JP2003239851A - 汲み上げポンプおよびこれを用いた雨水利用装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 僅かな力でも操作することができる手動式汲
み上げポンプを提供する。 【解決手段】 吸い込み口２２と、吸い込み口２２から
吸い込んだ水を排出する吐き出し口２４と、吐き出し口
２４より上方に開口部２６を有する中空構造の外管２０
と、開口部２６から外管２０の内部へ往復可能に挿通し
た往復棒３０とにより構成され、外管２０の内面と往復
棒３０の外面との間に通水用の間隙を有する構造をな
し、吸い込み口２２の近傍には吸い込み弁２８が設けら
れ、往復棒３０の下端側には壁面に通水孔４２のある中
空の下方向が開放された取付具３６を介し、吸い込み孔
４０を有するピストン３４と、その上部に吐き出し弁３
８とが設けられ、吸い込み弁２８と吐き出し弁３８は汲
み上げようとする水の水面以下の位置に配置されている
ことを特徴とする汲み上げポンプである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、汲み上げポンプお
よびこれを用いた雨水利用装置に関し、より詳細には、
簡単な構造で、人力により手軽に使用できる汲み上げポ
ンプおよびこれを用いた雨水利用装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】井戸水等の汲み上げポンプは従来より多
数提供され、一般的に用いられているが、人力の汲み上
げポンプにおいては、例えば図４に示す如き構造をして
おり、水の汲み上げ時に相当の力を要するため、てこの
原理が用いられているが、連続的な使用には限界があっ
た。ましてや、子供や老人にとっては、通常の使用であ
っても困難であることが多い。そこで、体力に関係なく
使用可能な動力付き汲み上げポンプが多数提供され、子
供や老人であっても容易に水の汲み上げ作業を行うこと
が可能になった。

【０００３】近年、水資源の有効利用の見地から、雨水
を積極的に利用しようとする傾向が見られる。雨水の利
用においては、雨水を地下タンクに貯蔵し、地下タンク
内の水を汲み上げて用いる方式が主流であり、例えば、
特開２００１−１１５５０２等によって開示されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】簡易の手動ポンプで水
を汲み上げる際には、相当の力が必要であることは従来
の手動ポンプと何ら変わることはないままである。ま
た、水を地下タンクに貯水して、水を汲み上げて用いる
雨水利用装置に関しては、子供や老人でも揚水しやすく
するためには、動力付きの汲み上げポンプを用いなけれ
ばならないので、高額な設備投資が必要となるといった
課題がある。

【０００５】本発明は、以上に述べた課題を解決するた
めになされたものであり、子供や老人でも容易に揚水す
ることが可能な簡易な手動の汲み上げポンプと、これを
用いた安価な雨水利用装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明者は種々の検討を行った結
果、従来、ハンドルの近傍にあった手動の汲み上げポン
プの弁構造を汲み上げする水の水面以下に配設すること
により、僅かな力で操作することが可能な手動の汲み上
げポンプとすることに想到し、本発明を完成した。すな
わち、吸い込み口と、吸い込み口から吸い込んだ水を排
出する吐き出し口と、吐き出し口より上方に開口部を有
する中空構造の外管と、該開口部から前記外管内部へ往
復可能に挿通した往復棒とにより構成され、外管内面と
往復棒外面との間に通水用の間隙を有する構造をなし、
前記吸い込み口近傍には吸い込み弁が設けられ、前記往
復棒の下端側には壁面に通水孔のある中空の下方向が開
放された取付具を介し、吸い込み孔を有するピストン
と、その上部に吐き出し弁とが設けられ、前記吸い込み
弁と吐き出し弁は汲み上げようとする水の水面以下の位
置に配置されていることを特徴とする汲み上げポンプで
ある。これにより、汲み上げポンプの弁構造を汲み上げ
しようとする水の水面以下にすることができるので、僅
かな力で操作することが可能である手動の汲み上げポン
プを提供することができる。

【０００７】また、前記往復棒は中空構造であることを
特徴とする汲み上げポンプである。水を汲み上げる際に
は、往復棒の引き上げ、押し下げを繰り返し行わなけれ
ばならないため、軽量化することにより、作業労力を軽
減させることができ、さらに効率的な汲み上げポンプに
することが可能になる。

