JPH04503985A - 容積形ポンプ - 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】 容積形ポンプ 本発明は容積形ポンプに関するものであって、さらに詳しくは、（１）底部に液 体の入口を、上部に液体の出口を備えると共に、その入口及び出口に連通ずる容 積が可変なポンプ室を備えた潜水可能なポンプハウジングと、（■）ポンプハウ ジング内に移動可能に設置された変位部材と、変位部材を作動させてポンプ室の 容積を反復減少させるところの駆動装置とを有し、当該駆動装置が変位部材と連 結された吊上げ部材であるポンプ機構と、（ｍ）ポンプ室と液体人口との間に設 けた一方向入ロバルブと、（ＩＶ）ポンプ室と液体出口との間に設けた一方向出 ロバルブとを備えた容積形ポンプに関する。

主として、本発明に係るポンプは、水中ポンプとして、すなわち、液中に沈めて 吸込み揚程なしで運転できるポンプとして有用である。本発明のポンプは、例え ば井戸、池、タンク又はその他の水貯槽の水面下に設置して、そこから水を汲み 出すのに利用される。

本発明の目的は、ポンプを取り巻く液体の重力によってポンプ室を極めて急速に 液体で満たすことができる簡単で安価な潜水式の容積形水中ポンプを提供するこ とにある。

本発明に係るポンプの主な特徴は、ポンプ室を規定する円周方向に延びたポンプ ハウジングの側壁と、変位部材との間に設けた環状間隙により、液体入口をポン プ室と連通させていることと、周方向の一端はポンプハウジング又は変位部材と 封止状態で貼り付られ、他端は液体入口とポンプ室との圧力差に起因してポンプ 室に近付いたり離れたりでき、しかも周方向に張り出した部分全体が、前記の環 状間隙に配置される可撓性の封止カラーを、前記の一方向入ロバルブが備えてい ることにある。

以下添付図面に沿って本発明をさらに詳しく説明する。２つの図面は本発明のポ ンプの一例を縦断面図で示すものであって、第１図はポンプ室が液体（例えば水 ）で満たされている場合を、また第２図はポンプ室から液体が排除されている場 合を示している。

図示のポンプは井戸ポンプとして使用するのに適しており、特に、掘削井戸の地 下水面下に設置することを意図したものである。

ポンプは断面が円形のハウジングからなり、そのハウジングは下部ハウジング部 材１０Ａと、これに固定された上部ハウジング部材１０Ｂとからなる。

−下部ハウジング部材１０Ａは一般に円筒形であって、ポンプが沈められた液体 はその中に自由に（実質的な圧力降下を伴うことなく）流入することができる。

液体入口である開口部１１は、濾布（図示路）を取り付けるか、あるいはそれ自 体ストレーナ−の機能を備えた形状の孔として、下部ハウジング部材の側壁に設 けられる。腰部１３は下部ハウジング部材の上部に形成され、その腰部に上部ハ ウジング部材１０Ｂを固定する。この保持を実現するために、上部ハウジング部 材の下部にも腰部１４が設けられており。腰部１３と腰部１４とは互いに密に嵌 合する。腰部１３と腰部１４との嵌合を容易にする目的で、腰部１３には割れ目 を入れて半径方向に拡張できるようにすることができる。上部ハウジング部材を 下部ハウジング部材に嵌合させた後は、保持リング１５が取り付けることが好ま しい。

上部ハウジング部材の腰部１４は上向きに径を拡大して径の広い中間部１６に続 き、次いでその中間部は上向きに径を漸減して狭い出口１７に続く。立ち上がり ホース１８は出口１７に接続される。腰部１４の上部で中間部１６は出口室１９ を形作り、この出口室は上部ハウジング部材の腰部１４で規定される中央環状開 口部２０を介して、下部ハウジング部材１０Ａと連通する。

開口部２０の直ぐ下にポンプ室２１が設けられている。ポンプ室２１の水平方向 の広がりは、腰部１４の側壁２２の下方部分で部分的に限定され、また封止カラ ー２３によって部分的に限定される。封止カラー２３は可撓性材料からなるボウ ル状本体２４の一部を構成し、このものは入口バルブとして機能する。

ボウル状本体２４の底壁２５はドーム型であって、ポンプ室の下限を定めている 。

図面から明らかなように、軸を通る断面で見た時に回転対称体である封止カラー ２３は、外側に突出した円弧状部分を備え、その最大直径は、封止カラーの上端 、すなわちリム２３Ａと、底壁２５に続く下端２３Ｂとの中間に位置している。

この場合、上端２３Ａと下端２３Ｂは略同じ直径にある。封止カラー２３の形状 と寸法、さらには封止カラーの材料は、封止カラーを取り囲む液体の圧力がポン プ室内の液体の圧力を越えると、直ちに封止カラーがポンプハウジングの壁２２ から離れ、一方、ポンプ室内の液体の圧力が室外の圧力を越えると、直ちに封止 カラーがポンプハウジングの壁２２に係合して液体を封止できるように選択され る。従って、封止カラーで隔てられるポンプ室内外の僅かな圧力差により、液体 通路の開閉は封止カラーで十分に行うことができる。

