JP2665366B2 - 振動柱ポンプ - Google Patents
振動柱ポンプInfo
- Publication number
- JP2665366B2 JP2665366B2 JP1039261A JP3926189A JP2665366B2 JP 2665366 B2 JP2665366 B2 JP 2665366B2 JP 1039261 A JP1039261 A JP 1039261A JP 3926189 A JP3926189 A JP 3926189A JP 2665366 B2 JP2665366 B2 JP 2665366B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibrating
- tube
- liquid
- liquid guide
- pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Electromagnetic Pumps, Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、振動柱ポンプ、即ち、一端を水中に浸漬し
他端を空中にあるように配し且つ該他端をばねで弾接さ
れた弁板を介して吐出側導液管に連通させるようにした
パイプ（振動管）を、長手方向に振動させ、該パイプ内
を経て揚液させるようにしたポンプに関する。
他端を空中にあるように配し且つ該他端をばねで弾接さ
れた弁板を介して吐出側導液管に連通させるようにした
パイプ（振動管）を、長手方向に振動させ、該パイプ内
を経て揚液させるようにしたポンプに関する。
従来、この種の振動性ポンプは、下端を液中に浸漬し
上端を空中にあるように配したパイプの上端を、ばねで
弾接された弁板を介して吐出側導液管に連通させるよう
にしたパイプ自身を、長手方向に振動させ、該パイプ
（振動管）内を経て揚液させるようになっているもの
（一例として特開昭58−144700号公報参照）、或いは、
下端が液中に連通し、上端が、吐出口を備えた導液管中
に密封して挿通され該導液管中にて開口している振動管
の上端に、ばねで弾接された弁板を当接させ、上記振動
管を長手方向に振動させ、該振動管を経て揚液させるよ
うになっているもの（本出願人らが先に出願した特願昭
63−42123号明細書参照）などがある。
上端を空中にあるように配したパイプの上端を、ばねで
弾接された弁板を介して吐出側導液管に連通させるよう
にしたパイプ自身を、長手方向に振動させ、該パイプ
（振動管）内を経て揚液させるようになっているもの
（一例として特開昭58−144700号公報参照）、或いは、
下端が液中に連通し、上端が、吐出口を備えた導液管中
に密封して挿通され該導液管中にて開口している振動管
の上端に、ばねで弾接された弁板を当接させ、上記振動
管を長手方向に振動させ、該振動管を経て揚液させるよ
うになっているもの（本出願人らが先に出願した特願昭
63−42123号明細書参照）などがある。
ところが、これらの従来のものは、振動管の上端にば
ねで弾接させる弁板の背圧を積極的に制御するように配
慮された構造或いは形状のものではなかった。
ねで弾接させる弁板の背圧を積極的に制御するように配
慮された構造或いは形状のものではなかった。
上記のような振動柱ポンプを循環ポンプとして使用す
るときの作動過程は、２弁式のピストンポンプと比較し
て考えると大別して吸込過程と吐出し過程とに分けられ
る。この場合、振動柱ポンプでは導液管はピストンポン
プのシリンダに相当し、振動管の下降過程では、弁が解
放して振動管内の液体が導液管内に流入する。一方、振
動管の上昇過程では、弁が閉鎖し振動管のピストン作用
で導液管内の液体が吐出口から押し出される。
るときの作動過程は、２弁式のピストンポンプと比較し
て考えると大別して吸込過程と吐出し過程とに分けられ
る。この場合、振動柱ポンプでは導液管はピストンポン
プのシリンダに相当し、振動管の下降過程では、弁が解
放して振動管内の液体が導液管内に流入する。一方、振
動管の上昇過程では、弁が閉鎖し振動管のピストン作用
で導液管内の液体が吐出口から押し出される。
ところで、振動管内の液体が導液管内に流入するため
には、振動管内の圧力が導液管内の圧力より大きくなっ
て弁が開放する必要があるが、吐出口の圧力が、振動管
の長手方向の振動によって振動管内の弁直下に発生する
圧力変動の最大値よりも大きい場合には、弁は開放しな
い。即ち、２弁式のピストンポンプでは、吸込過程で吐
出し側の弁が閉鎖して吐出圧力を遮断するため、吸込側
の弁には吐出側の圧力はかからず、その作動に吐出側の
条件が影響を及ぼすことはない。ところが、振動柱ポン
プでは、吸込、吐出の両過程を一つの弁だけで開閉動作
を行なうために、吐出側の条件が該弁の作動に影響を及
ぼす。
には、振動管内の圧力が導液管内の圧力より大きくなっ
て弁が開放する必要があるが、吐出口の圧力が、振動管
