JP2013220051A - Lifting pipe and water lifting device - Google Patents

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英資 笹岡
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lifting pipe and a water lifting device that can efficiently lift water to sufficient height while not requiring the energy for lifting water, and having high flexibility of layout.SOLUTION: A water lifting device 1 includes a lifting pipe 10 and a filter whose mesh is finer than the space between a plurality of modified cross-section fibers 11 contained in the lifting pipe 10. A liquid that passes through the mesh of the filter is supplied to the first end of the lifting pipe 10 and is guided from the first end to the second end of the lifting pipe by capillary phenomenon. The lifting pipe 10 includes a bundle of a plurality of modified cross-section fibers 11 each having a modified cross section and lifting the liquid by capillary phenomenon, and a jacket 12 made from a liquid-impermeable material and covering the outer periphery of the bundle of the plurality of modified cross-section fibers 11.

Description

本発明は、揚水管および揚水装置に関するものである。なお、本願発明における「揚水装置」は、「液体を或る位置から他の位置まで導くもの」である。以降の文章で、仮に、「水」とする記載があるが、「水」以外の液体を排除するものではない。   The present invention relates to a pumping pipe and a pumping device. In addition, the “pumping device” in the present invention is “a device that guides liquid from a certain position to another position”. In the following text, there is a description of “water”, but liquids other than “water” are not excluded.

揚水装置は、例えば貯水槽に容れられた水を鉢植えの植物の根本まで導くものであった。揚水装置として、特許文献1〜3に開示された発明のものが知られている。   The pumping device, for example, guides water contained in a water storage tank to the root of a potted plant. The thing of the invention disclosed by patent documents 1-3 is known as a pumping apparatus.

特許文献1に記載された発明は、液体を容れる貯留部と栽培容器との間に給排チューブを設け、ポンプを動力源として用いて、貯留部から給排チューブを経て栽培容器まで液体を導くものである。特許文献2に記載された発明は、動力源を必要とせず、砂を充填した孔あき管における毛細管現象を利用して、貯水槽から植生部まで水を導くものである。特許文献3に記載された発明は、所定径の気孔が連通し且つ一次元配向したセラミック多孔体からなる揚水材を用いて水を導くものである。特許文献4に記載された発明は、横断面が円形中空部のコアー部とコアー部外表面から放射状に突出した複数のフィン部とを有するポリエステルフィラメントで、織編用の繊維糸に関するものである。   In the invention described in Patent Document 1, a supply / discharge tube is provided between a storage unit that stores liquid and a cultivation container, and the pump is used as a power source to guide the liquid from the storage unit to the cultivation container through the supply / discharge tube. Is. The invention described in Patent Document 2 does not require a power source, and guides water from a water storage tank to a vegetation part by utilizing a capillary phenomenon in a perforated pipe filled with sand. The invention described in Patent Document 3 guides water using a pumping material made of a ceramic porous body in which pores of a predetermined diameter communicate and are one-dimensionally oriented. The invention described in Patent Document 4 is a polyester filament having a core portion having a circular hollow portion in cross section and a plurality of fin portions protruding radially from the outer surface of the core portion, and relates to a fiber yarn for weaving and knitting. .

特開2004−024029号公報JP 2004-024029 A 特開平11−181775号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-181775 特開2008−301744号公報JP 2008-301744 A 特開2008−057060号公報JP 2008-057060 A

特許文献1に記載された揚水装置は、貯留部から給排チューブを経て栽培容器まで液体を導くために、動力源を必要とし、エネルギーを必要とする。特許文献2,3それぞれに記載された揚水装置は、動力源を必要としないが、砂の大きさ,孔あき管の孔の径,孔の向き及び孔の繋がり方などにより、毛細管現象により重力に打ち勝って揚水できる高さが制限される。特許文献3に記載された揚水装置は、セラミック多孔体からなる揚水材が用途や配置条件に応じて所定の形状を有する必要があることから、配置の自由度が低くなる。   The pumping device described in Patent Document 1 requires a power source and energy in order to guide the liquid from the reservoir to the cultivation container through the supply / discharge tube. The pumping device described in each of Patent Documents 2 and 3 does not require a power source, but due to the capillarity due to the size of the sand, the diameter of the hole in the perforated pipe, the direction of the hole and the way the holes are connected, The height that can be pumped up is limited. In the pumping device described in Patent Document 3, the pumping material made of a ceramic porous body needs to have a predetermined shape in accordance with the application and the placement conditions, so that the degree of freedom in placement becomes low.