周知の通り、封止カラーの素材は、立ち上がりホースの水柱の静水圧に耐えるこ とができる強さと、非伸延性を具備していなければならない。幾つかの弾性材料 が封止カラーの素材として適しているが、上端２３Ａは多少伸張性を備えている ことが好ましい。

好ましくはブロー成形、真空成形又は肉薄のプラスチック成つル状本体は、比較 的重量のある物体で構成されるところの変位部材２７の上側に支持され、好まし くはこれに固定される。

そして、変位部材２７は下部ハウジング部材１０Ａの内部で上下に移動可能であ って、ポンプ室２１に接して上向きに移動している間は、ポンプ室内の液体を開 口部２０を介して上側に吐出し、下向きに移動している間はポンプ室を膨張させ る。

変位部材２７は、ポンプハウジングを構成する部材１０Ａ及び１０Ｂ１ポンプハ ウジングの液体出口１７、立ち上がりホース１８の中央を通って上向きに駆動装 置りまで延びるロッド状又はケーブル状の上昇部材２８に支持されている。ポン プの運転に際しては、駆動装置により吊上げ部材２８が、従って変位部材２７が 一定の距離で上下に往復動せしめられる。上下動を制限するために、ポンプハウ ジングに当接片（図示路）を設けることもできる。変位部材２７が上下動するこ とで、その高さが変化し、従って、変位部材２７とハウジングの壁２２で限定さ れる環状間隙２９の断面積が変化せしめられる。しかし、この間隙２９は変位部 材が最も高い位置にある時でも、実質的な圧力降下を伴うことなく、ポンプ室が 液体によって迅速に満されるだけの幅を持っている。

出口室１９内には吊上げ部材２８に沿って滑動可能な出口バルブ部材３０が設け られており、その部材３０は管状のステム３１と、そのステムの下部にステムと 一体に設けられたバルブディスク３２とで構成される。出口室１９の静水圧がポ ンプ室２１の静水圧より大きくなると、バルブ部材３０の自重と出口室１９の静 水圧により、バルブ部材３０は上部ハウジング部材１０Ｂの腰部１４の上部側壁 ３３と係合して環状開口部２０を閉鎖する。バルブ部材３０は密度が水より大き いプラスチック等の適当な任意の材料で製造することができる。

図示のポンプの作用を以下に説明する。ポンプは井戸の穴の地下水面下のある位 置に沈められているものと仮定する。図面では井戸の穴の側壁が仮想鎖線Ｂで示 されている。ポンプハウジングは、立ち上がりホース１８内の液体の静水圧によ り、上部ハウジング部材の中間部１６に於いて、井戸の側壁にしっかり押し付け られる。つまり、中間部１６は半径方向に弾性により膨張することができる。液 体（水）がポンプをバイパスして、井戸の穴とポンプハウジングとの間を比較的 自由に通り抜けられるように、ハウジングの中間部１６に、垂直な溝を設けて液 体通路とすることができる。

第１図は、運転中のポンプの一局面を示すものであって、この局面では、吊上げ 部材２８、変位部材２７及びボウル状本体２４が、降下ストロークの終点近くに ある。従って、ポンプ室２１は最大容積に近付きつつあるが、まだ液体はハウジ ングの開口部１１から、ハウジングの壁２２と封止カラー２３との間の環状通路 ３４を経てポンプ室２１内に入ることができる。そして、バルブディスクの上に 位置する水柱の圧力により、バルブ部材３０は降下し、バルブディスク３２が壁 ３３に形成されているディスク座部に当接すると、バルブ部材は封止位置に保持 される。

吊上げ部材２８が上昇し、変位部材が上方に移動してポンプ−室が収縮し始める と、封止カラー２３は外側に圧せられてハウジングの壁２２と係合して通路３４ を閉鎖する。変位部材２７が上昇するに従って、ポンプ室２１内の液体は開口部 ２０と通り、バルブディスク３２を迂回して出口室１９に放出され、その放出量 に見合う液体が立ち上がりホース１８に送り出される。

この情況は第２図に示される。

吊上げ部材２８と変位部材２７が下向きに動き始めると、バルブ部材３０は再び 環状開口部２０を閉鎖し、ポンプ室２１を出口室１９の静水圧の影響から遮断す る。従って、ポンプハウジングＩＯＡ及び１０ｂの周りの液体は、封止カラー２ ３の上部に移動し、環状通路３４を通ってポンプ室２１に、実質的な圧力降下を 伴わずに流れ込む（第１図参照）。

通路が環状であることと、内側の水圧の影響を受ける封止カラー２３の表面積が 大きいことにより、液体が流れる通路３４の断面積は極めて大きくなる。これに 加えて、液体通路が極めて短いため、ポンプ室を短時間で液体で満たすことがで きる。