【０００８】また、雨水を取り込む流路と、流路流路を
介して取り込まれた雨水を貯蔵するタンクとを備え、該
タンクに本発明に係る手動の汲み上げポンプを配設した
ことを特徴とする雨水利用装置である。これにより、手
動でありながら、揚水効率の高い雨水利用装置を安価で
提供することができる。

【０００９】さらに、前記流路とタンクとの間にフィル
タを有する流入桝が配設されており、該流入桝に接続す
る流路がタンクの満水面以下の位置に配設されているこ
とを特徴とする雨水利用装置である。これにより、大雨
が降った場合等においても、タンクから雨水が溢れ出し
てしまうおそれがない。また、貯水タンク内にゴミや砂
が流入する虞がなくなる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明に係る汲み上げポンプの実
施の形態を図面に沿って詳細に説明する。図１は汲み上
げポンプの構造を示す説明断面図である。汲み上げポン
プ１０は、中空構造の外管２０と外管２０の内部を往復
可能な大きさの往復棒３０を内挿させた二重構造をなし
ている。外管２０は、吸い込み口２２と、吐き出し口２
４と、往復棒３０の挿入口２６とを有し、吸い込み口２
２には、吸い込み弁２８が配設されている。往復棒３０
の一端（外管２０の吐き出し口）側には、往復棒３０を
引き上げ、押し下げするためのハンドル３２が設けら
れ、他端（外管２０の吸い込み口）側には、外管２０の
内径と略同径のピストン３４が取り付け具３６を介して
設けられ、さらにピストン３４には、吐き出し弁３８が
配設されている。外管２０および往復棒３０は共に塩ビ
管を用いれば、軽量であり、長さ選択の自由度を高める
ことができ、さらには加工も容易であるため好都合であ
る。

【００１１】外管２０についてさらに説明する。吸い込
み弁２８と一体に成形されている吸い込み口２２は、ネ
ジ加工や、ソケット加工がなされており、外管２０の本
体部分に着脱可能に成形されている。このように、外管
２０の本体部分と吸い込み口２２部分とを分離可能にし
ておけば、汲み上げポンプ１０全体の長さ調節をする際
において好都合である。吐き出し口２４は、往復棒３０
の挿入口２６の高さよりも低位置に設けておけば、汲み
上げられた水は吐き出し口２４から排出されるので、挿
入口２６と往復棒３０との間にシール加工をしなくても
済み、汲み上げポンプ１０の製作コストを削減すること
ができる。

【００１２】往復棒３０についてさらに説明する。往復
棒３０の先端部には、取り付け具３６が設けられてお
り、取り付け具３６の先端には、外管２０の内径とほぼ
同径のピストン３４が取り付けられている。ピストン３
４は円盤状に形成されていて、円盤の中央部分には、吐
き出し弁３８からの水を汲み上げポンプ１０内に導くた
めの吸い込み孔４０が設けられている。吸い込み孔は、
吐き出し弁３８の大きさより僅かに小さく形成されてい
る。取り付け具３６は吐き出し弁３８が開放することを
妨げず、吸い込んだ水を汲み上げポンプ内に取り入れる
ことができるように、吸い込み弁３８側が開口した円筒
状に形成されており、且つ、この円筒状部分の側壁部に
は、取り付け具３６と外管２０および往復棒３０とによ
って形成された空間に連通する通水孔４２が設けられて
いる。

【００１３】吸い込み弁２８と吐き出し弁３８について
説明する。図２は、図1の吸い込み弁２８と吐き出し弁
３８付近の拡大説明図である。吸い込み弁２８、吐き出
し弁３８は共に、往復棒３０の上下動に伴って開閉す
る。往復棒３０を上方へ引き上げると、吐き出し弁３８
が慣性で閉塞し、吸い込み弁２８が開放し、ピストン３
４と吸い込み弁２８との間に形成された空間が減圧され
ることにより水が吸い上げられる。続いて往復棒３０を
押し下げると、吸い出し弁２８が閉塞し、ピストン３４
がピストン３４と吸い込み弁２８との間に汲み上げた水
を圧縮し、吐き出し弁３８が開放し、ピストン３４より
上方に水が汲み上げられる。以上に説明したように、往
復棒３０を上下方向に往復させる動作を繰り返すことに
より、外管２０と往復棒３０の間隙部に水が汲み上げら
れ、やがては、吐き出し口２４から水が排出される。

