JP4684193B2 - 水流ポンプ - Google Patents

Description

本発明は水流ポンプに関するものであり、例えば水槽の水替え作業時等において好適に使用することができる。

空気や水等を吸引する際に用いる一般的な器具として、水流ポンプ（アスピレーター）が挙げられる。水流ポンプは、流水管の内腔に向けて吸引管が開口した構造をしており、流水管を水栓に接続して該流水管に水を流したとき、この水の流れによる引き込み力によって吸引管内が陰圧となり、吸引管の他方側開口から吸引できるというものである。

水流ポンプは、各種実験で吸引濾過する際や飼育水槽内の水を排出する際等、様々な場面で利用されている。例えば特許文献１には、スカム（scum）を吸引除去する際に好適なものとして、高い吸引力が得られ、スカムのみを除去可能な水流ポンプが提案されている。この特許文献１記載の水流ポンプは、水流ポンプ本体の吐出口を水封する構造としたものであり、この水封構造により外部からの空気の流入が遮断される結果、吸引力が高められ、また水量の変化に対応させた吸引力を発揮させることができるというものである。
特開平８−１０９９００号公報

ところで、魚等の飼育水槽の水替えを行う場合等においては、水槽内の大量の水を汲み出さなければならない上、様々な沈殿物を吸い取る必要があることから、強力に吸引することのできる水流ポンプが求められている。

そこで本発明においては、強い吸引力を発揮し得る水流ポンプを提供することを目的とする。

本発明に係る水流ポンプは、水栓に接続される螺旋状の流水管と、この流水管の内腔に向けて開口する複数の吸引枝管と、この吸引枝管のそれぞれが接続される吸引本管を備え、該吸引本管の一方に吸引口が形成されると共に、他方端が閉じられており、前記流水管の最下流部分に開閉バルブが設けられたものであることを特徴とする。

流水管内を流れる水には水栓からの吐出の勢いによって流水管内腔に開口する吸引枝管内が陰圧になり、吸引枝管に吸引力が作用することとなる。そしてこの吸引枝管が複数、上記流水管にそれぞれ開口しているから、これら吸引枝管を集合する吸引本管では、個々の吸引枝管での引き込む力が加算され、非常に強力な吸引力を発揮することになる。

前記吸引枝管としては、単に上記流水管の壁面に開口する様にして取り付けても良いが、該吸引枝管の先端を前記流水管の内腔に向けて侵入させたものがより好ましい。螺旋状の流水管では螺旋の外側の方が内側よりも流速が速く、また流水管の管断面における中心の方が周囲よりも流速が速い。従ってこの流水管内での水の流れの速さを勘案し、吸引枝管を流水管内腔に侵入させて好適な位置に開口させる様にすると良い。因みに流れの速い箇所に吸引枝管の開口を配置した方が、吸引枝管に作用する吸引力が高くなるので好ましい。

更に前記吸引枝管が、前記流水管の内腔において下流側に向けて開口するものであることが好ましい。この様に下流側に開口を向けた方が、流水管内を流れる水の引き込み力が吸引枝管の開口に対して効率的に作用するからである。

また流水管内腔にて下流側に向けて開口する前記吸引枝管の開口部分が、広角状に広がって開口する形状であることが好ましい。この様にラッパ型に広がった開口部分の場合は、流水により生じる引き込み力が、広い開口端部分において弱いものであっても、窄まった付け根部分では強いものとなり、結果として強い吸引力が得られるからである。加えて開口部分がラッパ型に広がったものの場合は、相対的に流水管内腔が窄まることになるので、流水が加速されて強い引き込み力を発揮することとなる為、吸引枝管への吸引力が高くなる。

尚この様に開口部分がラッパ型に広がったものの場合は、該吸引枝管開口を流水管内腔における流れの速い箇所に配置したとき、流水管内に乱流を生じ、吸引枝管開口から上手く引き込めなくなる虞がある。従ってこの場合は流水管内の流れを邪魔しない箇所、つまり上述とは異なって、比較的流速の遅い螺旋内側寄りの箇所に該ラッパ型開口部分を位置させるのが、むしろ好ましい。

