JPH074397A - 水噴流ポンプ装置の構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】移送目的や攪拌・混和目的などに応じて高効率
な利用が可能な水噴流ポンプ装置提供する。 【構成】駆動流体の噴出力を利用しながらエアを混和さ
せる構造の噴流ポンプ装置に、高加圧水を噴入口より体
内に噴出させて、該噴入口より流路が拡大される段差部
を最低一箇所は設ける構造として、該段差部に発生する
負圧を利用してエア叉はエア混和流入物を吸引させる構
造として、発生する該負圧により該段差部周辺にリング
状エア通路を恒常的に発生させる手段を有する構造とし
て、リング状エア通路より該負圧部分に高速度で連続し
てエアを供給させる構造として、該エア通路へエアを供
給する最低でも一箇所の吸入口より筒外へ連通される構
造とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、負圧の吸引力によりリ
ング状エア通路を管体内で恒常適に形成させることでエ
ア量を極少量としたり、逆に極大量に供給できることで
移送目的や攪拌・混和目的などとそれぞれの目的に応じ
て高効率な利用が可能な水噴流ポンプ装置の構造であ
り、これにより水処理や建設現場の掘削、汲上げまたは
科学・食品などの気体・液体の吸引や攪拌や曝気、また
は粉体と液体の混合などのさまざまな分野へ利用できる
ものである。

【０００２】

【従 来 技 術】従来、水処理または科学・食品など
の気体・液体の吸引や攪拌や曝気、または粉体と液体の
混合などに利用できる特殊なポンプとして噴流ポンプが
存在する。これはノズルから高圧の駆動流体（液体また
は気体）を混合室の中へ噴出させて、混合気に導かれて
いる他の送出流体（液体または気体）を伴って広がりな
がら管路に進み、ここで混合物は圧力を増して目的のと
ころまで送られるようにした一般的な構造の噴流ポンプ
が存在する。これは運動する機構部分が無く、故障の少
ない取扱い易い利点があるポンプであるが、これは効率
が低いという欠点をもつものであった。

【０００３】そこでさらに効率を高めたものに、必要最
小限のエアを混入させる方式のＭＪＰ（望月・ジェット
・ポンプの略）ポンプなるものが存在する。これは前述
方式が単に噴出部をテーパー形状としてジエット噴出す
るようにしてエアを噴出させる構造に加えて、ノズル内
に二段階に渡って広径となる異径筒として、第一段目に
は小径にしてしかもエア導入口を設けて、第二段目には
大径にしてしかも吸入口を設けさせることで、第一段差
部に発生する負圧に必要最小限のエアを吸引させること
で、気泡とジェット流の混合流体を生成させて、しかも
第二段差部に発生する負圧へは気泡が寄り集まってキャ
ビテーションを消去せしめる。これによって、該負圧部
分をエアが消去するぶんだけ同一の流入圧でも効率よく
液体などの管体内物質を移送させることができるもので
あった。

【０００４】

【発明が解決しようとする問題点】ところで最近、水処
理装置などをはじめ水中にエアを吸引しながら同時に混
和させる技術と装置が様々な分野で注目されてきている
背景があるが、残念ながら該水噴出ポンプではその目的
や作用において基本的なこれらの要求と異なる性能を目
指している状況がある。それはなぜなら該方式は基本的
には、水の初段加圧力によって個体物や液体、または気
体などを噴出部からの水と一緒に出来るだけ抵抗無く移
送せしめる目的で設計されてるものであり、該方式で必
要とするエアも効率よく流体物を移送せしめるのに必要
な最小限のエアを自然吸引させることが重要となってい
るものであり、エアを多く吸入させ過ぎると逆に全体の
管内流速を著しく阻害するために、吸気通路を小さくし
かもどのような製品にも叉は広報特許の明細書の実施例
でも一本設けた装置となるものであった。

