JPH04109081A - 高温ポンプ - 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、下端が液中に連通し、上端がばねで押圧した
弁板で閉鎖された振動管を、加振して揚液するようにし
た振動柱ポンプに関し、特に、常温常圧下では凝固する
溶融塩や溶融金属等の高温融体の輸送にも好適な高温液
体用ポンプに関する。

〔従来技術及び発明が解決しようとする課題〕従来、高
温融体用のポンプには遠心ポンプ、電場と磁場を液体の
輸送方向に対してそれぞれ直角方向に作用させて該液体
を輸送させるようにした電磁ポンプ及びピストン式ポン
プ等がある。

ところが、上記遠心ポンプや電磁ポンプでは、ポンプを
停止すると液体が逆流するという問題点があり、また、
電磁ポンプは、液体金属のように導電率の大きな液体以
外には使用できず、また液体金属用のビス６トン式ポン
プでは、液体の連続輸送が不可能であるという問題点が
あった。

また、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、該振動管の上端にばねで押圧されて当接してい
る弁板と、振動管を長手方向に加振する加振手段を備え
た振動柱ポンプにおいて、上記振動管の下端に、静止揚
液管を接続し、該振動管の往復運動により静止揚液管内
の液体を揚液し、振動管端の弁を通過して導液管中に吐
出させるようにしたものも、本出願人によって既に開発
されている（特開昭６４−２１９４００号公報参照）。

ところが、このものは、加振手段として、振動管の外周
部に電磁コイルを設けるようにしているため、高温融体
の輸送などには不適当であった。

本発明は、ポンプ停止時に液体の逆流がなく、しかも配
管内の液抜きも容易であり、液体の連続輸送が可能で、
構造も簡単で保守がし易く、運転制御や操作も容易で安
全性の高い高温ポンプを提供することを目的としている
。

〔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、本発明は、高温液体を輸
送する管路途中に設けられたケーシング内に、上端をば
ねで押圧された制御弁で密封した振動管を、管軸方向に
摺動可能に収納し、該振動管を外部から加振棒を介して
管軸方向に加振する手段を液面上に備えたことを特徴と
し、また、振動管上流側の吸込管内に細いピンのような
突出体を固定し、該振動管を下方に大きく移動させたと
き、該振動管上端に取付けられたばね制御弁を上記突出
体によって強制的に開放させるようにしたことを特徴と
している。

〔作　用〕

本発明は上記のように構成されているので、振動管の部
分を液中に没するようにして配置し、該振動管内に液体
が充満するようにして管軸方向に加振すると、振動条件
を適切に選定すれば、次のような原理によって加振−周
期毎に弁が開放して液体が揚液される。

即ち、加振−周期の中で弁が閉鎖している間は、振動管
内及び吸込管内の液体は、振動管と共に運動する。この
時、振動管は管内の液体の運動エネルギを増加させる仕
事をする。同時に、振動管は上端の弁より上にある液体
を押し出すピストン作用をする。振動管内の液体の運動
エネルギによって弁上部の圧力が増加すると、振動管が
減速され下向きに移行するとき弁が開放し、液体が弁か
ら管内液柱に作用する慣性力によって流出する。

従って、当該ポンプでは、弁閉鎖中のピストン作用と弁
開放中の液体の運動エネルギに基づく液体の流出作用の
二つの作用によって揚液される。

上記のような揚液原理によって、本発明ポンプの最大流
量は、ピストン作用のみである容積型ポンプよりも大き
くなる。更に、吐出圧力が増加すと、弁の背圧が増し、
弁が開放しにくくなって弁からの流出流量が減少するた
め、成る圧力において流量は零になり、圧力値には上限
が存在する。

従って、吐出配管が閉塞しても、圧力が過大に増加して
配管を破壊する恐れが少ない。

また、本発明ポンプは、液中に没するように設置された
振動管を、液面上方に備えられた加振手段によって駆動
（加振）するようになっているので、ポンプ作動液体が
溶融塩や溶融金属等の高温融体（液体）の場合でも、支
障なく円滑に作動される。

