JPS6162000A - 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６図は出願人が既に出願している振動柱ポンプ（特願
昭、！＋７−０．２ｔ４ｔｔｔ号）の縦断面図であって
、液ａ中に直管の振動管３の下端を開放して浸漬し、振
動管３の上端を吐出口／ｇを備えた弁ケーシング１７中
に密封して挿通し、弁ケーシングｌり中にて開口し、不
動部分に一端が当接して弾撥しているばね７の他端にて
振動管３の上端に当接している弁板ｇを押え、振動管３
を長手方向に加振する加振装置グを備えた振動柱ポンプ
が示されている。また出願人が上記発明の出願よりも後
に特願昭＆？−０４７６６１号の振動柱ポンプを出願し
ている。この後の発明は振動管３の下端を直接液中に沈
めないで液中には固設した静止管の下端を沈め、静止管
の上端を振動管の上下動を許すような密封装置を介して
振動管の下端に連結した点が先の発明と異っている。

「発明が解決しようとする問題点」 振動柱ポンプでは振動管の下端が液中に直接沈んでいる
場合は振動管、振動管と静止管が密封装置を介して連結
されているときは静止管と振動管が吸込管となる。

第６図において加振装置ｌを附勢すると振動管３は上下
動して、振動管３内に液体が上昇し。

遂には弁板ｔと振動管３の上端の弁シー）９間から液体
は弁ケーシング１７内に流出して吐出口ｉｔｒから吐出
される。このようなポンプ作用は加振装置ｙの加振周波
数、加振加速度等の加振条件により変化する。

振動柱ポンプの利用方法は各種あるが振動柱ポンプにお
いては加振周波数のみを変えることにより、或は加振周
波数と加振加速度を変えることにより振動管の管内の液
体は振動管内の一定位置までしか上昇せずポンプ作用が
行われない。この振動管内の液位は振動の条件により定
まるので、振動管内の液位を調節できる。このことによ
り容器中に振動柱ポンプの吸込管を沈めると容器の水位
を調節できる。

然し乍ら、加振装置を加振周波数を制御して振動条件を
変更できるようにするには加振装置を制御する制御装置
が複雑かつ高価となる。更に加振加速度を制御すると一
層複雑高価となる。

この発明は加振装置の加振周波数、加振加速度等の振動
の条件を一定にしておいて極めて簡便で安価な方法によ
り振動管内液面の位置を一定に保つ装置を備えた振動柱
ポンプを提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

「問題点を解決するための手段」 この発明は下端が液中に通じた振動管の上端を弁シート
として弁板を備え、振動管を長手方向に加振する加振装
置を有するものにおいて。

振動管の管壁から外気に連通ずる弁を設けた振動柱ポン
プである。

「作用」 加振装置を附勢すると振動管は上下動して振動管内の気
体は弁板と弁シート間から抜けて。

振動管内の気体の質量が減少して行き、振動管には液が
上昇してくる。そこで外気ｌこ連通する弁開度を調節し
てやると弁板と弁シート間から抜ける振動管内の気体と
外気に連通ずる弁を通じて進入する気体の質量は等しく
なり、そのときの振動管内気体圧力に相当する高さ才で
液体が上昇する。

「実施例」 以下、本発明の実施例を図面に従って説明する０第１図
は縦断面図である０水槽／中の液コには振動管３の下端
が没し、振動管３は固設した加振装置ダの出力部の加振
棒３に固定されて支持されている。振動管３の上端は一
端が固設したばね座乙に接するばねりにより押圧される
弁板ざが当接し、弁シートデとなっている。振動管３の
上部の壁面の貫通孔にパイプｌ／の一端が固定され、パ
イプ／／の他端はフレキシブルチューブ／Ｊを介して固
設した弁１３に連結したパイプ／４Ｉに連結されていて
振動管３内はパイプｌ／、フレキシブルチューブ１．２
．パイプｌｌｌ、弁１３を介して外気に通じている。加
振装置ダは一定加振周波数、一定加振加献のものでよい
。