従来の揚水管においては、単に内部に連通した中空を有した中空糸が一般的であった。中空部のみの円環状構造では、中空部により揚水することは容易であったが、揚水した液体を中空部から取り出すためには、中空糸の端部に液体を取り出す作用を有するものを装着する必要があった。   In a conventional pumping pipe, a hollow fiber having a hollow communicating with the inside is generally used. In the annular structure having only the hollow portion, it was easy to pump water by the hollow portion, but in order to take out the pumped liquid from the hollow portion, a device having an action of taking out the liquid is attached to the end of the hollow fiber. There was a need.

また、特許文献4に記載されたような中空糸は、揚水部材の構成要素としての機能は想定されていなかったが、仮に、この中空糸のみを、揚水として機能する部分として用いた場合を想定すると、断面積当りの揚水量が制限されることになる。すなわち、横断面形状が円形以外の異形の異形断面形状を有する中空糸のままであると、最外突起部を結ぶ領域部分の断面積に対し揚水として機能する部分である中空部の断面積の比は小さく、中空糸1本当たりの揚水機能は小さく制限されることになる。また、複数の異形断面中空糸の集団を高密度にして使用することも考えられるが、複数の異形断面中空糸間に形成される隙間部分は、毛細管現象による揚水がある程度期待できるが、複数の異形断面中空糸の集団の外側部分は外部に開放されていることから、揚水途中で水が外部に漏れ出したり蒸発したりすることにより、揚水終了端まで水が到達しないことが予想された。   Moreover, although the hollow fiber as described in Patent Document 4 was not assumed to function as a component of the pumping member, it is assumed that only this hollow fiber is used as a part that functions as pumping water. Then, the amount of pumped water per cross-sectional area is limited. That is, if the cross-sectional shape is a hollow fiber having an irregular cross-sectional shape other than a circular shape, the cross-sectional area of the hollow portion that is a portion that functions as pumping water with respect to the cross-sectional area of the region portion that connects the outermost projections The ratio is small and the pumping function per hollow fiber is limited to a small value. In addition, although it is conceivable to use a group of a plurality of irregular cross-section hollow fibers at a high density, a gap formed between the plurality of irregular cross-section hollow fibers can be expected to be pumped to some extent by a capillary phenomenon. Since the outer part of the group of irregularly shaped hollow fibers is open to the outside, it is expected that water will not reach the end of pumping due to water leaking to the outside or evaporating during pumping.

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、外部からの特別な動力源がなくても揚水が可能であり、揚水の効率を低下させることがなく、配置の自由度を十分に担保、さらに、揚水した液体を中空部から取り出すための特別な装置は不要である揚水管および揚水装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and can pump water without a special power source from the outside, and does not reduce the efficiency of pumping. An object is to provide a pumping device and a pumping device that are sufficiently secured and that do not require a special device for taking out the pumped liquid from the hollow portion.

本発明の揚水管は、断面形状が非円形である複数本の異形繊維と、液体を透過させない材料からなり、複数本の異形繊維を覆う外被とを有し、複数本の異形繊維間及び複数本の異形繊維と外被との隙間が毛細管として機能することにより、液体を揚水することを特徴とする。複数本の異形繊維は、最外径が0.1μm以上100μm以下であるのが好適である。また、複数本の異形繊維は、空孔部を有さないのが好適である。   The pumping pipe of the present invention has a plurality of irregular fibers whose cross-sectional shape is non-circular, and a jacket made of a material that does not allow liquid to permeate, and covers the plurality of irregular fibers. The liquid is pumped by the gap between the plurality of irregularly shaped fibers and the outer sheath functioning as a capillary tube. The plurality of irregularly shaped fibers preferably have an outermost diameter of 0.1 μm or more and 100 μm or less. In addition, it is preferable that the plurality of irregularly shaped fibers do not have pores.

本発明の揚水装置は、上記の本発明の揚水管と、この揚水管に含まれる複数本の異形断面繊維の間の想定される最小の隙間より目が小さいフィルタと、を備え、フィルタの目を通過した液体を揚水管の第1端に供給し、その液体を毛細管現象により揚水管の第1端から第2端へ導くことを特徴とする。揚水管の外側から液体が漏出するように、揚水管の第2端を含む一定範囲において、外被の一部が除去されて複数本の異形断面繊維が露出しているのが好適である。上記の本発明の揚水管に従属接続される別の揚水管を有し、別の揚水管は、異形繊維とは、別種又は別サイズの繊維有するのが好適である。また、揚水するための毛細管現象として機能する隙間が小さい方の揚水管を、液体の採り入れ口側に配置することで、フィルタ機能を持たせるのが好適である。   A pumping device according to the present invention includes the above-described pumping tube according to the present invention and a filter having a mesh size smaller than the assumed minimum gap between a plurality of irregular cross-section fibers included in the pumping tube. The liquid that has passed through is supplied to the first end of the pumping pipe, and the liquid is guided from the first end to the second end of the pumping pipe by capillary action. In order to allow liquid to leak from the outside of the pumping pipe, it is preferable that a part of the outer jacket is removed and a plurality of irregular cross-section fibers are exposed in a certain range including the second end of the pumping pipe. It is preferable to have another pumping pipe that is subordinately connected to the above-described pumping pipe of the present invention, and the other pumping pipe preferably has a fiber of a different type or a different size from the deformed fiber. In addition, it is preferable to provide a filter function by disposing a pumping pipe having a smaller gap functioning as a capillary phenomenon for pumping water on the liquid inlet side.