【００１４】水が汲み上げられると、往復棒３０は水の
中に浸漬されるため、浮力が生じ、引き上げに要する力
が徐々に小さくなるので、汲み上げるべき水の水頭差が
大きくても人力で十分揚水することができる。また、吐
き出し口２４から水を排出する状態になると、ピストン
３４の下方空間が常に水で満たされている状態になる。
これにより、往復棒３０の引き上げ時にはもちろんのこ
と、往復棒３０を押し下げる際に往復棒３０が排斥する
水も吐き出し口２４から、排出されるため、途切れるこ
となく水を汲み上げることができる。

【００１５】このように、汲み上げポンプの弁構造を水
中に設けることにより、僅かな力で操作することが可能
な手動の汲み上げポンプとすることができる。また、本
発明に係る汲み上げポンプは、外管２０の先端を水に浸
漬すれば、静水圧により汲み上げしようとする水の水面
と同水位まで汲み上げポンプ内に水が入り込むので、溜
まり水を汲み上げするには好都合である。さらに、揚水
を続けると、往復棒３０が水に浸漬し、往復棒３０に浮
力が作用するため、さらに少ない力で汲み上げポンプを
操作することができる。

【００１６】続いて本発明に係る汲み上げポンプを用い
た雨水利用装置について説明する。雨水利用装置は、従
来単に排水していた雨水を有効利用することを目的とし
たものである。雨水利用装置は、地下に埋設した貯水タ
ンクに降水を蓄え、必要に応じて汲み上げて利用する形
式のものが主流である。貯蔵した水を汲み上げる際に
は、動力付きの汲み上げポンプを用いることは経済的に
好ましくなく、手動の汲み上げポンプを用いるのが好ま
しい。したがって、本発明に係る手動の汲み上げポンプ
を雨水利用装置に適用することは理に適っている。図３
は、本発明に係る汲み上げポンプを利用した雨水利用装
置の説明図である。雨水利用装置５０は、雨水を貯蔵す
るタンク６０と、雨水をタンク６０に導入する流路７０
と、汲み上げポンプ１０とによって構成されている。本
実施の形態における汲み上げポンプ１０については、先
の実施の形態で説明した汲み上げポンプと同一のものを
用いるので、同じ符号を付し、それらの詳細な説明は省
略する。

【００１７】地中に配設されたタンク６０には、屋根等
に降り落ちた雨水をタンク６０に導く流路７０が接続さ
れている。流路７０から直接タンク６０に雨水を流入さ
せると、タンク６０内にゴミが溜まってしまうため、屋
根からの雨水を直接流入させないために流入桝８０を経
由させた後にタンク６０へ雨水を流入させる構造として
いる。流入桝８０内部には、ゴミ除去ネット８２とタン
ク６０と連通している接続管８４が設けられている。接
続管８４の吸い込み口は、流入桝８０の内側底面より上
方に配設されているので、流入桝８０は沈砂池としての
作用もなす。流入桝８０には蓋８６が設けられているの
で、流入桝の底部に溜まった砂等を取り除くことができ
る。流入桝８０はタンク６０の満水面と同一高さに流路
７０の取り入れ口８８を備えているので、タンク６０の
水位が満水になれば、雨水はタンク６０に貯留されずに
排水溝へと流れるので、タンク６０内の水が溢れ出して
しまうことがない。

【００１８】すでに説明したように、汲み上げポンプ１
０は静水圧により、タンク６０内の水面と汲み上げポン
プ１０内の水面とが同じ高さになる。これによれば、往
復棒３０には既に浮力が作用しているため、一回目の引
き上げ行程時であっても僅かな力で行うことができる。
また、吐き出し口２４までに吸い上げなければならない
水頭差も少ないので、往復棒３０の引き上げ、押し下げ
作業は非常に容易なものになる。

