JP3028251B2 - 汲み揚げ方法およびそれに用いる装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固体，液体および固液
混合体（以下、被揚体という）の汲み揚げ方法およびそ
れに用いる装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、真空ポンプ３による水等（液
体）、または土砂等を含む水等（固液混合体）の吸引に
は、例えば図６に示す汲み揚げ装置が用いられている。
すなわち、液面上方に配設される真空室１と、上記真空
室１内を被揚体内に連通する汲み揚げ管２と、真空ポン
プ３を備えており、この真空ポンプ３を用いて上記真空
室１内を減圧することにより上記汲み揚げ管２内に大気
圧との差圧による液柱をつくり、この液柱の上昇高さに
液体を汲み揚げるようにし、この汲み揚げた液体は上記
液面より低位置に排出されるか、または、真空ポンプ３
を停止して減圧を一旦停止したのち真空室１を開放して
排出される。

【０００３】また、最近では、図７に示すように、上記
汲み揚げ装置に気泡ポンプを組み合わせた汲み揚げ装置
が一部で実施されている。すなわち、上記汲み揚げ管２
の下端に空気を送り込むことにより上記液柱を気液混合
状態にして全体比重を軽減し、これにより、上記図６の
真空ポンプ３を用いただけの汲み揚げよりも、汲み揚げ
管２内につくられる液柱の上昇高さをはるかに高くでき
るようにしたものである。例えば、上記液体を水とし、
真空ポンプ３によつて真空室１内につくられる圧力を１
／２気圧、汲み揚げ管２内に送られる空気の容積量（大
気、真空ポンプ３からの排気、または、コンプレツサー
５からの送風）を揚水される上記水の容積の２倍の量と
した場合、まず真空室１内の減圧により汲み揚げ管２内
に略５ｍの水柱ができ、そして、汲み揚げ管２内に空気
を送り込むことにより汲み揚げ管２内の水と空気との混
合体の平均比重が水だけの比重の１／３となり、このた
め、上記水柱の上昇高さは５ｍの３倍である１５ｍに達
することになる。このようにして、液体は高い所にまで
汲み揚げられ、この真空室１内に汲み揚げられた液体
は、真空室１の下部から下方に延びる排出管４に流れ込
み、その先端から外部に取り出される。

【０００４】そして、上記排出管４内に溜まる液体の液
面位置が上記真空室１内の負圧度よりも低いうち（図７
の場合は略５ｍ）は外部の大気圧の方が上記排出管４内
の圧力より高いことから、その先端に取り付けた逆止弁
８は閉じた状態となり、上記排出管４内への外気の侵入
を防ぎ、上記液面位置が上記真空室１内の負圧度より高
くなると上記排出管４内の圧力が外部の大気圧より高く
なつて逆止弁８が開き、液体が外部に自然流出する。図
において、６は吸気管、７はミストセパレータ、９は空
気供給管である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
両汲み揚げ装置では、上記排出管４の長さは、真空室１
内の負圧度により上記排出管４内につくられる液柱の上
昇高さよりも長くしておかなければならない。このた
め、液体を上記真空室１の高さにまで汲み揚げたにもか
かわらず、取り出し位置が低位置になり実質揚程が低く
なるという欠点がある。しかも、被揚体が液体または固
液混合体に限られるという欠点もある。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、液体および固液混合体だけでなく固体をも有効
に汲み揚げることができ、しかも、真空室の負圧を保ち
ながら真空室を開放することなく真空室の下部近傍から
被揚体を外部に取り出すことのできる汲み揚げ方法およ
びそれに用いる装置の提供をその目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、被揚体より上方に配設した真空室内を汲
み揚げ管を介して被揚体内に連通し、上記真空室内を減
圧手段で減圧することにより、大気圧との差圧を利用し
て汲み揚げ管内に被揚体を上昇させて真空室内に汲み揚
げ、上記真空室の上部空間と上記真空室の下側に設けた
圧力切換室の上部空間とを圧力切換手段を介して連通
し、この圧力切換手段を、上記圧力切換室を真空室に連
通させ外気には連通させない第１の状態と、上記圧力切
換室を外気に連通させ真空室には連通させない第２の状
態とに切り換え自在に構成し、上記圧力切換手段が第１
の状態にあるときは、上記真空室の底部に設けた内部排
出口を開け、上記圧力切換室の底部に設けた外部排出口
を閉じ、上記真空室内に汲み揚げた被揚体を圧力切換室
に内部排出口を通して落下させ、上記圧力切換手段が第
２の状態にあるときは、上記外部排出口を開け、上記内
部排出口を閉じ、上記圧力切換室内の被揚体を外部排出
口を通して外部に落下させるようにした汲み揚げ方法を
第１の要旨とし、被揚体の上方に配設される真空室と、
上記真空室内を被揚体内に連通する汲み揚げ管と、上記
真空室内を減圧する減圧手段を備え、上記真空室の下側
に、上記真空室の底部に設けた内部排出口を介して圧力
切換室を設け、この内部排出口に、圧力切換室が上記真
空室に連通した状態で開き外気に連通した状態で閉じる
第１弁を設け、上記圧力切換室の底部に外部排出口を設
け、この外部排出口に、上記第１弁とは逆に動作する第
２弁を設け、上記真空室の上部空間と圧力切換室の上部
空間とを圧力切換手段を介して連通し、この圧力切換手
段を、上記圧力切換室を真空室に連通させ外気には連通
させない状態と、上記圧力切換室を外気に連通させ真空
室には連通させない状態とに切り換え自在に構成した汲
み揚げ装置を第２の要旨とする。

