JP2000320472A - スクイズポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スクイズポンプの連結台数をできるだけ減ら
して装置の小型化や軽量化を計りながら流動体の脈動を
より効果的に低減することができる。再始動の際の過負
荷を抑制でき運転の円滑化、並びにチューブ寿命の延命
化などを行うことができる。 【解決手段】 回転軸２を一連に連結した複数台のスク
イズポンプ３の各チューブ４に、チューブ４内の圧力を
平滑化しうるエアチャンバ５を配し、かつ駆動源として
低速起動可能かつ回転速度を可変とした電動機Ｍを用い
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数台のスクイズ
ポンプの回転軸を一連に連結したスクイズポンプ装置の
改良に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】例え
ば、モルタルやセメントペースト等の流動体を、打設現
場に圧送するためにスクイズポンプが多用されている。
このスクイズポンプａは、図６に略示するように、円弧
状の内周面ｂｓを有する筺体ｂと、前記内周面ｂｓに沿
ってのびる流動体圧送用のチューブｃと、前記内周面ｂ
ｓと同心な軸心廻りで回転するロータｄとを具え、この
ロータｄに配する複数の押圧ローラｅが、前記内周面ｂ
ｓとの間でチューブｃを押圧しこのチューブｃをしごき
ながら順次回転することにより、チューブ内の流動体ｆ
を一端側から他端側に吐出している。

【０００３】しかしながら、前記ポンプａでは、最下流
側の押圧ローラｅ１が円周面ｂｓから離れ出すとき（ｅ
１’）、次の押圧ローラｅ２との間のチューブ内スペー
スｇ２が吐出側のスペースｇ１と導通するため容積が急
変し、これによって定常運転の際、流動体ｆの流れに脈
動が生じるという欠点がある。

【０００４】この定常運転の際の脈動を減じるため、近
年、回転軸を一連に連結した複数台のスクイズポンプを
用い、各チューブの吐出側を１本に合流させるととも
に、ロータ間の位相をポンプ間相互で相違させた装置が
提案されている。

【０００５】しかしこの種の装置においても、前記脈動
を十分に抑えることは難しく、より優れた低減効果を得
るためには、より多くのスクイズポンプの連結が必要に
なる。その結果、装置の大型化、高重量化を招くととも
に、打設現場への装置の輸送作業効率、設置作業効率を
損ねるという問題がある。

【０００６】またスクイズポンプでは、再始動の際な
ど、ポンプよりも下流側の流動体が押されて定常に動き
出すまでの間、チューブ内抵抗が高くなり駆動系やチュ
ーブに過大な負荷や圧力が発生する。特に複数のポンプ
を連結した前記装置では、この傾向が強く、再始動時の
運転の円滑さに欠けるとともに、特に耐圧強度に劣る前
記チューブの寿命を著しく低下させることとなる。

【０００７】そこで本発明は、回転軸を連結した複数台
のスクイズポンプの各チューブに、チューブ内の圧力を
平滑化しうるエアチャンバを配し、かつ駆動源として低
速起動可能かつ回転速度を可変とした電動機を用いるこ
とを基本として、スクイズポンプの連結台数をできるだ
け減らして装置の小型化や軽量化を計りながら流動体の
脈動をより効果的に低減しうるとともに、再始動の際の
過負荷を抑制し、運転の円滑化並びにチューブ寿命の延
命化を達成しうるスクイズポンプ装置の提供を目的とし
ている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１のスクイズポンプ装置の発明は、円弧をな
す内周面を有する筺体と、前記内周面に沿ってのびるＵ
字状の湾曲部を有しかつ一端が流動体の供給源に連なる
可撓性のチューブと、前記内周面と同心な回転軸に取付
きかつその軸心廻りで回転することにより前記チューブ
を前記内周面との間で押圧しつつチューブ内の流動体を
一端側から他端側に向けて吐出させる押圧ローラを設け
たロータとを有しかつ前記回転軸を同心かつ一連とした
複数台のスクイズポンプからなり、各チューブの各他端
を合流点で合流させるとともに、各チューブは、前記湾
曲部と合流点との間に、チューブ内の圧力を平滑化しう
るエアチャンバを配し、かつ前記電動機を低速起動可能
かつ回転速度を可変とし、しかも全ての押圧ローラは、
前記回転軸に対して位相が異なることを特徴としてい
る。

【０００９】また請求項２の発明では、前記チューブ
は、内圧が上限値を越えることによって、チューブ内の
流動体の一部を前記供給源に帰還させる安全弁を合流点
乃至その下流側の合流管部に具えることを特徴としてい
る。

