JPH025800A - ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、容器内部に貯蔵する液体を容器外部へ移送す
るポンプ装置に関するものである。

〈従来の技術〉 従来、液体を一方の容器からもう一方の容器へ移す場合
の方法として、液体を移す側の容器を密閉し、その容器
内部を加圧して液体に圧力を加え、容器外へ通じろ管を
通してもう一方の容器へ液体を移送する方法がある。

第４図はその方法を示すもので、二つの容器として容器
Ａ（４）、容器Ｂ（５）があり、容器Ａ（４）より容器
Ｂ（５）に液体を移送するには、逆Ｕ字型管（１１）を
容器Ａ（４）、容器Ｂ（５）の両方にまたがらせ、逆Ｕ
字型管（１１）を除いて容器Ａ（４）を密閉状態にし、
容器Ａ（４）内部をエアーポンプ（６）等にて加圧する
。すると、容器Ａ（４）内部にて加圧された液体は逆Ｕ
字型管（１１）を通って容器Ｂ（５）に流入する。液体
の移送を止めるには容器Ａ（４）内部の加圧状態を解除
してやればよい。しかし、この場合はサイホン現象を発
生させない様、逆Ｕ字型管（１１）の容器Ｂ（５）側の
長さを短くして逆Ｕ字型！　（１１）の先端開口部高さ
を容ＭＡ（４）の液面高さより高位に位置させて液体を
流出させるものであり、容器Ｂ（５）の注入口（１５）
が十分大きい場合は支障がないが、容器Ｂ（５）の注入
口（１５）が小さい場合、またこの先端開口部高さがか
なり高い場合には容器Ｂ　（５）の注入口（１５）の周
りに液体がこぼれたり、飛び散ったりするため、容器Ｂ
（５）への液体の移送はうまくいかない。

よって、第５図の様に逆Ｕ字型管（１１）を容器Ｂ（５
）の注入口（１５）の中まで延長させて、容器Ａ（４）
より容器Ｂ（５）へ液体を移送させる事になる。

ここで、容器Ａ（４）の液面高さの方が容器Ｂ（５）の
液面高さよりも低い場合、まず容器Ａ（４）より容ＮＢ
（５）に液体を移送するため容器Ａ（４）内部をエアー
ポンプ（６）等にて加圧すれば、加圧された液体は逆Ｕ
字型管（１１）を通って圧力の低い容器Ｂ（５）に流入
する。次に液体の移送を止めろため容器Ａ（４）内部の
圧力を平常、つまり大気圧に戻したとする。ところが図
示する様に逆Ｕ字型管（１１）の先端開口部が容器Ｂ（
５）の液体中に没している場合、容器Ａ（４）と容ＷＢ
（５）の液面高さに差があるためにサイホン現象が生じ
、容ＭＡ（４）内部の圧力を平常に戻すと同時に容器Ｂ
（５）より容器Ａ（４）に容器Ａ（４）と容器Ｂ（５）
の液面高さが等しくなるまで液体が逆流してしまう。

また一方、逆に容器Ａ（４）の液面高さが容器Ｂ（５）
の液面高さより高い場合においても、移送を停止させろ
ためには容器Ａ（４）内部の圧力を平常に戻しただけで
は不可能な場合が生じて（る。つまり、移送を停止させ
る時に、容器Ａ（４）の液面高さが未だ容！Ｂ（５）の
液面高さより高い場合には、容器Ａ（４）内部の密閉加
圧状態を解除（もともとこの場合は、容！Ａ（４）の液
面高さが容器Ｂ（５）の液面高さよゆも高く、容器Ａ（
４）内部の加圧状態を維持せずとも、サイホン現象によ
り液体は容ｖ！１Ａ（４）より容器Ｂ（５）に流入する
のだが、加圧してやれば流入速償が早くなり、大きな流
量が得られる。）し、大気圧に戻しても、サイホン現象
により容ＭＡ（４）と容器Ｂ（５）の液面高さが同一に
なるまで、または容器Ａ（４）の液面高さが逆Ｕ字型管
（１１）のＢ（５）開先端開口部高さと同一になるまで
、液体は容器Ａ（４）から容器Ｂ（５）に流入し続けろ
ことになる。

