4中包括有將氣體燃料轉換為氫的轉化器、儲存氫的燃料電池、使氫和氧發(fā)生反應的發(fā)電部寸。泵裝置接下來，參照圖2對泵裝置3的進行詳細說明。圖2為表示泵裝置3的結構的剖面圖。本實施方式中，泵裝置3由隔膜泵構成。泵裝置3具有金屬殼體10、以及驅動部20。殼體10具有泵本體11、泵頭12、以及泵頭蓋13。驅動部20具有電機21、以及電機殼22。泵本體11在殼體10的內部形成容納可動構件30的操作空間105?？蓜訕嫾?0 具有隔膜31、固定于隔膜31上的夾具32、以及將夾具32連接于電機21的連桿33。隔膜31由圓盤狀的橡膠材料形成，其邊緣部夾持于泵本體11和泵頭12之間。夾具32固定于隔膜31的中央部，由組裝成上下夾持隔膜31的多個零件構成。連桿33以貫穿隔膜31的中心部的方式與夾具32成為一體。連桿33經(jīng)由軸承34，連接于安裝在電機 21的旋轉軸210上的偏心凸輪35的表面。泵頭12具有吸入口 101、以及排出口 102，配置于環(huán)狀的底座110的上面。底座 110安裝于泵本體11的上部的開口端部，與泵頭12 —同夾持隔膜31的邊緣部。泵頭12與隔膜31之間形成泵室100。泵頭12分別具有聯(lián)絡吸入口 101和泵室100的吸入通路Tl、以及聯(lián)絡泵室100和排出口 102的排出通路T2。泵室100經(jīng)由吸入通路Tl以及排出通路T2，可分別與吸入口 101以及排出口 102連通。在吸入通路Tl以及排出通路T2上分別安裝有吸入閥41 (第一閥)以及排出閥42 (第二閥)。吸入閥41安裝于泵頭12上，以便閉塞形成吸入通路Tl的吸入孔hi。吸入閥41由安裝于臨近泵室100的吸入孔hi的端部的簧片閥構成，允許流體從吸入口 101向泵室100 流動。吸入閥41的開閥壓力(打開吸入閥41所需的最低壓力)并無特別限定，只要具有泵裝置工作時向泵室100導入指定流量的氣體程度的開閥壓力即可。因此，吸入閥41的開閥壓力也可以為比從壓力源2向泵裝置3提供的氣體的壓力低的壓力。
另一方面，排出閥42安裝于泵頭12上，以便閉塞形成排出通路T2的排出孔h2。 排出閥42由安裝于泵室100的另一側的排出孔h2的端部的簧片閥構成，允許流體從泵室 100向排出口 102流動。排出閥42的開閥壓力(打開排出閥42所需的最低壓力)并無特別限定，設定為可得到所需的排出壓力的壓力，本實施方式中，設定為比吸入閥41的開閥壓力大的壓力(第一壓力)。泵頭蓋13安裝于泵頭12的上部。吸入通路Tl以及排出通路T2通過泵頭12和泵頭蓋13組合而分別得以形成。泵本體11、泵頭12、以及泵頭蓋13使用多個螺釘構件B 而固定為一體。電機21由可控制旋轉數(shù)的直流無刷電機構成，收納于圓筒狀的電機殼22的內部。 電機21具有旋轉軸210、定子211、以及轉子212。定子211固定于電機殼22的內面，轉子 212固定于旋轉軸210的周圍。旋轉軸210經(jīng)由軸承23、24，支撐于電機殼22上，其前端部安裝于偏心凸輪35的旋轉中心上。偏心凸輪35以其旋轉中心相對于軸承34的內圈而偏心的方式形成。因此，當根據(jù)電機21的驅動，旋轉軸210繞其軸旋轉時，偏心凸輪35與旋轉軸210 —同旋轉，從而使得可動構件30在操作空間105的內部在上下方向上往返移動。因此，泵室100的容積周期性地發(fā)生變化，并可獲得指定的泵功能?？蓜訕嫾?0的往返移動量(沖程量)由偏心凸輪 35的偏心量決定。泵裝置3進一步具有閥機構50(第三閥)。本實施方式中，閥機構50安裝于排出口 102。閥機構50具有在泵裝置3停止運轉時限制氣體從氣體排出口 102流出的功能。圖3為表示閥機構50的結構的剖面斜視圖，圖4表示閥機構50的剖面圖。閥機構50具有橡膠制閥構件51、以及收納閥構件51的金屬外罩52。