JP7330088B2 - Liquid piston device and liquid piston operating method - Google Patents

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本発明の実施形態は、液体ピストン装置および液体ピストン動作方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to liquid piston devices and liquid piston operating methods.

従来、ガスを圧縮する場合には、一般的にピストンの往復駆動による圧縮機または遠心圧縮機などが用いられる。これらの圧縮機は回転機構などの可動部品を有するため、多数の箇所をシールする必要がある。また、可動部品を低減させる技術としては、例えば、高速炉などで使用されるナトリウムなどの液体金属を駆動させるための電磁ポンプの技術が知られている。 Conventionally, when compressing gas, generally, a compressor driven by a reciprocating piston, a centrifugal compressor, or the like is used. Since these compressors have moving parts such as rotating mechanisms, it is necessary to seal many locations. As a technique for reducing the number of moving parts, for example, an electromagnetic pump technique for driving liquid metal such as sodium used in fast reactors is known.

特開2018-98125号公報JP 2018-98125 A 特開2018-96302号公報JP 2018-96302 A 特開2018-189082号公報JP 2018-189082 A 特許第6302377号公報Japanese Patent No. 6302377

回転機構などの可動部品を有する圧縮機は、メンテナンスフリーで運用することが難しい。また、水素などの可燃性ガスを圧縮する場合には、空気との接触を避ける必要があるため、システム全体のシール性を向上させる必要がある。しかしながら、可動部品を有する圧縮機は、多くのシール部材を必要とするため、リーク対策に手間がかかる。 It is difficult to operate a compressor that has moving parts such as a rotating mechanism without maintenance. Also, when compressing a combustible gas such as hydrogen, it is necessary to avoid contact with air, so it is necessary to improve the sealing performance of the entire system. However, since a compressor having moving parts requires many sealing members, measures against leaks are troublesome.

本発明の実施形態は、このような事情を考慮してなされたもので、ガスの圧縮または吸引を行うことができ、かつメンテナンス性とシール性を向上できる液体ピストン技術を提供することを目的とする。 The embodiments of the present invention have been made in consideration of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a liquid piston technology capable of compressing or sucking gas and improving maintainability and sealing performance. do.

本発明の実施形態に係る液体ピストン装置は、少なくとも一部が筒状を成して導電性液体を収容する容器と、前記容器の内部で前記導電性液体を一端から他端に向けて移動させる交流磁場を発生させる電磁ポンプと、前記導電性液体が収容された部分以外の前記容器の内空間の容積が前記導電性液体の移動に応じて変化し、この変化に応じて前記内空間にガスを出入りさせるバルブと、を備え、前記容器の少なくとも一部が二重筒となっており、前記二重筒の部分に対応して前記電磁ポンプが設けられているA liquid piston device according to an embodiment of the present invention comprises a container, at least a part of which is cylindrical, containing a conductive liquid, and moving the conductive liquid from one end to the other end inside the container. The volume of the inner space of the container other than the portion in which the conductive liquid is accommodated changes according to the movement of the conductive liquid, and the gas enters the inner space according to this change. At least part of the container is a double cylinder, and the electromagnetic pump is provided corresponding to the double cylinder.

本発明の実施形態により、ガスの圧縮または吸引を行うことができ、かつメンテナンス性とシール性を向上できる液体ピストン技術が提供される。 Embodiments of the present invention provide a liquid piston technology capable of compressing or aspirating gas and improving maintainability and sealing.

第1実施形態の液体ピストン装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the liquid piston apparatus of 1st Embodiment. 電磁ポンプを励磁した状態の液体ピストン装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the liquid piston apparatus in the state which excited the electromagnetic pump. 液体ピストン装置を示す図1のIII-III断面図。III-III sectional view of FIG. 1 showing the liquid piston device. 第1実施形態の液体ピストン動作方法を示すフローチャート。4 is a flow chart showing a method of operating a liquid piston according to the first embodiment; 第2実施形態の液体ピストン装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the liquid piston apparatus of 2nd Embodiment. 第3実施形態の液体ピストン装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the liquid piston apparatus of 3rd Embodiment. 第4実施形態の液体ピストン装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the liquid piston apparatus of 4th Embodiment. 第5実施形態の液体ピストン装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the liquid piston apparatus of 5th Embodiment. 第6実施形態の液体ピストン装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the liquid piston apparatus of 6th Embodiment. 電磁ポンプを励磁した状態の液体ピストン装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the liquid piston apparatus in the state which excited the electromagnetic pump. 第6実施形態の液体ピストン動作方法を示すフローチャート。11 is a flow chart showing a method of operating a liquid piston according to the sixth embodiment; 第7実施形態の液体ピストン装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the liquid piston apparatus of 7th Embodiment. 導電性液体を逆向きに移動させた状態の液体ピストン装置を示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the liquid piston device in which the conductive liquid is moved in the opposite direction;

(第1実施形態)
以下、図面を参照しながら、液体ピストン装置および液体ピストン動作方法の実施形態について詳細に説明する。まず、第1実施形態の液体ピストン装置および液体ピストン動作方法について図1から図4を用いて説明する。なお、図1および図2の紙面上側を液体ピストン装置の上方側として説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments of a liquid piston device and a liquid piston operating method will be described in detail with reference to the drawings. First, the liquid piston device and liquid piston operation method of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. 1 and 2 will be described as the upper side of the liquid piston device.

図1の符号1は、第1実施形態の液体ピストン装置である。第1実施形態では、ガスG(気体)を圧縮する圧縮機(ガスコンプレッサー)として液体ピストン装置1が用いられる形態を例示する。この液体ピストン装置1は、回転機構などの可動部品を有しておらず、密封性の高いガスコンプレッサーとなっている。 Reference numeral 1 in FIG. 1 denotes the liquid piston device of the first embodiment. In 1st Embodiment, the form which the liquid piston apparatus 1 is used as a compressor (gas compressor) which compresses the gas G (gas) is illustrated. This liquid piston device 1 does not have moving parts such as a rotating mechanism, and is a highly sealed gas compressor.

液体ピストン装置1は、容器2と電磁ポンプ3と入口バルブ4と出口バルブ5とダンプタンク6と電源7と制御部8とを備える。 A liquid piston device 1 includes a container 2 , an electromagnetic pump 3 , an inlet valve 4 , an outlet valve 5 , a dump tank 6 , a power supply 7 and a control section 8 .

容器2は、円筒形状を成す部材である。この容器2は、円筒の軸が鉛直方向に沿って延びている。円筒を成す容器2の一端が下端となり、他端が上端となっている。つまり、容器2の他端が一端よりも高い位置に設けられている。なお、容器2の他端が一端よりも高い位置に設けられる態様であれば、その他の態様でも良い。例えば、容器2の円筒の軸が斜めに傾斜されていても良い。なお、容器2は、上下方向に延びる管状を成していれば良い。例えば、容器2が角管状を成していても良い。 The container 2 is a cylindrical member. The container 2 has a cylindrical axis extending in the vertical direction. One end of the cylindrical container 2 is the lower end and the other end is the upper end. That is, the other end of the container 2 is provided at a higher position than the one end. Note that other modes may be used as long as the other end of the container 2 is provided at a higher position than the one end. For example, the axis of the cylinder of the container 2 may be tilted obliquely. Note that the container 2 may have a tubular shape extending in the vertical direction. For example, the container 2 may have a rectangular tubular shape.

この容器2の内部には、導電性を有する液体である導電性液体Lが収容される。導電性液体Lは、例えば、ナトリウム、ナトリウムカリウム合金、鉛ビスカス、水銀などの金属を例示する。また、導電性液体Lは金属である必要はなく、金属以外の液体であっても導電性を有していれば、導電性液体Lとして用いることができる。なお、融点が常温よりも高い物質を導電性液体Lとして用いる場合には、この物質を加熱して液体の状態を維持するためのヒータを容器2に設けるようにしても良い。 The container 2 contains a conductive liquid L, which is a conductive liquid. Examples of the conductive liquid L include metals such as sodium, sodium-potassium alloy, lead viscous, and mercury. Moreover, the conductive liquid L does not have to be a metal, and a liquid other than a metal can be used as the conductive liquid L as long as it has conductivity. When a substance having a melting point higher than room temperature is used as the conductive liquid L, the container 2 may be provided with a heater for heating the substance and maintaining the liquid state.

なお、液体ピストン装置1により取り扱われるガスGは、導電性液体Lに触れても反応しない物質であれば良い。導電性液体Lに対して不活性であれば、可燃性ガスでも良い。本実施形態では、例えば、水素ガスを例示する。 The gas G handled by the liquid piston device 1 may be any substance that does not react with the conductive liquid L even if it comes into contact with it. A combustible gas may be used as long as it is inert to the conductive liquid L. In this embodiment, for example, hydrogen gas is exemplified.

図1および図3に示すように、容器2は、その上下方向において、下端から中央に亘って外側と内側とに円筒を有する二重筒9となっている。導電性液体Lは、外側の円筒と内側の円筒との間に収容されている。この二重筒9の部分に対応して電磁ポンプ3が設けられている。なお、容器2の上端の近傍は、外側に円筒を有する一重筒10となっている。 As shown in FIGS. 1 and 3, the container 2 is a double cylinder 9 having outer and inner cylinders extending from the lower end to the center in the vertical direction. A conductive liquid L is contained between the outer cylinder and the inner cylinder. An electromagnetic pump 3 is provided corresponding to the double cylinder 9 portion. The vicinity of the upper end of the container 2 forms a single tube 10 having a cylinder on the outside.

電磁ポンプ3は、複数のコイル11と複数の鉄心12とを備える。電磁ポンプ3は、容器2の二重筒9の部分の外側と内側とにコイル11が設けられたダブルステータ型となっている。これらのコイル11は、平面視において環状を成す容器2に沿って設けられている。外側のコイル11は容器2の外側の円筒の外面に沿って設けられている。内側のコイル11は容器2の内側の円筒の内面に沿って設けられている。 The electromagnetic pump 3 includes multiple coils 11 and multiple iron cores 12 . The electromagnetic pump 3 is of a double stator type in which coils 11 are provided outside and inside the double cylinder 9 portion of the container 2 . These coils 11 are provided along the annular container 2 in plan view. An outer coil 11 is provided along the outer surface of the outer cylinder of the container 2 . An inner coil 11 is provided along the inner surface of the inner cylinder of the container 2 .