勿論、容器Ａ（４）内部の密閉状態をそのままにし加圧
するのを停止してやれば、液体が流出するにつれて容器
Ａ（４）内部の圧力が減少して、いずれはその圧力が大
気圧とつり合った状態にて液体の流れは停止するが、そ
のつり合った平衡状態に達するまでには時間を要し、液
体の移送をタイムリーに停止出来ない。

よって、液体の移送を停止させるためには逆Ｕ字型管（
１１）の先端付近に仕切弁を設け、仕切弁を閉じて液体
の移送を停止させねばならない。

なお安全上、容器Ａ（４）内部の加圧状態はこの時解除
した方が望ましい。

〈発明が解決しようとする課題〉 上述した従来の技術では容器Ａ（４）内部の加圧状態に
ポンプ作用が連動せず、容器Ａ（４）内部の加圧状態を
解除しても、仕切弁なしには液体の移送を確実に停止で
きない。つまり、容器Ａ（４）内部の圧力にてポンプ作
用を制御できず、仕切弁という別の違った要素をその制
御のためにさらに必要とする欠点がある。

本出願に係るポンプ装置は上述のサイホン現象を起こさ
せず、容器Ａ（４）内部の密閉加圧状態を解除し内部圧
力を大気圧と等しくすれば、容器Ａ（４）の液面高さが
容器Ｂ（５）の液面高さより高い場合においても低い場
合においても、また容！ＭＢ（５）側の逆Ｕ字型管（１
１）の先端部が液中に没していてもいなくても、確実に
液体の移送を停止させる事を目的とするものである。

〈課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するために、逆Ｕ字型管（］１）のか
わりに、容器外部における管頂部より下流側に管内流路
断面積を急変化させたオリフィス（３）等の噴流発生部
を設け、かつこの噴流発生部よりさらに下流側管壁に小
孔（２）を設けた管（１）を、内部空間が加圧可能な容
器に、容器内部を加圧し、また大気圧まで減圧する機能
を持つエアーポンプ（６）等の加減圧装置と共に備え付
けろ。

以下の説明においては、噴流発生部として具体的にオリ
フィス（３）を用いて説明するが、ノズルまたは異径管
等を使用してもかまわない。

内部空間が加圧可能な容器を容器Ａ（４）として、容器
Ａ（４）より容器Ｂ（５）に液体を移送させるものとす
れば、オリフィス（３）は第１図に示す様に、管（１）
頂部より下流側であって容器Ａ（４）の液面高さより高
い位置、つまり管（１）の最上部分より低く、かつ容器
Ａ（４）の液面高さよりも高い高さの位置の容器Ｂ（５
）側に設け、オリフィス（３）の開口径は、開口部を通
過する液体がオリフィス（３）より容ＷＢ（５）液面ま
でを通過する間に、オリフィス（３）から容！Ｂ（５）
液面までの管（１）内部を満たしてしまう事がない流量
以下になる様に設定する。

小孔（２）は、容器Ａ（４）の液体が容器Ｂ（５）に移
送された後の容器Ｂ（５）の液面高さよりも高く、オリ
フィス（３）の下流側、つまりオリフィス（３）を設け
た位置よりも低い高さの容器Ｂ（５）側の管（１）壁で
あって、少なくとも液体の、移送途中にて容器Ｂ（５）
の液面高さ以下の位置に小孔（２）が没してしまう事が
ない位置に設定する。

また、小孔（２）を任意の高さ位置の管（１）壁に設け
、小孔（２）に開口する導管（７）を設ける事により、
この導管（７）を通じて小孔（２）と噴流発生部下流側
の管内部とを通気可能としたものとしてもかまわない。