本発明の揚水管および揚水装置は、外部からの特別な動力源がなくても揚水が可能であり、揚水の効率を低下させることがなく、配置の自由度を十分に担保し、さらに揚水した液体を中空部から取り出すための特別な装置は不要することができる。   The pumping pipe and the pumping apparatus of the present invention can pump water without a special power source from the outside, and do not reduce the efficiency of pumping, sufficiently ensure the degree of freedom of arrangement, and further pump the water. A special device for removing the liquid from the hollow part can be dispensed with.

本実施形態の揚水装置1の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the pumping apparatus 1 of this embodiment. 揚水装置1に含まれる揚水管10の断面図である。It is sectional drawing of the pumping pipe 10 contained in the pumping apparatus 1. FIG. 揚水管10に含まれる異形断面繊維11の断面形状の他の一例を示す図である。It is a figure which shows another example of the cross-sectional shape of the irregular cross-section fiber 11 contained in the pumping pipe 10. 揚水管10に含まれる異形断面繊維11の断面形状の更に他の一例を示す図である。It is a figure which shows another example of the cross-sectional shape of the irregular cross-section fiber 11 contained in the pumping-up pipe 10. 揚水管10の第2端を含む一定範囲において外被12が除去されて複数本の異形断面繊維11が露出している様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the outer covering 12 is removed in the fixed range including the 2nd end of the pumping pipe 10, and the several irregular cross-section fiber 11 is exposed. 異形断面繊維11の貫通孔の内径と揚水高さとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the internal diameter of the through-hole of the irregular cross-section fiber 11, and pumping height. 揚水管10A,揚水管50および揚水管10Bが順に縦続接続されてなる揚水装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the pumping apparatus by which the pumping pipe 10A, the pumping pipe 50, and the pumping pipe 10B are connected in cascade. 揚水管50の断面図である。It is sectional drawing of the pumping-up pipe. 揚水管50に含まれる微小管51の断面図である。It is sectional drawing of the microtube 51 contained in the pumping-up pipe 50. FIG.

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図1は、本実施形態の揚水装置1の構成を示す図である。同図には、揚水管10およびフィルタ20を備える揚水装置1の他に、貯水槽30および繊維材シート40も示されている。フィルタ20は、揚水管10の第1端の端面を覆うように固定されて設けられている。フィルタ20の目は、複数本の異形断面繊維11の間の想定される最小の隙間より小さい。それにより、揚水とともに混入する異物により、複数本の異形断面繊維11の間の想定される最小の隙間が詰まり、揚水能力が低下するのを防止する。「想定される最小の隙間」は、具体的には、異型断面に外接する円と断面の凹部との隙間で定義される。   Drawing 1 is a figure showing the composition of pumping device 1 of this embodiment. In the figure, in addition to the pumping device 1 including the pumping pipe 10 and the filter 20, a water storage tank 30 and a fiber material sheet 40 are also shown. The filter 20 is fixed and provided so as to cover the end surface of the first end of the pumped-up pipe 10. The eyes of the filter 20 are smaller than the assumed minimum gap between the plurality of irregular cross-section fibers 11. Thereby, the assumed minimum gap between the plurality of irregularly shaped cross-section fibers 11 is blocked by foreign matters mixed with the pumped water, and the pumping capacity is prevented from being lowered. Specifically, the “assumed minimum gap” is defined by a gap between a circle circumscribing the irregular cross section and the concave portion of the cross section.

揚水管10の第1端は貯水槽30内の水31に沈められる。揚水管10の第2端は繊維材シート40と接触している。そして、この揚水装置1は、フィルタ20の目を通過した水31を揚水管10の第1端に供給し、その水を毛細管現象により揚水管10の第1端から第2端へ導き、揚水管10の第2端と接触している繊維材シート40へ水を導く。繊維材シート40は、不織布、吸水紙などのシートなどである。異形断面繊維に中空部がある場合は、オプション的に毛状体がある繊維材シートを用いてもよい。   The first end of the pump 10 is submerged in the water 31 in the water tank 30. The second end of the water pump pipe 10 is in contact with the fiber material sheet 40. And this pumping device 1 supplies the water 31 which passed the eyes of the filter 20 to the 1st end of the pumping pipe 10, and guides the water to the 2nd end from the 1st end of the pumping pipe 10 by a capillary phenomenon, Water is directed to the fiber sheet 40 that is in contact with the second end of the tube 10. The fiber material sheet 40 is a sheet of non-woven fabric, water absorbent paper, or the like. When the modified cross-section fiber has a hollow portion, a fiber material sheet having a hair-like body as an option may be used.