外罩52具有連接于殼體10的排出口 102的第一端部521、以及連接于與處理部4 聯(lián)絡的管道(圖示中省略)的第二端部522。第一端部521的周圍裝設有密封環(huán)M，第一端部521通過該密封環(huán)M密封安裝于排出口 102的內部。外罩52的內部形成有聯(lián)絡第一端部521和第二端部522間的內部通路523。內部通路523的大致中央部上，中心部以及中心部的周圍具有多個孔531的壁部53垂直形成在內部通路523的壁面上，經(jīng)由這些孔531，可將第一端部521和第二端部522之間連通。閥構件51由傘形閥構成。即，閥構件51形成為大致圓盤狀，通過將形成于其中心部的軸部511裝設于壁部53的中心孔中而配置于內部通路523中。閥構件51的邊緣部 512與形成于面向第二端部522的壁部53的表面上的閥座532彈性接觸，阻止流體從第二端部522側向第一端部521側流動。S卩，閥構件51起逆流防止閥的作用。另一方面，閥構件51對于流體從第一端部521側向第二端部522側順方向流動， 通過以大于或等于一定壓力開閥從而允許該流體的流動。此時，閥構件51如圖4所示、通過邊緣部512向第二端部522側彈性變形來離開泵座532，解除由閥構件51形成的內部通路532的隔斷狀態(tài)。在比所述指定壓力低的流體壓下，邊緣部512向閥座532入座，維持內部通路523的隔斷狀態(tài)。閥構件51使用對各種工藝氣體具有耐受性的橡膠材料。例如工藝氣體使用沼氣或丙烷氣體時，使用具有丁腈橡膠(NBR)、氫化丁腈橡膠(HNBR)、氟橡膠(FKM)等對沼氣或丙烷氣體等烴類氣體具有耐受性的橡膠材料的閥構件51。閥構件51的厚度、大小并無特別限定，分別設定為可以確?？蓪鞣N規(guī)格的開閥壓力的厚度、大小。S卩，閥構件51的開閥壓力(打開閥構件51所需的最低壓力)，至少設定為比排出閥42的開閥壓力(第一壓力)高的壓力。并且，閥構件51限制大于排出閥42的開閥壓力且小于或等于指定壓力(第二壓力)的氣體的流動。閥構件51的開閥壓力參照泵系統(tǒng)1的壓力源2所提供的氣體壓力Pl來決定。本實施方式中，閥構件51的開閥壓力設定為比壓力源2的氣體壓力Pl高的壓力。因此，即使在壓力源2的氣體壓力Pl大于排出閥42的開閥壓力的情況下，也可以在泵裝置3停止運轉時隔斷氣體從排出口 102向處理部4流出，從而可以切實地防止氣體向處理部4流出。需要說明的是，如下所述，所述閥構件的開閥壓力也可以設定為小于壓力源2的氣體壓力P2的壓力。泵裝置的操作接下來，對上述構成的泵裝置3的典型的操作例子進行說明。泵裝置3通過啟動驅動部20的電機21來驅動。電機21的旋轉數(shù)由控制部5控制，例如根據(jù)設置于泵裝置3的排出側的流量計達到指定的排出流量。電機21經(jīng)由旋轉軸 210使偏心凸輪35旋轉，從而使可動構件30在操作空間105內以指定的沖程往返移動。因此，劃分泵室100的隔膜31將上下移動，泵室100的容積周期性地發(fā)生變化?？蓜訕嫾?0通過使泵室100的容積周期性地發(fā)生變化，來交互進行向泵室100吸入氣體和從泵室100排出氣體。即，從連接于吸入口 101的壓力源2經(jīng)由吸入閥41向泵室 100導入壓力為Pl (例如2kPa(表壓力))的氣體燃料向泵室100導入的氣體燃料在泵室 100中通過可動構件壓縮而增壓，并使排出閥42以及閥機構50打開。通過反復進行以上操作，從排出口 102向處理部4排出壓力為P2(例如15kPa(表壓力))的氣體燃料。其中，排出閥42在泵室100內的壓力達到大于或等于排出閥42的開閥壓力的時刻打開，允許氣體從泵室100向排出口 102流動。