JP2002005100A - 水撃ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 流水のエネルギーを利用して、効率的に水を
くみ上げることができるようにする。 【解決手段】 圧力室２、導入パイプ３およびフロート
室７から構成され、圧力室２と導入パイプ３を、チェッ
ク弁１７を介して接続し、フロート室７と導入パイプ３
をフロート室７に配設されるフロート１０の上下動によ
り開閉する弁１６とにより接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水撃を利用して、
水の供給を行う水撃ポンプの構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】水の流れでは一般に水の圧縮性を無視す
ることができる。しかし、パイプラインを流れる水流が
管路末端でのバルブの急閉塞により急激な圧力上昇が起
こる。そのため、水は圧縮され管自体が弾性変形を起こ
す。さらに水の圧縮性のため、圧力の変化が水の中を圧
力波として伝わり、これが管路の上下流端で反射・往復
を行う。このような現象を水撃作用（Ｗａｔｅｒ ｈａ
ｍｍｅｒ）と呼ぶ。従来、水撃を吸収する技術について
は、数多くの報告がなされているが、水撃を積極的に利
用する技術少ない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】簡便な構成の装置によ
り、水撃により発生するエネルギーを利用することを課
題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決すべ
く、本発明は次のような手段を用いる。請求項１に記載
のごとく、圧力室、導入パイプおよびフロート室から構
成され、圧力室と導入パイプを、チェック弁を介して接
続し、フロート室と導入パイプをフロート室に配設され
るフロートの上下動により開閉する弁とにより接続す
る。

【０００５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図を用いて説明する。図１は水撃ポンプの全体斜視
図、図２は同じく正面図、図３は同じく平面図、図４は
同じく側面図、図５は同じく側面断面図、図６は水撃ポ
ンプの給水および排水経路を示す模式図、図７は他の実
施例である水撃ポンプの側面断面図、図８は弁が開いた
状態の構成を示す側面断面図、図９は弁が閉じた状態の
構成を示す側面断面図である。

【０００６】水撃ポンプ１の作動構成について簡便に説
明する。水撃ポンプ１は圧力室（タンク）２、フロート
室７、導入パイプ３、台９により構成されている。圧力
室２、フロート室７はそれぞれ導入パイプ３に接続され
ている。導入パイプ３には川の水など、流水が導入され
るものである。そして、導入パイプ３に導入された流水
は、フロート室７に導入される。該フロート室７に一定
量の水が溜まると、導入パイプ３とフロート室７を接続
する弁が閉じられ、導入パイプ３内において、水撃が発
生する。そして、導入パイプ３内において発生した水撃
による圧力変動により、圧力室２内に水が導入される。
圧力室２と導入パイプ３はチェック弁が配設されてお
り、導入パイプ３より圧力室２にのみ水が流入する構成
になっている。そして、圧力室２内の上部には、空気が
溜まっており、水の流入により空気が圧縮され、圧力が
上昇する。この圧力の上昇を利用して、圧力室２に接続
した給水パイプ６より、水を供給するものである。

【０００７】水撃ポンプ１の全体構成について、図１乃
至図４を用いて説明する。導入パイプ３は水平に配設さ
れており、該導入パイプ３の上方に圧力室２およびフロ
ート室７が配設されている。なお、導入パイプ３および
フロート室７は台９上に固設されているものである。導
入パイプ３は一端側を開口し、他端側を閉じた筒体によ
り構成されている。導入パイプ３はさらに導入パイプを
接続することができるものである。そして、長い導入パ
イプを接続することにより、それだけ強い水撃によるエ
ネルギーを得ることができるものである。なお、実施例
においては、導入パイプを塩化ビニルなどにより構成さ
れる樹脂管を用いることにより、軽量かつ安価で、急激
な水撃による圧力変化を分散させやすい水撃ポンプ１を
構成するものである。

【０００８】導入パイプ３と圧力室２は接続部５により
接続されており、該接続部５内には前述のチェック弁が
配設されるものである。接続部５は導入パイプ３と圧力
室２の間において、分割可能に構成されており、該接続
部５内に配設されるチェック弁および圧力室２の整備性
を向上させるものである。接続部５の圧力室２側には、
給水パイプ６が接続されており、該給水パイプ６には給
水調整バルブ４が配設されている。これにより、圧力室
２より吐出する水量の調節もしくは水圧の調節を行うこ
とができるものである。