勿論、小孔（２）は液体の移送途中および移送後に容器
Ｂ（５）の液面高さ以下の位置に没してしまう事がない
位置に設定する。

く作　用〉 以下、第１図に基づいてその作用を説明する。

まず容器Ａ（４）内部を加減圧装置であるエアーポンプ
（６）等により加圧すると、管（１）内部のうち容器Ａ
（４）液面よりオリフィス（３）までは、容器Ａ（４）
内部を加圧するに従い管（１）内部の液面が上昇し、つ
いには液体で満たされる。しかしオリフィス（３）から
容器Ｂ（５）液面までについては、オリフィス（３）に
よって流速が上がった液体は噴流となり容器Ｂ（５）に
流入するが、流路断面積に余裕があるためと、次に述べ
る理由のため、オリフィス（３）より容器Ｂ（５）液面
までは、液体にて満たされろ事がない。その理由とは、
オリフィス（３）以降の管内部と管外が小孔（２）にて
通気可能となっているため、容器Ｂ（５）液面よりオリ
フィス（３）下部まで、つまり容器Ａ（４）の液面レベ
ル以上にまで管壁の小孔（２）をとうして管（１）内部
に空気が入り込む事ができ、オリフィス（３）以降の管
内部の空気圧力を液体の移送中を通じて大気圧と等しく
する事ができるからである。

オリフィス（３）の開口径をしｔ！いに大きくしていく
と、液体の流量もそれにつれしだいに増加するが、小孔
（２）を設けろ位置により管（１）内部が液体で満たさ
れない流量の限界に差がある。

流量の最大値はオリフィス（３）の直後に設けた場合（
オリフィス（３）の直後に導管が開口する場合も同様。

）に得ろ事ができる。理由は通過する液体が小孔（２）
を全（塞ぐ事がないためである。ただ小孔（２）をオリ
フィス（３）よりかなり下流に設けた場合でも、流量が
小さい間は通過する液体の流れに沿って空気が小孔（２
）より管（１）内部に入り込む事ができ、管（１）内部
は液体で満たされることはない。またこの場合でも小孔
（２）に開口する導管（７）を通じてこの小孔（２）と
オリフィス（３）下流側直後の管（１）内部を通気可能
とすれば、小孔（２）をオリフィス（３）下流側直後の
管（１）壁に設けた場合と同程度の流量を得る事ができ
る。

後述する実施例においては、１．５ａ＋＋ｍ径の小孔（
２）１個をオリフィス（３）の直後に設けた場合は管（
＋１の内径１５ｍに対してオリフィス（３）の開口径を
１１ｍｍとしても管（１）内部が灯油で満たされる事が
なく全く問題がなりかたのに対し、同じ（１，５ｍ＋ｓ
径の小孔（２）１個を管（１１閣口端より６〇−上流側
に設けた場合は管（１）の内径１５閣に対してオリフィ
ス（３）の開口径は９ｍ＋ａあたりが安定した流量を得
ろ限界であった。なお小孔（２）の数も１個でなく複数
個とすれば、流量にはその分余裕を持たせる事ができる
。

液体の移送を停止させるには、容器Ａ（４）内部の密閉
状態を加減圧装置にて解除し、圧力を大気圧に戻してや
ればよい。そうすればオリフィス（３）よりエアが管（
１）全体に入り込み、速やかに管（１）内の液体は管（
１）の頂点を境に、容器Ａ（４）側、容器Ｂ（５）側に
分かれて流れ込み、液体の流れは停止する。

つまり、液体の移送は容器Ａ（４）、容器Ｂ（５）の液
面高さの相互の位置に関係なく、また管（１）の容器Ｂ
（５）側先端開口部が液中に没しているといないとにか
かわらず、容器Ａ（４）内部の加圧状態により制御され
ることになり、いいかえれば、容器Ａ（４）を内部空間
が加圧可能な容器とし、これに管（１）およびエアーポ
ンプ（６）等の容器内の加減圧装置をと咋つければ、仕
切弁を必要としない容器Ａ（４）内部の液体を容器外部
へ移送するポンプ装置となる。

〈実施例〉 以下、本発明の具体的な実施例を図面に基づいて説明す
る。第２図（ａ）に示した実施例は、本発明の試作品と
して実際に製作を行つｔコものであり、家庭用１８１ポ
リタンク（２４）を内部空間が加圧可能な容器として使
用し、管（１）をポリタンク（２４）から石油ストーブ
タンク（２５）への給油管として利用するものである。

ポリタンク（２４）には、ポリタンク（２４）内部の加
減圧装置としてのエアーポンプ（６）と管（１）を取付
け、管（１）とポリタンク（２４）取付部は空気漏れの
ない事とする。