因此，泵裝置3停止運轉時，若從吸入口 101以大于或等于排出閥42的開閥壓力的壓力向泵室100導入氣體，則排出閥42被打開， 流體向排出口 102流動。因此，在本實施方式泵裝置3，排出口 102處安裝有閥機構50。閥機構50具有比壓力源2的氣體壓力(Pl)高的開閥壓力。因此，泵裝置3停止運轉時，即使在壓力Pl的氣體從吸入口向泵室100導入的情況下，也可以通過閥機構50阻止氣體的流動，防止氣體從排出口 102向處理部4流出。這樣，由于抑制了停止運轉時的氣體不慎排出，因此，可以消除系統(tǒng)發(fā)生故障的情況。另外，本實施方式中，閥機構50具有可以根據(jù)導入壓力使開度連續(xù)變化的結構。 因此，在泵裝置6再次開始運轉時根據(jù)排出壓力可打開閥機構50，并可以迅速向處理部4提供所需流量的氣體。圖5示出了在圖6所示的實驗條件下反復進行泵裝置3的運轉以及停止時的泵裝置3的排出流量的時間變化。圖6中，a為緩沖罐，b為壓力計，c為吸入配管，d為增壓器， 相當于本實施方式泵裝置3。e為壓力計，f為排出配管，g為固定孔板，h為流量計。如圖5所示，確認排出流量的最小值為0，泵裝置3停止運轉時，閥機構50的氣體密封功能正常運轉。并且，還確認泵裝置6的排出流量穩(wěn)定地維持在一定值，再現(xiàn)性高。圖7為表示泵裝置6的排出流量相對于泵裝置6的電機21中所輸入的旋轉數(shù)控制電壓(Vsp)的變化的一實驗結果。組裝有泵裝置6的配管系統(tǒng)與圖6所示的配管示例相同。如圖7所示，確認泵裝置開始運轉后，在達到指定旋轉數(shù)的時刻開始排出氣體，其流量與泵裝置的驅動旋轉數(shù)大致成比例地上升。這樣，利用本實施方式可以實現(xiàn)氣體的密封功能和穩(wěn)定的排出流量控制。第二實施方式圖8示出了本發(fā)明的第二實施方式涉及的泵裝置。以下，主要對與第一實施方式中不同的結構進行說明，對于與所述實施方式中相同的結構，附上相同的附圖標記，并省略或簡化其說明。本實施方式泵裝置6中，安裝于排出口 102的閥機構60的結構與所述第一實施方式不同。閥機構60具有構成傘形閥的閥構件61，以與圖3以及圖4所示的第一實施方式相同的方式設置于外罩62的內部通路上。本實施方式的閥機構60在具有限制大于或等于排出閥42的開閥壓力(第一壓力)且小于或等于壓力源2的氣體壓力Pl (第二壓力)的氣體排出的功能這一方面與第一實施方式相同。然而，本實施方式的閥機構60具有在泵裝置6停止運轉時允許氣體從排出口 102向處理部4流出，但將流出量抑制在小于或等于指定量的功能這一方面與第一實施方式不同。S卩，本實施方式的閥構件61的開閥壓力設定為比壓力源2的氣體壓力Pl低的壓力。本實施方式的閥機構60由于是可以根據(jù)氣體壓力使開度連續(xù)變化的構造，因此，可以根據(jù)閥機構60所導入的氣體壓力控制向處理部4側流出的氣體的流量。此時，完全打開閥構件61所需的壓力設定為比壓力源2的氣體壓力Pl大的壓力 (例如，小于或等于泵裝置3通常運轉時的排出壓力(P2))。因此，可以通過閥機構60控制大于或等于排出閥42的開閥壓力(第一壓力)且小于或等于壓力源2的氣體壓力Pl (第二壓力)的氣體的流量。采用本實施方式，在泵裝置6停止運轉時，可以將壓力源2所提供的氣體流量壓縮至指定流量并提供給處理部4。因此，無需在泵裝置6的上流側或下流側另設孔板等調節(jié)閥，可實現(xiàn)降低系統(tǒng)的零件數(shù)。本實施方式適用于在泵裝置6停止運轉時也需要向處理部 4提供小于或等于指定流量的氣體的系統(tǒng)。第三實施方式圖9示出了本發(fā)明的第三實施方式涉及的泵裝置。以下，主要對與第一實施方式中不同的結構進行說明，對于與所述實施方式中相同的結構，附上相同的附圖標記，并省略或簡化其說明。本實施方式泵裝置7具有殼體70，所述殼體70包括泵本體11、泵頭71、以及泵頭蓋73。