JPH03222879A - 小口径の揚水ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、深井戸ポンプ、高いところまで揚水するため
のポンプ、及び小口径ポーリング孔内の地下水を汲み上
げるための揚水ポンプ、詳しくは地下水の埋蔵ｆｌ［査
、地下水検層、簡易揚水試験などの際、小口径ポーリン
グ孔から地下水を汲み上げるのに用いる、直径２０ｍｍ
程度の小口径の揚水ポンプに関する。

従来技術 地滑りは、豪雨、融雪などによる地下水の著しい増加が
原因となって降雨の終了後ある時間をおいて、特定の地
形に起こる。地滑りの対策工法として、例えば地下水流
動層を行うには、地滑り面に関係する地下水の流動状況
を知ることが必要であり、その方法としてポーリング孔
の地下水を汲み出しておいて電解質物質をポーリング孔
内に没入、溶解させて孔内水の電導度をあらかじめ増加
させておき、地下水流動層から流入する地下水による希
釈による電導度の低下変動を検知すること（地下水検層
）があげられる。

発明が解決しようとする問題点。

ポーリング孔から地下水を汲み出すのにポンプを使用す
ることが考えられる。しかしながら、従来の揚水ポンプ
には、先端部の水中部分に動力装置を有するものがある
が、このポンプでは動力装置の部分を水密にするためと
動力装置のために小口径化することが困難であり、また
小口径化した場合には揚程が小さくなり、揚水量も少な
くなるなど、その小口径化は不可能であった。動力装置
を地上部に有する揚水ポンプでも小口径化は困難であり
、小口径化した場合でも揚程が小さく、揚水量も少ない
。

従って、深い小口径のポーリング孔の孔底がら、例えば
５０〜２００ｍ上の地」ニへ地下水を汲み上げるために
は、直径４０〜６０ｍｍ程度の小口径ポーリング孔より
直径３０〜５０ｍｍのベーラ−を用いてつるべ井戸の要
領で人力で地下水を汲み上げなければならず、−回の汲
み上げ徂はせいぜい１リットル程度であり、ポーリング
孔底から水をυ［除するには非常に難儀な作業であって
、汲み」−げ時間及び汲み上げｍなどに限界があった。

本発明は、上記のような問題点を解消すると共にポーリ
ング口径が４０ｍｍ程度のポーリング孔から長い駆動軸
を必要とすることなく、深いところの地下水を連続的に
揚水出来る小口径の揚水ポンプを提供することにある。

問題点を解決する。ための手段 本発明の揚水ポンプＰは、下端に吸入弁１１が設けられ
、上端には長さ方向に２個の貫通孔１２．１３が設けら
れている、小口径の中空円筒１０と、該吸入弁に連通し
て形成された空室１４と、該貫通孔に挿入、固着されて
いる、　高圧気体導入管２０と、排水管３０、及び吐出
弁４０が介在されて該排水管と該空室にそれぞれ連通し
ている送水管５０とよりなることを特徴としている。

このポンプを第１図にしたがって詳細に説明する。ポン
プＰは、中空円１ｍｌ０の上端部に長さ方向に設けられ
た２本の貫通孔１２．１３に高圧気体導入管２０と、　
吐出弁４０を介在させて送水管５０と排水管３０とがそ
れぞれ、挿入、固着されている。高圧気体導入管２０の
端部には、高圧気体導入孔２１が設けられている。この
導入孔は高圧の気体、例えば高圧の空気を導入するため
に雌ねじなどを設けて高圧気体供給管２２を気体のもれ
がないように気密に結合し得るように形成されている。

この高圧気体供給管の端部は、地上に設置された高圧気
体供給装置Ｇに接続されている。

送水管５０の下端５１は、吸入弁１１の制止部材１２１
に近接した位置に設けるのが望ましい。

送水管５０の上端には、吐出弁の弁座４１とノズル４２
１を設けた制止部材４２０との間に弁４２が設けられ、
更にこの制止部材の上部には排水管３０が設けられてい
る。この−排水管にはその端部に硬質の管又は軟質のチ
ューブよりなる排水管３１が接続され、他端は地上に達
している。

例えば弁４２を球体４２としたとき、弁座４１の吐出口
４１１内に存在するようにして、高圧気体の供給時には
高圧気体の浮力によって弁４２を上方に移動させてこの
吐出口を解放し、高圧気体の供給遮断時には重力によっ
て又はスプリング（図示なし）によって弁４２を閉じる
ようにして吐出弁４０を開閉する。制止部材４２０は、
弁（球体）４２の吐出口４１１からの飛び出しを抑止す
る。