の長手方向の振動によって振動管内の弁直下に発生する
圧力変動の最大値よりも大きい場合には、弁は開放しな
い。即ち、２弁式のピストンポンプでは、吸込過程で吐
出し側の弁が閉鎖して吐出圧力を遮断するため、吸込側
の弁には吐出側の圧力はかからず、その作動に吐出側の
条件が影響を及ぼすことはない。ところが、振動柱ポン
プでは、吸込、吐出の両過程を一つの弁だけで開閉動作
を行なうために、吐出側の条件が該弁の作動に影響を及
ぼす。
従って、振動柱ポンプでは、振動管内の圧力変動の最
大値より大きな吐出圧力を得ることができないという問
題点があった。
大値より大きな吐出圧力を得ることができないという問
題点があった。
本発明は、上記した従来技術の有する問題点に鑑みて
なされたものであり、簡単な構造で高い吐出圧力の得ら
れる振動柱ポンプを提供することを目的としている。
なされたものであり、簡単な構造で高い吐出圧力の得ら
れる振動柱ポンプを提供することを目的としている。
上記の目的を達成するために、本発明は、下端が液中
に連通し、上端が弾接された弁を介して導液管中に開口
している振動管を、長手方向に加振する加振手段を備え
た振動柱ポンプにおいて、上記導液管に空気室を連通
し、該空気室の気体と導液管中の液体とで形成される振
動系が、気体がばね、液体が質量に相当するばね質量系
になるように構成し、系の固有振動数が振動管の加振振
動数に一致させられるように、空気室の体積調整機構を
設けたことを特徴としている。
に連通し、上端が弾接された弁を介して導液管中に開口
している振動管を、長手方向に加振する加振手段を備え
た振動柱ポンプにおいて、上記導液管に空気室を連通
し、該空気室の気体と導液管中の液体とで形成される振
動系が、気体がばね、液体が質量に相当するばね質量系
になるように構成し、系の固有振動数が振動管の加振振
動数に一致させられるように、空気室の体積調整機構を
設けたことを特徴としている。
本発明は上記のように構成されているので、振動管の
長手方向の振動により、弁の閉鎖中に振動管内に発生す
る圧力変動は、普通、振動管の変位と同位相であるか
ら、最大圧力が発生するのは管が最高位置に達したとき
である。このとき、導液管、つまり振動管より弁を経て
吐出された液を吐出口へ導く管部分（吐出ケーシング部
分に相当する。）の内部圧力が、振動管内の弁直下の圧
力よりも小さければ該弁が開放するための必要条件を満
足する。
長手方向の振動により、弁の閉鎖中に振動管内に発生す
る圧力変動は、普通、振動管の変位と同位相であるか
ら、最大圧力が発生するのは管が最高位置に達したとき
である。このとき、導液管、つまり振動管より弁を経て
吐出された液を吐出口へ導く管部分（吐出ケーシング部
分に相当する。）の内部圧力が、振動管内の弁直下の圧
力よりも小さければ該弁が開放するための必要条件を満
足する。
上記の必要条件を満足するために、本発明は次のよう
な方法（手段）を用いている。即ち、上記導液管に空気
室を連通し、該導液管部分と空気室とで構成した振動系
を振動管の加振振動数と共振させるようにすると、該導
液管内の圧力も変動する。従って、上記のように共振を
利用すれば、空気室を連通しないといの導液管内の圧力
が、振動管内弁直下の最大圧力よりも高い場合でも、導
液管内の圧力変動の最小値を振動管内弁直下の圧力より
も小さくすることができる。
な方法（手段）を用いている。即ち、上記導液管に空気
室を連通し、該導液管部分と空気室とで構成した振動系
を振動管の加振振動数と共振させるようにすると、該導
液管内の圧力も変動する。従って、上記のように共振を
利用すれば、空気室を連通しないといの導液管内の圧力
が、振動管内弁直下の最大圧力よりも高い場合でも、導
液管内の圧力変動の最小値を振動管内弁直下の圧力より
も小さくすることができる。
また、一般に固有振動数近傍では、加振変位に対して
圧力変動の位相は、０度から180度まで急激に変化する
から、空気室の体積を空気調節弁により調節して固有振
動数を変化させ、振動管内弁直下の最高圧力と導液管内
の最小圧力の位相を一致させることが可能である。この
ようにすれば、最小圧力時の導液管へ吐出された液を共
振による圧力上昇により、振動管内の弁直下に発生する
最高圧力よりも高い吐出し圧力を得ることができる。
圧力変動の位相は、０度から180度まで急激に変化する
から、空気室の体積を空気調節弁により調節して固有振
動数を変化させ、振動管内弁直下の最高圧力と導液管内
の最小圧力の位相を一致させることが可能である。この
ようにすれば、最小圧力時の導液管へ吐出された液を共
振による圧力上昇により、振動管内の弁直下に発生する
最高圧力よりも高い吐出し圧力を得ることができる。
また、空気室の内部に弾性膜を設置し、該膜を、振動
管の長手方向振動と同期して振動させるようにすると、
該膜振動によって空気室内の空気を圧縮、膨張させて吐
出側導液管内の液体の圧力変動を得る。この場合、気体