実際上は、ポンプ室を満たすに要する時間は、通常、変位部材の下向きス）・ロ ーフに要する時間に等しい。従って、本発明にあっては、吊上げ部材及び変位部 材の駆動速度で、ポンプ室を液体で満たせるかどうかを心配することなく、本発 明のポンプを運転することができる。また、ポンプ室２１の水平断面積が、ハウ ジングの基底部材１０Ａの内部断面積と同じ位大きいので、ストロークの長さが 短くても、１ストロークの容積変化を大きくすることができる。

図示の実施例では、ポンプハウジングの壁２２が、封止カラー２３の静止したバ ルブ座部として機能する。通常、このようにバルブ座部を構成することが好まし いが、封止カラー２３を壁２２に貼り付けて、封止カラー下部の環状端部２３Ｂ に流体通路を形成することも可能であって、この場合は変位部材２７が可動性の バルブ座部として機能する。

ポンプの運転を停止している間は、バルブ部材３０と吊上げ部材２８との間から 、立ち上がりホース１８の静水圧により液体が徐々に漏洩する。しかし、この漏 洩はポンプ室２１の圧力を上昇させで封止カラー２３にて通路３４を閉鎖してし まう程大量ではない。事実、漏洩した液体は、封止カラーを迂回してポンプの周 りの液体に流れ込む。従って、立ち上がりホース１８内の液体が、ゆっくりと降 下し、出口室１９内の圧力も低下して、中間部１６の井戸壁に対する押圧も徐々 に解除される。

ＦＩＧ、　１ 国際調査報告 国際９査報告　ＰＣＴ／ＳＥ　９゜７゜。。５３ｍ−ｍ　ｌ１ｗ　ｔｗｌｅｍ　 ＋−−ｍｍｌＴｈ１　ＩＩ　ｌ１ｗ　９ｍｍ　ｍｍ＠　−ｔｄ　ｉｓ　ｌ１ｗ　 ｍａｗ、−−ｈｓａ７ｍｇ＋@ｗ＋ｗｖＴｈ　ｌ−

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．下部に液体の入口（１１）、上部に液体の出口（１７）を備えると共に、液 体の入口及び出口に連通する容積が可変なポンプ室（２１）を備えた水に浸せる ポンプハウジングと、ポンプ室内で可動な変位部材（２７）と、ポンプ室の容積 を反復して減少させる変位部材に接続された吊上げ部材（２８）を有する駆動装 置とを備えたポンプ機構と、液体入口（１１）とポンプ室（２１）との間に設け られた一方向入口バルブ（２３）と、 ポンプ室（２１）と液体出口（１７）との間に設けられた一方向出口バルブ（３ ０） を備えた容積形ポンプに於いて、 変位部材（２７）とポンプ室（２１）を包囲するポンプハウジング（１０Ａ及び １０ｂ）の周壁（２２）と、変位部材（２７）との間の環状間隙（２９）によっ て、前記の液体入口（１１）をポンプ室（２１）と連通させ、さらに、 一端（２３Ｂ）が変位部材（２７）又はポンプハウジングのどちらかに封止状態 で貼り付られ、他端（２３Ａ）が液体入口（１１）とポンプ室（２１）との間の 圧力差により、ポンプ室（２１）内で可動性であり、外側に張り出すことによっ て環状液体通路（３４）を閉鎖することができる可撓性の封止カラー（２３）に て、一方向入口バルブを構成する ことを特徴とする前記の容積形ポンプ。
2. ２．封止カラーの一端が取り付けられる変位部材（２７）自体又はその上方に設 けられた壁（２５）により、ポンプ室（２１）の底部が構成され、封止カラー（ ２３）と壁（２５）が一体に形成されていることを特徴とする請求項１記載に容 積形ポンプ。
3. ３．軸を通る断面で封止カラー（２３）を見た時に、封止カラー（２３）が外側 に張り出した円弧状を呈し、カラーの上端（２３Ａ）及び下端（２３Ｂ）の中間 位で最大直径を有していることを特徴とする請求項１又は２記載の容積形ポンプ 。
4. ４．ポンプハウジングの壁（２２）がポンプハウジング内で上向きに先細りした 部分を有し、ポンプ室（２１）内の圧力により、当該部分に封止カラー（２３） が係合することにより液体の流通を封止することを特徴とする請求項１〜３のい ずれか１項記載の容積形ポンプ。
5. ５．上向きに先細りした部分が、環状開口部（２０）にて、ポンプハウジングの 出口室（１９）と一体となって液体出口の一部を形成し、出口室内に位置して垂 直方向に移動可能なバルブ部材（３０）と、前記の環状開口部の周囲で前記の先 細り部分が出口室に移行する部分に設けられたバルブ座部（３３）とで、一方向 出口バルブが構成されることを特徴とする請求項４記載の容積形ポンプ。
6. ６．バルブ部材（３０）が吊上げ部材（２８）で案内されて滑動することを特徴 とする請求項５記載の容積形ポンプ。
7. ７．出口室（１９）が水平方向に弾性膨張することができることを特徴とする請 求項５又は６記載の容積形ポンプ。