【０００８】

【作用】すなわち、本発明は、被揚体の上方に配設され
る真空室と、上記真空室内を被揚体内に連通する汲み揚
げ管と、上記真空室内を減圧する減圧手段を備えている
ため、上記減圧手段により真空室内に負圧を発生させる
ことで上記汲み揚げ管を通じて被揚体が上記真空室内に
汲み揚げられる。また、上記真空室の下側に、この真空
室の底部に設けた内部排出口を介して圧力切換室を設
け、上記真空室の上部空間と圧力切換室の上部空間とを
圧力切換手段を介して連通している。また、上記内部排
出口に、圧力切換室が上記真空室に連通した状態で開き
外気に連通した状態で閉じる第１弁を設け、上記圧力切
換室の底部に外部排出口を設け、この外部排出口に、上
記第１弁とは逆に動作する第２弁を設けているため、上
記圧力切換手段により、圧力切換室を真空室に連通させ
ず外気とは連通させる状態にすることで、上記第１弁は
真空室の負圧と圧力切換室の大気圧との気圧差により閉
じた状態になり、上記真空室内に汲み揚げられた被揚体
は真空室内に蓄積される。つぎに、上記圧力切換手段に
より、圧力切換室を真空室に連通させ外気とは連通させ
ない状態にすると、圧力切換室内は真空室と同圧にな
り、上記第１弁は開く。このため、上記真空室内に蓄積
された被揚体は自重により圧力切換室内に落下する。こ
の時、第２弁は圧力切換室内が負圧であるため外気との
圧力差で閉じられており、圧力切換室内に落下した被揚
体はそこで蓄積される。

【０００９】そののち、上記圧力切換手段により、圧力
切換室を真空室に連通させず外気とは連通させる状態に
すると、真空室は負圧を維持し、圧力切換室内は大気圧
となり、圧力切換室内に蓄積された被揚体は自重により
大気中に落下する。このような動作を繰り返すことによ
り、真空室を常に負圧として被揚体の吸引状態を持続し
ながら、汲み揚げた被揚体を断続的に外部に排出するこ
とができる。したがつて、真空室がどのような位置にあ
つても真空室内に汲み揚げられた被揚体は圧力切換室を
介して外部に取り出すことができ、また、被揚体とし
て、固体，液体および固液混合体に適用することができ
る。

【００１０】つぎに、本発明を実施例にもとづいて詳し
く説明する。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の汲み揚げ装置の一実施例を示
す説明図である。図において、圧力切換室１０を真空室
１の下側に設け、上記真空室１と圧力切換室１０とを圧
力切換手段１７を介して連通したことがこの発明の特長
である。それ以外の部分は従来例と同様の構造であり、
同様の部品には同じ部番を付している。