加振装置ダを附勢すると加振棒３は上下動して振動管３
は上下動する。その際パイプ／／は振動管３と共に振動
し、フレキシブルチューブｌ−が伸縮して固設したパイ
プｌｌＩは動かない。

弁１３を閉じた状態におけるポンプ作用の挙動を示せば
次のとおりである。

（４ｔ） の　弁板ざが振動管３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 弁板ざが振動管３に追随して運動するようにして、振動
管３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３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
ようにすると、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−周期当りの気柱圧力の平均値は大気圧以
下となり、その圧力減少に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。

■　弁板ｊが振動管３に追随せずに運動するように加振
するとき（第２図乃至第１図）■　振動管３が第２図に
おいて、下方へ移動する際には、弁板ｔ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３と弁板ざの
間に若干の隙間ができる。このとき振動管３内の空気が
上部へ逃げるＯ ◎　振動管３が下限にくると、第３図に示すように弁板
ｇが追いついて弁シー）ｆを閉じる。

Ｏ弁板ｊにより弁口が閉じたまま振動管３が上昇すると
、振動管３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（第ダ図）。

さらに振動管Ｊが下降するときには、振動管３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管３内の圧
力は低下し液が上昇するＯ このような作用により、液が充満していないときには振
動管３内の気体中に振動管３あるいは弁板Ｓ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ｇの部分で変動圧力が大
きく、振動管３の下部で少なくなるため、弁板ｇと弁シ
ート９の間から気体が上部へ逃げ出す。同様に■〜θの
状態をくり返すことによってやがて振動管３の上端まで
液が達する。

弁１３を閉じたままであると加振装置グを加振する条件
によっては振動管３の上端まで管内液位が上昇し、弁口
からあふれ出る。弁１３を開くと弁／３．パイプ／’Ｉ
、フレキシブルチューブ／：ｌ、パイプ／ｌを通じて振
動管３内に外気が導入される。一方弁口から振動管３内
の気体は逃げ出す。従って管内気体圧力は上昇するがそ
れは弁１３の開度により導入される外気の量によるから
、弁／３の開度により振動管３内の液位は該管内気体圧
力に和尚する位置まで上昇する。

このようにして弁１３の開度に応じて振動管（ワ　　） ３内の液位が調節できる０従って水槽ｌの水位を調節す
ることもできる０ 第３図はこの発明の他の実施例の縦断面図である、第１
図と異る点は固設した静止管１５の下部を液コ中に水没
し、静止管／ｊの上端と振動管３の下端を密封した可撓
接手ｌ乙により連結することにより振動管３を上下動可
能に液コに通ずるようにしたことである。振動管３が上
下に振動することにより第１実施例と同作用を呈する。

〔発明の効果〕

この発明は下端が直接又は静止管を介して間接に液中に
ある振動管を加振装置の出力部ζごて支持し、振動管の
上端に弁機構を備えたものに詔いて、振動管内の気体空
間と外気間を弁を介して連通させたから、加振装置の制
御を一切必要とせず、単一加振条件のま才、振動柱ポン
プの吸込管内の液面を簡便でかつ安価に制御することが
できる。或は振動柱ポンプの吐出量を簡易に調節できる
０また。成る高さまで吸込管内（ｇ　） の液体が上昇する時間を調節することもできる。

【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図乃至第７
図は第１図の作用を示す縦断面図、第５図はこの発明の
他の実施例を示す縦断面図。 第６図は従来例の縦断面図である。 ／・・水槽　コ・・液　３・・振動管　グ・・加振装置
　３・・加振棒　ｔ・・ばね座　り・・ばね　ｇ・・弁
板　９・・弁シート／／・・パイプ　／コ・・フレキシ
ブルチューブ／３・・弁　／ｌＩ・・パイプ　／＆−・
静止管／６・・可撓接手　／７・・弁ケーシングｉｇ・
・吐出口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、下端が液中に通じた振動管の上端を弁シートとして
   弁板を備え、振動管を長手方向に加振する加振装置を有
   するものにおいて、振動管の管壁から外気に連通する弁
   を設けた振動柱ポンプ。