【００１９】本発明の技術的範囲は、以上に説明してき
た実施の形態実施に限定されるものではない。発明の要
旨を逸脱しない限りは、多くの改変をなし得るのはもち
ろんである。例えば、汲み上げポンプ１０の外管２０と
往復棒３０の管径の差は種種の組み合わせが考えられる
が、外管２０と往復棒３０との管径差を大きくすれば、
往復棒３０の引き上げ行程時には大量の水を排出するこ
とができるが、押し込み行程時には僅かな水しか排出さ
れなくなる。一方、外管２０と往復棒３０との管径の差
を小さくすれば、往復棒３０の引き上げ行程時において
排出される水は少なくなるが、押し込み行程時に排出さ
れる水の量が多くなる。

【００２０】往復棒３０の管径を変化させれば、往復棒
３０に作用する浮力の大きさも変化するが、往復棒３０
の自重の変化と浮力の変化はトレードオフの関係になる
ので、往復棒３０の引き上げに要する力に関してはあま
り差が生じない。このように、外管２０と往復棒３０と
の管径差を調整することにより、水の排出形態を変化さ
せることができるので、好みに応じた調整をすることが
できる。

【００２１】

【発明の効果】以上に説明した汲み上げポンプによれ
ば、僅かな力で水を汲み上げることが可能になり、老人
や子供であっても容易に水を汲み上げることができる。
また、往復棒の引き上げ時及び押し下げ時の両方におい
て水を排出することが可能になり、雨水の利用目的の幅
を広げることができる。さらに、往復棒を中空構造とし
たことにより、往復棒を引き上げる際に要する力を小さ
くすることが可能になった。さらには、本発明に係る汲
み上げポンプを利用した雨水利用装置において、単純な
構造で、簡単に、しかも、効率的に水を汲み上げること
が可能になる。また、タンク内にゴミなどが流入するこ
とがなく、さらには、大雨が降った場合においてもタン
ク内の水が溢れ出してしまうことがない安全な雨水利用
装置を提供することが可能になる等といった著効を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】汲み上げポンプの構造を示す説明断面図であ
る。

【図２】図1の吸い込み弁と吐き出し弁付近の拡大説明
図である。

【図３】本発明に係る汲み上げポンプを利用した雨水利
用装置の説明図である。

【図４】従来の手動の汲み上げポンプの説明図である。

【符号の説明】

１０ ポンプ ２０ 外管 ２２ 吸い込み口 ２４ 吐き出し口 ２６ 挿入口 ２８ 吸い込み弁 ３０ 往復棒 ３４ ピストン ３６ 取り付け具 ３８ 吐き出し弁 ５０ 雨水利用装置 ６０ タンク ７０ 流路 ８０ 流入桝

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０４Ｂ 53/10 Ｆ０４Ｂ 21/02 Ｅ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸い込み口と、吸い込み口から吸い込ん
   だ水を排出する吐き出し口と、吐き出し口より上方に開
   口部を有する中空構造の外管と、 該開口部から前記外管内部へ往復可能に挿通した往復棒
   とにより構成され、外管内面と往復棒外面との間に通水
   用の間隙を有する構造をなし、 前記吸い込み口近傍には吸い込み弁が設けられ、前記往
   復棒の下端側には壁面に通水孔のある中空の下方向が開
   放された取付具を介し、吸い込み孔を有するピストン
   と、その上部に吐き出し弁とが設けられ、 前記吸い込み弁と吐き出し弁は汲み上げようとする水の
   水面以下の位置に配置されていることを特徴とする汲み
   上げポンプ。
2. 【請求項２】 前記往復棒は中空構造であることを特徴
   とする請求項１記載の汲み上げポンプ。
3. 【請求項３】 雨水を取り込む流路と、流路流路を介し
   て取り込まれた雨水を貯蔵するタンクとを備え、該タン
   クに請求項１または２いずれか一項に記載の汲み上げポ
   ンプを配設したことを特徴とする雨水利用装置。
4. 【請求項４】 前記流路とタンクとの間にフィルタを有
   する流入桝が配設されており、該流入桝に接続する流路
   がタンクの満水面以下の位置に配設されていることを特
   徴とする請求項３記載の雨水利用装置。