JPH0367077A - 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」 この発明は、地下水等を揚水するための揚水ポンプに係
り、特に、細径に形成されていると共に大深度からの揚
水が可能な揚水ポンプに関するものである。

「従来の技術」 地中構造物が周囲の環境に与える影響を把握する目的で
、この地中構造物周辺の地盤にポーリンク孔ヲ掘削し、
このポーリング孔から揚水ポンプを用いて地下水を採取
し、この地下水についての水温、電気伝導度、ｐＨ等の
各種物性値をモニタリングすることが行なわれることが
ある。従来、このような地下水採取用に用いられる揚水
ポンプとしては、１つのシリンダ内のピストンを往復運
動させることで、シリンダの一端部に設けられた吐出口
から地下水を圧送するような構成のものが知られている
。

「発明が解決しようとする課題」 しかし、前記従来の揚水ポンプでは、ピストンの往復運
動のうち一方向の運動しか地下水の圧送に寄与していな
いため、地下水の圧送効率が悪く、大深度からの地下水
採取への適用が困難であると共に、その信頼性に欠ける
といった問題があった。

また、圧送能力向上のためシリンダ径を大径とした場合
に、ポンプ挿入のためのポーリング孔もこれに対応して
大径のものを掘削する必要があり、通常のポーリング装
置では適用不能となるおそれもあった。

この発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、通常
の小径ポーリング孔（５０ｍｍｌ程度）に挿入可能で、
かつ、大深度においてもその圧送能力を十分に確保でき
る揚水ポンプの提供を目的としている。

「課題を解決するための手段」 そこでこの発明は、筒状のシリンダと、該シリンダ内を
液密状態で往復動するピストンと、前記シリンダの両端
部に設けられた吸込兼吐出機構とを備えた揚水ポンプを
構成すると共に、この吸込兼吐出機構に、前記シリンダ
内部に連通して前記ピストンによる吸込時にのみ外部に
連通する吸込用逆止弁と、同様にシリンダ内部に連通し
てピストンの吐出時にのみ外部に連通ずる吐出用逆止弁
とを設けることで、前記課題を解決せんとしている。

「作用」 この発明では、シリンダの両端部に吸込兼吐出機構が設
けられ、かつ、この吸込兼吐出機構はシリンダ内部に連
通する吸込用逆止弁と吐出用逆止弁とを備えているので
、ピストンがシリンダ内を往復動することでシリンダ室
が交互に圧縮・膨張することに伴い、シリンダ室内への
液体の導入及びシリンダ室からの液体の吐出も交互に行
なわれる。

「実施例」 以下、図面を参照して、この発明の実施例について説明
する。

第１図ないし第２図は、この発明の一実施例である揚水
ポンプを示す図である。本実施−例の揚水ポンプは、大
深度（例えば１０１００Ｏの地下水を採取するために用
いられるものである。これら図において符号ｌは本実施
例に係る揚水ポンプであり、この揚水ポンプｌは、第２
図に示すように地中深く垂直に掘削され−たポーリング
孔２内に挿入され、その下方に配された伸縮・膨張自在
な袋体からなるパッカー３．３がポーリング孔２内で膨
張することでこのポーリング孔２内に固定されている。

この揚水ポンプ１は、円筒状に形成されて両端が開口す
るシリンダ４と、このシリンダ４内に液密状に配置され
た円板状のピストン５と、このピストン５の上下面から
突設されたピストンロッド６．６と、一方のピストンロ
ッド６を軸方向に往復動させることでピストン５をシリ
ンダ４内で往復動させる駆動機構７と、前記シリンダ４
の両開口端に設けられた吸込兼吐出機構８．８とから概
ｑｍ成されている。

前記シリンダ４は、その両端が外方に折曲されて７ラン
ジ４ａが形成され、この７ランジ４ａ。

４ａが前記吸込兼吐出機構８．８の取付部とされている
。まＩ；、シリンダ４の側面には内部に連通する連通孔
４ｂ１４ｂが穿設され、揚水ポンプ１始動時における空
気抜き用の孔とされている。また、前記ピストン５は、
シリンダ４の内径より若干狭い径を有する円板状の部材
の側面に断面角状の条溝が刻設されて形成され、この条
溝にはＯリング１０が嵌着されることで、シリンダ４内
面との液密性が確保されている。さらに、前記ピストン
ロッド６．６はピストン５の上下面中央部からそれぞれ
シリンダ４の軸線方向に沿って延出され、前記吸込兼吐
出機構８．８を貫通して配設されている。