【０００５】しかし水処理などではエアと水との攪拌・
曝気技術において重視される点が、該従来方式のように
本質的に何かの移送物を効率よく最小量のエアを噴出さ
せて移送させることができるかという移送効率の追求よ
りも、むしろ管内に如何にどれだけ効率よく最小量のエ
アを噴出させて混和できるかというエア噴出量の効率や
装置構造が重要となるものであり、このように管内に必
要とされるエアの吹き込み量においても本発明が狙う大
量のエア吹き込みの出来る水噴出ポンプと該方式が目指
しているポンプとは基本的に達成すべき能力も目標とす
べき分野も異なってくるものである。

【０００６】さらに、該従来方式を移送ポンプとしての
効率を高めたものとして見た場合でも効率的な限界点が
ある。それは該方式の様々な明細書文中からも明らかな
ように、流体物を吸引または移送させる性能を向上させ
る為には、理論的には管内負圧の発生を消去せしめる最
小限のエアを供給すれば良いものであるが、実際にはエ
アを絞り込んでゆくと管内にキャビテーションが発生す
るため、エアの供給はキャビテーションを解消するため
に実質多めの空気量を必要とし、エア量が多くなる分だ
け移送効率が実際には低下するものであった。 つまり
これは限りなくエア量を絞り込んでゆくと次第に管内で
発生している負圧にエアが充分供給出来なくなり、した
がってエア供給できないままでの不規則な負圧力が次第
に高まってくるとキャビテーションが生成され始め「パ
ーン」「パーン」というバックラッシュ音を発生させな
がら、さらにはノズルからの噴出水を段差部周辺付近か
ら不規則に引っ張り合い、管体内壁の不規則な方向へ不
用意に接触させるもので、これによって、排出口からの
混和水が脈動を発生してノズルからの噴出力を極端に阻
害し始めるものであった。

【０００７】

【問題点を解決しようとする手段】そこで本発明者が更
にエア量を絞ることで移送効率を高められる構造を考え
るに、このキャビテーションの発生を限りなく無くす構
造にすれば良い。つまり不安定に発生する負圧を順序良
く発生させたり、または不安定に発生する負圧にも少量
でも完壁にエアを供給できる構造にすれば従来問題点を
解決でき、しかもより少量となったぶん移送効率を更に
高められるものとなる。 しかも素性の良い本発明はエ
ア量の最大量でも従来より多く取り込めるものでもあ
り、エア混和性能重視する分野でも同じ構造の水噴出ポ
ンプで適用できる。しかも将来的には管内に最大に吹き
込まれたエアの力を利用して気泡ポンプの原理のように
働かせて流入物を吸引させる構造のものをも製造するこ
とができるものである。

【０００８】以下に図面を参照しながら本発明の構造を
詳述すれば次のとおりとなる。

【０００９】

【請求項１】高加圧水を噴入口５より体内に噴出させ
て、噴入口５より流路が拡大される段差部６を最低一箇
所は設ける構造として、段差部６に発生する負圧を利用
してエア叉は流入物を吸引させる構造として、発生する
該負圧により段差部６周辺にリング状エア通路２１を恒
常的に発生させる手段を有する構造として、リング状エ
ア通路２１より該負圧部分にエアを供給させる構造とし
て、リング状エア通路２１へのエアの供給を最低でも一
箇所のエア供給口１１より筒外から供給される構造とし
た。

【００１０】

【請求項２】また、筒内段差部６の拡大口径周辺に溝部
８を略・リング状に形成させる構造として、溝部８の中
へエアを高速で流入させる構造としてリング状エア通路
２１を形成させるものでも良い。

【００１１】

【請求項３】また、溝部８の大きさ叉は深さをそれぞれ
異なる交換部品として取り替え可能に備える構造とし
て、溝部８の中のリング状エア通路２１に流すエア量の
調節幅を広める構造としながら可変調節できる構造とし
たものでも良い。

【００１２】

【請求項４】また、段差部６は噴入口５叉は拡大面９を
傾斜叉は螺旋形状などにずらすことで該流路を急拡大さ
せない構造として、該負圧が発生する部分を安定化させ
て同一の初点より順次移動せしめる構造として、該負圧
の安定発生によりリング状エア通路２１を恒常的に形成
できる構造としたものでも良い。

