JPS6155379A - 振動柱ポンプ - 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】 〔発明の目的〕 「産業上の利用分野」 この発明はポンプに関する。

「従来の技術」 第り図は出願人が既に出願している振動柱ポンプ（特願
昭３７−０１．ｔＡＡｇ号）の実施例の縦断面図である
。図は下端が液中に直立静止し下方が大径部の拡大管と
なっている静止管λの上端を振動管よが振動し得る密封
装置６を介して密封して振動管ｊの下端に接続し振動管
Ｓの上端を吐出口９を備えた弁ケーシング／／中に密封
して挿通し、弁ケーシング／ｌ中にて開口し、不動部分
に一端が当接して弾撥しているばね１５の他端にて振動
管５の上端に当接している弁板／４’を押え、振動管ｊ
を長手方向に加振する加振装置りを備えた振動柱ポンプ
を表わしている。また出願人が上記発明に関する出願よ
りも以前のものとしては特願昭５７−０．２ｇｔｉｔｂ
号の振動柱ポンプがあり、上記振動柱ポンプに対して振
動管の下端を直接液中に沈め静止管を有しない。

「発明が解決しようとする問題点」 従来、振動柱ポンプでは、吸込管（静止管、振動管）の
径を増加すると、吸込管の配管損失を小さくすることが
できる他その応用によって大型ポンプの呼水などにも利
用できる利点がある。然し乍ら吸込管の断面積が大きい
と、振動管の加振によって管内液面に表面波が生じやす
くなり、加振動力が表面波の加振に消費され、液柱を上
昇させることができなくなる欠点があった。

この発明は吸込管内液面ｆこ表面波の生じない振動柱ポ
ンプを提供することにより上記欠点を除去し振動柱ポン
プの吸込効率を向上することを目的とするものである。

〔発明の構成〕

「問題点を解決するための手段」 この発明の実施例は振動柱ポンプの吸込管内の表面波を
防止するため、吸入管の管内液面に吸込管中を液体の通
過を許すような浮子を浮かせたものである。

また、同様の目的で吸込管下部を管断面積の小さな管を
集合させ上部の一本の振動管に集合したものである。

この発明の要旨は振動柱ポンプＥこおいて吸込管内での
液面が区分分けしく一区分を含む）区分した夫々の液面
面積が表面波の生じ難いように吸込管径よりも小にした
ものである。

「作用」 吸込管液面に吸込管内で液体の通過を許すような浮子を
浮かせた振動柱ポンプでは吸込管内の表面波の発生が生
じない。

吸込管下部を小さな管断面積の複数の集合管として一本
の振動管に集合したものでは集合管の一つでは液表面積
は小さいので表面波は生じない。

即ち、この発明の作用は振動管の吸込管内の区分された
小面積の液面では表面波が生じないことである。

「実施例」 以下、図面に従って本発明の実施例について説明する。

第１図は縦断面図である。

開成面ｌ下に下端が没して両端が開口している下部が大
径部の拡大管となっている静止管コは固設したブラケッ
ト３にコネクタ弘を介して固定されている。パイプ状の
振動管ｊはコネクタＩｌｌこ例えば可撓接手のような密
封装置基により静止管コと水密にして連結されている。

振動管５は例えば不釣合重量を有する回転体を回転させ
ることにより振動を生ずる不動部分に据付けた加振装置
７の出力部ｇに上下方向移動を許されないように支持さ
れている。加振装置７は限定されないが上下方向の振動
を発生するものが必要である。

振動管５の上部は少なくとも容器状であって吐出ロブを
備えるようにした固設した弁ケーシング／ｌを挿通して
いる。振動管ｊが弁ケーシング／／を挿通ずる部分は振
動管よが管の長手方向に振動を許すようにして密封され
ており、例えばベローの内径側が振動管５に固定され、
外径側が弁ケーシング／ｌに固定された密封装置１２を
備える。

弁ケーシング／／中では振動管５端が中間位置になるよ
うに突出している。振動管！端を弁シート／３として弁
板／４ｔが当接し、弁板／ｙと弁ケーシング／１間には
ばね／！が圧縮挿入されている。