図2は、揚水装置1に含まれる揚水管10の断面図である。揚水管10は、複数本の異形断面繊維11および外被12を備える。各異形断面繊維11は、外表面において長手方向に延在する1本または複数本の溝部が形成された異形断面形状を有し、その溝部における毛細管現象により液体を揚水することができる。また、各異形断面繊維11は、長手方向に延在する貫通孔を有していてもよく、この場合、その貫通孔における毛細管現象により液体を揚水することもできる。ここでいう異形断面とは、断面形状が、非円形のものをいう。異形断面繊維の表面積が円形断面の繊維表面積より大きくなる構造、例えば、表面に凹凸などの溝部を有する構造も、好ましい。このようにすることで、異形繊維の外周をも揚水の際の液体の通路として機能させることが可能になる。それにより、単位断面積あたりの揚水効率の増加が可能である。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the pumping pipe 10 included in the pumping device 1. The pumping pipe 10 includes a plurality of irregular cross-section fibers 11 and a jacket 12. Each irregular cross-section fiber 11 has an irregular cross-sectional shape in which one or a plurality of grooves extending in the longitudinal direction is formed on the outer surface, and liquid can be pumped by capillary action in the grooves. In addition, each modified cross-section fiber 11 may have a through hole extending in the longitudinal direction, and in this case, liquid can be pumped by capillary action in the through hole. As used herein, the irregular cross section refers to a non-circular cross section. A structure in which the surface area of the irregular cross-section fiber is larger than the fiber surface area of the circular cross section, for example, a structure having grooves such as irregularities on the surface is also preferable. By doing in this way, it becomes possible to make the outer periphery of a deformed fiber function as a channel of liquid at the time of pumping. Thereby, the pumping efficiency per unit cross-sectional area can be increased.

異形断面繊維11は、図2に示されるように、中心軸から6方向にフィンが突き出た構造を有していてもよい。外被12は、液体を透過させない材料からなり、複数本の異形断面繊維11の束の外周を覆う。異形断面繊維11のサイズ(フィンの最外端間の距離)は例えば10μmであり、揚水管10のサイズ(外被12の外直径)は例えば100μmである。異形断面繊維11の最外径は0.1μm以上100μm以下であるのが好ましい。なお、「最外径」の定義は、「外周上の2点間の距離が最長となる距離」とする。   As shown in FIG. 2, the modified cross-section fiber 11 may have a structure in which fins protrude in six directions from the central axis. The jacket 12 is made of a material that does not allow liquid to pass through, and covers the outer periphery of a bundle of a plurality of irregularly shaped fibers 11. The size of the irregular cross-section fiber 11 (distance between the outermost ends of the fins) is, for example, 10 μm, and the size of the pumped-up pipe 10 (outer diameter of the jacket 12) is, for example, 100 μm. The outermost diameter of the modified cross-section fiber 11 is preferably 0.1 μm or more and 100 μm or less. Note that the definition of “outermost diameter” is “the distance at which the distance between two points on the outer circumference is the longest”.

異形断面繊維11の断面形状は、図2に示される例に限定されず、例えば図3に示されるように、中心部に空孔を有し、中心軸から8方向にフィンが突き出ることで長手方向に延在する8本の溝部が形成されるとともに、長手方向に延在する貫通孔が形成されていてもよい。また、異形断面繊維11の断面形状は例えば図4に示されるように、扁平なひつじ雲型のようなものであってもよい。これらは、表面に溝部を形成し、異形断面繊維間で毛細管となる隙間を形成する。図3は、オクタ(帝人ファイバー株式会社の高異型特殊断面繊維の商標)の写真であり、図4は、ボディクール(東レ株式会社のナイロン・マイクロファイバーの商標)の写真である。両図とも、異形断面として、考えられる形状を示した。オクタとボディクールは、それぞれ、吸汗、吸水機能があるが、(本願の揚水管に使用する)異形断面繊維には、必ずしも必要というわけではない。また、異形断面繊維の中心には、空孔があってもよいが、必ずしも必要というわけではない。   The cross-sectional shape of the irregularly-shaped cross-section fiber 11 is not limited to the example shown in FIG. 2, and for example, as shown in FIG. Eight groove portions extending in the direction may be formed, and through holes extending in the longitudinal direction may be formed. Moreover, the cross-sectional shape of the irregular cross-section fiber 11 may be a flat sheep cloud shape as shown in FIG. 4, for example. These form grooves on the surface and form gaps that become capillaries between irregularly shaped cross-section fibers. FIG. 3 is a photograph of Octa (trademark of Teijin Fibers Ltd.'s high-special special cross-section fiber), and FIG. 4 is a photograph of Body Cool (trademark of nylon microfiber of Toray Industries, Inc.). Both figures show possible shapes as irregular cross sections. Octa and body cool have sweat-absorbing and water-absorbing functions, respectively, but are not necessarily required for the irregular cross-section fibers (used in the pumping pipe of the present application). Further, although there may be a hole in the center of the irregular cross-section fiber, it is not always necessary.