【０００９】水撃ポンプ１において、圧力室２後方には
フロート室７が配設されている。フロート室７内には、
規制具１１に挿嵌されたフロート１０が配設されてい
る。フロート室７の後部には排水量調整バルブ８が接続
されており、該排水量調整バルブ８よりフロート室７内
に溜まった水が排出されるものである。排水量調整バル
ブ８は常に開口しており、所定量の水を排出しているも
のである。導入パイプ３とフロート室７の間には弁が配
設されており、該弁を介して導入パイプ３よりフロート
室７内に水が流入するものである。排水量調整バルブ８
より排出される水量は、導入パイプ３より流入する水量
より少なく構成されている。これにより、フロート室７
に水が溜まる。溜まった水がフロート１０を押し上げ、
該フロート１０が規制具１１を押し上げ、導入パイプ３
とフロート室７を接続するが閉じられるものである。

【００１０】次に、水撃ポンプ１の内部構成について、
図５を用いて説明する。圧力室２は両端が閉じられた左
右方向に水平に配設された筒体により構成されている。
そして、接続部５には、上下に開口し、下方に向かうほ
ど径の小さくなるコーン１７ｃおよびボール１７ｂによ
り構成されるチェック弁１７が配設されている。コーン
１７ｃの下部内側にはシール部材が装着されており、該
コーン１７ｃとボール１７ｂの密着性を向上させる構成
となっている。ボール１７ｂは中空になっており、該ボ
ール１７ｂ内に水を注入することにより、ボール１７ｂ
の重量を調節することが可能である。

【００１１】水撃発生した際には、水が接続部５をあが
り、ボール１７ｂを押し上げ、圧力室２内に流入する。
そして、水撃による圧力上昇が終了すると、ボール１７
ｂが押し下げられ、コーン１７ｃの内壁に押しつけられ
る。これにより、圧力室２が閉じられるものである。

【００１２】次に、フロート１０による弁１６の開閉構
成について説明する。規制具１１は側面視にて略Ｔ字状
に構成されており、該規制具１１の上部には調整用のウ
エイト装着部が形成されている。フロート１０は水平方
向に延出した円柱形状に構成されており、該フロート１
０の中央に規制具１１が挿嵌され、該規制具１１の下部
に弁１６が固設されているものである。

【００１３】フロート室７に水が流入すると、フロート
１０が規制具１１に沿って浮上する。そして、規制具１
１の上部に当接しながら、規制具１１を上方に押し上げ
る。これにより、弁１６が上方にあがり、導入パイプ３
からフロート室７への水の流入を止めるものである。

【００１４】フロート室７に溜まった水は、排水量調整
バルブ８より流出するものである。なお、排水量調整バ
ルブ８に調節弁１５を配設し、流出速度を調節すること
が可能である。フロート室７の水位が低下することによ
り、フロート１０も下方に移動する。これにより、規制
具１１が重力により下方に移動し、弁１６が開かれる。
すなわち、フロート室７においては水によりフロート１
０が上下し、これに伴い弁１６が開閉を繰り返すもので
ある。そして、弁１６の閉じにより水撃が生じ、圧力室
２内の圧力が上昇するものである。なお、フロート１０
は中空構造になっており、内部に水などを注入すること
により、フロート１０の浮力を調節することができるも
のである。

【００１５】水撃ポンプ１は河川などに設置し、導入パ
イプ３に河川の上流方向に延出された導入パイプ３ｂを
接続することにより、河川の流水により水撃を発生さ
せ、その圧力変動により、水を圧力室２に内に導入し、
給水パイプ６を通じて河川の水を供給するものである。
動力源として、水の流れを利用するものであり、河川の
流水を容易に他の場所に供給することが可能となる。ま
た、水撃を発生される弁の開閉に用いられた河川の水は
排水量調整バルブ８を介してフロート室７より排出され
るため、環境に影響を与えることがないものである。

【００１６】次に、水撃ポンプの他の構成について説明
する。圧力室２に接続された弁２５は上下端が開口した
筒体上部に円盤状のゴムシートが取付けられた弁により
構成されている。弁２５の下端は、導入パイプ３の近傍
に延出されており、圧力室２内への空気の流入を抑制す
るものである。導入パイプ３はフロート室７の前面に接
続されている。フロート室７の前面が開口しており、該
開口部に導入パイプ３が接続され、フロート室７と連通
する構成となっている。フロート室２には水平に配設し
た仕切り板２６が配設されており、該仕切り板２６はフ
ロート室７前面の開口部より高い位置に配設されるもの
である。仕切り板２６には該仕切り板２６の上下方向に
弁２２が配設されている。排水量調整バルブ８もフロー
ト室７の仕切り板２６の上方に配設されているものであ
る。