また、上記のような高温融体を輸送している場合、ポン
プが停止したとき、振動管を下方に大きく移動させると
、振動管上流側の吸込管内に固定された細いピン（突出
体）によって、該振動管上端部のばね制御弁が強制的に
開放されるので、吐出管内の液を容易に抜くことができ
、従って吐出管内で液が凝固する恐れがない。

他方、液面上に設置された加振手段として、例えば空気
アクチュエータを用いれば、該空気アクチュエータは、
供給する空気の圧力を変化させれば振動数と振幅が制御
できるので、ポンプの性能は、空気供給配管途中に設け
られた弁によって容易に制御できる。

〔実施例〕 次に、本発明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高温ポンプの縦断面
図である。

図において、１は吸込管で、該吸込管１の上部にケーシ
ング２が取付けられ、該ケーシング２の上端には吐出管
３が接続されている。上記ケーシング２内には、振動管
４が、該ケーシング２の内壁と狭い隙間を保って軸方向
に移動できるように設置されている。該振動管４の上部
には、弁室５が取付けられており、弁６がばね７によっ
て弾発して振動管４に当接し、常時は該振動管の上端開
口部を閉塞している。

上記弁室５の上端には加振棒８が連結されており、該加
振棒８は、ケーシング２を貫通して液面Ｗの上方に設置
した空気アクチュエータ９に接続されている。該空気ア
クチュエータ９には、矢印方向の空気の流入と流出とに
よって往復動するピストン９ａが内蔵されており、上記
加振棒８と連結されている。

更に、シリンダ２の下端に接続される吸込管ｌの上端部
に、細いピンｌＯが、振動管４の通常の振動状態では弁
６と接触しない位置に、該弁６と対向するようにして固
定されている。

次に、作用について説明すると、ポンプ運転時、振動管
４の部分を液面Ｗ下に没するように設置し、該振動管４
内に液体が充満するようにして該振動管４を、第２図の
矢印イに示すように、管軸方向に加振すると、ばね７で
押圧された制御弁６の作動特性とアクチュエータ９の振
動周期等の振動条件を適切に選定すれば、次のような原
理によって、加振−周期毎に弁６が開放して液体が揚液
される。

即ち、加振−周期の内で弁６が閉鎖している間、振動管
４内と吸込管１内の液体は、振動管４と共に運動する。

この時、振動管４は管内の液体の運動エネルギを増加さ
せる仕事をすると同時に、振動管４は上端の弁６より上
方にある液体を押し出すピストン作用をする。

振動管４内の液体の運動エネルギによって弁６下部の圧
力が増大すると、該振動管４が減速され下向きに移行す
るとき弁６が開放し、管内液柱に作用する慣性力によっ
て液体が弁６から流出する。

従って、弁閉鎖中のピストン作用と弁開放中の液体の運
動エネルギに基づく液体の流出作用の二つの作用によっ
て揚液される。

第３図は、縦軸に変位Ａ、圧力Ｂ、流量Ｃをとり、横軸
に時間ｔをとって上記の作用を示す線図であり、変位Ａ
の線図において、加振−周期の内で、時間（時刻）　１
＋から【２の間において、吸込管内圧力ｄが吐出圧力ｅ
より大きくなって弁６が開放し、時間ｔ２で上昇過程に
移行するとき、弁６が閉鎖する。次いで、時間ｔがｔ２
からｔ、＋Ｔ　（Ｔ　：１周期）までの間は、弁６と管
（振動管）４は共に上昇過程にあり、これら弁６の変位
と管４の変位差を拡大して示す弁隙間Ｃはほぼ零となっ
ていて弁６が閉鎖している。

圧力Ｂの線図において、時間０からｔｌの期間中、吸込
管内圧力ｄは、負圧から次第に上昇し、時間ｔ１で最大
値となり、弁６が開放する。また時間ｔ！では逆に圧力
ｄが圧力ｅより小さくなって弁が閉鎖する。時間ｔ１か
らｔ２までの期間中、管４内の液体は管内液柱の慣性力
が吐出圧力ｅに打勝って流量Ｃ線図に示すように吐出さ
れる。上記弁隙間Ｃ＝０の期間中は、振動管４上端の弁
６より上にある流体を押し出すピストン作用を行なう。