異形断面繊維11の材料はガラスや樹脂など様々なものが利用可能である。例えば、異形断面繊維11がポリエステル・ナイロン等の化学繊維であると、異形断面を形成する上で好適である。   Various materials such as glass and resin can be used as the material of the modified cross-section fiber 11. For example, when the modified cross-section fiber 11 is a chemical fiber such as polyester / nylon, it is preferable to form the modified cross-section fiber.

また、外被12の材料としてポリエチレン・ポリ塩化ビニリデン・エチレン−ビニルアルコール共重合体等の樹脂が用いられるのが好適であり、この場合、この共重合体の薄膜フィルムに複数本の異形断面繊維11の集団を包むことで、揚水管10を作製することができる。或いは、ゴム等の伸縮性のある材料で製造されたチューブが外被12として用いられるのも好適であり、この場合、チューブ内径を広げた状態で該チューブ内に複数本の異形断面繊維11の集団を挿入した後にチューブ内径を元に戻すことで、揚水管10を作製することができる。また、複数本の異形断面繊維を束状に集合後、その集合物上に上記の樹脂を押し出し被覆することにより、揚水管10を作製することができる。   Further, it is preferable to use a resin such as polyethylene / polyvinylidene chloride / ethylene-vinyl alcohol copolymer as the material of the jacket 12, and in this case, a plurality of irregular cross-section fibers are used in the thin film film of the copolymer. By wrapping 11 groups, the pumping pipe 10 can be produced. Alternatively, it is also preferable that a tube made of a stretchable material such as rubber is used as the jacket 12, and in this case, a plurality of irregular cross-section fibers 11 are formed in the tube with the tube inner diameter expanded. The pumped-up pipe 10 can be produced by returning the tube inner diameter after inserting the group. Further, after collecting a plurality of irregularly shaped cross-section fibers in a bundle shape, the above-described resin is extruded and coated on the aggregate, whereby the pumping pipe 10 can be manufactured.

本実施形態の揚水管10では、各々異形断面形状を有し毛細管現象により液体を揚水する複数本の異形断面繊維11の束が、液体を透過させない材料からなる外被12により覆われているので、揚水のためのエネルギーが不要で、配置の自由度が高く、充分な高さまで効率よく揚水することができる。   In the pumping pipe 10 of the present embodiment, a bundle of a plurality of deformed cross-section fibers 11 each having a deformed cross-sectional shape and pumping liquid by capillary action is covered with a jacket 12 made of a material that does not allow liquid to permeate. It does not require energy for pumping, has a high degree of freedom in arrangement, and can pump water efficiently up to a sufficient height.

図5に示されるように、揚水管10の第1端および第2端のうち繊維材シート40と接触する第2端を含む一定範囲において、外被12が除去されて複数本の異形断面繊維11が露出しており、この露出した複数本の異形断面繊維11から液体を取り出すのが好適である。このようにすることにより、毛細管現象により揚水管10の第1端から第2端へ導かれた水は、第2端側において露出した複数本の異形断面繊維11が露出した部分より、漏出する。露出した部分を下側に向けておけば、漏出した水は揚水管10より自然に放出される。また、露出した部分に接触して、繊維材シート40を設けることにより、強制的に揚水管10より外部へ排出させることも可能である。異形断面繊維11に中空部が存在する場合には、毛細管現象により第2端面(異形断面繊維11の先端)に揚水された水を毛状体を有する繊維材シート40に接触させてもよい。繊維材シート40全体に水が拡がると、例えば、給水が必要な植物等が入れられた植木鉢・プランター等に繊維材シート40が設置されることにより、貯水槽30の水が涸れない限りは、動力源を使用すること無く自動給水が可能となる。   As shown in FIG. 5, a plurality of irregular cross-section fibers are obtained by removing the jacket 12 in a certain range including the second end contacting the fiber material sheet 40 among the first end and the second end of the pumped-up pipe 10. 11 is exposed, and it is preferable to take out the liquid from the exposed plural modified cross-section fibers 11. By doing in this way, the water guide | induced to the 2nd end from the 1st end of the pumped-up pipe 10 by capillary phenomenon leaks out from the part from which the several modified cross-section fiber 11 exposed in the 2nd end side was exposed. . If the exposed part is directed downward, the leaked water is released naturally from the pumping pipe 10. Further, by providing the fiber sheet 40 in contact with the exposed portion, it is possible to forcibly discharge the water from the pumping pipe 10 to the outside. When a hollow portion exists in the modified cross-section fiber 11, the water pumped to the second end surface (the tip of the modified cross-section fiber 11) by capillary action may be brought into contact with the fiber material sheet 40 having the hair. When the water spreads over the entire fiber sheet 40, for example, unless the fiber sheet 40 is installed in a flowerpot / planter or the like in which a plant that needs water supply is placed, Automatic water supply is possible without using a power source.