複数のコイル11が上下方向に並んで配置されている。例えば、上下方向に沿って6段のコイル11が並んでいる。下方側の3段のコイル11のユニットと、上方側の3段のコイル11のユニットとが設けられている。 A plurality of coils 11 are arranged side by side in the vertical direction. For example, six stages of coils 11 are arranged along the vertical direction. A unit of three stages of coils 11 on the lower side and a unit of three stages of coils 11 on the upper side are provided.

なお、電磁ポンプ3には、少なくとも3段のコイル11が上下に並んでいれば良い。本実施形態では、電源7から三相交流をコイル11に流す。これらコイル11が励磁されることで生じる磁場により導電性液体Lを移動させることができる。 At least three stages of coils 11 may be vertically arranged in the electromagnetic pump 3 . In this embodiment, a three-phase alternating current is passed through the coil 11 from the power supply 7 . The conductive liquid L can be moved by a magnetic field generated by energizing these coils 11 .

例えば、下段、中段、上段の3つのコイル11が並んでいる場合に、それぞれ位相が120°ずれた交流をコイル11に流す。そして、この三相交流が流れることにより、それぞれのコイル11の周囲に移動磁場が発生し、この移動磁場が容器2の内部の導電性液体Lを通過することで、誘導電流が生じる。この誘導電流と磁場との相互作用によって生じる電磁力を用いて、導電性液体Lを電磁ポンプ3(容器2)の軸方向に沿って移動させることができる。 For example, when the three coils 11 of the lower, middle and upper stages are arranged side by side, alternating currents with a phase difference of 120° are supplied to the coils 11 . When this three-phase alternating current flows, a moving magnetic field is generated around each coil 11, and this moving magnetic field passes through the conductive liquid L inside the container 2, thereby generating an induced current. The electro-conductive liquid L can be moved along the axial direction of the electromagnetic pump 3 (container 2) using the electromagnetic force generated by the interaction between the induced current and the magnetic field.

電磁ポンプ3のコイル11に三相交流を流し、コイル11を励磁することで発生する交流磁場により容器2の内部で導電性液体Lが上昇する。つまり、電磁ポンプ3は、容器2の内部で導電性液体Lを一端(下端)から他端(上端)に向けて移動させる交流磁場を発生させる。 A three-phase alternating current is passed through the coil 11 of the electromagnetic pump 3 to excite the coil 11 , thereby generating an alternating magnetic field that causes the conductive liquid L to rise inside the container 2 . That is, the electromagnetic pump 3 generates an alternating magnetic field that moves the conductive liquid L from one end (lower end) to the other end (upper end) inside the container 2 .

なお、電磁ポンプ3に設けられた複数の鉄心12は、平面視で容器2の周方向に並んで配置されている。それぞれの鉄心12は、上下方向に延びる部材であり、上下方向に並んだ複数のコイル11を一体化している。また、それぞれのコイル11から発生する磁束が鉄心12に沿って収束される。 In addition, the plurality of iron cores 12 provided in the electromagnetic pump 3 are arranged side by side in the circumferential direction of the container 2 in plan view. Each iron core 12 is a member extending in the vertical direction, and integrates a plurality of coils 11 arranged in the vertical direction. Also, the magnetic flux generated from each coil 11 is converged along the iron core 12 .

このように、鉄心12は、コイル11から発生する交流磁場を収束させる。容器2の外側と内側とでそれぞれ対向する鉄心12同士が一対を成している。これら一対を成す鉄心12同士がコイル11の周方向に均等に並んで配置されている。例えば、六対の鉄心12が周方向に均等に配置させる。 Thus, the iron core 12 converges the AC magnetic field generated from the coil 11 . The iron cores 12 facing each other on the outside and inside of the container 2 form a pair. These pairs of iron cores 12 are evenly arranged in the circumferential direction of the coil 11 . For example, six pairs of iron cores 12 are evenly arranged in the circumferential direction.

外側の鉄心12で収束した磁束は、内側の鉄心12に誘導される。さらに、内側の鉄心12で収束した磁束は、外側の鉄心12に誘導される。このようにすれば、鉄心12同士の間に存在する導電性液体Lに高い磁場をかけることができる。 The magnetic flux converging in the outer iron core 12 is induced to the inner iron core 12 . Furthermore, the magnetic flux converging in the inner iron core 12 is induced to the outer iron core 12 . In this way, a high magnetic field can be applied to the conductive liquid L existing between the iron cores 12 .

なお、本実施形態では、上下方向に6段のコイル11を並べているが、その他の態様であっても良い。例えば、コイル11の段数を増加することにより、導電性液体Lを移動させる力を増加しても良い。また。コイル11に流す電流を増加することで、導電性液体Lを移動させる力を増加しても良い。さらに、コイル11の段数を増加しつつ、コイル11に流す三相交流の位相をずらすことにより、導電性液体Lをなだらかに(ゆっくりと)移動させることもできる。つまり、コイル11に流す電流を調整することで、導電性液体Lの移動速度を調整することができる。 In addition, in this embodiment, the coils 11 are arranged in six stages in the vertical direction, but other modes may be used. For example, the force for moving the conductive liquid L may be increased by increasing the number of coils 11 . Also. The force for moving the conductive liquid L may be increased by increasing the current flowing through the coil 11 . Furthermore, by increasing the number of stages of the coils 11 and shifting the phase of the three-phase alternating current flowing through the coils 11, the conductive liquid L can be moved gently (slowly). That is, the moving speed of the conductive liquid L can be adjusted by adjusting the current flowing through the coil 11 .

図1は、電磁ポンプ3のコイル11が励磁されていない状態を示す。この状態では、重力により導電性液体Lが降下し、容器2の内部の約半分の領域に導電性液体Lが収容された状態となる。例えば、容器2の内部の上半分の領域には、導電性液体Lが収容されていない内空間13が生じている。以下の説明では、容器2の内部において導電性液体Lが収容されていない空洞の部分を内空間13と称する。 FIG. 1 shows a state in which the coil 11 of the electromagnetic pump 3 is not energized. In this state, the conductive liquid L descends due to gravity, and the conductive liquid L is accommodated in approximately half the area inside the container 2 . For example, an inner space 13 in which the conductive liquid L is not contained is generated in the upper half region inside the container 2 . In the following description, a hollow portion in which the conductive liquid L is not contained inside the container 2 is referred to as an inner space 13 .

図2は、電磁ポンプ3のコイル11が励磁された状態を示す。この状態では、導電性液体Lの液面が上昇する。そして、容器2の内部において、導電性液体Lが収容された部分以外の内空間13の容積が縮小する。なお、内空間13の容積が縮小する態様には、容積がゼロになる態様も含まれる。 FIG. 2 shows a state in which the coil 11 of the electromagnetic pump 3 is energized. In this state, the liquid level of the conductive liquid L rises. Then, inside the container 2, the volume of the inner space 13 other than the portion containing the conductive liquid L is reduced. The mode in which the volume of the inner space 13 is reduced includes a mode in which the volume becomes zero.

液体ピストン装置1では、導電性液体Lが収容された部分以外の容器2の内空間13の容積が導電性液体Lの移動に応じて変化する。例えば、導電性液体Lを上昇させて内空間13の容積が縮小させると、内空間13にあるガスGを圧縮することができる。 In the liquid piston device 1, the volume of the inner space 13 of the container 2 other than the portion containing the conductive liquid L changes as the conductive liquid L moves. For example, if the volume of the inner space 13 is reduced by raising the conductive liquid L, the gas G in the inner space 13 can be compressed.

また、電磁ポンプ3が容器2の二重筒9の部分に設けられたダブルステータ型であることで、二重筒9の部分の外側と内側との両方から交流磁場を導電性液体Lに向かってかけることができる。つまり、交流磁場を導電性液体Lの内部にまで入り込ませることができるため、導電性液体Lを移動させる力を増加させることができる。 Further, since the electromagnetic pump 3 is a double stator type provided in the double cylinder 9 portion of the container 2, the alternating magnetic field is directed toward the conductive liquid L from both the outside and the inside of the double cylinder 9 portion. can be applied. That is, since the alternating magnetic field can enter the inside of the conductive liquid L, the force for moving the conductive liquid L can be increased.

さらに、電磁ポンプ3のコイル11の励磁を停止したとき、容器2の内部の導電性液体Lが降下する。つまり、交流磁場の発生を停止させたときに重力により導電性液体Lが容器2の他端(上端)から一端(下端)に向けて移動し、容器2の内空間13の容積が拡大する。 Furthermore, when the excitation of the coil 11 of the electromagnetic pump 3 is stopped, the conductive liquid L inside the container 2 drops. That is, when the generation of the alternating magnetic field is stopped, the conductive liquid L moves from the other end (upper end) of the container 2 toward one end (lower end) due to gravity, and the volume of the inner space 13 of the container 2 expands.

第1実施形態では、電磁ポンプ3のコイル11を励磁させると、電磁力により導電性液体Lが上昇する。そして、コイル11の励磁を停止すると、重力により導電性液体Lが落下する。このようにすれば、電磁ポンプ3により生じる交流磁場により導電性液体Lを移動させるとともに、この移動した導電性液体Lを重力により元の位置に復帰させることができる。そして、交流磁場による移動と重力による復帰とにより、導電性液体Lが昇降するピストン動作をさせることができる。 In the first embodiment, when the coil 11 of the electromagnetic pump 3 is excited, the conductive liquid L rises due to electromagnetic force. Then, when the excitation of the coil 11 is stopped, the conductive liquid L drops due to gravity. In this way, the conductive liquid L can be moved by the alternating magnetic field generated by the electromagnetic pump 3, and the moved conductive liquid L can be returned to its original position by gravity. Then, the movement by the alternating magnetic field and the return by gravity can cause the conductive liquid L to move up and down in a piston motion.