【００１３】

【請求項５】また、混気室２より下流に中心体１２を設
けて、中心体１２は後方で段差部６を形成して流路が内
側に拡大される構造として、該流路が拡大面９により中
心体軸芯に収束するように流れを引き込む力を利用して
吸入口１３から吸引される作用に加算させるものでも良
い。

【００１４】

【請求項６】また、混気室２からの噴出口５及び拡大面
９を傾斜叉は螺旋形状などにして流路を急拡大させない
構造として、混和水の噴出口５より解放させる部分を同
一の初点より順次口周辺へ移動せしめる構造として、該
混和水の解放時に順次移動方向１９に働く力方向をも流
入物の吸引作用に加算させるものでも良い。

【００１５】

【請求項７】また、本管が流入用管体と合流する構造と
して、最低でも合流されるどちらか一方の管体軸芯が他
方の軸芯に対して偏芯されて接合される構造として、一
方の管体より流れる混和水と他方の管体より供給される
流入物とを巻き付けるようにして合流させるものでも良
い。

【００１６】

【請求項８】また、偏芯させて接合される付近の管体内
曲面に角叉は折れ目叉はスジなどの表面凹凸１５構造を
形成させて、合流されるエア混和水叉は流入物を表面凹
凸２５によって加圧と減圧をおこなわせて揉み込む構造
として、合流水中の気泡を更に分裂させて微細化させる
ものでも良い。

【００１７】

【請求項９】また、気泡の微細化により混和水中の気泡
の浮力を弱めることで逆に混和水の体積を合流後に一時
的に増幅させる構造として、流入用管体を略・垂直に設
けて、該管体の吸入口１３を窄めて絞り込み、該絞り込
み後方で本管と合流する構造として、混和水の該増加作
用と、該微細気泡の浮力によって１３吸入口より流入水
を吸引させるものでも良い。

【００１８】

【作 用】まず、本発明を含めた水噴出方式（ジェッ
ト・ポンプのこと）の共通する構造と認識事項について
解釈すると、第一に噴出水の流路に段差を形成するのは
別段目新しい構造ではないという点。なぜならノズルか
ら高圧噴出される水を利用するため、絞り込んだノズル
口径からボデイ体内へ噴射される構造であれば該段差部
を形成するのは当然な訳である。そして第二に該段差で
発生する負圧によってエアを吸引させる点についても、
水噴出方式のポンプでは古典的な常識である点。さらに
第三に該負圧によってエアのみでなく他の流入物を吸引
させる発想も古典的な常識である点。

【００１９】つまり水噴出方式のそれぞれの個性と特徴
の違いをどこで主張するかといえば、エアを吸入させる
ための噴入口以降の構造と吸引させる原理についての点
の違いからであり、どのような理屈でエアを吸引するか
がそれぞれの権利の主張とポイントになってくるもので
あると解釈する。ところで本発明は請求項１として、こ
れまで従来の不安定的に発生していた負圧や、該負圧が
吸引する時の不安定的な吸引力を本願は段差部６周辺に
リング状エア通路２１を恒常的に発生できる構造とする
ことでエアの供給を安定化させて、エアの供給がたとえ
極少量でもそのぶん高速度で該リング状に連続して供給
できる為の手段を持たせることを主要な目的とするもの
であり、このようにリング状に連続してエアを間断無く
供給させることでリング状エア通路（通称：エアジェッ
ト・リング）２１が形成されることにもなる。そして例
えば図１のＡ図のように拡大面１６を急拡大させずテー
パ状に形成してテーパ２０先端より順に負圧が低くなる
ように形成させることでも、該先端部でエアがリング状
に旋回叉は回動（回りを移動すること）して負圧部に不
足なく連続してエアを供給できるものであり、さらには
本発明は請求項２や請求項４のようにも出来るものであ
る。しかも本項のように、例え不規則的に発生する負圧
でも万遍なくエアを供給することができれば負圧上昇を
抑えてキャビテーションの発生も未然に防ぐことが可能
となる。

