JPH05126100A

JPH05126100A - 振動柱ポンプ

Info

Publication number: JPH05126100A
Application number: JP21388791A
Authority: JP
Inventors: Hirokuni Hiyama; 浩国桧山; Toshiro Maekawa; 敏郎前川
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1991-08-26
Filing date: 1991-08-26
Publication date: 1993-05-21

Abstract

(57)【要約】【目的】軽量で小型の振動柱ポンプを提供すること。【構成】軟磁性体で作られた振動管１の外側に、円筒
状に巻かれた電磁コイル３を装着して可動子とし、上端
にはばね４で弾発された弁５が弾接している。一方、固
定子側は、電磁コイル３に対してその内側に永久磁石６
が固設されており、運転時、電磁コイル３に交流を流す
ことにより、永久磁石６からの半径方向の磁力と作用し
て、振動管１が往復動する。また、振動管１の上下両端
部とケーシング７との間に密閉装置９が取付けられ、電
磁コイル３と永久磁石６に導液が侵入するのを防いでい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、振動柱ポンプ、即ち、
一端を水中に浸漬し他端を空中にあるように配し且つ該
他端をばねで弾接された弁板を介して吐出側導液管に連
通させるようにしたパイプ（振動管）を、長手方向に振
動させ、該パイプ内を経て揚液させるようにしたポンプ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の振動柱ポンプとしては、
（イ）振動管の加振手段として、不釣合重量をもつ回転
体を電動機により回転させるもの又は電磁石を用い、こ
れらの加振器の出力部に振動管を固設したものがある。
（特開昭５８−１４４７００号公報、特開昭５８−１８
３９００号公報参照）また（ロ）小ストロークの加振源により大ストロークの
振動管の振動が得られるように、加振手段を、振動管に
板ばねの一端を固定し、該板ばね又は該板ばねに固定し
た弾性体を間にして電磁石を対向して固設して構成した
ものがある。（特開昭６１−２７５６００号公報参照）また（ハ）加振手段を、永久磁石とばねを介して対極す
る電磁石の一方の磁石を、振動管に固定し、他の磁石を
固設するようにして構成し、電磁石の永久磁石に対極す
る極を永久磁石と周波的に同極性になるように付勢する
ことにより、振動管に固定した磁石を上下動させて該振
動管を振動させ揚水するようにしたものがある。（実開
昭６１−１１０９００号公報参照）また（ニ）加振手段を、すべりが大なる方からすべりが
小なる方に向って推力が増大しすべりが零の近傍に最大
推力を有するすべり−推力特性を持つリニアモータの固
定子を不動部分に固定し、該固定子に対極させて振動管
を配し、該振動管を軸方向に移動自在に軸受にて支持し
て構成し、リニアモータの推力−すべり特性により自励
振動系が成立するので、リニアモータを付勢して振動管
を振動させ、振動管が上昇するとき該振動管下端から液
体を上昇させ、振動管が下降するとき振動管上端部に弾
接された弁板を経て吐出させるようにしたものもある。
（実開昭６１−１９７３００号公報）また、（ホ）加振手段を、振動管外周に円筒状の軟磁性
体を装着し、更にその外周に、半径方向に磁化したそれ
ぞれ磁極の異なる永久磁石を交互に管軸方向に間隔を置
いて配して可動子とし、該可動子の外側に、軟磁性体か
らなるコ型の電磁ヨーク内に電磁コイルを設置して固定
子としたものを、複数個管軸方向に配置して固設し、上
記振動管を含む可動子を管軸方向に摺動自在に往復運動
させるようにしたものもある。（特開平１−２１９４０
０号公報参照）

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のものに
おける（イ）のものは、振動柱の必要な変位例えば１０
ｍｍを発生し且つ振動数を所要振動数例えば６０Ｈｚと
するのが困難であり、たとえ製造しても加振手段が大き
なものとなり、また、加振器の出力部に振動管を固定し
ているので、加振装置とポンプが別装置となり、コンパ
クトな形状にすることが不可能であるという問題点があ
った。

【０００４】また上記（ロ）及び（ハ）のものは、振幅
や加振波形の制御が比較的困難であるという問題点があ
った。

【０００５】また上記（ニ）のものは、自励系を形成さ
せているため効率は良いが、振動の制御性に難点があっ
た。

【０００６】また、上記（ホ）のものは、無漏洩化が可
能で加振力は大きいが、構造上可動子の外側に電磁コイ
ルを設置するためコンパクトな形状にすることに限界が
あった。更に大型コイルが必要なため、ポンプを軽量化
することにも限界があった。

【０００７】本発明は、上記した従来技術の有する各問
題点を解決し、軽量で小型な振動柱ポンプを提供するこ
とを目的としている。

【０００８】

【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、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、不動部分に一端が当接して弾発して
いるばねの他端にて振動管の上端に当接している弁板
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、振動管外周に円筒状の電磁コイル
（ドライビングコイル）を装着して可動子とし、該電磁
コイルに対向して永久磁石を半径方向内側又は外側に配
置して固定子としたものを固設し、上記振動管を含む可
動子を管軸方向に摺動自在に往復運動させるようにした
加振手段を有することを特徴としている。

【０００９】また、上記の円筒状のコイルを装着した振
動管の上端部及び下端部と不動部分のケーシングとの間
に密閉装置を配置し、振動管摺動時に加振手段の電磁コ
イルと永久磁石部分に導液が侵入するのを防ぐようにし
たことを特徴としている。