つまり、容器2をシリンダの替わりとし、導電性液体Lをピストンの替わりとする。そして、電磁ポンプ3の電磁力を利用して導電性液体Lにピストン動作をさせる。そのため、回転機構などの可動部品を設ける必要がなく、液体ピストン装置1のメンテナンス性を向上させることができる。さらに、従来の技術のシリンダおよびピストンなどを無くすことができるため、シール部材の部品点数を低減させることができる。そのため、液体ピストン装置1の全体のシール性を向上させることができる。 That is, the container 2 is used as a substitute for the cylinder, and the conductive liquid L is used as a substitute for the piston. Then, the electro-magnetic force of the electro-magnetic pump 3 is used to cause the conductive liquid L to perform a piston movement. Therefore, it is not necessary to provide a movable part such as a rotating mechanism, and the maintainability of the liquid piston device 1 can be improved. Furthermore, since the conventional cylinder and piston can be eliminated, the number of parts for the seal member can be reduced. Therefore, the sealing performance of the entire liquid piston device 1 can be improved.

入口バルブ4は、容器2の他端(上端)に設けられている。入口バルブ4は、容器2の内部へのガスGの流入量を調整することができる。容器2の内部の導電性液体Lの液面が下がって、内空間13の容積が拡大しているときに入口バルブ4を開放すると、外部から内空間13に向けてガスGを導入することができる。 An inlet valve 4 is provided at the other end (upper end) of the container 2 . The inlet valve 4 can adjust the amount of gas G flowing into the container 2 . When the inlet valve 4 is opened when the liquid level of the conductive liquid L inside the container 2 is lowered and the volume of the inner space 13 is expanded, the gas G can be introduced into the inner space 13 from the outside. can.

出口バルブ5は、容器2の他端(上端)に設けられている。出口バルブ5は、容器2から外部へのガスGの流出量を調整することができる。容器2の内部の導電性液体Lの液面が上昇して、内空間13の容積が縮小するときに出口バルブ5を開放すると、内空間13から外部に向けてガスGが圧縮されつつ排気される。このようにすれば、ガスGを圧縮する圧縮機(ガスコンプレッサー)として液体ピストン装置1を用いることができる。 An outlet valve 5 is provided at the other end (upper end) of the container 2 . The outlet valve 5 can adjust the flow rate of the gas G from the container 2 to the outside. When the outlet valve 5 is opened when the liquid level of the conductive liquid L inside the container 2 rises and the volume of the inner space 13 shrinks, the gas G is compressed and exhausted from the inner space 13 to the outside. be. In this way, the liquid piston device 1 can be used as a compressor (gas compressor) for compressing the gas G.

入口バルブ4および出口バルブ5は、容器2の内空間13の容積の変化に応じて、この内空間13にガスGを出入りさせるために設けられている。なお、ガスGの出入りとは、吸気と排気の少なくともいずれか一方である。 The inlet valve 4 and the outlet valve 5 are provided to allow the gas G to flow in and out of the inner space 13 of the container 2 according to changes in the volume of the inner space 13 . Note that the entry and exit of the gas G is at least one of intake and exhaust.

ダンプタンク6は、容器2に近接して設けられている。ダンプタンク6の下端は、連通管14を介して容器2の下端(一端)に連通されている。このダンプタンク6は、容器2の一端に連通され、容器2に対して導電性液体Lを出入り可能な状態で収容する。このようにすれば、容器2の内部で導電性液体Lが移動し易くなる。 A dump tank 6 is provided close to the container 2 . A lower end of the dump tank 6 communicates with a lower end (one end) of the container 2 via a communication pipe 14 . The dump tank 6 communicates with one end of the container 2 and accommodates the conductive liquid L in a state in which it can enter and exit the container 2 . This makes it easier for the conductive liquid L to move inside the container 2 .

例えば、導電性液体Lが容器2の一端から離れる方向に向かって移動したときにダンプタンク6から容器2の内部に導電性液体Lが流入されるようになる。また、導電性液体Lが容器2の他端から離れる方向に向かって移動したときに容器2からダンプタンク6の内部に導電性液体Lが流入されるようになる。 For example, when the conductive liquid L moves away from one end of the container 2 , the conductive liquid L flows into the container 2 from the dump tank 6 . Also, when the conductive liquid L moves away from the other end of the container 2 , the conductive liquid L flows into the dump tank 6 from the container 2 .

ダンプタンク6の内部の上半分の領域には、導電性液体Lが収容されない内空間15が生じる。ダンプタンク6の上端には、不活性ガスをダンプタンク6の内空間15に出入りさせるための通気部16が設けられている。この通気部16から不活性ガスがダンプタンク6の内部に出入り自由となっていることで、導電性液体Lの移動に応じてダンプタンク6の内部が負圧になったり正圧になったりしないようにできる。なお、導電性液体Lが空気に触れても不活性な物質である場合には、通気部16を介して空気を出入りさせても良い。 An inner space 15 in which the conductive liquid L is not contained is generated in the upper half region inside the dump tank 6 . A vent 16 is provided at the upper end of the dump tank 6 to allow the inert gas to flow into and out of the inner space 15 of the dump tank 6 . Since the inert gas can freely flow into and out of the dump tank 6 through the ventilation part 16, the inside of the dump tank 6 does not become negative pressure or positive pressure according to the movement of the conductive liquid L. can be done. If the conductive liquid L is a substance that is inactive in contact with air, the air may enter and exit through the ventilation section 16 .

電源7は、電力線17を介して電磁ポンプ3のそれぞれのコイル11に電力を供給する。なお、特に電力線の図示はしないが、入口バルブ4、出口バルブ5、制御部8に対して電源7から電力を供給しても良い。 A power supply 7 supplies power to each coil 11 of the electromagnetic pump 3 via a power line 17 . Although power lines are not particularly shown, power may be supplied from the power source 7 to the inlet valve 4, the outlet valve 5, and the controller 8.

制御部8は、液体ピストン装置1を統括的に制御する。例えば、制御部8は、電磁ポンプ3と入口バルブ4と出口バルブ5とを制御する。また、制御部8は、電源7から出力される電力の制御を行っても良い。 The control unit 8 controls the liquid piston device 1 in an integrated manner. For example, the controller 8 controls the electromagnetic pump 3 , the inlet valve 4 and the outlet valve 5 . Also, the control unit 8 may control the power output from the power supply 7 .

本実施形態の制御部8は、プロセッサおよびメモリなどのハードウェア資源を有し、CPUが各種プログラムを実行することで、ソフトウェアによる情報処理がハードウェア資源を用いて実現されるコンピュータで構成される。さらに、本実施形態の液体ピストン動作方法は、各種プログラムをコンピュータに実行させることで実現される。 The control unit 8 of the present embodiment comprises a computer that has hardware resources such as a processor and memory, and whose CPU executes various programs to implement information processing by software using hardware resources. . Furthermore, the liquid piston operating method of the present embodiment is implemented by causing a computer to execute various programs.

次に、液体ピストン装置1が実行する液体ピストン動作方法について図4のフローチャートを用いて説明する。この液体ピストン装置1の動作によって受動的に生じる作用を含めて説明する。 Next, the liquid piston operating method executed by the liquid piston device 1 will be described with reference to the flow chart of FIG. The operation of the liquid piston device 1 will be described including the effects that are passively generated.

まず、ステップS11において、制御部8は、入口バルブ4を開放するとともに、出口バルブ5を閉鎖する。 First, in step S<b>11 , the controller 8 opens the inlet valve 4 and closes the outlet valve 5 .

次のステップS12において、制御部8は、電磁ポンプ3のコイル11の励磁を停止する。ここで、導電性液体Lは、重力により容器2の上端(他端)から下端(一端)に向けて移動する。この導電性液体Lの移動により容器2の内空間13の容積が拡大される(図1参照)。つまり、容器2の内部で導電性液体Lの液面が降下し、内空間13の圧力が低下する。なお、導電性液体Lの一部は、容器2からダンプタンク6へ流れ込む。 In the next step S<b>12 , the controller 8 stops exciting the coil 11 of the electromagnetic pump 3 . Here, the conductive liquid L moves from the upper end (the other end) of the container 2 toward the lower end (one end) due to gravity. This movement of the conductive liquid L expands the volume of the inner space 13 of the container 2 (see FIG. 1). That is, the liquid level of the conductive liquid L drops inside the container 2, and the pressure in the inner space 13 drops. A part of the conductive liquid L flows into the dump tank 6 from the container 2 .

次のステップS13において、ガスGは、入口バルブ4を介して外部から容器2の内空間13に吸気される。例えば、容器2の内空間13の容積が拡大されることにより、内空間13が負圧になりガスGが吸気される。なお、ガスGを外部から所定の圧力で容器2の内部に向けて送り込んでも良い。 In the next step S<b>13 , the gas G is sucked into the inner space 13 of the container 2 from the outside through the inlet valve 4 . For example, by expanding the volume of the inner space 13 of the container 2, the pressure of the inner space 13 becomes negative and the gas G is sucked. Alternatively, the gas G may be fed into the container 2 at a predetermined pressure from the outside.

次のステップS14において、制御部8は、入口バルブ4を閉鎖するとともに、出口バルブ5を開放する。 In the next step S14, the controller 8 closes the inlet valve 4 and opens the outlet valve 5. As shown in FIG.