【００１７】弁２２の構成について、図７および図８を
用いて説明する。仕切り板２６にはガイド２７が挿嵌固
設されており、該ガイド２７に弁２２が挿嵌されてい
る。ガイド２７は筒状の構成されており、外周面に仕切
り板２６に固設するための部材が装着されたものであ
る。該弁２２は円盤２２ｂ上に筒体２２ｃを固設した構
成となっており、筒体２２ｃには複数の孔が開口してい
るものである。円盤２２ｂは筒体２２ｃおよびガイド２
７の内径より大きく構成されているものである。筒体２
２ｃの上部外周にはストッパが設けられており、該スト
ッパがガイド２７の上端に当接することにより、弁２２
の下方への移動量が規制されるものである。弁２２の上
方への移動量は円盤２２ｂがガイド２７の下端に当接す
ることにより規制されるものである。

【００１８】弁２２の内側には、筒体２１が配設される
ものである。筒体２１は上下方向に配設されており、上
端および下端に張り出し部が設けられている。筒体２１
の外側にはフロート１０およびドーナツ板２８が装着さ
れており、内側にはウェイト保持具２３が挿入されてい
る。ドーナツ板２８は弁２２の内側に設けられたストッ
パ２２ｆ・２２ｄ間に配設されているものである。スト
ッパ２２ｆ・２２ｄは弁２２の上部に設けられており、
ドーナツ板２８の外周部に当接し、該ドーナツ板２８の
上下方向の摺動量を規制するものである。ドーナツ板２
８の上方にはフロート１０が配設されるものである。フ
ロート１０には筒体１０ｂが挿嵌しており、該筒体１０
ｄの内側には筒体２１が挿嵌されているものである。ウ
ェイト保持具２３の上部には収納体が設けられており、
下部は弁２２の円盤２２ｂ上面に当接している。該収納
体にウェイトを置くことにより、該ウェイト保持具２３
が弁２２を押し下げる力を調節するものである。

【００１９】次に、弁２２の作動構成について説明す
る。フロート室７に流入した水が少ない場合には、図７
に示すごとく、フロート１０、筒体２１およびウェイト
保持具２３により弁２２が押し下げられるものである。
弁２２は、上部がガイド２７に当接することにより、さ
らに下方に移動することなく保持されるものである。な
お、フロート１０は該フロート１０を挿嵌する筒体１０
ｂがドーナツ板２８に当接することにより、最下位置に
保持されるものである。すなわち、フロート室７に流入
した水が少ない場合には弁２２が下方に位置しており、
該弁２２を介して仕切り板２６の上方に水が流入するも
のである。

【００２０】そして、フロート室７に流入した水が多く
なった場合には、図８に示すごとく、フロート１０が上
方に移動し、筒体１０ｂが筒体２１に当接し、該筒体２
１が上方に移動する。筒体２１に下端はドーナツ板２８
を押し上げ、ドーナツ板２８は弁２２のストッパ２２ｆ
に当接し、該弁２２を上方に押し上げるものである。そ
して、弁２２の円盤２２ｂがガイド２７に当接すること
により、弁２２が閉じられる。排水量調整バルブ８より
流出水量を調整し、給水量が最大となるように水が排出
され、フロート室７の水位がさがり、フロート１０が下
がることにより、弁２２が再び開くものである。これに
より、弁２２の開閉を自動的に行うことができ、弁２２
の開閉に伴う圧力変動により、圧力室２に水を供給する
ことができる。

【００２１】

【発明の効果】請求項１記載のごとく、圧力室、導入パ
イプおよびフロート室から構成され、圧力室と導入パイ
プを、チェック弁を介して接続し、フロート室と導入パ
イプをフロート室に配設されるフロートの上下動により
開閉する弁とにより接続することにより、流水のエネル
ギーを利用して、水のくみ上げを容易に行うことができ
る。また、くみ上げられる水の圧力を調節可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】水撃ポンプの全体斜視図。

【図２】同じく正面図。

【図３】同じく平面図。

【図４】同じく側面図。

【図５】同じく側面断面図。

【図６】水撃ポンプの給水および排水経路を示す模式
図。

【図７】他の実施例である水撃ポンプの側面断面図。

【図８】弁が開いた状態の構成を示す側面断面図。

【図９】弁が閉じた状態の構成を示す側面断面図。

【符号の説明】

１ 水撃ポンプ ２ 圧力室 ３ 導入パイプ ４ 給水調整バルブ ５ 接続部 ６ 給水パイプ ７ フロート室 ８ 排水量調整バルブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力室、導入パイプおよびフロート室か
   ら構成され、圧力室と導入パイプを、チェック弁を介し
   て接続し、フロート室と導入パイプをフロート室に配設
   されるフロートの上下動により開閉する弁とにより接続
   することを特徴とする水撃ポンプ。