【００１０】また請求項３の発明では、前記合流管部
は、エアチャンバを具えることを特徴としている。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例とともに説明する。図１、２は、本発明のスクイズ
ポンプ装置の一実施形態を示す平面図及び側面図であ
る。図において、スクイズポンプ装置１（以下装置１と
いう）は、回転軸２を一連に連結した複数台のスクイズ
ポンプ３・・・ を用い、各スクイズポンプ３のチューブ４
にエアチャンバ５を配するとともに、回転軸駆動用とし
て低速起動可能かつ回転速度を可変とした電動機Ｍを使
用している。これにより、供給源６から吸引する流動体
Ｆを装置１とは離れた位置まで圧送する。

【００１２】なお本例では、前記装置１が、２台のスク
イズポンプ３Ｌ、３Ｒを連結した場合を例示している
が、要求により２台以上の任意の複数のスクイズポンプ
３を用いることもできる。

【００１３】また前記「流動体Ｆ」としては、例えばセ
メントと水とを混合したセメントペースト、砂とセメン
トと水とを混合したモルタル、前記モルタルに各種の骨
材を混合したコンクリート、客土などを含む流動性の緑
化用基盤材料、さらにはビルや住宅などの建築物塗装用
の塗装剤など、流動性をなす液状のものであるならば、
上記以外の種々のものが「流動体Ｆ」に含まれうる。本
例では、前記流動体Ｆがモルタルであり、例えばこの流
動体Ｆを撹拌混合するミキサー或いは混合された流動体
Ｆを貯留するホッパなどである供給源６から、打設現場
まで前記流動体Ｆを圧送する場合を例示している。

【００１４】前記スクイズポンプ３Ｌ、３Ｒは、夫々略
同構成であり、図３に拡大して示すように、円弧をなす
内周面７Ｓを有する筺体７と、前記内周面７Ｓに沿って
のびる可撓性のチューブ４と、前記内周面７Ｓと同心な
軸心廻りで回転するロータ９とを具えている。

【００１５】前記筺体７は、周壁１０Ａと側壁１０Ｂと
を含む壁体１０によって周囲を囲む気密なケース状をな
し、内部を略真空状に保持している。前記周壁１０Ａ
は、その内周面７Ｓを中心角が略１８０円弧の円弧で形
成しており、また前記側壁１０Ｂ、１０Ｂ間には、この
内周面７Ｓと同心な回転軸２を枢着する。

【００１６】前記チューブ４は、可撓性をなし前記筺体
７内に収容されかつ内周面７Ｓに沿ってのびるＵ字状の
湾曲部４ａと、この湾曲部４ａから上流側にのびるとと
もにその一端が前記供給源６に連なる上流管部４ｂと、
前記湾曲部４ａから下流側にのびる下流管部４ｃとを具
えている。なおチューブ４は、一端から他端に至り一体
品で形成することができるが、例えば湾曲部４ａ、上流
管部４ｂ、下流管部４ｃを連結可能な個別のチューブ状
体で構成することが好ましく、このとき少なくとも湾曲
部４ａを可撓性体で構成する。当然ではあるが、さらに
上流管部４ｂ及び下流管部４ｃを、連結可能な複数のチ
ューブ状体で構成することもできる。

【００１７】またロータ９は、前記回転軸２に取付きそ
の軸心廻りで一体回転する回転板１１と、この回転板１
１に回転自在に枢支される複数の押圧ローラ１２とを具
えている。このロータ９には、２個以上の複数の押圧ロ
ーラ１２、好ましくは本例の如く３個の押圧ローラ１２
を設けるのが良く、各押圧ローラ１２は、互いに等間隔
を隔てて配置される。

【００１８】この押圧ローラ１２は、前記内周面７Ｓと
の間でチューブ４を押圧してチューブ４の断面を実質的
に閉鎖する。従って、ロータ９は、隣合う押圧ローラ１
２、１２間で挟まれるチューブ内スペースＧに流動体Ｆ
を保持しながら押圧ローラ１２の移動とともに一端側か
ら他端側に向けて押出しうる。なお前記押圧ローラ１２
が２個の時、前記チューブ内スペースＧが過大であるた
め、定常運転の際の脈動が大きくなる傾向があり、逆に
４個以上の時には、前記チューブ内スペースＧが過小と
なって、ポンプの圧送能力を著しく損ねる。従って３個
が最も好ましい。

【００１９】ここで、前記スクイズポンプ３Ｌ、３Ｒ
は、夫々の回転軸２、２が互いに同心かつ一連に、例え
ばカップリング１３（図１に示す）を用いて連結される
とともに、図３の如く、一方のスクイズポンプ３Ｌのロ
ータ９と、他方のスクイズポンプ３Ｒのロータ９とは、
回転軸２に対して、押圧ローラ１２の位相を違えて配し
ている。すなわち、６個の全ての押圧ローラ１２・・・
が、回転軸２に対して本例では同位相を違えて配されて
いる。