中空円筒１０の下端部には、送水管５０の下端部５１の
近くに吸入弁１１の制止部材１２１が設けられている。

この制止部材の下部には吸入弁１１が設けられている。

この吸入弁は、中空円ｒｆＪ１０の下部に、Ｏリング１
１０を介在させて弁座１１Ｉがピン、又はねじ１１２な
どによって気密状態に保って固着されている。この弁座
の吸入孔１１３にはスプリング１１４が弾発可能な状態
で挿入されている。弁座１１１と制止部材１２１との間
にはスプリング１１４を介在させて貫通孔Ｉ２２を有し
中空円筒１０の内壁面に沿って摺動する弁１２０が設け
られている。この弁は、吸入孔１１３を閉塞する弁の先
端部１２３と外周面に長さ方向に切り欠き又は貫通孔１
２２を有する円柱状又は円盤状の部材１２４と、からな
っていて、それらが固着されて、又は一体となって形成
されている。弁座１１１の下端にはスナップリング１１
４が中空円筒１０の下端の内壁に固着されている。

高圧気体供給装置Ｇは、圧力タンク６０と、気体の圧力
を調整するためのレギュレーターバルブ６１と、タイマ
ー６２によって設定された時間内に高圧気体供給管２２
を介してポンプＰの高圧気体導入口２１に高圧気体を供
給し、ついで圧力タンク６０からの高圧気体の供給を遮
断するソレノイドバルブ６３と、これらの部材を直列に
連結する配管６４とよりなっている。この圧力タンクに
供給する高圧気体の発生装置６５としてはコンプレッサ
ー６５が用いられる。コンプレッサーに代えて、圧力タ
ンク６０を窒素ガスボンベのような高圧気体を充填した
高圧ボンベ６０を用いても良い。このソレノイドバルブ
には、高圧気体の供給遮断時に低圧となったポンプ内の
気体を排出させてポンプＰの吸入孔より水の吸入量を多
くするために真空タンク６６を介して真空ポンプ６７を
直列に配管（６８）しても良い。

作用 この発明の作用を第一図に示す実施例にしたがって説明
する。例えば、地滑り地区に口径４０ｍｍのポーリング
孔を垂直に掘り、その深さを透水層の位置にもよるが、
１００ｍとする。

まず、ポンプＰに高圧気体供給管２２を介して高圧気体
供給装置Ｇを接続し、そしてこのポンプの排水管３０に
排水接続管３１を連結して、それぞれ地上に設置すると
ともに、ポーリング孔の孔底にポンプＰを設置する。

高圧気体（空気）の供給遮断時には、ポンプＰの吐出弁
４０が閉じられ、そしてポンプＰの吸入弁１２０がスプ
リング１２によって上方に押し上げられ、制止部材１２
１に規制されながらポンプＰの吸入孔１１３より吸入弁
１２０の貫通孔１２２を通って吸入された水が空室１４
に注ぎ込まれ、空室に水が満たされる。

次いで高圧気体の供給時には、ポンプＰ内の水面を高圧
気体が押圧して吸入弁１２０を閉じるとともに吐出弁４
０．４２を開（。空室１４に閉じ込められ押圧された水
は、送水管５０の下端５１より送水管５０をえてこの送
水管の上端の、解放された吐出弁４０．４２と制止部材
４２０のノズル４２１を通りその上部の排水管３０及び
接続された排水管又はチューブ３１へと、ついて水位が
送水管５０の下端５１以下になると、ポンプＰの空室１
４内に圧入された、高圧空気、高圧窒素ガスのような高
圧気体とともに、押し上げられた水は、水よりも軽い気
体を含んだ混合物となって上昇させられ排水管３１の端
部より吐出され、地上に排出される。ポンプ内への高圧
気体の供給−高圧気体の供給遮断−ポンプ内に残存する
気体の、送水管及び排水管を経由した大気への解放、又
はポンプ内への高圧気体の供給−高圧気体の供給遮断−
真空ポンプによるポンプ内の低圧の気体の排除の各サイ
クルによって、ポーリングの孔底の地下水がポンプＰ内
に汲み上げられ、かつ供給された高圧気体によって送水
管５０内へ押し上げられ、吐出弁４０、制止部材４２０
のノズル４２１を通って排水管３０．３１を通過する過
程で、水柱状態又は水位が送水管の下端５１以下になる
と、高圧気体が送水管の下端５１より圧入して気体を含
んだ軽い混合物（泡、気−水混合物）となり、そしてさ
らに押し上げられて、高所に、例えば孔底より１００ｍ
上の地上に汲み出される。