【００１２】上記圧力切換手段１７は、上記真空室１と
圧力切換室１０とに隣接して設けられる上下両端閉塞状
の筒状の弁室１１と、この弁室１１内に摺動自在に配設
される筒状の通気切換弁２１を備えている。上記弁室１
１は、図２および図３に示すように、その上部に真空室
１に通じる第１通気孔２６、中央部に圧力切換室１０に
通じる第２通気孔２８、底部に圧力切換室１０に通じる
第４通気孔２７および外気に通じる第３通気孔２４を有
し、それぞれ対応部に配管を介して連通している。

【００１３】上記通気切換弁２１は硬質の歪みの少ない
素材、例えば鉄製であり、仕切り板１９で上室２９と下
室３０の２室に仕切られている。そして、上記通気切換
弁２１が弁室１１の最上部の位置にあるときに、上記弁
室１１の第１通気孔２６および第２通気孔２８に対応す
るように上室２９に孔３１，３２があけられており、こ
れら両孔３１，３２を介して上記真空室１内と圧力切換
室１０内とが連通している。また、上記通気切換弁２１
が弁室１１の最下部の位置にあるときに、圧力切換室１
０に通じる第４通気孔２７および外気に通じる第３通気
孔２４に対応するように下室３０に孔３３，３４があけ
られており、これら両孔３３，３４を介して外気と圧力
切換室１０とが連通している。このとき、上室２９の各
孔３１，３２と弁室１１の第１通気孔２６および第２通
気孔２８とは対応しなくなつている。このように、真空
室１は常に負圧であり、圧力切換室１０内は真空室１内
と同圧の場合と大気圧の場合とを繰り返す。したがつ
て、上記通気切換弁２１は圧力切換室１０が大気圧にな
つたとき弁室１１の下部も大気圧となり、上部が負圧と
なるため、圧力差で弁室１１の上端部まで押し上げられ
る。上端部まで押し上げられたとき上記第１通気孔２６
および第２通気孔２８が上記真空室１と圧力切換室１０
とを連通して両室が同圧となり、通気切換弁２１は自重
により弁室１１の下端部まで落下する。そのとき、上記
のように、外気が圧力切換室１０に流れ込み、弁室１１
の下部が大気圧となり再び通気切換弁２１は上部に上昇
する。この動作を繰り返すことによつて真空室１からの
被揚体の排出が可能となる。図において、４０〜４４は
通気切換弁２１の側壁の外周面に装着したＯリング、４
５は弁室１１の上端開口を蓋する上蓋、４６は弁室１１
の下端開口を蓋する下蓋でる。

【００１４】また、上記真空室１と圧力切換室１０との
間に介在する第１逆止弁１４と、上記圧力切換室１０と
外部との間に介在する第２逆止弁１６とは、固形物の通
過にも対応させるため、図４に示すように、弁材に軟質
の強靱な防水シート（例えば、ナイロンシート，レザー
シート等）３７を用いて形成されている。すなわち、、
環状上枠３５ａと、筒状縦枠３５ｂと、環状下枠３５ｃ
とで構成される枠体３５と、上記上枠３５ａの下面に固
定される円筒体３６と、この円筒体３６の下部を斜めに
切り欠いて形成された切り欠き孔３６ａおよび下端開口
部３６ｂを覆う状態で、上記円筒体３６に装着される下
端開口状の上記シート弁３７からなり、上記真空室１が
負圧で圧力切換室１０が大気圧である場合には、第１逆
止弁１４のシート弁３７が上記真空室１の負圧により円
筒体３６内に吸引されて上記切り欠き孔３６ａおよび下
端開口部３６ｂに密着して閉塞するため、第１逆止弁１
４は閉じた状態となる。また、そのとき、第２逆止弁１
６は、圧力切換室１０内が外気と同圧になるため圧力切
換室１０内の被揚体はその自重により密着し合つたシー
ト弁３７に抗してシート弁３７内と円筒体３６との閉塞
を解放し、外部に放出される。また、真空室１と圧力切
換室１０が同圧である場合には、上記第１逆止弁１４と
第２逆止弁１６は前述の場合と全く逆の作用をする。