次のステップS15において、制御部8は、電磁ポンプ3のコイル11を励磁する。ここで、電磁ポンプ3に電源7から三相交流を流すことで、交流磁場を発生させる。この交流磁場により導電性液体Lは、容器2の下端(一端)から上端(他端)に向けて移動する。この導電性液体Lの移動により容器2の内空間13の容積が縮小される(図2参照)。つまり、導電性液体Lの液面が上昇し、内空間13のガスGの圧力が高まる。そして、容器2の内空間13にあるガスG圧縮することができる。なお、導電性液体Lの一部は、ダンプタンク6から容器2へ流れ込む。 In the next step S<b>15 , the controller 8 excites the coil 11 of the electromagnetic pump 3 . Here, an alternating magnetic field is generated by supplying a three-phase alternating current from the power supply 7 to the electromagnetic pump 3 . This alternating magnetic field causes the conductive liquid L to move from the lower end (one end) of the container 2 toward the upper end (the other end). This movement of the conductive liquid L reduces the volume of the inner space 13 of the container 2 (see FIG. 2). That is, the liquid level of the conductive liquid L rises, and the pressure of the gas G in the inner space 13 increases. Then, the gas G in the inner space 13 of the container 2 can be compressed. A part of the conductive liquid L flows from the dump tank 6 into the container 2 .

次のステップS16において、ガスGは、出口バルブ5を介して容器2の内空間13から外部に向けて排気される。そして、ステップS11に戻る。 In the next step S<b>16 , the gas G is exhausted from the inner space 13 of the container 2 to the outside through the outlet valve 5 . Then, the process returns to step S11.

ステップS11からステップS16を繰り返すことで、液体ピストン装置1において導電性液体Lのピストン動作が繰り返される。このピストン動作を繰り返すことで、ガスGの圧力を間欠的に高めることができる。 By repeating steps S11 to S16, the piston movement of the conductive liquid L in the liquid piston device 1 is repeated. By repeating this piston operation, the pressure of the gas G can be increased intermittently.

なお、ステップS16において、導電性液体Lの液面が上昇する期間は、出口バルブ5を閉鎖しておき、内空間13のガスGの圧力が所定の上限値以上になったときに、出口バルブ5を開放しても良い。このようにすれば、所定の値以上の高圧のガスGを外部に排気することができる。そして、内空間13のガスGの圧力が所定の下限値以下になったときに、出口バルブ5を閉鎖しても良い。 In step S16, the outlet valve 5 is closed while the liquid level of the conductive liquid L rises, and when the pressure of the gas G in the inner space 13 reaches or exceeds a predetermined upper limit, the outlet valve 5 may be released. By doing so, it is possible to exhaust the high-pressure gas G having a predetermined value or more to the outside. Then, the outlet valve 5 may be closed when the pressure of the gas G in the inner space 13 becomes equal to or lower than a predetermined lower limit.

(第2実施形態)
次に、第2実施形態の液体ピストン装置1Aおよび液体ピストン動作方法について図5を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。なお、図5の紙面上側を液体ピストン装置1Aの上方側として説明する。
(Second embodiment)
Next, the liquid piston device 1A and the liquid piston operating method of the second embodiment will be described with reference to FIG. The same reference numerals are assigned to the same components as those shown in the above-described embodiment, and overlapping descriptions are omitted. Note that the upper side of the paper surface of FIG. 5 will be described as the upper side of the liquid piston device 1A.

第2実施形態の電磁ポンプ3Aは、容器2の二重筒9の部分の外側(外周面)のみにコイル11が設けられたシングルステータ型となっている。なお、鉄心12は、容器2の外側と内側との両方に設けられているが、外側の鉄心12のみが、上下方向に並んだ複数のコイル11を一体化している。 The electromagnetic pump 3A of the second embodiment is of a single stator type in which a coil 11 is provided only on the outside (peripheral surface) of the double cylinder 9 portion of the container 2 . The iron cores 12 are provided both inside and outside the container 2, but only the outer iron core 12 integrates the plurality of coils 11 arranged in the vertical direction.

第2実施形態では、電磁ポンプ3Aの構成を簡素化することができる。例えば、コイル11に対する配線を容易に行うことができる。また、コイル11の個数を削減することができる。 In the second embodiment, the configuration of the electromagnetic pump 3A can be simplified. For example, wiring for the coil 11 can be easily performed. Also, the number of coils 11 can be reduced.

(第3実施形態)
次に、第3実施形態の液体ピストン装置1Bおよび液体ピストン動作方法について図6を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。なお、図6の紙面上側を液体ピストン装置1Bの上方側として説明する。
(Third embodiment)
Next, the liquid piston device 1B and the liquid piston operating method of the third embodiment will be described with reference to FIG. The same reference numerals are assigned to the same components as those shown in the above-described embodiment, and overlapping descriptions are omitted. Note that the upper side of the paper surface of FIG. 6 will be described as the upper side of the liquid piston device 1B.

第3実施形態では、前述の第1実施形態と異なり、二重筒の部分が設けられておらず、容器2Bがその下端(一端)から上端(他端)に亘って一重の円筒形状を成す。また、電磁ポンプ3Bは、容器2Bの外側(外周面)にコイル11が設けられたシングルステータ型となっている。なお、容器2Bの直径は、第1実施形態と比較して小さく形成される。つまり、細長い容器2Bとなっている。そのため、コイル11から発生する交流磁場を導電性液体Lの内部にまで入り込ませることができる。 In the third embodiment, unlike the above-described first embodiment, a double cylinder portion is not provided, and the container 2B has a single cylindrical shape from its lower end (one end) to its upper end (other end). . Further, the electromagnetic pump 3B is of a single stator type in which a coil 11 is provided on the outside (peripheral surface) of the container 2B. In addition, the diameter of the container 2B is formed smaller than that of the first embodiment. That is, it is an elongated container 2B. Therefore, the alternating magnetic field generated by the coil 11 can penetrate into the conductive liquid L as well.

第3実施形態では、電磁ポンプ3Bの構成を簡素化することができる。例えば、容器2Bの内側に設けるコイル11と鉄心12とを省略することができる。 In 3rd Embodiment, the structure of the electromagnetic pump 3B can be simplified. For example, the coil 11 and the iron core 12 provided inside the container 2B can be omitted.

(第4実施形態)
次に、第4実施形態の液体ピストン装置1Cおよび液体ピストン動作方法について図7を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。なお、図7の紙面上側を液体ピストン装置1Cの上方側として説明する。
(Fourth embodiment)
Next, the liquid piston device 1C and the liquid piston operating method of the fourth embodiment will be described with reference to FIG. The same reference numerals are assigned to the same components as those shown in the above-described embodiment, and overlapping descriptions are omitted. Note that the upper side of the paper surface of FIG. 7 will be described as the upper side of the liquid piston device 1C.

第4実施形態では、ダンプタンク6の内部に熱交換器18が設けられている。熱交換器18は、導電性液体Lに接触可能な位置に設けられている。また、ダンプタンク6の外部には、熱交換器18に接続された放熱部19が設けられている。さらに、熱交換器18と放熱部19とで冷媒を循環させる冷媒管20が設けられている。 In the fourth embodiment, a heat exchanger 18 is provided inside the dump tank 6 . The heat exchanger 18 is provided at a position where the conductive liquid L can be contacted. A heat radiator 19 connected to a heat exchanger 18 is provided outside the dump tank 6 . Furthermore, a refrigerant pipe 20 is provided for circulating the refrigerant between the heat exchanger 18 and the heat radiating portion 19 .

容器2の内部でガスGが圧縮されると、その圧縮の際に熱が生じる。また、電磁ポンプ3のコイル11に電流が流れると熱が生じ、その熱が容器2の内部に伝わる。これらの熱は、容器2の内部の導電性液体Lに蓄積されてしまう。 When the gas G is compressed inside the container 2, heat is generated during the compression. Also, when current flows through the coil 11 of the electromagnetic pump 3 , heat is generated, and the heat is transferred to the inside of the container 2 . These heats are accumulated in the conductive liquid L inside the container 2 .

第4実施形態では、ダンプタンク6に熱交換器18が設けられることで、ダンプタンク6に収容された導電性液体Lの放熱を行うことができる。具体的には、熱交換器18により導電性液体Lから吸熱し、放熱部19により外部に放熱を行う。つまり、ガスGの圧縮により発熱が生じ、導電性液体Lが熱を蓄積しても、この熱を熱交換器18で取り除くことができる。 In the fourth embodiment, since the dump tank 6 is provided with the heat exchanger 18 , the conductive liquid L stored in the dump tank 6 can be dissipated. Specifically, the heat exchanger 18 absorbs heat from the conductive liquid L, and the heat radiating section 19 radiates the heat to the outside. That is, even if heat is generated by the compression of the gas G and heat is accumulated in the conductive liquid L, the heat can be removed by the heat exchanger 18 .

なお、熱交換器18は、導電性液体Lに接触する部分であればその他の部分に設けられても良い。例えば、容器2とダンプタンク6とを繋ぐ連通管14に熱交換器18を設けても良い。 Note that the heat exchanger 18 may be provided in another portion as long as it is in contact with the conductive liquid L. FIG. For example, the heat exchanger 18 may be provided in the communication pipe 14 that connects the container 2 and the dump tank 6 .

(第5実施形態)
次に、第5実施形態の液体ピストン装置1Dおよび液体ピストン動作方法について図8を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。なお、図8の紙面上側を液体ピストン装置1Dの上方側として説明する。
(Fifth embodiment)
Next, the liquid piston device 1D and the liquid piston operating method of the fifth embodiment will be described with reference to FIG. The same reference numerals are assigned to the same components as those shown in the above-described embodiment, and overlapping descriptions are omitted. Note that the upper side of the paper surface of FIG. 8 will be described as the upper side of the liquid piston device 1D.

第5実施形態では、容器2の内部に熱伝導板21が設けられている。熱交換器18は、導電性液体Lに接触可能な位置に設けられている。また、容器2の外部には、熱伝導板21に接続された放熱部22が設けられている。さらに、熱伝導板21から熱を放熱部22まで移動させるヒートパイプ23が設けられている。 In the fifth embodiment, a heat conducting plate 21 is provided inside the container 2 . The heat exchanger 18 is provided at a position where the conductive liquid L can be contacted. A heat radiating portion 22 connected to a heat conductive plate 21 is provided outside the container 2 . Furthermore, a heat pipe 23 is provided for transferring heat from the heat conducting plate 21 to the heat radiating portion 22 .