また本発明において、前記吸引本管が前記螺旋状流水管の軸心側に配置されたものであること、つまり流水管の螺旋が形成する軸心側の位置に吸引本管が位置したものであることが好ましい。斯様な配置によれば水流ポンプ全体がコンパクトとなるからである。

更に本発明において、前記流水管の螺旋軸が略鉛直方向に配置されたものであることが好ましい。略鉛直方向（高さ方向、縦向き）に配置して下側を下流側とすることにより、下流側に向かって重力が作用することになる。従って水栓からの吐出の勢いに、重力による加速が加わり、一層流水管内の流速が速くなって、吸引枝管や吸引本管に対する吸引力が強くなる。尚「略鉛直方向」とは鉛直方向だけでなく、やや傾いた鉛直方向を含む意味であり、つまり大凡高さ方向（縦）に配置されていれば良いということである。

加えて本発明においては、前記流水管の最下流部分に開閉バルブが設けられたものであることが好ましい。例えば水槽の水を入れ替える作業において、水槽内の水を排出するときには、開閉バルブを開として上述の如くの強力な吸引力により吸引本管の吸引口から水を吸い取り、次いで水槽内に注水するときには、そのまま吸引本管の吸引口を水槽内に挿入した状態で、開閉バルブを閉に切り替えれば、水栓からの水は流水管から吸引枝管，吸引本管と進んで（吸引方向とは逆の流れとなる）上記吸引本管吸引口より排出されることになる。この様に開閉バルブの開閉操作のみで、水槽からの吸水と注水を行うことができ、水槽内の水入替え作業が簡便となる。

本発明に係る水流ポンプは、非常に強力な吸引力を発揮することができる。従って例えば水槽の水替え作業時において、水量が多くても作業を短時間で済ますことが可能であり、また水槽に沈殿しているゴミ等も吸い取ることができて清掃が簡便となる。

図１は本発明の一実施形態に係る水流ポンプ１０（水栓１３に繋いだ状態）を示す斜視図である。

水流ポンプ１０は、螺旋状の流水管１１と、この螺旋の軸心に配置された吸引本管１５と、これら流水管１１と吸引本管１５を繋げる様に配置された複数の吸引枝管１４（図示例では８本）からなる。流水管１１の上流端は水栓１３に着脱可能に構成され（着脱部１１ｂ）、適時図１に示す如く水栓１３に接続して使用する。また流水管１１の最下流部分には開閉バルブ１２が設けられている。上記複数の吸引枝管１４の一方端は流水管１１にそれぞれ開口して接続され、またこれら複数の吸引枝管１４他方端は１本の吸引本管１５にそれぞれ開口して繋がっている。即ち螺旋状の流水管１１とその中心を通る吸引本管１５に対して、吸引枝管１４が複数段にわたって繋がった構造となっている。吸引本管１５の一方には吸引口（図示せず）が形成され、また該吸引本管１５の他方端１５ｂは閉じられており、これにより吸引力は上記吸引口に対してのみ作用することとなる。

図２は、図１に示す水流ポンプ１０について、その流水管１１への吸引枝管１４の接続の様子を説明する為の透視図であり、図１における横方向の断面に相当する。

吸引枝管１４はその先端がラッパ型の開口部分１４ａとなっており、この開口部分１４ａに管径の細い管部１４ｂが連続した構造となっている。上記開口部分１４ａは流水管１１の内腔１１ａに侵入しており、下流側にその開口１４ｃを向けて配置されている。流水管内腔１１ａにおける開口部分１４ａの位置としては、流水管１１の形成する螺旋の内側寄りに配置されている。他方、管部１４ｂの他方端が吸引本管１５に開口する様にして接続されている。尚吸引本管１５には全ての吸引枝管１４が接続されているが、吸引本管１５の内腔は差程大きなものではない。内腔があまり大きいと吸引力が低下するからである。