【００１５】なお、上記実施例では、上記圧力切換手段
１７は負圧を利用して自動的に弁の切り換えを行うよう
にしているが、これに限定するものではなく、図５に示
すように、手動により三方弁１８の切り換えを行うよう
にしてもよいし、または電動により弁の切り換えを行う
ようにしてもよい。

【００１６】また、上記実施例では、通気切換弁２１の
側壁にＯリング４０〜４４を装着しているが、これに限
定するものではなく、弁室１１の側壁の内周面に装着し
てもよい。

【００１７】なお、上記実施例では、気泡ポンプを用い
ていないが、これに限るものではなく、気泡ポンプを組
み合わせた汲み揚げ装置にしてもよい。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、真空室
がどのような位置にあつても真空室内に汲み揚げられた
被揚体は圧力切換室を介して外部に取り出すことがで
き、また、被揚体として、固体，液体および固液混合体
に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す説明図である。

【図２】上記実施例に用いる圧力切換手段を示す説明図
である。

【図３】上記圧力切換手段の作動を示す説明図である。

【図４】逆止弁を示す説明図である。

【図５】上記圧力切換手段の他の実施例を示す説明図で
ある。

【図６】従来例を示す説明図である。

【図７】従来例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 真空室 ２ 汲み揚げ管 ３ 真空ポンプ １０ 圧力切換室 １１ 弁室 １３ 内部排出口 １４ 第１逆止弁 １５ 外部排出口 １６ 第２逆止弁 １７ 圧力切換手段 ２１ 通気切換弁 ３５ 枠体 ３６ 円筒体 ３７ シート弁

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被揚体より上方に配設した真空室１内を
   汲み揚げ管２を介して被揚体内に連通し、上記真空室１
   内を減圧手段３で減圧することにより、大気圧との差圧
   を利用して汲み揚げ管２内に被揚体を上昇させて真空室
   １内に汲み揚げ、上記真空室１の上部空間と上記真空室
   １の下側に設けた圧力切換室１０の上部空間とを圧力切
   換手段１７を介して連通し、この圧力切換手段１７を、
   上記圧力切換室１０を真空室１に連通させ外気には連通
   させない第１の状態と、上記圧力切換室１０を外気に連
   通させ真空室１には連通させない第２の状態とに切り換
   え自在に構成し、上記圧力切換手段１７が第１の状態に
   あるときは、上記真空室１の底部に設けた内部排出口１
   ３を開け、上記圧力切換室１０の底部に設けた外部排出
   口１５を閉じ、上記真空室１内に汲み揚げた被揚体を圧
   力切換室１０に内部排出口１３を通して落下させ、上記
   圧力切換手段１７が第２の状態にあるときは、上記外部
   排出口１５を開け、上記内部排出口１３を閉じ、上記圧
   力切換室１０内の被揚体を外部排出口１５を通して外部
   に落下させるようにしたことを特徴とする汲み揚げ方
   法。
2. 【請求項２】 被揚体の上方に配設される真空室１と、
   上記真空室１内を被揚体内に連通する汲み揚げ管２と、
   上記真空室１内を減圧する減圧手段３を備え、上記真空
   室１の下側に、上記真空室１の底部に設けた内部排出口
   １３を介して圧力切換室１０を設け、この内部排出口１
   ３に、圧力切換室１０が上記真空室１に連通した状態で
   開き外気に連通した状態で閉じる第１弁１４を設け、上
   記圧力切換室１０の底部に外部排出口１５を設け、この
   外部排出口１５に、上記第１弁１４とは逆に動作する第
   ２弁１６を設け、上記真空室１の上部空間と圧力切換室
   １０の上部空間とを圧力切換手段１７を介して連通し、
   この圧力切換手段１７を、上記圧力切換室１０を真空室
   １に連通させ外気には連通させない状態と、上記圧力切
   換室１０を外気に連通させ真空室１には連通させない状
   態とに切り換え自在に構成したことを特徴とする汲み揚
   げ装置。
3. 【請求項３】 上記第１弁１４および第２弁１６が、筒
   体３６の下端開口に気密性シート３７を巻き付けた逆止
   弁で構成されている請求項２記載の汲み揚げ装置。