泵頭72處分別形成有吸入口 101以及排出口 102。排出口 102處安裝有第一實施方式中說明的閥機構50。另外，泵頭72上分別形成有吸入通路Tl、排出通路T2、以及緩沖罐721。這些通路的至少一部分從泵頭72的上面向外部露出，并經(jīng)由密封構件用泵頭蓋73覆蓋，因此來與大氣隔斷。通常，隔膜型的泵在構造上排出氣體產(chǎn)生脈動。在根據(jù)排出氣體的流量測定值控制泵的驅動旋轉數(shù)時，若脈動較大，則無法測定準確的流量，導致泵的驅動控制不穩(wěn)定。另外，在排出氣體為氣體燃料時，可能會因脈動而導致燃燒不穩(wěn)定，或者導致燃燒不充分。因此，本實施方式泵裝置7在排出通路T2和排出口 102之間具有緩沖罐721。緩沖罐721在排出閥42 (排出通路T2)與閥機構50之間形成空間部74，所述空間部74擴大了聯(lián)絡所述排出閥42和閥機構50的流道的一部分。緩沖罐721具有緩沖從排出閥42排出的氣體的脈動的功能。利用本實施方式泵裝置7，可以降低從閥機構50排出的氣體的脈動，以穩(wěn)定的流量排出氣體。另外，在根據(jù)排出流量控制泵裝置7的驅動時，可實現(xiàn)穩(wěn)定地控制泵裝置7的驅動。進一步而言，泵與緩沖罐形成為一體，因此，無需在泵系統(tǒng)的氣體流道上另設緩沖罐， 可實現(xiàn)系統(tǒng)結構的簡潔化。緩沖罐721的空間部74的容積根據(jù)從排出閥42排出的氣體的脈動(壓力范圍) 來決定。圖10為本發(fā)明者們實施的一實驗結果，示出了緩沖容積(cc)與從排出口 102排出的氣體的壓力范圍之間的關系。如圖10所示，空間部74的容積越大越可以縮小壓力范圍。例如，通過將空間部74的容積設定為120cc以上，可以將脈動范圍抑制在0. 75kPa以下。第四實施方式圖10示出了本發(fā)明的第四實施方式涉及的泵裝置。以下，主要對與第一實施方式中不同的結構進行說明，對于與所述實施方式中相同的結構，附上相同的附圖標記，并省略或簡化其說明。本實施方式泵裝置8具有殼體80、驅動部20、以及緩沖罐81。殼體80具有吸入口 101、以及排出口 102，對從吸入口 101吸入的氣體在未圖示的泵室中進行增壓，經(jīng)由緩沖罐 81從排出口 102排出經(jīng)過增壓的氣體。圖11為緩沖罐81以及排出口 102的剖面圖。在緩沖罐81的內部形成有指定容積的空間部74，降低排出氣體的脈動。排出口 102與空間部74連通，排出口 102的內部安裝有閥構件51。閥構件51具有與第一實施方式中相同的結構，具有限制小于或等于指定壓力的氣體的流出的功能。在上述構成的本實施方式中，也可以獲得與上述各實施方式相同的作用效果。利用本實施方式泵裝置8，由于作為閥機構的閥構件51支撐于殼體80上，因此可以實現(xiàn)減少零件數(shù)。需要說明的是，圖13 圖18示出了泵裝置8的外觀，圖13為主視圖，圖14為后視圖，圖15為平面圖，圖16為仰視圖，圖17為右視圖，圖18為左視圖。綜上所述，針對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但本發(fā)明并不僅僅限定于上述實施方式，毫無疑問，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內可以施加各種變更。例如，在以上實施方式中，限制小于或等于指定壓力的流體流動的閥機構安裝于排出口，但并不限定于此，例如也可以在排出閥和排出口之間的排出通路上設置所述閥機構。另外，構成所述閥機構的閥構件并不限定于傘形閥，例如也可以由球形閥或蝶形閥等構成。進一步而言，在以上實施方式中，泵裝置由隔膜泵構成，但并不限定于此，本發(fā)明也可適用于羅茨真空泵等其他泵裝置。羅茨真空泵的情況下，作為使泵室的容積變化的可動構件，與相對配置的轉子對應。