熱伝導板21は、平面視で環状を成し、容器2の外側の円筒と内側の円筒との間に設けられている。熱伝導板21の上半分は、容器2の内空間13に存在するガスGに接触している。熱伝導板21の下半分は、容器2に収容された導電性液体Lに接触している。 The heat conducting plate 21 has an annular shape in a plan view and is provided between the outer cylinder and the inner cylinder of the container 2 . The upper half of the heat conducting plate 21 is in contact with the gas G existing in the inner space 13 of the container 2 . A lower half of the heat-conducting plate 21 is in contact with the conductive liquid L contained in the container 2 .

第5実施形態では、熱伝導板21が容器2の内空間13に収容されたガスGの放熱を行う。ガスGは、圧縮されると熱を蓄積するようになる。この熱を熱伝導板21で取り除くことができる。ガスGから直接熱を取り除くことができるため、短時間で放熱を行うことができる。なお、ガスGから熱が伝わる熱伝導率は、導電性液体Lよりも熱伝導板21の方が高くなっている。 In the fifth embodiment, the heat conducting plate 21 radiates the heat of the gas G contained in the inner space 13 of the container 2 . Gas G will accumulate heat as it is compressed. This heat can be removed by the heat conducting plate 21 . Since heat can be removed directly from the gas G, heat can be released in a short time. Note that the thermal conductivity of the heat conductive plate 21 is higher than that of the conductive liquid L, with which heat is transferred from the gas G. As shown in FIG.

なお、熱伝導板21は、その内部にヒートパイプ23が内蔵されていても良い。また、熱伝導板21の替わりに複数本のヒートパイプ23を容器2の内部に設けても良い。 The heat conduction plate 21 may have a heat pipe 23 built therein. Also, a plurality of heat pipes 23 may be provided inside the container 2 instead of the heat conduction plate 21 .

(第6実施形態)
次に、第6実施形態の液体ピストン装置1Eおよび液体ピストン動作方法について図9から図11を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。なお、図9および図10の紙面上側を液体ピストン装置1Eの上方側として説明する。
(Sixth embodiment)
Next, the liquid piston device 1E and the liquid piston operation method of the sixth embodiment will be described with reference to FIGS. 9 to 11. FIG. The same reference numerals are assigned to the same components as those shown in the above-described embodiment, and overlapping descriptions are omitted. 9 and 10 are described as the upper side of the liquid piston device 1E.

図9に示すように、第6実施形態では、ガスG(気体)を吸引する吸引機として液体ピストン装置1Eが用いられる形態を例示する。この液体ピストン装置1Eは、回転機構などの可動部品を有しておらず、密封性の高いガス吸引機となっている。 As shown in FIG. 9, in the sixth embodiment, a mode in which a liquid piston device 1E is used as a suction machine for sucking gas G (gas) is illustrated. This liquid piston device 1E does not have moving parts such as a rotating mechanism, and is a highly sealed gas suction device.

液体ピストン装置1Eは、第1容器24と第2容器25と電磁ポンプ3と入口バルブ4と出口バルブ5と電源7と制御部8とを備える。なお、第6実施形態では、第1容器24と第2容器25との2個の容器が設けられている。また、前述の第1実施形態と異なり、ダンプタンク6(図1参照)が設けられていない。 The liquid piston device 1</b>E includes a first container 24 , a second container 25 , an electromagnetic pump 3 , an inlet valve 4 , an outlet valve 5 , a power supply 7 and a controller 8 . In addition, in 6th Embodiment, two containers, the 1st container 24 and the 2nd container 25, are provided. Also, unlike the first embodiment described above, the dump tank 6 (see FIG. 1) is not provided.

第1容器24は、円筒形状を成す部材である。この第1容器24は、円筒の軸が鉛直方向に沿って延びている。円筒を成す第1容器24の一端が下端となり、他端が上端となっている。つまり、第1容器24の他端が一端よりも高い位置に設けられている。 The first container 24 is a cylindrical member. The first container 24 has a cylindrical axis extending in the vertical direction. One end of the cylindrical first container 24 is the lower end, and the other end is the upper end. That is, the other end of the first container 24 is provided at a higher position than the one end.

第1容器24は、その上下方向において、下端から中央に亘って外側と内側とに円筒を有する二重筒9となっている。導電性液体Lは、外側の円筒と内側の円筒との間に収容されている。この二重筒9の部分に対応して電磁ポンプ3が設けられている。なお、第1容器24の上端の近傍は、外側に円筒を有する一重筒10となっている。 The first container 24 is a double cylinder 9 having cylinders on the outside and inside from the lower end to the center in the vertical direction. A conductive liquid L is contained between the outer cylinder and the inner cylinder. An electromagnetic pump 3 is provided corresponding to the double cylinder 9 portion. The vicinity of the upper end of the first container 24 forms a single tube 10 having a cylinder on the outside.

電磁ポンプ3のコイル11に三相交流を流し、コイル11を励磁することで発生する交流磁場により第1容器24の内部で導電性液体Lが上昇する。つまり、電磁ポンプ3は、第1容器24の内部で導電性液体Lを一端(下端)から他端(上端)に向けて移動させる交流磁場を発生させる。 A three-phase alternating current is passed through the coil 11 of the electromagnetic pump 3 to excite the coil 11 , thereby generating an alternating magnetic field that causes the conductive liquid L to rise inside the first container 24 . That is, the electromagnetic pump 3 generates an alternating magnetic field that moves the conductive liquid L from one end (lower end) to the other end (upper end) inside the first container 24 .

図9は、電磁ポンプ3のコイル11が励磁されていない状態を示す。この状態では、重力により導電性液体Lが降下し、第1容器24の内部の約半分の領域に導電性液体Lが収容された状態となる。例えば、第1容器24の内部の上半分の領域には、導電性液体Lが収容されていない第1内空間26が生じている。以下の説明では、第1容器24の内部において導電性液体Lが収容されていない空洞の部分を第1内空間26と称する。 FIG. 9 shows a state in which the coil 11 of the electromagnetic pump 3 is not energized. In this state, the conductive liquid L descends due to gravity, and the conductive liquid L is contained in about half the area inside the first container 24 . For example, a first internal space 26 in which the conductive liquid L is not contained is generated in the upper half region inside the first container 24 . In the following description, a hollow portion in which the conductive liquid L is not contained inside the first container 24 is referred to as a first internal space 26 .

図10は、電磁ポンプ3のコイル11が励磁された状態を示す。この状態では、導電性液体Lの液面が上昇する。そして、第1容器24の内部において、導電性液体Lが収容された部分以外の第1内空間26の容積が縮小する。なお、第1内空間26の容積が縮小する態様には、容積がゼロになる態様も含まれる。 FIG. 10 shows a state in which the coil 11 of the electromagnetic pump 3 is energized. In this state, the liquid level of the conductive liquid L rises. Then, in the inside of the first container 24, the volume of the first internal space 26 other than the portion containing the conductive liquid L is reduced. The mode in which the volume of the first inner space 26 is reduced includes a mode in which the volume becomes zero.

第2容器25は、円筒形状を成す部材である。この第2容器25は、円筒の軸が鉛直方向に沿って延びている。なお、第2容器25は、上下方向の全体に亘って一重筒として形成されている。この第2容器25は、第1容器24に近接して設けられている。第2容器25の下端は、連通管28を介して第1容器24の下端(一端)に連通されている。この第2容器25は、第1容器24の一端に連通され、第1容器24に対して導電性液体Lを出入り可能な状態で収容する。つまり、第1容器24と第2容器25とは、連通管28により一体化された容器となっている。 The second container 25 is a cylindrical member. The second container 25 has a cylindrical axis extending in the vertical direction. In addition, the second container 25 is formed as a single tube over the entire vertical direction. This second container 25 is provided close to the first container 24 . The lower end of the second container 25 communicates with the lower end (one end) of the first container 24 via a communicating pipe 28 . The second container 25 is communicated with one end of the first container 24 and accommodates the conductive liquid L in such a manner that it can enter and exit the first container 24 . That is, the first container 24 and the second container 25 are integrated by the communicating pipe 28 .

第2容器25の内部の上半分の領域には、導電性液体Lが収容されない第2内空間27が生じる。以下の説明では、第2容器25の内部において導電性液体Lが収容されていない空洞の部分を第2内空間27と称する。 A second internal space 27 in which the conductive liquid L is not contained is generated in the upper half region inside the second container 25 . In the following description, a hollow portion in which the conductive liquid L is not contained inside the second container 25 is referred to as a second internal space 27 .

例えば、導電性液体Lが第1容器24の一端から離れる方向に向かって移動したときに第2容器25から第1容器24の内部に導電性液体Lが流入されるようになる。このとき、第2容器25の内部の導電性液体Lの液面が下がって、第2内空間27の容積が拡大する。 For example, when the conductive liquid L moves away from one end of the first container 24 , the conductive liquid L flows into the first container 24 from the second container 25 . At this time, the liquid level of the conductive liquid L inside the second container 25 is lowered, and the volume of the second internal space 27 is expanded.

また、導電性液体Lが第1容器24の他端から離れる方向に向かって移動したときに第1容器24から第2容器25の内部に導電性液体Lが流入されるようになる。このとき、第2容器25の内部の導電性液体Lの液面が上昇して、第2内空間27の容積が縮小する。 Also, when the conductive liquid L moves away from the other end of the first container 24 , the conductive liquid L flows from the first container 24 into the second container 25 . At this time, the liquid level of the conductive liquid L inside the second container 25 rises, and the volume of the second inner space 27 shrinks.