エアーポンプ（６）は、ポリタンク（２４）内の空気を
加圧するものであれば特に限定しないが、本実施例にお
いては、実用新案登録出願番号５８−１４４１９７に記
載の市販されているものを利用した。本エアーポンプ（
６）はパツキンを介してポリタンク（２４）にネジ蓋式
に固定されており、加圧時はネジをきつく締めてネジ部
（２６）を気密状態とし、蛇腹を伸縮させポリタンク（
２４）内部を加圧する。ポリタンク（２４）内部の空気
圧を減圧し大気圧に戻す時は、ネジを緩めてネジの隙間
より空気を逃がすものである。

当然ながら本エアーポンプ（６）のかわりに別形式の加
減圧装置を取付けてもかまわず、また加圧装置、減圧装
置各々独立したものでもかまわない。さらに、加圧作用
を解除すれば直ちに空気を逃がす機構を持つエアーポン
プ等もあり、いずれにしても機能的にはポリタンク（２
４）内の空気を加圧し、また加圧状態を解除する加減圧
装置であればよい。

さてエアーポンプ（６）を手動にて蛇腹を伸縮させろと
ポリタンク（２４）内の空気が加圧され、灯油は管（１
）内を上昇し、オリフィス（３）より噴流となって流出
する様になり給油が開始される。

このときポリタンク（２４）よりオリフィス（３）まで
は、管（１）内は灯油で満たされるが、オリフィス（３
）より石油スｌ−−ブタンク（２５）の灯油液面までは
流量に比べ管（１）内流路断面積が十分大きいために、
管（１１内は灯油で満たされる事なく、空気が大気圧で
オリフィス（３）の下面まで入りこんだ状態となってい
る。なお、オリフィス（３）はポリタンク（２４）内の
灯油液面高さ以上の高さになる様に設ける。

石油ストーブタンク（２５）が満杯になり、給油を停止
させるには、ポリタンク（２４）内部の加圧空気をエア
ーポンプ（６）の取付はネジを緩めてネジ部（２６）よ
り逃がしてやり、ポリタンク（２４）内部の圧力を大気
圧に戻してやれば、もともとサイホン現象は生じていな
かったため灯油の流れが止まゆ、管（１）内の灯油は管
（１）の頂点を境にポリタンク（２４）と石油ストーブ
タンク（２５）に戻ってしまい給油が停止する。

ところで、もし小孔（２）が無かったとすれば、管（１
）の先端開口部が石油ストーブタンク（２５）の液面以
下に没してしまった場合、オリフィス（３）より下流の
管（１）内部は、しだいに灯油液面が上昇し、ついには
全体が灯油で満たされてしまってサイホン現象が生じて
しまい、ポリタンク（２４）内の圧力を大気圧に戻して
も送油は停止しない。従って、小孔（２）は確実に給油
後の石油ストーブタンク（２５）内部の灯油液面より高
い位置になくてはならないが、あまりに上部に設けられ
ていれば、小孔（２）からの飛沫で回りが多少とも灯油
で濡れる恐れもある。よって、本実施例に於ては、小孔
（２）の上部に鍔（２８）を設け、石油ストーブタンク
（２５）注油口にそれ以上管先端部（２９）が入るのを
防止し、小孔（２）も注油口端より下の石油ストーブタ
ンク（２５）内部に開口させ、それ以下に小孔（２）の
位置が下らず、小孔（２）が灯油中に没さない様にした
。

本実施例における安全性の点については、管（１）を耐
油可撓性合成樹脂製の可撓管にて製作すれば、もし万一
、たとえばエアーポンプ（６）の取付はネジが堅くて動
かず、エア抜きが出来ない場合等、不測の事態が生じて
も、管（＋）を折曲げて給油を停止させる事ができろ。

また、使用しない時は第２図（ｂ）に示す様な管先端部
（２９）および、小孔（２）を封止するキャップ（３０
）を冠しておけば、本エアーポンプ（６）自体も灯油が
すぐに流れ出る構造ではないため、本装置−式をポリタ
ンク（２５）に装置したまま万一ポリタンク（２５）を
倒しても、灯油が外部へ流れ出す事がなく、またエアー
ポンプ（６）を少々押しても　（ポリタンク（２５）が
密閉状態であるためエアポンプ（６）自体も操作が重く
なっており、押しにくくなっている。）灯油が管（１１
まわりから漏れろ事もなく安全である。