静止管コの大径部に於て第２図に斜視図で示すようなド
ーナツ状の浮子／Ａが管内液面に浮かせである。浮子／
乙の大きさは一区画となっている管内液面に表面波が生
じないような大きさ形状であり、静止管コの大径部を管
内液面の上昇、下降に従って上昇する必要があり、管内
液面が上昇したとき静止管−の小径部に入らないことが
必要である。浮子／Ａの材質には限定はない。浮子／６
が静止管λの大径部の上端に当った場合に静止管−の小
径部を閉止せず、静止管コ内を液体が上昇し得ることが
必要であり、そのため浮子１６はドーナツ状として中心
孔を有する。

加振装置７を附勢すると出力部ｇは上下動し、振動管よ
を上下動させる。

ポンプ作用の挙動を示せば次のとおりである。

■　弁板／弘が振動管Ｓに追随して運動するように加振
するとき ■　液面の上昇過程 弁板／４１が振動管ｊ！こ追随して運動するようにして
、振動管！を上下運動させると、管内気柱圧力の変動に
伴って管内の液面も上下運動する。この液面の上下運動
は、気柱の弾性と液柱の質量からなる一種のバネ−質量
系の振動現象に伴うものであり、従って摩擦などによる
減衰が小さいから振動管５の上下運動の振動数を管内の
気柱−液柱系の固有振動数に設定すると管内気柱の圧力
は非常に高くなる。そこで、弁をある設定圧力以上で開
放するようｌこすると、管内の気柱圧力が弁の設定圧力
以上になると弁が開放して、気柱圧力の上限を弁設定圧
に保持するので、加振−周期轟りの気柱圧力の平均値は
大気圧以下となり、その圧力減少ｌこ相当した液柱の上
昇が起こる。これが連続的に起こり液面が振動管３の上
端まで上昇する。

＠　液の吐出過程 液面が振動管５の上端に達した後は、振動管５より管内
液柱に作用する慣性力により、液柱が弁板／ダを押し上
げ液が振動管５の上端より流出する。

■　弁板／４’が振動管よに追随せず正こ運動するよう
（こ加振するとき（第３図乃至第ｑ図〕■　振動管５が
第、７図において、下方へ移動する際には、弁板ｌダは
これに追随せず遅れて下方に移動し上部端では、振動管
よと弁板ｌ≠の間に若干の隙間ができる。このとき振動
管管内の空気が上部へ逃げる。

＠　振動管よが下限にくると、第７図に示すようｌこ弁
板／４’が追いついて弁シート／３を閉じる。

θ　弁板ｌ弘により弁口が閉じたまま振動管！が上昇す
ると、振動管よ及び静止管コ内の空気は膨張し両管内の
圧力は低下し管内の液面は上昇する（第ｊ囚）。

さらに振動管よが下降するときには、振動管よ及び静止
管ａ中の液は液の慣性により、あまり下がらない。従っ
てこのときも気体が上部へ排出され振動ｖよ及び静止管
コ内圧力は低下し液が上昇する。

このような作用により、液が充満しているときは、液中
に、充満していないときには気体中に振動管よあるいは
弁板／ダによる圧力変動が伝わり、気体あるいは液体中
に圧力の定在波が発生するが、圧力定在波は、弁板／Ｆ
の部分で変動圧力が大きく、静止管＝の下部で少なくな
るため、弁板／４ｔと弁シート／３の間から液体あるい
は気体が上部へ逃げ出す。同様に■〜○の状態をくり返
すことによってやがて振動管５の上端まで液が達し、第
３図のようＩζ振動管よが下るときｌこ液が弁ケーシン
グ／／中に溢れ出て、弁ケーシング／／中より吐出口９
の方向へ流れるようになり、後は続いて揚液して吐出さ
れることとなる。

このようなポンプ作用により静止管＝中に液面があって
振動管Ｓが振動すると静止管−の大径部に液面がある場
合に管の液には表面波が生ずる条件にあると振動管５を
振動するエネルギーの一部は該表面波生成のため消費さ
れる。然し乍ら、浮子／６がら、ることで管内の液面は
表面波は発生しないように狭くしてあり、表面波は生じ
ない。