【００２０】また前記連結された回転軸２は、図１の如
く、電動機Ｍに連係する駆動手段１４を介して駆動され
る。この駆動手段１４は、本例では、前記電動機Ｍの出
力軸に取付くプーリーやスプロケット等の鎖車１４ａ
と、前記連結された回転軸２に取付く鎖車１４ｂと、各
鎖車１４ａ、１４ｂ間に巻装される駆動ベルトやチェー
ン等の無端連紐１４ｃとから構成される。なお駆動手段
１４としてはギヤ機構を用いたものなど種々な構造が採
用しうる。

【００２１】次に、前記スクイズポンプ３Ｌ、３Ｒの各
チューブ４の各他端は、合流点Ｑで１つの合流管部１５
に合流する。そして各チューブ４は、前記湾曲部４ａと
合流点Ｑとの間に、すなわち下流管部４ｃにエアチャン
バ５を設けている。

【００２２】前記エアチャンバ５は、図３の如く、内部
に空気室Ｈを有しかつこの空気室Ｈを下端で開口させた
気密な容器状の基体１７を具え、この下端を、前記チュ
ーブ４に着脱自在に連結している。これによって前記空
気室Ｈとチューブ４内部とを導通している。また本例で
は、前記基体１７の上端には、前記空気室Ｈ内の圧力を
測定する周知構造の圧力計１９を設けている。

【００２３】このエアチャンバ５は、チューブ４内の流
動体圧力Ｐｆと、空気室Ｈ内に閉じこめられた空気圧力
Ｐａとの圧力差によって、流動体Ｆを空気室Ｈ内に流出
入させうる。

【００２４】すなわち、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すよう
に、スクイズポンプ３の脈動により流動体圧力Ｐｆが上
昇し、空気圧力Ｐａよりも高くなった時、内部空気が圧
縮され、圧力が均衡するまで流動体Ｆが空気室Ｈ内に流
入する。逆に、流動体圧力Ｐｆが脈動により減少し空気
圧力Ｐａよりも低くなった時には、内部空気が膨張し、
空気室Ｈ内に流入した前記流動体Ｆをチューブ４内に流
出させる。このように、エアチャンバ５による流動体Ｆ
の出入れは、前述の如くチューブ内スペースＧによる容
積変化を原因とした脈動に対して、その容積変化を直接
的に低減させる効果があり、スクイズポンプ３の構造と
最適にマッチングし、チューブ内の圧力変動を平滑化し
うる。すなわち前記脈動の振幅を効果的に低減すること
ができる。またエアチャンバ５は小型軽量であり、装置
１の大型化を阻止できる。

【００２５】ここで、空気室Ｈ内に流入時の流動体Ｆの
容積Ｖ１と流出時の流動体Ｆの容積Ｖ２との差Ｖ１−Ｖ
２である流動体Ｆの容積変化は、前記チューブ内スペー
スＧの容積Ｖ以下である。従って、空気室Ｈの全体の容
積としては、前記容積Ｖの１．０倍以上が好ましく、ま
たその上限は、小型軽量化の観点から５．０倍以下、さ
らには３．０倍以下が好ましい。なお本例では、エアチ
ャンバ５を着脱自在としているため、ポンプ作業終了
後、空気室Ｈに付着する流動体Ｆの洗浄を容易としてい
る。

【００２６】このように、回転軸２を連結した複数台の
スクイズポンプ３の各チューブ４に、前記エアチャンバ
５設けているため、スクイズポンプ３の連結台数をでき
るだけ減らし、装置の小型化や軽量化を計りながら流動
体Ｆの脈動をより一層効果的に低減することができる。

【００２７】なお脈動のさらなる抑制のために、エアチ
ャンバ５を前記合流管部１５にさらに設けることもでき
る。

【００２８】また本例では、前記装置１は、前記合流点
Ｑ乃至その下流側の合流管部１５に、チューブ４の内圧
が上限値を越えることによって、チューブ４内の流動体
Ｆの一部を前記供給源６に帰還させる安全弁２０を付設
している。

【００２９】この安全弁２０は、図５に例示する如く、
前記チューブ４に通じる入口部２１Ａと、供給源６に通
じる出口部２１Ｂとの間をのびる流路２１を具えるとと
もに、この流路２１には開閉弁２２を介在している。該
開閉弁２２は、前記流路２１に設ける弁座部２２Ａと、
この弁座部２２Ａを開閉する弁体２２Ｂとからなり、こ
の弁体２２Ｂには、例えばバネ機構などによって弁体２
２Ｂを弁座部２２Ａに設定圧力で付勢する圧力調整手段
２３が連係する。従って、チューブ内圧が前記設定圧力
である上限値を超えたとき、開閉弁２２が開いて流動体
Ｆの一部を供給源６に帰還させる。これによって、チュ
ーブ内圧を上限値以下に安定して維持でき、例えば吐出
ノズルやチューブ内での目詰まり、チューブ折れ等によ
る内圧の異常上昇に起因した、各種故障を予防できる。
なお安全弁２０としては、周知の種々の構造が適宜採用
できる。