異形断面繊維11のサイズおよび揚水管10のサイズそれぞれは上記の数値例に限定されない。異形断面繊維11のサイズは、毛細管現象を利用してどの程度の高さまで揚水する必要があるかに応じて決定すれば良い。一例として、異形断面繊維11が貫通孔を有する場合、その貫通孔の内径と揚水高さとの関係を図6に示す。この図に示されるように、毛細管現象により異形断面繊維11が揚水できる高さは、貫通孔の内径等に依存する。貫通孔の内径を0.1μmから100μmの間で適切に選択することにより、揚水可能な高さは数百mから数十cmの範囲で選択可能となる。一方、揚水管10のサイズは、必要となる揚水量に応じて適切に設定される。揚水量が多い場合には揚水管10は太径とすれば良く、揚水量が少ない場合には揚水管10は細径とすれば良い。必要となる揚水量が多い場合には、複数本の揚水管10を並列的に使用することも有効である。   Each of the size of the modified cross-section fiber 11 and the size of the pumping pipe 10 is not limited to the above numerical example. What is necessary is just to determine the size of the irregular cross-section fiber 11 according to what height needs to pump up using a capillary phenomenon. As an example, when the modified cross-section fiber 11 has a through hole, the relationship between the inner diameter of the through hole and the pumping height is shown in FIG. As shown in this figure, the height at which the modified cross-section fiber 11 can be pumped by capillary action depends on the inner diameter of the through hole. By appropriately selecting the inner diameter of the through hole between 0.1 μm and 100 μm, the pumpable height can be selected in the range of several hundred m to several tens cm. On the other hand, the size of the pumping pipe 10 is appropriately set according to the required pumping amount. When the pumping amount is large, the pumping pipe 10 may be a large diameter, and when the pumping amount is small, the pumping pipe 10 may be a small diameter. When the amount of pumping required is large, it is also effective to use a plurality of pumping pipes 10 in parallel.

図1に示される構成例では揚水管10の第2端側から水を取り出す為に繊維材シート40が設けられたが、これに限定されない。揚水された水を毛細管現象等により異形断面繊維11から取り出すことが可能な材料であれば、繊維材シート40に替えて使用することが可能であり、具体的には微小多孔体や砂等の粉体の使用が考えられる。   In the configuration example shown in FIG. 1, the fiber material sheet 40 is provided in order to take out water from the second end side of the water pumping pipe 10, but this is not a limitation. Any material can be used in place of the fiber sheet 40 as long as the pumped water can be taken out from the modified cross-section fiber 11 by capillary action or the like. The use of powder is conceivable.

本実施形態の揚水装置は、図2を用いて説明した構成の揚水管10と、この揚水管10に縦続接続された別種の揚水管と、を備えていてもよい。また、本実施形態の揚水装置は、各々毛細管現象により液体を揚水する互いに別種または別サイズの第1揚水管と第2揚水管とが縦続接続されてなるものであってもよい。ここで、「別種」とは、例えば、一方の揚水管が異形断面繊維を用いたものであって他方の揚水管が中空繊維を用いたものである場合等である。また、「別サイズ」とは、例えば、双方の揚水管が共に異形断面繊維を用いたものであるが異形断面繊維のサイズが互いに異なる場合や、双方の揚水管が共に中空繊維を用いたものである中空繊維のサイズまたは内径が互いに異なる場合、等である。別種間で、揚水するための毛細管現象の隙間が小さい方は、入り口側に配置することで、フィルタとして機能させることも可能である。その場合は、フィルタ20を別に用いなくても良い。   The pumping apparatus of the present embodiment may include the pumping pipe 10 having the configuration described with reference to FIG. 2 and another type of pumping pipe connected in cascade to the pumping pipe 10. Moreover, the pumping apparatus of this embodiment may be formed by cascading a first pumping pipe and a second pumping pipe of different types or different sizes, each of which pumps liquid by capillary action. Here, the “different type” means, for example, a case where one pumping pipe uses a modified cross-section fiber and the other pumping pipe uses a hollow fiber. In addition, the “different size” means, for example, that both pumped pipes use modified cross-section fibers, but the different cross-section fibers have different sizes, or both pumped pipes use hollow fibers. When the hollow fibers have different sizes or inner diameters. If the gap between capillarity for pumping water between different species is smaller, it can be made to function as a filter by being arranged on the entrance side. In that case, the filter 20 may not be used separately.