実施例 ポンプＰは、中空円筒が外径２３ｍｍ、内径２０ｍｍ、
全長５００ｍｍとする。コンプレッサー６５によって圧
力タンク６０に高圧空気を供給する。圧力タンク６０か
ら排出された高圧の空気はレギュレーターバルブ６１で
圧力調整されてソレノイドバルブ６３に導入される。こ
のソレノイドバルブはタイマー６２によって設定された
時間だけポンプＰの高圧気体導入口２１へ高圧空気を供
給し、ついで高圧空気の供給を遮断するように、即ち間
歇的に作動する。この間歇の時間は、排水管から排出す
る排出量とその揚程によって定める。

高圧気体の導入口から供給された高圧空気は、すでに吸
入口１１３より、弁座１１１とその中に挿入されたスプ
リング１１４と弁１２０とよりなる吸入弁１１を通って
空室１４に流入している水の水面を空気圧によって押圧
して送水管５０の下端５１から送水管５０、吐出弁４０
、制止部材のノズル４２１、排水管３０を通って、接続
されたυト水管３１より地上に排水される。この場合、
吸入弁１１，１２０は閉じられたままである。ポンプ内
の空室の水面が送水管の下端面５１より下位になると、
高圧空気はタイマー６２によって設定された時間だけソ
レノイドバルブ６３によって高圧空気の供給が遮断され
た状態となり、ポンプ内の空気は、高圧気体供給管２２
を逆流してソレノイドバルブ６３に戻り、その排気口よ
り大気に放出される。この場合、好ましくは真空ポンプ
６６を用いることによってポンプ内の低圧の空気を排気
することにより、高圧空気の供給−ポンプ内に残存して
いる低圧空気の放出のサイクルを短くして単位時間当た
りの水の吐出ｍを多くすることができる。

ポンプを作動することによってポーリングの孔底より地
下水を排水した後、ポンプＰをポーリングより取り出す
事なく直ちに食塩のような電解質をポーリング孔内に投
入し、均一に溶解させて孔内水の電導度をあらかじめ増
加させておき、経時的に地下水流動層から流入する地下
水による希釈に拭づく水比抵抗を測定して、その増加か
ら地下水の流動区間を検出する。この場合、ポンプＰに
は電気を一切用いないので、ポンプＰがある状態で水比
抵抗を測定してもポンプＰからの電気的障害を受ける事
なく、ただちに地下水の比抵抗を測定できる。

発明の効果 本発明によれば、ポンプ、送水管及び排水管に高圧空気
、高圧窒素ガスのような高圧気体を供給することによっ
てポンプを著しく小型化することができる、　例えばポ
ンプ本体の直径を例尤ば２Ｑｍｍ程度の小さい、小口径
とし、高所に、例えば孔底より１００ｍ上の地上へ効率
良（連続的に揚水してポーリング孔の地下水や泥水を汲
み出すことができる。　また本発明のポンプを泥水の排
水に用いても高圧気体によって吸入弁及び吐出弁が洗浄
されるので支障を生じない。本発明の揚水ポンプは、構
造が簡単で故障がな（、空気圧縮機の能力を変えて供給
する高圧気体の圧力を変えることによって揚程及び揚水
量を自由に変光ることが出来る。高圧気体として高圧ガ
スボンベに充填された窒素ガスを用いれば、高圧気体の
発生装置を小型化でき、その重量を著しく軽減でき、山
間地への輸送が容易になる。またポンプＰには電気を一
切用いないので、ポンプからの電気的障害を受ける事な
く、ただちに地下水の比抵抗を測定できるなど、本発明
は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である小口径の揚水ポンプ
の断面図であって、吸水状態を表すものである。 Ｐ：ポンプ　ｌＯ：中空円筒　１１３：吸入口ｌｌ：吸
入弁　４０：吐出弁　５０：送水管３０・排水管　２２
：高圧気体の供給管　　２０：高圧気体の導入管　１４
：空室 Ｇ：高圧気体供給装置　６０：圧力タンク　６１：レギ
ュレーターバルブ　６２：タイマー　６３＝ソレノイド
バルブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）下端に吸入弁が設けられ、上端には長さ方向に２個
   の貫通孔が設けられている、小口径の円筒と、該吸入弁
   に連通して形成された空室と、該貫通孔に挿入、固着さ
   れている、圧縮気体導入管と、排水管及び吐出弁が介在
   されて該排水管と該空室にそれぞれ連通している送水管
   とよりなることを特徴とする小口径の揚水ポンプ。