【００１０】

【作用】本発明の振動柱ポンプでは、外周に電磁コイル
が装着された軟磁性体の振動管（可動子）１組と、該電
磁石コイルに対向してその半径方向内側又は外側に配置
して固設された１組の永久磁石（固定子）が用意され
る。

【００１１】運転時、電磁コイルに交番電流を流すこと
により、該電流と、永久磁石によって生じる半径方向の
磁界との作用によりフレミング左手の法則により、可動
子が付勢され、管軸方向に往復動される。このときの加
振振幅は、電磁コイルに流れる電流を制御することによ
り行われる。

【００１２】このようにして可動子の往復動により、可
動子である振動管の制御弁（弁板）が弾接している管軸
上端と反対側の管軸下端に、静止揚液管を接続すれば、
該振動管の往復運動により静止揚液管内の液体は揚液さ
れ、振動管端の制御弁（弁板）を通過して導液管中に吐
出される。また、振動管の上端部及び下端部と不動部分
のケーシングとの間に密閉装置を配置しているため、揚
液の際、電磁コイル部分への導液の侵入が防止される。

【００１３】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面と共に説明す
る。図１は、本発明の一実施例を示す縦断面図である。
図において、１は軟磁性体で作られた振動管で、該振動
管１の半径方向外側には、該振動管１の下部に取付けら
れた連結部材２を介して円筒状に巻かれた電磁コイル３
が装着されて可動子を構成している。また該振動管１の
上端には、ばね４で弾発された板状の弁５が圧接（弾
接）されている。

【００１４】一方、固定子側は、上記振動管１に付設さ
れた電磁コイル３に対向して、その半径方向内側に、半
径方外方に向かって磁力（束）を生じるように配置され
た永久磁石６がケーシング７に固定された支持体８を介
して固設されている。従って該永久磁石６は円筒状の電
磁コイル３と振動管１との間に固定して位置されてい
る。

【００１５】また、上記振動管１の上端部及び下端部に
は、不動部分であるケーシング７との間に、一端が振動
管１に固定され、他端がケーシング７に固定された可撓
膜状の密閉装置９が取付けられている。なお、図中、７
ａはケーシング７の下端に設けられた吸込口、７ｂは同
じく上端に設けられた吐出口である。

【００１６】上記のように構成されているので、運転
時、電磁コイル３に交番電流を流すことにより、該電流
と、永久磁石６によって生じる半径方向の磁界との作用
により、フレミング左手の法則により、可動子を構成す
る振動管１が付勢され、矢印イのように、管軸方向に往
復動する。このときの加振振幅は、電磁コイル３に流れ
る電流を制御することにより行なわれる。

【００１７】このようにして、可動子を構成する振動管
１の往復動により、振動管１の弁５が弾接している管軸
上端と反対側の管軸下端の吸込口７ａに、図示しない静
止揚液管を接続すれば、該振動管１の往復運動により静
止揚液管内の液体は揚液され、振動管上端の弁５を通過
して、吐出口７ｂを経て図示しない導液管中に吐出され
る。また、振動管の上端部及び下端部とケーシング７と
の間に密閉装置９を配置しているため、揚液の際、電磁
コイル３への導液の侵入が防止される。

【００１８】なお、上記した実施例において、当該振動
柱ポンプを立型とした構成について説明したが、横型と
して使用することも可能である。また、上記した実施例
において、電磁コイル３に対向して永久磁石６を半径方
向内側に配置して固定子とした構造について説明した
が、永久磁石６を電磁コイル３の半径方向外側に配置し
て固定子とする、つまり、図１における電磁コイル３と
永久磁石６の位置関係を逆にして構成することも可能で
ある。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
下端が液中に浸漬し上端が弾接された弁を介して導液管
中に開口している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、振動管外周に円筒状の
電磁コイルを装着して可動子とし、該電磁コイルに対向
してその半径方向内側又は外側に永久磁石を設置して固
定子としたものを固設し、上記振動管を含む可動子を軸
方向に摺動自在に往復運動させるようにした加振手段を
設けたことにより、振動管の外周に永久磁石を配して可
動子としその外側に電磁コイル（固定子）を設置した前
記従来例（ホ）のものより、小型、軽量化が可能であ
る。

【００２０】また、振動管の上端部及び下端部に密閉装
置を設けることにより、固定子側と可動子側の間に揚液
が入り込むことがないため、液中の粒子の破損がなく、
血液等細胞粒子を含む液の移送に適する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す振動柱ポンプの縦断面
図である。

【符号の説明】

１振動管２連結部材３電磁コイル４ばね５弁６永久磁石７ケーシング８連結体９密閉装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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、不動部分に一端が当接して弾発してい
るばねの他端にて振動管の上端に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、振動管外周に電磁コイルを装着して可動
子とし、該電磁コイルに対向して永久磁石を半径方向内
側又は外側に配置して固定子としたものを固設し、上記
振動管を含む可動子を管軸方向に摺動自在に往復運動さ
せるようにした加振手段を有することを特徴とする振動
柱ポンプ。
【請求項２】振動管の上端部及び下端部と不動部分の
ケーシングとの間を密閉する装置を配置し、振動管摺動
時に加振手段の電磁コイルと永久磁石部分に導液が侵入
するのを防ぐようにしたことを特徴とする請求項１記載
の振動柱ポンプ。