この吸込兼吐出［１１８は、外形円柱状の本体８ａ中に
吸込用逆止弁１１及び吐出用逆止弁１２がそれぞれ設け
られて＊ｆＲされている。すなわち、本体８ａには、そ
の中央部に前記ピストンロッド６よりやや大径の貫通孔
１３が穿設されていると共に、軸線よりややずれた位置
にもこの軸線に沿って貫通孔１４が穿設され、この貫通
孔１４は、ポンプ１がポーリング孔２内に配置された状
態で下方に向かうに従ってその径が狭まる３段構成とさ
れている。そして、この貫通孔１４にはその中間部に本
体８ａ中央部の貫通孔１３に連通する連通孔１５が形成
されていると共に、貫通孔１４の各段部１４ａ、１４ｂ
にはこれに嵌合するポール１６．１７が配置され、さら
にポール１６．１７上部にこれらポール１６．１７をそ
れぞれ下方に付勢するスプリング１８．１９が貫通孔１
４内に配置されることで、吸込用逆止弁１１及び吐出用
逆止弁１２が構成されている。本実施例の場合、吸込兼
吐出機構８の上部に位置する逆止弁が吐出用逆止弁１２
とされ、下部に位置する逆止弁が吸込用逆止弁１１とさ
れている。そして、吸込用逆止弁１１の開口端は外部に
開放されていると共に、吐出用逆止弁１２の開口端には
圧送管４１が接続され、この圧送管４１の先端は地上に
まで至らされている。なお、前記本体８ａ中央部の貫通
孔１３には、前記ピストンロッド６との間にシール材２
０が介在され、液密性が確保されている。

ピストンロッド６に連結される駆動機構７は防水・耐圧
構造のケーシング２１内に収納されている。この駆動機
構７は、駆動源たるモーター２２と、地上からの遠隔操
作信号に応じてこのモーター２２に電力を供給する制御
回路２３と、モーター２２の出力端に連結された遊星歯
車等からなる減速機２４と、減速機２４の出力端たる回
転軸２５と、回転軸２５先端に形成されたポールねじ２
５、に係合し、かつ、前記ピストンロッド６先端に連結
されたねじ部２６とから概略構成されている。回転軸２
５には、その中間部に外方に膨出する円板状のフランジ
２５ｂが形成されていると共に、前記ケーシング２１内
にはこの７ランジ２５ｂを回動自在に支持するスラスト
ベアリング２７が配設されている。このスラストベアリ
ング２７は、ピストンロッド６の往復動に伴う軸力を負
担するためのものである。また、前記ねじ部２６は、回
転軸２５先端のポールねじ２５ａに螺合するナツト状の
ポールねじ２６ａと、このポールねじ２６ａに一端が外
嵌されて他端がピストンロッド６に連結された筒状の取
付部２６ｂとから構成されている。なお、本実施例では
、耐久性向上等の目的で、市販のナツトを複数連装して
ポールねじ２６ａを構成している。

なお、第１図中、符号２８は電源が接続される水中コネ
クター、符号２９はケーシング２１と上方に位置する吸
込兼吐出機構８とを連結する連結部材、符号３０は下方
に位置する吸込兼吐出機構８の下端に設けられたロッド
カバーであり、これら連結部材２９及びロッドカバー３
０の各逆止弁１１．１２開口端を臨む位置にはそれぞれ
貫通孔（図示時）が穿設されている。同様に、シリンダ
４の各逆止弁１１，１２開ロ端を臨む位置にもそれぞれ
貫通孔（図示時）が穿設されている。

次に、第１図ないし第２図を参照して、本実施例に係る
揚水ポンプｌの作用について説明する。

まず、図示されない掘削機等により、所定深度までのポ
ーリング孔２を地盤中に掘削する。この掘削工程には周
知、慣用の掘削機が使用されれば良く、何等特殊な装置
を必要としない。次に、上下にパッカー３．３が付設さ
れた揚水ポンプ１を櫓３１からポーリング孔２内に吊り
降ろし、揚水ポンプｌが所定深度に至った段階でパッカ
ー３．３を膨張させることでこの揚水ポンプ１をポーリ
ング孔２内に固定する。なお、本実施例では櫓３１が車
３２上に設置されることで移動自在とされているが、移
動自在なものに限らず周知の櫓であれば好適に適用可能
である。

揚水ポンプ１を固定した後、地上からの指令により制御
回路２３を介してモーター２２を駆動する。このモータ
ー２２の駆動方は減速機２４で減速された後、回転軸２
５の回転力として伝達され、回転軸２５先端のポールね
じ２５ａ及びねじ部２６のポールねじ２６ａとの螺合に
より直線運動に変換すれてピストンロッド６を往復動さ
せるのである。