上記のようにして、当該ポンプの最大流量は、ピストン
作用のみである容積型ポンプよりも大きくなる。更に、
吐出圧力ｅが増加すると、弁６の背圧が増加し、該弁６
が開放しづらくなって該弁６からの流出流量が減少する
ので、成る圧力において流量Ｃは零になり、圧力値には
上限が存在する。従って、吐出配管が閉塞しても、圧力
が過大に増加して配管を破壊する恐れが少ない。

この実施例によれば、液中に没するように設置された振
動管４を、液面Ｗ上方に設置した空気アクチュエータ９
によって加振するようにしているので、該液体が溶融塩
や溶融金属等の高温融体であっても、ポンプは正常に作
用する。

また、上記のような高温融体を輸送している場合、ポン
プが停止したとき、振動管４を下方へ大きく移動させ、
吸込管ｌ上方に固定した細いピン１０によって弁６を強
制的に開放させることにより、吐出側の液を容易に抜く
ことができるので、吐出管３内で液が凝固する恐れがな
い。

また、加振手段を空気アクチュエータによって構成して
いるので、供給する空気の圧力を変化させれば振動数と
振幅が制御できるので、ポンプの性能を図示しない空気
供給配管の途中に設けた弁によって容易に制御すること
が可能である。

上記した実施例において、液面上方に設置する加振手段
として空気アクチュエータを用いた構造について説明し
たが、これに限らないことは勿論であり、例えば、用途
に応じて油圧や電磁方式の加振手段でもよい。

また、液面下の振動管と液面上方の加振手段とを接続す
る加振棒は、棒状体のものに限らず、両運動体を連結す
る変形しないものであればよい。

また、振動管上端部のばね制御弁を強制的に開放する細
いピンは、細い突出体であればよい。

なお、本発明ポンプで水を揚液することは勿論可能であ
る。

〔発明の効果〕

本発明は上述のように構成したことにより、次のような
効果を奏する。

（ｉ）部品数が少なく形状も単純なため様々な耐食性や
耐熱性を有する材料で製作することが可能であり、振動
管を液中に没して使用すればポンプ部の予熱や保温対策
も不要で、ポンプを停止しても流体の逆流は殆んど生じ
ない。

（ｉｉ）振動管を駆動する加振手段を、加振棒を介して
液面上方に備えたことにより、高温液体の輸送も可能で
ある。

（ｉｉｉ）振動管上流側の吸込管内に細いピンを固定し
、振動管を下方に大きく移動させたとき、該振動管上端
部のばね制御弁を上記ピンによって強制的に開放させる
ようにすることにより、ポンプ停止時に吐出配管内の液
体を容易に抜くことができるので、常温常圧下では凝固
する溶融塩や溶融金属等の高温融体の輸送にも利用でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す高温ポンプの縦断面図
、第２図はポンプの作動状態を示す説明図、第３図は縦
軸に変位、圧力、流量を、また横軸に時間をとって示し
た本発明ポンプの作用線図である。 ■・・・吸込管、２・・・ケーシング、３−・・吐出管
、４・・・振動管、５・・・弁室、６・・・弁、７・・
・ばね、８・・・加振棒、９・・・空気アクチュエータ
、１０・・・ピン。 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、高温液体を輸送する管路途中に設けられたケーシン
   グ内に、上端をばねで押圧された制御弁で密封した振動
   管を、管軸方向に摺動可能に収納し、該振動管を外部か
   ら加振棒を介して管軸方向に加振する手段を液面より上
   に備え、上記振動管の振動を利用して揚液作用させるよ
   うにしたことを特徴とする高温ポンプ。 ２、振動管上流側の吸込管内に細いピンを固定し、振動
   管を下方に大きく移動させたとき、該振動管上端に取付
   けられたばね制御弁を上記ピンによって強制的に開放さ
   せるようにしたことを特徴とする請求項１記載の高温ポ
   ンプ。