入口バルブ4は、第2容器25の他端(上端)に設けられている。入口バルブ4は、第2容器25の内部へのガスGの流入量を調整することができる。第2容器25の内部の導電性液体Lの液面が下がって、第2内空間27の容積が拡大するときに入口バルブ4を開放すると、外部から第2内空間27に向けてガスGを吸引することができる。このようにすれば、ガスGを吸引する吸引機として液体ピストン装置1Eを用いることができる。 The inlet valve 4 is provided at the other end (upper end) of the second container 25 . The inlet valve 4 can adjust the amount of gas G flowing into the second container 25 . When the inlet valve 4 is opened when the liquid level of the conductive liquid L inside the second container 25 is lowered and the volume of the second internal space 27 is expanded, the gas G is introduced from the outside toward the second internal space 27. can be aspirated. In this way, the liquid piston device 1E can be used as a suction machine for sucking the gas G.

出口バルブ5は、第2容器25の他端(上端)に設けられている。出口バルブ5は、第2容器25から外部へのガスGの流出量を調整することができる。第2容器25の内部の導電性液体Lの液面が上昇して、第2内空間27の容積が縮小するときに出口バルブ5を開放すると、第2内空間27から外部に向けてガスGが排気される。 The outlet valve 5 is provided at the other end (upper end) of the second container 25 . The outlet valve 5 can adjust the flow rate of the gas G from the second container 25 to the outside. When the outlet valve 5 is opened when the liquid level of the conductive liquid L inside the second container 25 rises and the volume of the second inner space 27 shrinks, the gas G flows out from the second inner space 27 to the outside. is exhausted.

通気部16は、第1容器24の上端に設けられている。通気部16は、不活性ガスを第1容器24の第1内空間26に出入りさせることができる。この通気部16から不活性ガスが第1容器24の内部に出入り自由となっていることで、導電性液体Lの移動に応じて第1容器24の内部が負圧になったり正圧になったりしないようにできる。なお、導電性液体Lが空気に触れても不活性な物質である場合には、通気部16を介して空気を出入りさせても良い。 The ventilation part 16 is provided at the upper end of the first container 24 . The ventilation part 16 can allow the inert gas to enter and exit the first inner space 26 of the first container 24 . Since the inert gas can freely flow into and out of the first container 24 through the ventilation part 16, the pressure inside the first container 24 becomes negative or positive according to the movement of the conductive liquid L. can be prevented. If the conductive liquid L is a substance that is inactive in contact with air, the air may enter and exit through the ventilation section 16 .

次に、液体ピストン装置1Eが実行する液体ピストン動作方法について図11のフローチャートを用いて説明する。この液体ピストン装置1Eの動作によって受動的に生じる作用を含めて説明する。 Next, the liquid piston operating method executed by the liquid piston device 1E will be described with reference to the flow chart of FIG. A description will be given including the effects passively caused by the operation of the liquid piston device 1E.

まず、ステップS21において、制御部8は、入口バルブ4を開放するとともに、出口バルブ5を閉鎖する。 First, in step S<b>21 , the control unit 8 opens the inlet valve 4 and closes the outlet valve 5 .

次のステップS22において、制御部8は、電磁ポンプ3のコイル11を励磁する。ここで、電磁ポンプ3に電源7から三相交流を流すことで、交流磁場を発生させる。この交流磁場により導電性液体Lは、第1容器24の下端(一端)から上端(他端)に向けて移動する。このとき、第2容器25から第1容器24の内部に導電性液体Lが流入されるようになる。そして、第2容器25の内部の導電性液体Lの液面が下がって、第2内空間27の容積が拡大される(図10参照)。 In the next step S22, the controller 8 excites the coil 11 of the electromagnetic pump 3. As shown in FIG. Here, an alternating magnetic field is generated by supplying a three-phase alternating current from the power supply 7 to the electromagnetic pump 3 . This alternating magnetic field causes the conductive liquid L to move from the lower end (one end) of the first container 24 toward the upper end (the other end). At this time, the conductive liquid L flows into the first container 24 from the second container 25 . Then, the liquid level of the conductive liquid L inside the second container 25 is lowered, and the volume of the second internal space 27 is expanded (see FIG. 10).

次のステップS23において、ガスGは、入口バルブ4を介して外部から第2容器25の第2内空間27に吸気される。例えば、第2容器25の第2内空間27の容積が拡大されることにより、第2内空間27が低圧になりガスGが吸引される。 In the next step S23, the gas G is sucked into the second internal space 27 of the second container 25 from the outside through the inlet valve 4. As shown in FIG. For example, by increasing the volume of the second internal space 27 of the second container 25, the pressure of the second internal space 27 becomes low and the gas G is sucked.

次のステップS24において、制御部8は、入口バルブ4を閉鎖するとともに、出口バルブ5を開放する。 In the next step S24, the controller 8 closes the inlet valve 4 and opens the outlet valve 5. As shown in FIG.

次のステップS25において、制御部8は、電磁ポンプ3のコイル11の励磁を停止する。ここで、導電性液体Lは、重力により容器2の上端(他端)から下端(一端)に向けて移動する。このとき、第1容器24から第2容器25の内部に導電性液体Lが流入されるようになる。そして、第2容器25の内部の導電性液体Lの液面が上昇して、第2内空間27の容積が縮小する(図9参照)。 In the next step S25, the controller 8 stops the excitation of the coil 11 of the electromagnetic pump 3. Here, the conductive liquid L moves from the upper end (the other end) of the container 2 toward the lower end (one end) due to gravity. At this time, the conductive liquid L flows into the second container 25 from the first container 24 . Then, the liquid level of the conductive liquid L inside the second container 25 rises, and the volume of the second internal space 27 is reduced (see FIG. 9).

次のステップS26において、ガスGは、出口バルブ5を介して第2容器25の第2内空間27から外部に向けて排気される。例えば、第2容器25の第2内空間27の容積が縮小されることにより、第2内空間27が正圧になりガスGが排気される。そして、ステップS21に戻る。 In the next step S26, the gas G is exhausted from the second inner space 27 of the second container 25 through the outlet valve 5 to the outside. For example, by reducing the volume of the second internal space 27 of the second container 25, the pressure of the second internal space 27 becomes positive and the gas G is exhausted. Then, the process returns to step S21.

ステップS21からステップS26を繰り返すことで、液体ピストン装置1Eにおいて導電性液体Lのピストン動作が繰り返される。このピストン動作を繰り返すことで、ガスGを間欠的に吸引することができる。 By repeating steps S21 to S26, the piston movement of the conductive liquid L is repeated in the liquid piston device 1E. By repeating this piston operation, the gas G can be sucked intermittently.

第6実施形態では、ガスGを吸引する吸引機として液体ピストン装置1Eを用いることができる。 In the sixth embodiment, the liquid piston device 1E can be used as a suction machine for sucking the gas G.

(第7実施形態)
次に、第7実施形態の液体ピストン装置1Fおよび液体ピストン動作方法について図12から図13を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。なお、図12および図13の紙面上側を液体ピストン装置1Fの上方側として説明する。
(Seventh embodiment)
Next, the liquid piston device 1F and the liquid piston operation method of the seventh embodiment will be described with reference to FIGS. 12 to 13. FIG. The same reference numerals are assigned to the same components as those shown in the above-described embodiment, and overlapping descriptions are omitted. 12 and 13 are described as the upper side of the liquid piston device 1F.

図12に示すように、第7実施形態では、圧縮機および吸引機として液体ピストン装置1Fが用いられる形態を例示する。 As shown in FIG. 12, the seventh embodiment exemplifies a mode in which a liquid piston device 1F is used as a compressor and a suction device.

液体ピストン装置1Fは、第1容器29と第2容器30と第3容器31と電磁ポンプ3と入口バルブ4と出口バルブ5と電源7と制御部8とを備える。なお、第7実施形態では、第1容器29と第2容器30と第3容器31との3個の容器が設けられている。また、前述の第1実施形態と異なり、ダンプタンク6(図1参照)が設けられていない。 The liquid piston device 1F includes a first container 29, a second container 30, a third container 31, an electromagnetic pump 3, an inlet valve 4, an outlet valve 5, a power source 7, and a controller 8. In addition, in the seventh embodiment, three containers, that is, the first container 29, the second container 30, and the third container 31 are provided. Also, unlike the first embodiment described above, the dump tank 6 (see FIG. 1) is not provided.

第1容器29は、円筒形状を成す部材である。この第1容器29は、円筒の軸が水平方向に沿って延びている。円筒を成す第1容器29の一端と他端が同じ高さ位置に設けられている。図12および図13では、紙面右側を第1容器29の一端側とし、紙面左側を第1容器29の他端側として説明する。 The first container 29 is a cylindrical member. The first container 29 has a cylindrical axis extending in the horizontal direction. One end and the other end of the cylindrical first container 29 are provided at the same height position. 12 and 13, the right side of the paper surface is the one end side of the first container 29, and the left side of the paper surface is the other end side of the first container 29. As shown in FIG.

第1容器29は、その水平方向における中央が、外側と内側とに円筒を有する二重筒9となっている。導電性液体Lは、第1容器29の内部全体に充填されている。また、二重筒9の部分に対応して電磁ポンプ3が設けられている。なお、第1容器29の一端および他端の近傍は、外側に円筒を有する一重筒10となっている。 The first container 29 is a double cylinder 9 having cylinders on the outside and inside at its center in the horizontal direction. The conductive liquid L fills the entire interior of the first container 29 . Also, an electromagnetic pump 3 is provided corresponding to the portion of the double cylinder 9 . The vicinity of one end and the other end of the first container 29 forms a single tube 10 having a cylinder on the outside.

電磁ポンプ3のコイル11に三相交流を流し、コイル11を励磁することで発生する交流磁場により第1容器29の内部で導電性液体Lが水平方向に移動する。つまり、電磁ポンプ3は、第1容器29の内部で導電性液体Lを一端から他端に向けて移動させる交流磁場を発生させる。また、三相交流を調整することで、電磁ポンプ3は、第1容器29の内部で導電性液体Lを他端から一端に向けて移動させる交流磁場を発生させることもできる。 A three-phase alternating current is passed through the coil 11 of the electromagnetic pump 3 to excite the coil 11 , thereby generating an alternating magnetic field that causes the conductive liquid L to move horizontally inside the first container 29 . That is, the electromagnetic pump 3 generates an alternating magnetic field that moves the conductive liquid L from one end to the other end inside the first container 29 . Further, by adjusting the three-phase alternating current, the electromagnetic pump 3 can also generate an alternating magnetic field that moves the conductive liquid L from the other end to the one end inside the first container 29 .