そして、ピストンロッド６の往復動に伴い、ピストン５
もシリンダ４内で往復動し、これにより上下パッカー３
．３間の地下水が揚水される。具体的には、ピストン５
の往復動によりこのピストン５上下に形成されたシリン
ダ室４０．４０は交互に圧縮・膨張を繰り返すが、膨張
されたシリンダ室４０には吸入用逆止弁１１．連通孔１
５及び本体８ａと貫通孔１３との間の間隙を通じて地下
水が流入され、このシリンダ室４０内には地下水が充満
される。次に、地下水が充満されたシリンダ室４０が収
縮すると、この地下水は本体８ａと貫通孔１３との間の
間隙及び連通孔１５を通じて吐出用逆止弁１２に至り、
この逆止弁１２から圧送管４１に向かって圧送される。

従って、ピストン５の往復動により上下パッカー３．３
間の地下水は圧送管４１を介して地上に圧送される。

以上説明した作用により、本実施例の揚水ポンプｌを用
いて地下水の採取を行なうことができる。

ここで、本実施例では、シリンダ４の両端に吸込兼吐出
機構８．８が設けられているので、前記従来のポンプと
異なり、ピストン５の往復動の全工程において地下水の
圧送が行なえ、圧送効率を十分高めることが可能となる
。これにより、１０００厘程度１もしくはそれ以上の大
深度からの地下水の採取が可能となると共に、通常の小
径ポーリング孔（５０ｍｇ＋−程度）に挿入可能となる
ようにシリンダ４の外形を制限しても十分な圧送能力を
確保しうる揚水ポンプ１を実現することができる。

なお、この発明の揚水ポンプは、その細部が前記実施例
に限定されず、種々の変形例が可能である。−例として
、前記実施例では揚水ポンプを大深度の地下水の採取の
ｔ；めに用いていたが、これに限らずポンプ周囲の液体
を高い位置に揚水する場合に好適に使用可能である。ま
た、前記吸込用逆止弁及び吐出用逆止弁の＊ａも前記実
施例のものに限定されず、周知・慣用の逆止弁が好適に
適用可能である。但し、実施例のように貫通孔を３段に
形成し、この貫通孔の段部にポールを配置して１対の逆
止弁を構成するような場合、初めに小径の貫通孔を穿設
し、次いでこの貫通孔をその一端から徐々Ｉこ拡径して
３段構成の貫通孔を形成すれば、逆止弁形成工程が簡略
化されて好ましい。

また、前記実施例ではピストンロッドがピストンの上下
面からそれぞれ突設された構成となっていたが、駆動機
構に連結される側のみピストンロッドを設けた構成とし
てもよい。但し、実施例のようにピストンロッドをピス
トンの上下面に設ければ、ピストンをその上下面から支
持する構成となるので、ピストンの往復動がスムースと
なりかつ吐出量が均一化されて好ましい。

「発明の効果」 以上詳細に説明したように、 この発明によれば、 筒状のシリンダと、該シリンダ内を液密状態で往復動す
るピストンと、前記シリンダの両端部に設けられた吸込
兼吐出機構とを備えた揚水ポンプを構成すると共に、こ
の吸込兼吐出機構に、前記シリンダ内部に連通して前記
ピストンにょる吸込時にのみ外部に連通する吸込用逆止
弁と、同様にシリンダ内部に連通してピストンの吐出時
にのみ外部に連通ずる吐出用逆止弁とを設けたので、前
記従来のポンプと異なり、ピストンの往復動の全工程に
おいて地下水の圧送が行なえ、圧送効率を十分高めるこ
とが可能となる。これにより、大深度からの揚水が可能
となると共に、通常のポーリング孔に挿入可能となるよ
うにシリンダの外形をＳ限しても十分な圧送能力を確保
しうる揚水ポンプを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第２図はこの発明の一実施例である揚水ポ
ンプを示す図であって、第１図は全体構成を示す断面図
、第２図はポーリング孔内に挿入された状態を示す断面
図である。 ｌ・・・・・・揚水ポンプ、２・・・・・・ポーリング
孔、４・・・・・・シリンダ、５・・・・・・ピストン
、６・・・・・・ピストンロッド、７・・・・・・駆動
機構、８・・・・・・吸込兼吐出機構、１１・・・・・
・吸込用逆止弁、１２・・・・・・吐出用逆止弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 筒状のシリンダと、該シリンダ内を液密状態で往復動す
   るピストンと、前記シリンダの両端部に設けられた吸込
   兼吐出機構とを備え、この吸込兼吐出機構には、前記シ
   リンダ内部に連通して前記ピストンによる吸込時にのみ
   外部に連通する吸込用逆止弁と、同様にシリンダ内部に
   連通してピストンの吐出時にのみ外部に連通する吐出用
   逆止弁とが設けられている揚水ポンプ。