を直接圧縮、膨張させるので、それだけ大きな圧力変動
が得られる。
管の長手方向振動と同期して振動させるようにすると、
該膜振動によって空気室内の空気を圧縮、膨張させて吐
出側導液管内の液体の圧力変動を得る。この場合、気体
を直接圧縮、膨張させるので、それだけ大きな圧力変動
が得られる。
次に、本発英の実施例を図面と共に説明する。
第１図は、本発明の一実施例を示す振動柱ポンプの縦
断面図である。
断面図である。
図において、１は磁性材で作られた振動管で、該振動
管１の上端には、ばね２によって弾発された板状の弁３
が圧接（弾接）され、下端には、コイルばね４が介装さ
れて該振動管１を中立位置に弾性支持している。上記振
動管１の外側には、電磁コイル５が配設され、該コイル
５に正弦波電流を流すことにより、振動管１を長手方向
に振動させるようになっている。また振動管１の下方に
は、静止管６がケーシング12に固設されており、該静止
管６の下端は液中に没している。
管１の上端には、ばね２によって弾発された板状の弁３
が圧接（弾接）され、下端には、コイルばね４が介装さ
れて該振動管１を中立位置に弾性支持している。上記振
動管１の外側には、電磁コイル５が配設され、該コイル
５に正弦波電流を流すことにより、振動管１を長手方向
に振動させるようになっている。また振動管１の下方に
は、静止管６がケーシング12に固設されており、該静止
管６の下端は液中に没している。
上記ケーシング12は、電磁コイル５を振動管１を中心
にして輪状に巻くようにして内装し、且つ中心部には、
振動管１を密封して挿通する通路12aを形成しており、
該通路12aは、下方が静止管６を経て液中に連通し、上
方は、振動管１より弁３を経て吐出される液を吐出口10
へ導くように内径を若干大きく形成した導液管13に連通
している。該導液管13の上方には空気室７が連通して形
成されており、外気に連通された空気調節弁９を開閉す
ることによって、空気室７内の空気量を調節し、導液管
13内の圧力変動の振幅と、圧力変動と振動管変位との位
相関係を調節するようになっている。図中、８は導液管
内の液面、11は吸入口である。
にして輪状に巻くようにして内装し、且つ中心部には、
振動管１を密封して挿通する通路12aを形成しており、
該通路12aは、下方が静止管６を経て液中に連通し、上
方は、振動管１より弁３を経て吐出される液を吐出口10
へ導くように内径を若干大きく形成した導液管13に連通
している。該導液管13の上方には空気室７が連通して形
成されており、外気に連通された空気調節弁９を開閉す
ることによって、空気室７内の空気量を調節し、導液管
13内の圧力変動の振幅と、圧力変動と振動管変位との位
相関係を調節するようになっている。図中、８は導液管
内の液面、11は吸入口である。
第２図は、上記した振動柱ポンプの電磁コイル５に正
弦波電流を流して作動させたときの振動管内弁直下の圧
力と導液管内の圧力の時間的変動を示す作用線図で、吐
出側圧力PD、導液管13内の圧力P2、振動管１内の弁直下
圧力P1の各関係を、横軸に時間ｔをとって示したもので
ある。振動管１が静止しているとき、吸込液面から弁３
までの高さをＬとすれば、静止中の吸込管内弁直下圧力
は、Pa−ρLg（Pa:大気圧、ρ：液体の密度、g:重量加
速度）であるから、振動管１が長手方向に振動している
ときの振動管１内の弁直下圧力P1は、図のように（Pa−
ρLg）を中心に変動する。これに対して、導液管13内の
圧力P2は、空気室７を取り付けることにより、吐出側圧
力PDを中心に図のように変動する。
弦波電流を流して作動させたときの振動管内弁直下の圧
力と導液管内の圧力の時間的変動を示す作用線図で、吐
出側圧力PD、導液管13内の圧力P2、振動管１内の弁直下
圧力P1の各関係を、横軸に時間ｔをとって示したもので
ある。振動管１が静止しているとき、吸込液面から弁３
までの高さをＬとすれば、静止中の吸込管内弁直下圧力
は、Pa−ρLg（Pa:大気圧、ρ：液体の密度、g:重量加
速度）であるから、振動管１が長手方向に振動している
ときの振動管１内の弁直下圧力P1は、図のように（Pa−
ρLg）を中心に変動する。これに対して、導液管13内の
圧力P2は、空気室７を取り付けることにより、吐出側圧
力PDを中心に図のように変動する。
上記導液管13内の圧力P2の圧力変動の振幅と、P1に対
する位相関係は、第１図の空気調節弁９の開閉により空
気量を加減することで調節することができる。第２図の
斜線部分ａのように、P2よりP1が大きくなれば、そのと
き弁３が開放して、振動管１内の液体が導液管13内に流
入する。このようにして導液管13内に補給された液体
は、振動管１の上昇過程のピストン作用で吐出口10より
流出する。
する位相関係は、第１図の空気調節弁９の開閉により空
気量を加減することで調節することができる。第２図の
斜線部分ａのように、P2よりP1が大きくなれば、そのと