第３図（ａ）は小孔（２）を噴流発生部の直後の管（１
）壁に設けた場合の実施例で、噴流発生部を上記実施例
と同じくオリフィス（３）としたものである。

第３図（ｂ）は小孔（２）を噴流発生部の取付は高さよ
り高位の高さの管壁に設け、導管（７）にて小孔（２）
と噴流発生部下流側の管内部とを通気可能とした実施例
である。本例においても噴流発生部を、同じくオリフィ
ス（３）とし、オリフィス（３）を構成する部材に導管
を設け、同部材表面に設けた小孔（２）と噴流発生部下
流側の管内部とを通気可能とした。

〈発明の効果〉 以上説明して来た事からも明らかのように、本発明であ
るポンプ装置は、液体の移送停止用の仕切弁が不要なこ
と、移送停止後、流路が複雑でないため管（１）内の液
体がすみゃかに管（１）より流出し「きれ」のよいこと
、ならびに以下実験結果を詳述するとうり、液体の移送
を非常に早く行える事である。

実施例においては、現在市販されている家庭用灯油ポン
プに比べ、非常に速く石油ストーブタンク（２５）への
給油ができた。例えば、第２図に示す実施例では管（１
）の内径１５ＩＩＩ１１オリフイス（３）の開口径９順
において、灯油約１８１を約１分２０秒で、第３図（ａ
）および（ｂ）に示す実施例では管（１）の内径が同じ
＜１５ｍ、オリフィス（３）の開口径１１ａｕ＋＋にお
いて１分弱で外部の別タンクへ移送できた。現在速いと
言われてぃろ流量９１／履ｉｎクラス電動ポンプの約２
分２０秒（市販品を新品の電池で実際にテストした結果
である。なお、普及品である５１／ｗｉｎクラスの電動
ポンプ、流量１０〜５．５１／　ｓｉｎでは３分１０秒
を要した。）に比べても、かなり速く給油できろという
ことができる。

また、給油停止後はすみやかに管（１）より灯油が流出
し、弁等もなく灯油の流路構造がきわめて単純であるた
めに給油停止後の灯油の滴りがしっこくなく、「きれ」
がよいため、灯油の滴りで床を汚したり、手を汚す恐れ
も少ない。

さらに、構造が単純であるためコス）・も低くおさえら
れ、安価なポンプを提供できる。以上の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本出願に係るポンプ装置の構成およびその作用
を示す縦断面図、第２図（ａ）はその実施例を示す縦断
面図、第２図（ｂ）は実施例におけろ管先端部（２９）
周りを示す要部縦断面図、第３図（、）および（ｂ）も
同じ〈実施例におけろ要部縦断面図、第４図は従来の技
術を示す縦断面図、第５図は従来の技術およびサイホン
現象を示す縦断面図である。 符号 １　管 ２・小孔 ３　オリフィス ４　容器Ａ ５・容器Ｂ ６　エアーポンプ ７　導管 ＩＩ−逆Ｕ字型管 １５−ｉ主入口 ２４　　ポリタンク ２５　　石油ストーブタンク ２６・ネジ部 ２８　　鍔 ２９・管先端部 ３０・・キャップ　　　　　　　　である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］内部空間が加圧可能な容器に、容器内部を加圧し
   、また大気圧まで減圧する機能を有するエアーポンプ（
   ６）等の加減圧装置と、容器内部に貯蔵する液体内部か
   ら容器外部に通ずる管であって容器外部における管頂部
   より下流側に管内流路断面積を急変化させたオリフィス
   （３）等の噴流発生部および該噴流発生部よりさらに下
   流側の管壁に小孔（２）を設けた管（１）を、管（１）
   については噴流発生部が容器内部の液面の高さより高位
   の高さになる様に備え付けたポンプ装置。 ［２］請求項１記載のポンプ装置において、小孔（２）
   を容器外部の任意高さの管（１）壁に設け、該小孔（２
   ）に開口する導管（７）を通じて小孔（２）と噴流発生
   部下流側の管（１）内部とを通気可能としたポンプ装置
   。