図7は、揚水管10A,揚水管50および揚水管10Bが順に縦続接続されてなる揚水装置の構成を示す図である。揚水管10Aと揚水管50および揚水管10Bと揚水管50は、それぞれ接続部60で、接続されている。接続部60は、揚水管の接続により、液漏れがしないように、樹脂被覆等により、外被を密閉されている。揚水管10Aおよび揚水管10Bそれぞれは、図2および図5を用いて説明した揚水管10と同様の構成を有する。揚水管50は、揚水管10,10A,10Bとは別種のものであり、例えば図8および図9に示されるようなものである。図8は、揚水管50の断面図である。図9は、揚水管50に含まれる微小管51の断面図である。   FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a pumping device in which the pumping pipe 10A, the pumping pipe 50, and the pumping pipe 10B are connected in cascade. The pumping pipe 10 </ b> A and the pumping pipe 50, and the pumping pipe 10 </ b> B and the pumping pipe 50 are connected to each other by a connection portion 60. The connecting portion 60 is hermetically sealed with a resin coating or the like so that liquid leakage does not occur due to the connection of the pumping pipe. Each of the pumping pipe 10A and the pumping pipe 10B has the same configuration as the pumping pipe 10 described with reference to FIGS. The pumping pipe 50 is different from the pumping pipes 10, 10A, and 10B, and is, for example, as shown in FIGS. FIG. 8 is a cross-sectional view of the water pump 50. FIG. 9 is a cross-sectional view of the microtubule 51 included in the water pump 50.

揚水管50は、長手方向全長に亘って内径が略均一である貫通孔を有する微小管51を含む。揚水管50は、複数本(図8では109本)の微小管51を束ねて構成され、これらの外周が外被52で覆われている。揚水管50に含まれる各微小管51は、図9に断面図が示されるように、長手方向に亘って外径が略均一であるガラス部53に複数本(同図では91本)の貫通孔54が長手方向に設けられていて、このガラス部53の外周が被覆部55で覆われている。各貫通孔54は、長手方向全長に亘って内径が略均一である。各貫通孔54の内径は0.1μm以上100μm以下であるのが好適である。例えば、各貫通孔54の内径は8μm程度であり、ガラス部53の外径は125μm程度であり、被覆部55の外径は170μm程度であり、外被52の外径は2mm程度である。   The pumping pipe 50 includes a microtubule 51 having a through hole whose inner diameter is substantially uniform over the entire length in the longitudinal direction. The pumping pipe 50 is configured by bundling a plurality (109 in FIG. 8) of microtubules 51, and the outer periphery thereof is covered with a jacket 52. As shown in a cross-sectional view in FIG. 9, each microtube 51 included in the pumping pipe 50 has a plurality of (91 in the figure) penetrations in the glass portion 53 whose outer diameter is substantially uniform in the longitudinal direction. A hole 54 is provided in the longitudinal direction, and the outer periphery of the glass portion 53 is covered with a covering portion 55. Each through-hole 54 has a substantially uniform inner diameter over the entire length in the longitudinal direction. The inner diameter of each through hole 54 is preferably 0.1 μm or more and 100 μm or less. For example, the inner diameter of each through hole 54 is about 8 μm, the outer diameter of the glass portion 53 is about 125 μm, the outer diameter of the covering portion 55 is about 170 μm, and the outer diameter of the outer cover 52 is about 2 mm.

揚水管50に対して下側(貯水槽側)に配置される揚水管10Aの異形断面繊維11のサイズを揚水管50の貫通孔54の内径より小さくすることにより、揚水管10Aは揚水管50に対してフィルタとして機能し得る。また、揚水管50に対して上側に配置される揚水管10Bは、揚水した水を繊維材シート40に広げることを容易にする。なお、揚水管10A,10Bの異形断面繊維11が揚水管50の貫通孔54に入ることにより、異なる種類の揚水管を接続しても、毛細管現象による揚水が接続部で途絶えることなく実現される。   By making the size of the modified cross-section fiber 11 of the pumping pipe 10 </ b> A arranged on the lower side (water tank side) with respect to the pumping pipe 50 smaller than the inner diameter of the through-hole 54 of the pumping pipe 50, the pumping pipe 10 </ b> A becomes the pumping pipe 50. Can function as a filter. Moreover, the pumping pipe 10 </ b> B arranged on the upper side with respect to the pumping pipe 50 facilitates spreading the pumped water on the fiber material sheet 40. In addition, even if different types of pumping pipes are connected, pumping water by capillarity is realized without interruption at the connecting portion, because the modified cross-section fibers 11 of the pumping pipes 10A and 10B enter the through holes 54 of the pumping pipe 50. .