き弁３が開放して、振動管１内の液体が導液管13内に流
入する。このようにして導液管13内に補給された液体
は、振動管１の上昇過程のピストン作用で吐出口10より
流出する。
第３図は、本発明の他の実施例を示す振動柱ポンプの
縦断面図であって、図中、第１図に記載した符号と同一
の符号は同一ないし同類部分を示すものとする。
縦断面図であって、図中、第１図に記載した符号と同一
の符号は同一ないし同類部分を示すものとする。
この実施例では、空気室７が、導液管13の上端部と通
路7aで連通されるようにして側方に分離して設けられて
おり、該空気室７の内部には、弾性体からなる膜15が設
置されており、該膜15は、振動管１の長手方向振動を腕
16に伝達させて振動させるようになっている。図中、14
はシール部材である。
路7aで連通されるようにして側方に分離して設けられて
おり、該空気室７の内部には、弾性体からなる膜15が設
置されており、該膜15は、振動管１の長手方向振動を腕
16に伝達させて振動させるようになっている。図中、14
はシール部材である。
この実施例によれば、上記膜15の振動により、空気室
７内の空気を圧縮、膨脹させて導液管13内の液体の圧力
変動を得る。この場合、気体を直接圧縮、膨脹させるの
で、前記した第１図に示した実施例より大きな圧力変動
が得られる。
７内の空気を圧縮、膨脹させて導液管13内の液体の圧力
変動を得る。この場合、気体を直接圧縮、膨脹させるの
で、前記した第１図に示した実施例より大きな圧力変動
が得られる。
本発明は上述のように構成されているので、次のよう
な効果を奏する。
な効果を奏する。
下端を液中に連通させた振動管が密封して挿通してい
る吐出口を備えた導液管に、空気室を有する部屋を連通
し、振動管の長手方向振動によって該空気室と導液管中
の液体によって形成される振動系を共振させるようにし
たことにより、該導液管中の液体に大きな圧力変動を起
こさせ、振動管内の圧力変動の最大値より大きな吐出圧
力を得ることができる。
る吐出口を備えた導液管に、空気室を有する部屋を連通
し、振動管の長手方向振動によって該空気室と導液管中
の液体によって形成される振動系を共振させるようにし
たことにより、該導液管中の液体に大きな圧力変動を起
こさせ、振動管内の圧力変動の最大値より大きな吐出圧
力を得ることができる。
また、導液管に連通される空気室の内部に、弾性体か
らなる膜を設置し、該膜を振動管の長手方向振動と同期
して振動させるようにすることにより、空気室の気体を
直接圧縮、膨脹させ、より大きな圧力変動を得て高い吐
出圧力を得ることができる。
らなる膜を設置し、該膜を振動管の長手方向振動と同期
して振動させるようにすることにより、空気室の気体を
直接圧縮、膨脹させ、より大きな圧力変動を得て高い吐
出圧力を得ることができる。
第１図は本発明の一実施例を示す振動柱ポンプの縦断面
図、第２図は振動管内弁直下の圧力と導液管内の圧力の
時間的変動を示す線図、第３図は本発明の他の実施例を
示す縦断面図である。 １……振動管、２……ばね、３……弁、 ４……コイルばね、５……電磁コイル、 ６……静止管、７……空気室、 ９……空気調節弁、10……吐出口、 11……吸入口、12……ケーシング、 13……導液管、15……膜、 16……腕。
図、第２図は振動管内弁直下の圧力と導液管内の圧力の
時間的変動を示す線図、第３図は本発明の他の実施例を
示す縦断面図である。 １……振動管、２……ばね、３……弁、 ４……コイルばね、５……電磁コイル、 ６……静止管、７……空気室、 ９……空気調節弁、10……吐出口、 11……吸入口、12……ケーシング、 13……導液管、15……膜、 16……腕。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 檜山 浩国 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 山本 和義 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 橋本 弘之 宮城県仙台市鶴ケ谷８丁目12番16号
Claims (3)
- 【請求項１】下端が液中に連通し、上端が吐出口を備え
た導液管中に密封して挿通され該導液管中にて開口して
いる振動管と、不動部分に一端が当接して弾発している
ばねの他端にて振動管の上端に当接している弁板と、振
動管を長手方向に加振する加振手段とを備えた振動柱ポ
ンプにおいて、上記導液管に空気室を有する部屋を連通
し、振動管の長手方向振動によって、該空気室と導液管
中の液体とによって形成される振動系が共振するように
該空気室の体積を調整して、導液管中の液体に大きな圧
力変動を起こさせるようにしたことを特徴とする振動柱
ポンプ。 - 【請求項２】導液管に連通される空気室の内部に、弾性
体からなる膜を設置し、該膜を振動管の長手方向振動と
同期して振動させるようにしたことを特徴とする請求項