次に上記水流ポンプ１０の使用方法について説明する。

図１に示す様に流水管１１の着脱部１１ｂを水栓１３に接続して、水流ポンプ１０をほぼ鉛直方向に配置し、開閉バルブ１２を開として水栓１３から水を流す（矢印Ａ）。流水管１１の内腔１１ａでは水流によって開口部分１４ａが陰圧となり、吸引枝管１４から矢印Ｂ方向に吸引されることとなる。この際、開口部分１４ａは開口１４ｃに向けて広角状に広がったラッパ型をしているので、開口１４ｃの部分では相対的に流水管内腔１１ａでの水の流路が絞り込まれた状態となることから水流が加速され、開口部分１４ａに吸引力が作用する。加えて流水管１１の螺旋がほぼ鉛直方向に配置され、流水管１１は全体として十分な高さ（Ｔ：例えば５０〜１００ｃｍ）を有するから、その落差による重力が内腔１１ａの水に作用し、水流がより加速されることとなる。従ってこれらが総合されて開口部分１４ａに強い吸引力が作用する。尚このとき水栓１３から供給された水は流水管排出口１１ｃから排出されることとなる。

そして個々の吸引枝管１４の吸引力が総合されて吸引本管１５に大きな吸引力を生じる（矢印Ｃ）。この強力な吸引力を利用して、例えば水槽の水替え作業時の吸水の際に水流ポンプ１０を用いれば、水槽内の水を素早く排出することができる上、沈殿したゴミ等の吸引除去も簡単に行うことができる。

次いで開閉バルブ１２を閉とすれば、水栓１３から供給される水は流水管排出口１１ｃからは排出されないことから吸引枝管開口１４ｃに入り、この吸引枝管１４を介して吸引本管１５に至り、吸引本管１５の吸引口（図示せず）から排出されることとなる（矢印Ｃの逆方向）。従って水槽の水替え作業時に、吸引本管１５の吸引口を水槽内に挿入して吸水していた状態のまま、開閉バルブ１２を切り替えるだけで、水槽内に注水することが可能となる。

以上、例を挙げて本発明を具体的に説明したが、本発明はもとより上記例によって制限を受けるものではなく、前記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。

例えば上記実施形態においては吸引枝管１４を８段接続したものを示したが、これに限るものではない。

本発明の一実施形態に係る水流ポンプ（水栓に繋いだ状態）を示す斜視図である。 図１に示す水流ポンプにおける流水管への吸引枝管の接続の様子を説明する為の透視図である。

符号の説明

１０ 水流ポンプ
１１ 流水管
１１ａ 流水管内腔
１１ｃ 排出口
１２ 開閉バルブ
１３ 水栓
１４ 吸引枝管
１４ａ 開口部分
１４ｂ 管部
１４ｃ 開口
１５ 吸引本管

Claims (6)

1. 水栓に接続される螺旋状の流水管と、
   この流水管の内腔に向けて開口する複数の吸引枝管と、
   この吸引枝管のそれぞれが接続される吸引本管を備え、
   該吸引本管の一方に吸引口が形成されると共に、他方端が閉じられており、
   前記流水管の最下流部分に開閉バルブが設けられたものであることを特徴とする水流ポンプ。
2. 前記吸引枝管の先端を前記流水管内腔に向けて侵入させたものである請求項１に記載の水流ポンプ。
3. 前記吸引枝管は、前記流水管の内腔において下流側に向けて開口するものである請求項１または２に記載の水流ポンプ。
4. 前記吸引枝管の開口部分は、広角状に広がって開口する形状である請求項３に記載の水流ポンプ。
5. 前記吸引本管は、前記螺旋状流水管の軸心側に配置されたものである請求項１〜４のいずれかに記載の水流ポンプ。
6. 前記流水管の螺旋軸が略鉛直方向に配置されたものである請求項１〜５のいずれかに記載の水流ポンプ。

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