第６図はこの発明の他の実施例の縦断面図、第７図は第
６図のＡ−Ａ部分の外周を切断して見る斜視図である。

静止管コの大径部の水平断面は格子状のように仕切られ
て複数の断面積の小さな管／７が集合した如くなってい
る。

静止ｖ２の大径部の上端では小管／７の上端部の管壁の
一部は静止管λの大径部と小径部の境の壁／Ｋｌこ達す
るように突出させて波除け／りとしである。本例では波
除け１９は静止管コの大径部の直径の位置にある。

この実施例によれば静止管コの大径部は小管１７に分れ
ているので表面波は生じない。又、大径部と小径部の境
の壁／ｇの近傍の空間に液面が来たときも波除け／りが
あるため表面波は生じない。

実施例は吸込管中、静止管が拡大管となった場合をのべ
たが振動管と静止管が等しくても管の断面積が大きいと
表面波が生ずるのでこのような場合もこの発明に含まれ
ることはいうまでもない処である。

実施例は静止管を通じて振動管の下端が水溜に通じた振
動柱ポンプについてのべたが、静止管を備えず振動管の
下端が直接水溜に浸漬している場合は第ｇ図の縦断面図
に示され、この場合も浮子ｌ乙の作用は第１実施例と同
様であり、又第を図においても第コ実施例のような小管
の集合したものを振動管よの下部拡大部に構成してもよ
い。

以上のべて来たようにこの発明は振動柱ポンプの吸込管
の管内液面を一区分として浮子を浮かせた場合は管内液
面は小面積となり、表面波は防止される。又吸込管を小
管の集合管とすると小管の中では液面の面積は小さいか
ら表面波の発生が防止され、吸込管の大径部から小径部
に連通ずる部分は波除けにより二区分され表面積は吸込
管大径部のほぼ手分となるので表面波の発生が防止され
る。このように吸込管管内の液面を区分できてその区分
により表面波の発生が防止できればよいのでこの吸込管
管内の液面の区分とは完全に夫々が閉じた線によって区
切られることを意味するものではなく、あたかも防波堤
のように区分された夫々の液表面間が通ずる開口のある
形でもよいのである。

〔発明の効果〕

この発明は振動柱ポンプの吸込管中の区分された一つの
液の表面積が不さくなる手段を備えたので振動管の加振
動力の損失を大幅に防ぐことができた。そして今まで液
面を上昇させることのできない大きな管径の吸込管でも
液面上昇をさせることが可能になる効果を生じた。

吸込管中に浮子を浮かせるのは極めて簡単である。

多数の小管を集合させて吸込管の下端を構成するとスト
レーナの機能を兼ねることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の縦断面図、第２図は第１図
の一部品を示す斜視図、第３図乃至第５図は第１図のポ
ンプ作用を説明する縦断面図、第６図はこの発明の他の
実施例を示す縦断面図、第７図は第６図のＡ−Ａ部分の
断面より下の斜視図、第を図はこの発明の更に他の実施
例の縦断面図、第９図は従来例の縦断面図である。 ｌ・・開液面　コ・・静止管　Ｊ・・ブラケット　グ・
・コネクタ　よ・・振動管　６・・密封装置　り・・加
振装置　ｔ・・出力部　デ・・吐出口　／／・・弁ケー
シング　／、２・・密封装置　１３・・弁シート／り・
・弁板ｌよ・ψばね　１６・・浮子　／７・・小管／ｌ
・・壁　／り・・波除け。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下端が直接又は静止管を介して間接に液中に通じた
   振動管の上端を吐出口を備えた弁ケーシングに挿通して
   、弁ケーシング中にて開口し、振動管を長手方向に加振
   する加振装置及び振動管の上端を弁シートとした弁板を
   備えた振動柱ポンプにおいて、前記静止管と振動管と併
   せた吸入管もしくは振動管のみよりなる吸入管中に吸入
   管内の一区分の液面の表面積が吸入管の断面積よりも小
   さな面積となる手段を備えたことを特徴とする振動柱ポ
   ンプ。 ２、吸込管内の一区分の液面の表面積を吸入管の断面積
   よりも小さな面積とする手段が吸入管内の液面に浮かべ
   た浮子である特許請求の範囲第１項記載の振動柱ポンプ
   。 ３、吸入管内の一区分の液面の表面積を吸込管の断面積
   よりも小さな面積とする手段が断面積の小さな管を集合
   させて吸込管とした特許請求の範囲第１項記載の振動柱
   ポンプ。