１記載の振動柱ポンプ。 - 【請求項３】空気室に、空気調節弁を設けたことを特徴
とする請求項１又は２記載の振動柱ポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1039261A JP2665366B2 (ja) | 1989-02-21 | 1989-02-21 | 振動柱ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1039261A JP2665366B2 (ja) | 1989-02-21 | 1989-02-21 | 振動柱ポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02218896A JPH02218896A (ja) | 1990-08-31 |
| JP2665366B2 true JP2665366B2 (ja) | 1997-10-22 |
Family
ID=12548198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1039261A Expired - Lifetime JP2665366B2 (ja) | 1989-02-21 | 1989-02-21 | 振動柱ポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2665366B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61265399A (ja) * | 1985-05-17 | 1986-11-25 | Hiroyuki Hashimoto | 振動柱揚液装置 |
| JPS61275600A (ja) * | 1985-05-30 | 1986-12-05 | Ebara Corp | 振動柱ポンプ |
-
1989
- 1989-02-21 JP JP1039261A patent/JP2665366B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61265399A (ja) * | 1985-05-17 | 1986-11-25 | Hiroyuki Hashimoto | 振動柱揚液装置 |
| JPS61275600A (ja) * | 1985-05-30 | 1986-12-05 | Ebara Corp | 振動柱ポンプ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02218896A (ja) | 1990-08-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3743446A (en) | Standing wave pump | |
| JP4795428B2 (ja) | ポンプ | |
| KR100851369B1 (ko) | 선형 압축기 | |
| US20020164255A1 (en) | Linear resonance pump and methods for compressing fluid | |
| KR20020025357A (ko) | 압축기의 흡입 머플러 | |
| JP2008525709A (ja) | 反動駆動エネルギー伝達装置 | |
| JP2000136776A (ja) | 圧縮機 | |
| JPH09287551A (ja) | 斜板ポンプ | |
| US6589028B1 (en) | Diaphragm pump | |
| JPH09126345A (ja) | 弁を制御する方法および電磁弁 | |
| US4737083A (en) | Diaphragm pump with an elastic filter disk | |
| JP2665366B2 (ja) | 振動柱ポンプ | |
| JP2665367B2 (ja) | 振動柱ポンプ | |
| US6638032B1 (en) | Acoustic vacuum pump | |
| JP2665368B2 (ja) | 振動柱ポンプ | |
| JP2002267039A (ja) | 電磁制御弁 | |
| JP3072839U (ja) | 電磁マイクロポンプ | |
| JP2835519B2 (ja) | 圧電ポンプ | |
| JPH1047254A (ja) | 電磁ポンプ | |
| JP2005169292A (ja) | 振動装置 | |
| JPH06296687A (ja) | 透過膜装置一体型ポンプ | |
| JPH0335890Y2 (ja) | ||
| JP3072834U (ja) | 電磁マイクロポンプ | |
| JPS6155378A (ja) | 振動柱ポンプ | |
| JP2935042B2 (ja) | 圧電ポンプ |