第7実施形態では、電磁ポンプ3のコイル11を励磁する三相交流を適宜調整することで、水平方向のいずれの方向にも導電性液体Lを移動させることができる。なお、導電性液体Lを一端から他端に向けて移動させる流れを正方向の流れとし、導電性液体Lを他端から一端に向けて移動させる流れを逆方向の流れとして説明する。 In the seventh embodiment, by appropriately adjusting the three-phase alternating current that excites the coil 11 of the electromagnetic pump 3, the conductive liquid L can be moved in any horizontal direction. A flow in which the conductive liquid L is moved from one end to the other end is referred to as forward flow, and a flow in which the conductive liquid L is moved from the other end to one end is referred to as reverse flow.

第2容器30は、円筒形状を成す部材である。この第2容器30は、円筒の軸が鉛直方向に沿って延びている。なお、第2容器30は、上下方向の全体に亘って一重筒として形成されている。この第2容器30は、第1容器29の一端側に近接して設けられている。第2容器30の下端は、連通管34を介して第1容器29の一端に連通されている。この第2容器30は、第1容器29の一端に連通され、第1容器29に対して導電性液体Lを出入り可能な状態で収容する。 The second container 30 is a cylindrical member. The second container 30 has a cylindrical axis extending in the vertical direction. In addition, the second container 30 is formed as a single tube over the entire vertical direction. The second container 30 is provided close to one end of the first container 29 . A lower end of the second container 30 communicates with one end of the first container 29 via a communicating pipe 34 . The second container 30 is communicated with one end of the first container 29 and accommodates the conductive liquid L in such a manner that it can enter and exit the first container 29 .

第2容器30の内部の上半分の領域には、導電性液体Lが収容されない第2内空間32が生じる。以下の説明では、第2容器30の内部において導電性液体Lが収容されていない空洞の部分を第2内空間32と称する。 A second internal space 32 in which the conductive liquid L is not contained is generated in the upper half region inside the second container 30 . In the following description, a hollow portion in which the conductive liquid L is not contained inside the second container 30 is referred to as a second internal space 32 .

第3容器31は、円筒形状を成す部材である。この第3容器31は、円筒の軸が鉛直方向に沿って延びている。なお、第3容器31は、上下方向の全体に亘って一重筒として形成されている。この第3容器31は、第1容器29の他端側に近接して設けられている。第3容器31の下端は、連通管35を介して第1容器29の他端に連通されている。この第3容器31は、第1容器29の他端に連通され、第1容器29に対して導電性液体Lを出入り可能な状態で収容する。 The third container 31 is a cylindrical member. The third container 31 has a cylindrical axis extending in the vertical direction. In addition, the third container 31 is formed as a single tube over the entire vertical direction. The third container 31 is provided close to the other end side of the first container 29 . A lower end of the third container 31 communicates with the other end of the first container 29 via a communicating pipe 35 . The third container 31 is communicated with the other end of the first container 29 and accommodates the conductive liquid L in such a manner that it can enter and exit the first container 29 .

第3容器31の内部の上半分の領域には、導電性液体Lが収容されない第3内空間33が生じる。以下の説明では、第3容器31の内部において導電性液体Lが収容されていない空洞の部分を第3内空間33と称する。 A third internal space 33 in which the conductive liquid L is not contained is generated in the upper half region inside the third container 31 . In the following description, a hollow portion in which the conductive liquid L is not contained inside the third container 31 is referred to as a third internal space 33 .

第7実施形態の第1容器29と第2容器30と第3容器31とは、連通管34,35により一体化された容器となっている。 The first container 29, the second container 30, and the third container 31 of the seventh embodiment are integrated by communication pipes 34 and 35. As shown in FIG.

図13に示すように、導電性液体Lが第1容器29の内部で正方向に流れるときに、第2容器30から第1容器29の内部に導電性液体Lが流入されるようになる。このとき、第2容器30の内部の導電性液体Lの液面が下がって、第2内空間32の容積が拡大する。また、第1容器29から第3容器31の内部に導電性液体Lが流入されるようになる。このとき、第3容器31の内部の導電性液体Lの液面が上昇して、第3内空間33の容積が縮小する。 As shown in FIG. 13 , when the conductive liquid L flows forward inside the first container 29 , the conductive liquid L flows into the first container 29 from the second container 30 . At this time, the liquid level of the conductive liquid L inside the second container 30 is lowered, and the volume of the second internal space 32 is expanded. Also, the conductive liquid L flows into the third container 31 from the first container 29 . At this time, the liquid level of the conductive liquid L inside the third container 31 rises, and the volume of the third internal space 33 shrinks.

図12に示すように、導電性液体Lが第1容器29の内部で逆方向に流れるときに、第1容器29から第2容器30の内部に導電性液体Lが流入されるようになる。このとき、第2容器30の内部の導電性液体Lの液面が上昇して、第2内空間32の容積が縮小する。また、第3容器31から第1容器29の内部に導電性液体Lが流入されるようになる。このとき、第3容器31の内部の導電性液体Lの液面が下がって、第3内空間33の容積が拡大する。 As shown in FIG. 12 , when the conductive liquid L flows backward inside the first container 29 , the conductive liquid L flows from the first container 29 into the second container 30 . At this time, the liquid level of the conductive liquid L inside the second container 30 rises, and the volume of the second inner space 32 shrinks. Also, the conductive liquid L flows into the first container 29 from the third container 31 . At this time, the liquid level of the conductive liquid L inside the third container 31 is lowered, and the volume of the third internal space 33 is expanded.

第2容器30の上端には、入口バルブ4と出口バルブ5とが設けられている。第2内空間32の容積が拡大するときに、入口バルブ4を開放して出口バルブ5を閉鎖すると、入口バルブ4を介して外部から第2内空間32に向けてガスGを吸引することができる。一方、第2内空間32の容積が縮小するときに、入口バルブ4を閉鎖して出口バルブ5を開放すると、出口バルブ5を介して第2内空間32から外部に向けてガスGが圧縮されつつ排気される。 An inlet valve 4 and an outlet valve 5 are provided at the upper end of the second container 30 . If the inlet valve 4 is opened and the outlet valve 5 is closed when the volume of the second inner space 32 is expanded, the gas G can be sucked from the outside toward the second inner space 32 via the inlet valve 4. can. On the other hand, if the inlet valve 4 is closed and the outlet valve 5 is opened when the volume of the second inner space 32 is reduced, the gas G is compressed outward from the second inner space 32 via the outlet valve 5 . exhausted.

第3容器31の上端には、入口バルブ4と出口バルブ5とが設けられている。第3内空間33の容積が拡大するときに、入口バルブ4を開放して出口バルブ5を閉鎖すると、入口バルブ4を介して外部から第3内空間33に向けてガスGを吸引することができる。一方、第3内空間33の容積が縮小するときに、入口バルブ4を閉鎖して出口バルブ5を開放すると、出口バルブ5を介して第3内空間33から外部に向けてガスGが圧縮されつつ排気される。 An inlet valve 4 and an outlet valve 5 are provided at the upper end of the third container 31 . If the inlet valve 4 is opened and the outlet valve 5 is closed when the volume of the third inner space 33 expands, the gas G can be sucked from the outside toward the third inner space 33 via the inlet valve 4. can. On the other hand, if the inlet valve 4 is closed and the outlet valve 5 is opened when the volume of the third inner space 33 is reduced, the gas G is compressed outward from the third inner space 33 via the outlet valve 5. exhausted.

第7実施形態では、ガスGを圧縮する圧縮機およびガスGを吸引する吸引機として液体ピストン装置1Fを用いることができる。 In the seventh embodiment, the liquid piston device 1F can be used as a compressor for compressing the gas G and an aspirator for sucking the gas G.

本実施形態に係る液体ピストン装置および液体ピストン動作方法を第1実施形態から第7実施形態に基づいて説明したが、いずれか1の実施形態において適用された構成を他の実施形態に適用しても良いし、各実施形態において適用された構成を組み合わせても良い。 The liquid piston device and the liquid piston operation method according to the present embodiment have been described based on the first to seventh embodiments, but the configuration applied in any one embodiment can be applied to other embodiments. Alternatively, configurations applied in each embodiment may be combined.

なお、第1から第6実施形態では、電磁ポンプ3のコイル11の励磁を停止したときに重力により導電性液体Lが落下させているが、その他の態様であっても良い。例えば、電磁ポンプ3のコイル11を励磁する三相交流を適宜調整して、導電性液体Lが落下する方向に交流磁場を加えるようにし、重力に加えて電磁力を用いて導電性液体Lを降下させても良い。 In addition, in the first to sixth embodiments, the conductive liquid L is dropped by gravity when the excitation of the coil 11 of the electromagnetic pump 3 is stopped. For example, by appropriately adjusting the three-phase alternating current that excites the coil 11 of the electromagnetic pump 3, an alternating magnetic field is applied in the direction in which the conductive liquid L falls, and in addition to gravity, electromagnetic force is used to move the conductive liquid L. You can drop it.

以上説明した少なくとも1つの実施形態によれば、容器の内部で導電性液体を一端から他端に向けて移動させる交流磁場を発生させる電磁ポンプを備えることにより、ガスの圧縮または吸引を行うことができ、かつメンテナンス性とシール性を向上できる。 According to at least one embodiment described above, gas can be compressed or sucked by providing an electromagnetic pump that generates an alternating magnetic field that moves the conductive liquid from one end to the other inside the container. It is possible to improve maintainability and sealability.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, and combinations can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and spirit of the invention, as well as the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.