【００３０】また装置１では、前記電動機Ｍとして、低
速起動可能かつ回転速度を可変としたものを採用するこ
とを特徴の一つとしている。

【００３１】本例では、前記電動機Ｍとして、回転速度
制御可能なインバータモータを使用している。このイン
バータモータは周知の如く電源周波数をインバータ制御
により変化させることによって、連続的に回転速度をコ
ントロールしうるものであって、しかも負荷に合わせて
電圧が自動調整されるため、負荷による回転速度の変動
も抑えられる。従って、例えば始動時において出力周波
数を０とし、徐々に周波数を上げていくことにより、円
滑な低速起動を行うことができ、また定常時においても
最適な回転数を周波数制御によって自在に調整、設定す
ることが可能となる。

【００３２】従って、チューブ内抵抗が非常に高い再始
動の際などには、前記ロータ９をゆっくりと低速で回転
させはじめ、チューブ４内の流動体Ｆ全体がある程度の
速度で動き出す、すなわち吐出口からある程度の速度で
吐出されはじめてから、正常な定速運転に切り替える。
これによって、始動運転を円滑化でき、駆動系やチュー
ブ４に過大な負荷や圧力が発生するのを抑制し、チュー
ブ４の破損損傷を抑制しうる。このために、始動から定
速運転に至るまで３０秒〜３分程度要することが好まし
い。

【００３３】なお前記電動機Ｍにより、最もチューブ内
抵抗が小さくなる最適な回転速度でポンプを定常運転さ
せることもでき、これによって脈動をさらに緩和させる
ことが可能となる。

【００３４】

【発明の効果】叙上の如く本発明は、回転軸を連結した
複数台のスクイズポンプの各チューブに、チューブ内の
圧力を平滑化しうるエアチャンバを配し、かつ駆動源と
して低速起動可能かつ回転速度を可変とした電動機を用
いている。従って、スクイズポンプの連結台数をできる
だけ減らして装置の小型化や軽量化を計りながら流動体
の脈動をより効果的に低減することができる。しかも再
始動の際の過負荷を抑制でき運転の円滑化、並びにチュ
ーブ寿命の延命化などを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す平面図である。

【図２】その側面図である。

【図３】スクイズポンプを拡大して示す断面図である。

【図４】（Ａ）、（Ｂ）はエアチャンバの作用を示す線
図である。

【図５】安全弁を示す断面図である。

【図６】従来技術を説明する断面図である。

【符号の説明】

２ 回転軸 ３、３Ｌ、３Ｒ スクイズポンプ ４ チューブ ４ａ 湾曲部 ５ エアチャンバ ６ 供給源 ７ 筺体 ７Ｓ 内周面 ９ ロータ １２ 押圧ローラ １５ 合流管部 ２０ 安全弁 Ｆ 流動体 Ｍ 電動機 Ｑ 合流点

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H044 AA03 AA04 BB00 BB08 CC11 CC12 CC16 CC18 CC19 CC21 DD10 DD13 DD18 DD24 DD27 DD42 DD43 DD45 3H077 AA14 AA20 BB10 CC04 CC17 DD02 EE01 EE04 EE23 EE32 EE36 EE37 FF06 FF13 FF14 FF15 FF22 FF23 FF31 FF47 FF57 FF60

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円弧をなす内周面を有する筺体と、前記内
   周面に沿ってのびるＵ字状の湾曲部を有しかつ一端が流
   動体の供給源に連なる可撓性のチューブと、前記内周面
   と同心な回転軸に取付きかつその軸心廻りで回転するこ
   とにより前記チューブを前記内周面との間で押圧しつつ
   チューブ内の流動体を一端側から他端側に向けて吐出さ
   せる押圧ローラを設けたロータとを有しかつ前記回転軸
   を同心かつ一連とした複数台のスクイズポンプからな
   り、 各チューブの各他端を合流点で合流させるとともに、各
   チューブは、前記湾曲部と合流点との間に、チューブ内
   の圧力を平滑化しうるエアチャンバを配し、かつ前記電
   動機を低速起動可能かつ回転速度を可変とし、しかも全
   ての押圧ローラは、前記回転軸に対して位相が異なるこ
   とを特徴とするスクイズポンプ装置。
2. 【請求項２】前記チューブは、内圧が上限値を越えるこ
   とによって、チューブ内の流動体の一部を前記供給源に
   帰還させる安全弁を合流点乃至その下流側の合流管部に
   具えることを特徴とする請求項１記載のスクイズポンプ
   装置。
3. 【請求項３】前記合流管部は、エアチャンバを具えるこ
   とを特徴とする請求項１、又は２記載のスクイズポンプ
   装置。