また、用途として本実施形態では植物への給水を挙げたが、この他に、気化熱による冷却等、水が必要とされる様々な用途に利用可能である。さらに、“揚水”、“貯水”等の用語を使用したが、液体としては水に限定されない。   Moreover, although the water supply to the plant was mentioned in this embodiment as an application, besides this, it can utilize for various uses for which water is required, such as cooling by the heat of vaporization. Furthermore, although terms such as “pumped water” and “water storage” are used, the liquid is not limited to water.

1…揚水装置、10,10A,10B…揚水管、11…異形断面繊維、12…外被、20…フィルタ、30…貯水槽、40…繊維材シート、50…揚水管、51…微小管、52…外被、53…ガラス部、54…貫通孔、55…被覆部、60…接続部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pumping device 10, 10A, 10B ... Pumping pipe, 11 ... Profile cross-section fiber, 12 ... Outer coating, 20 ... Filter, 30 ... Water tank, 40 ... Fiber material sheet, 50 ... Pumping pipe, 51 ... Microtube, 52 ... jacket, 53 ... glass part, 54 ... through hole, 55 ... covering part, 60 ... connection part.

Claims (7)

断面形状が非円形である複数本の異形繊維と、
液体を透過させない材料からなり前記複数本の異形繊維を覆う外被とを有し、
前記複数本の異形繊維間及び前記複数本の異形繊維と前記外被との隙間が毛細管として機能することにより、前記液体を揚水することを特徴とする揚水管。
A plurality of irregularly shaped fibers having a non-circular cross-sectional shape;
A jacket made of a material that does not allow liquid to pass through and covering the plurality of deformed fibers,
A pumping pipe characterized in that the liquid is pumped by a gap between the plurality of deformed fibers and a gap between the plurality of deformed fibers and the jacket functioning as a capillary tube.
前記複数本の異形繊維は、最外径が0.1μm以上100μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の揚水管。   The pumping pipe according to claim 1, wherein the plurality of deformed fibers have an outermost diameter of 0.1 µm or more and 100 µm or less. 前記複数本の異形繊維は、空孔部を有さないことを特徴とする請求項1に記載の揚水管。   The pumping pipe according to claim 1, wherein the plurality of deformed fibers do not have a hole portion. 請求項1または2に記載の揚水管と、この揚水管に含まれる複数本の異形断面繊維の間の想定される最小の隙間より目が小さいフィルタと、を備え、
前記フィルタの目を通過した液体を前記揚水管の第1端に供給し、その液体を毛細管現象により前記揚水管の前記第1端から第2端へ導く、
ことを特徴とする揚水装置。
The pump according to claim 1 or 2, and a filter having a mesh size smaller than an assumed minimum gap between a plurality of irregularly shaped cross-section fibers included in the pump.
Supplying the liquid that has passed through the eyes of the filter to the first end of the pumping pipe, and guiding the liquid from the first end to the second end of the pumping pipe by capillary action;
A pumping device characterized by that.
前記揚水管の外側から液体が漏出するように、前記揚水管の前記第2端を含む一定範囲において、前記外被の一部が除去されて前記複数本の異形断面繊維が露出している、ことを特徴とする請求項4に記載の揚水装置。   In a certain range including the second end of the water pumping pipe, a part of the jacket is removed and the plurality of modified cross-section fibers are exposed so that liquid leaks from the outside of the water pumping pipe, The water pumping device according to claim 4 characterized by things. 請求項1または2に記載の揚水管に従属接続される別の揚水管を有し、
前記別の揚水管は、前記異形繊維とは、別種又は別サイズの繊維有することを特徴とする請求項4記載の揚水装置。
Having another pumping pipe subordinately connected to the pumping pipe according to claim 1 or 2,
The pumping device according to claim 4, wherein the another pumping pipe has a fiber of a different type or a different size from the deformed fiber.
揚水するための毛細管現象として機能する隙間が小さい方の揚水管を、前記液体の採り入れ口側に配置することで、フィルタ機能を持たせたことを特徴とする請求項6記載の揚水装置。   The pumping device according to claim 6, wherein a filter function is provided by disposing a pumping pipe having a smaller gap functioning as a capillary phenomenon for pumping water on the liquid intake side.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2015080383A1 (en) * 2013-11-26 2015-06-04 조흥열 Wick for bottom watering for plant cultivation and method for manufacturing same

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