1(1A,1B,1C,1D,1E,1F)…液体ピストン装置、2(2B)…容器、3(3A,3B)…電磁ポンプ、4…入口バルブ、5…出口バルブ、6…ダンプタンク、7…電源、8…制御部、9…二重筒、10…一重筒、11…コイル、12…鉄心、13…内空間、14…連通管、15…内空間、16…通気部、17…電力線、18…熱交換器、19…放熱部、20…冷媒管、21…熱伝導板、22…放熱部、23…ヒートパイプ、24…第1容器、25…第2容器、26…第1内空間、27…第2内空間、28…連通管、29…第1容器、30…第2容器、31…第3容器、32…第2内空間、33…第3内空間、34,35…連通管、G…ガス、L…導電性液体。 1 (1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F)... liquid piston device, 2 (2B)... container, 3 (3A, 3B)... electromagnetic pump, 4... inlet valve, 5... outlet valve, 6... dump tank , 7... Power source, 8... Control unit, 9... Double tube, 10... Single tube, 11... Coil, 12... Iron core, 13... Inner space, 14... Communicating pipe, 15... Inner space, 16... Ventilation part, 17 Power line 18 Heat exchanger 19 Heat radiation part 20 Refrigerant pipe 21 Heat conduction plate 22 Heat radiation part 23 Heat pipe 24 First container 25 Second container 26 Second 1 inner space, 27... second inner space, 28... communicating pipe, 29... first container, 30... second container, 31... third container, 32... second inner space, 33... third inner space, 34, 35... Communication tube, G... Gas, L... Conductive liquid.

Claims (12)

少なくとも一部が筒状を成して導電性液体を収容する容器と、
前記容器の内部で前記導電性液体を一端から他端に向けて移動させる交流磁場を発生させる電磁ポンプと、
前記導電性液体が収容された部分以外の前記容器の内空間の容積が前記導電性液体の移動に応じて変化し、この変化に応じて前記内空間にガスを出入りさせるバルブと、
を備え、
前記容器の少なくとも一部が二重筒となっており、前記二重筒の部分に対応して前記電磁ポンプが設けられている、
液体ピストン装置。
a container, at least a part of which has a cylindrical shape and contains a conductive liquid;
an electromagnetic pump that generates an alternating magnetic field that moves the conductive liquid from one end to the other inside the container;
a valve that changes the volume of the inner space of the container other than the portion containing the conductive liquid according to the movement of the conductive liquid, and allows gas to flow in and out of the inner space according to this change;
with
At least part of the container is a double cylinder, and the electromagnetic pump is provided corresponding to the double cylinder part.
Liquid piston device.
少なくとも一部が筒状を成して導電性液体を収容する容器と、a container, at least a part of which has a cylindrical shape and contains a conductive liquid;
前記容器の内部で前記導電性液体を一端から他端に向けて移動させる交流磁場を発生させる電磁ポンプと、an electromagnetic pump that generates an alternating magnetic field that moves the conductive liquid from one end to the other inside the container;
前記導電性液体が収容された部分以外の前記容器の内空間の容積が前記導電性液体の移動に応じて変化し、この変化に応じて前記内空間にガスを出入りさせるバルブと、a valve that changes the volume of the inner space of the container other than the portion containing the conductive liquid according to the movement of the conductive liquid, and allows gas to flow in and out of the inner space according to this change;
前記容器の前記一端に連通され、前記容器に対して前記導電性液体を出入り可能な状態で収容するダンプタンクと、a dump tank that communicates with the one end of the container and stores the conductive liquid in a state in which the conductive liquid can enter and exit the container;
前記ダンプタンクの内部に設けられ、前記ダンプタンクに収容された前記導電性液体の放熱を行う熱交換器と、a heat exchanger provided inside the dump tank for dissipating heat from the conductive liquid contained in the dump tank;
を備える、comprising
液体ピストン装置。Liquid piston device.
少なくとも一部が筒状を成して導電性液体を収容する容器と、a container, at least a part of which has a cylindrical shape and contains a conductive liquid;
前記容器の内部で前記導電性液体を一端から他端に向けて移動させる交流磁場を発生させる電磁ポンプと、an electromagnetic pump that generates an alternating magnetic field that moves the conductive liquid from one end to the other inside the container;
前記導電性液体が収容された部分以外の前記容器の内空間の容積が前記導電性液体の移動に応じて変化し、この変化に応じて前記内空間にガスを出入りさせるバルブと、a valve that changes the volume of the inner space of the container other than the portion containing the conductive liquid according to the movement of the conductive liquid, and allows gas to flow in and out of the inner space according to this change;
前記容器の内部に設けられ、前記内空間に収容された前記ガスの放熱を行う熱伝導板と、a heat conduction plate provided inside the container for dissipating heat from the gas contained in the inner space;
を備える、comprising a
液体ピストン装置。Liquid piston device.
前記容器の前記他端が前記一端よりも高い位置に設けられており、
前記交流磁場の発生を停止させたときに重力により前記導電性液体が前記他端から前記一端に向けて移動して前記内空間の容積が変化し、この変化に応じて前記バルブを介して前記内空間に前記ガスを出入りさせる、
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の液体ピストン装置。
The other end of the container is provided at a position higher than the one end,
When the generation of the alternating magnetic field is stopped, the conductive liquid moves from the other end toward the one end due to gravity, and the volume of the inner space changes. moving the gas in and out of the inner space;
A liquid piston device according to any one of claims 1 to 3 .
前記電磁ポンプは、前記交流磁場を収束させる鉄心を備える、
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の液体ピストン装置。
The electromagnetic pump comprises an iron core that converges the alternating magnetic field,
A liquid piston device according to any one of claims 1 to 4 .
前記電磁ポンプは、前記二重筒の部分の外側と内側とにコイルが設けられたダブルステータ型である、
請求項に記載の液体ピストン装置。
The electromagnetic pump is a double stator type in which coils are provided outside and inside the double cylinder portion,
A liquid piston device according to claim 1 .
前記電磁ポンプは、前記容器の外側のみにコイルが設けられたシングルステータ型である、
請求項1から請求項のいずれか1項に記載の液体ピストン装置。
The electromagnetic pump is a single stator type in which a coil is provided only outside the container,
A liquid piston device according to any one of claims 1 to 5 .
前記交流磁場により前記導電性液体を前記一端から前記他端に向けて移動させたときに、前記内空間の容積が縮小し、前記ガスが前記内空間から排気される、
請求項1から請求項のいずれか1項に記載の液体ピストン装置。
When the conductive liquid is moved from the one end toward the other end by the alternating magnetic field, the volume of the inner space is reduced and the gas is exhausted from the inner space.
A liquid piston device according to any one of claims 1 to 7 .
前記交流磁場により前記導電性液体を前記一端から前記他端に向けて移動させたときに、前記内空間の容積が拡大し、前記ガスが前記内空間に吸引される、
請求項1から請求項のいずれか1項に記載の液体ピストン装置。
When the conductive liquid is moved from the one end toward the other end by the alternating magnetic field, the volume of the inner space expands and the gas is attracted into the inner space.
A liquid piston device according to any one of claims 1 to 7 .
少なくとも一部が筒状を成して導電性液体を収容する容器の内部で前記導電性液体を一端から他端に向けて移動させる交流磁場を発生させるステップと、
前記導電性液体が収容された部分以外の前記容器の内空間の容積が前記導電性液体の移動に応じて変化し、この変化に応じて前記内空間にガスを出入りさせるステップと、
を含
前記容器の少なくとも一部が二重筒となっており、前記二重筒の部分に対応して設けられた電磁ポンプにより前記交流磁場を発生させる、
液体ピストン動作方法。
generating an alternating magnetic field within a container that is at least partially cylindrical and contains a conductive liquid, and that causes the conductive liquid to move from one end to the other;
a step of changing the volume of the inner space of the container other than the portion containing the conductive liquid in accordance with the movement of the conductive liquid, and allowing gas to flow into and out of the inner space according to this change;
including
At least part of the container is a double cylinder, and the alternating magnetic field is generated by an electromagnetic pump provided corresponding to the double cylinder part.
Liquid piston operation method.
少なくとも一部が筒状を成して導電性液体を収容する容器の内部で前記導電性液体を一端から他端に向けて移動させる交流磁場を発生させるステップと、generating an alternating magnetic field within a container that is at least partially cylindrical and contains a conductive liquid, and that causes the conductive liquid to move from one end to the other;
前記導電性液体が収容された部分以外の前記容器の内空間の容積が前記導電性液体の移動に応じて変化し、この変化に応じて前記内空間にガスを出入りさせるステップと、a step of changing the volume of the inner space of the container other than the portion containing the conductive liquid in accordance with the movement of the conductive liquid, and allowing gas to flow into and out of the inner space according to this change;
前記容器の前記一端に連通されて前記導電性液体を収容するダンプタンクにより、前記容器に対して前記導電性液体を出入りさせるステップと、causing the conductive liquid to flow into and out of the container by means of a dump tank communicating with the one end of the container and containing the conductive liquid;
前記ダンプタンクの内部に設けられた熱交換器により、前記ダンプタンクに収容された前記導電性液体の放熱を行うステップと、a step of radiating heat from the conductive liquid contained in the dump tank by a heat exchanger provided inside the dump tank;
を含む、including,
液体ピストン動作方法。Liquid piston operation method.
少なくとも一部が筒状を成して導電性液体を収容する容器の内部で前記導電性液体を一端から他端に向けて移動させる交流磁場を発生させるステップと、generating an alternating magnetic field within a container that is at least partially cylindrical and contains a conductive liquid, and that causes the conductive liquid to move from one end to the other;
前記導電性液体が収容された部分以外の前記容器の内空間の容積が前記導電性液体の移動に応じて変化し、この変化に応じて前記内空間にガスを出入りさせるステップと、a step of changing the volume of the inner space of the container other than the portion containing the conductive liquid in accordance with the movement of the conductive liquid, and allowing gas to flow into and out of the inner space according to this change;
前記容器の内部に設けられた熱伝導板により、前記内空間に収容された前記ガスの放熱を行うステップと、a step of dissipating heat from the gas contained in the inner space by means of a heat conduction plate provided inside the container;
を含む、including,
液体ピストン動作方法。Liquid piston operation method.
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