權利要求
1.一種泵裝置，其特征在于，包括殼體，具有吸入口、排出口、以及分別與所述吸入口以及所述排出口連通的泵室；可動構件，可在所述殼體的內部移動，交互進行向所述泵室吸入流體和從所述泵室排出流體；第一閥，安裝于所述吸入口和所述泵室之間，允許所述流體從所述吸入口向所述泵室流動；第二閥，安裝于所述泵室與所述排出口之間，在所述泵室的流體大于或等于第一壓力時，允許所述流體從所述泵室向所述排出口流動；第三閥，安裝于所述殼體上，在所述吸入口與所述排出口之間的所述流體大于所述第一壓力且小于或等于第二壓力時，限制所述流體從所述吸入口向所述排出口流動。
2.根據(jù)利要求1所述的泵裝置，其特征在于，所述第三閥配置于比所述第二閥更靠近排出口側的位置。
3.根據(jù)權利要求2所述的泵裝置，其特征在于，所述第三閥包括根據(jù)大于或等于所述第一壓力且小于或等于所述第二壓力的壓力，開度連續(xù)地變化的閥構件。
4.根據(jù)權利要求3所述的泵裝置，其特征在于，所述閥構件為傘形閥。
5.根據(jù)權利要求2所述的泵裝置，其特征在于，所述殼體進一步包括由聯(lián)絡所述第二閥和所述第三閥的流路的一部分擴展而成的空間部。
6.根據(jù)權利要求1所述的泵裝置，其特征在于，所述可動構件包括劃分所述泵室的可變形隔膜。
7.一種泵系統(tǒng)，其特征在于，包括泵裝置；壓力源，連接于所述吸入口，向所述泵裝置提供小于或等于所述第二壓力的流體；處理部，連接于所述排出口，處理從所述泵裝置排出的流體；所述泵裝置包括殼體，具有與所述壓力源聯(lián)絡的吸入口、與所述處理部聯(lián)絡的排出口、以及分別與所述吸入口以及所述排出口連通的泵室；可動構件，可在所述殼體的內部移動，交互進行向所述泵室吸入流體和從所述泵室排出流體；第一閥，安裝于所述吸入口和所述泵室之間，允許所述流體從所述吸入口向所述泵室流動；第二閥，安裝于所述泵室與所述排出口之間，允許大于或等于第一壓力的所述流體從所述泵室向所述排出口流動；第三閥， 安裝于所述殼體上，限制大于所述第一壓力且小于或等于第二壓力的所述流體從所述吸入口向所述排出口流動。
8.根據(jù)權利要求7所述的泵系統(tǒng)，其特征在于，所述第三閥包括隔斷小于或等于所述第二壓力的所述流體的流動的閥構件。
9.根據(jù)權利要求7所述的泵系統(tǒng)，其特征在于，所述第三閥包括根據(jù)大于或等于所述第一壓力且小于或等于所述第二壓力的壓力，開度連續(xù)地變化的閥構件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可在停止運轉時限制流體排出的泵裝置。泵裝置(3)具備殼體(10)、可動構件(30)、吸入閥(41)、排出閥(42)、以及閥機構(50)。殼體(10)具有可與吸入口(101)和排出口(102)分別連通的泵室(100)?？蓜訕嫾?30)可在殼體(10)的內部移動，交互進行向泵室(100)吸入流體和從泵室(100)排出流體。排出閥(42)安裝于泵室(100)和排出口(102)之間，允許大于或等于第一壓力的流體從泵室(100)向排出口(42)流動。閥機構(50)安裝于殼體(10)上，限制大于所述第一壓力且小于或等于第二壓力的流體從吸入口(101)向排出口(102)流動。
文檔編號F04B53/10GK102536754SQ20111038688
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月29日 優(yōu)先權日2010年11月30日
發(fā)明者大坂常男, 糸山龍二, 野野村勇治 申請人:Ulvac機工株式會社