【００２０】また本発明は逆に大量にエアを供給させよ
うとする場合でも、従来のような極大の気泡が少数個管
内に形成されて全体の圧送効果自体を阻害してしまうよ
うなことはなく、 本発明はリング状エア通路２１より
高速でエアを旋回叉は回動させることで、例え不規則的
に発生する負圧であっても供給手段をしっかりさせるこ
とで安定的にエアを供給できる。

【００２１】このように安定的に即エアを供給できる構
造にすることで、発生する負圧部に万遍なくエアを送り
込み、事前に負圧の不安定成長を抑える働きをする。ま
た本方式によるとエア供給を従来以上に絞った場合でも
少量のエアを万遍なく負圧部に供給できることにより、
移送効率が向上するだけでなく、本方式のリング状エア
通路２１は高速でエアを少量供給するため管内の気泡を
比較的小さくできる特質があり、この特質を利用して本
装置に大量にエアを吸引させても、リング状エア通路２
１があるぶんだけ安定供給できる限界が高まりより多く
のエアを供給できるし、管内気泡が細かくなるぶん気泡
数を大量に生成させる為、したがって管内流体物を移送
させる際の圧縮による移送効率も気泡が小さいぶん低下
しにくくなる。

【００２２】また請求項２のように、段差部６の拡大口
径周辺に予め溝部８を略・リング状に形成させること
で、エア供給口１１から溝部８の中へエアを高速で流入
させる構造にしながら、リング状エア通路２１を溝部８
へ形成させることで、段差部６付近の不安定な負圧の発
生条件に影響を受けずエアを万遍なく負圧に供給でき
る。しかも大量にエアを供給させようとする場合でも、
溝部８の口周辺を絞り込むことで更に気泡を小さく、そ
のぶんより気泡数を無数に形成させる工夫をすることで
より多くのエアを供給できる。この場合の溝部８の形状
や深さ大きさなどは問題としない。

【００２３】しかも請求項３のように、溝部８の大きさ
叉は深さをそれぞれ異なる交換部品として溝型交換部２
３で取り替え可能にさせることで混和させたいエアの吸
引量を目的に応じて溝部８の大きさを選択することで、
過大も過小もなく最適な流量のエアを溝部８より供給で
きて、時には極少量に叉、時には極大量にエアを吸引さ
せることが可能となるものである。したがって目的用途
に応じて同一の水噴出ポンプでも使い分けが可能とな
り、水噴出ポンプによる移送目的またはエア混和目的な
どと様々な用途にもそのまま利用できる。 また本発明
に形成される溝部８へリング状エア通路２１を形成させ
る場合には、通路を形成させる溝部８空間の大きさに合
わせてエアの最大供給できる限界量が決定する為、エア
を大量に混和させる目的で使用する場合には、特に必要
となる。

【００２４】また請求項２は、段差部６に例えば不規則
に発生する負圧へ万遍なくエアを供給するための工夫を
リング状エア通路２１で行わせるものに対して、本発明
の請求項４では、段差部６の噴入口５叉は拡大面９を傾
斜叉は螺旋形状などで傾けることで、流路を一気に急拡
大させない構造とした。したがって、負圧の発生も従来
のように噴入口５周辺の段差部６へ不規則的に発生する
のでなく常に、同一の初点より発生し順次負圧が移動し
ていくようにすることで、負圧の発生を安定化させなが
ら同時に負圧が順次移動していく方向より逆にエアは吸
引されることになり、段差部６に安定化したリング状エ
ア通路２１としての「流れ続ける空間」を発生させる。
そして、ノズル部１より水を加圧させて噴出するだけ
で負圧がリング状に発生しながらエアを自然吸引し、段
差部６の周辺に恒常的にリング状エア通路２１が形成さ
れることで高速度でエアを負圧部へ供給し続ける。

【００２５】また吸入口１３に働く吸引力を強める方法
の一つとして請求項５のように、混気室２より下流に中
心体１２を設けさせることで、流路が中心体１２を通過
する時に、中心体１２後方に段差部６を形成させること
で流路が拡大されるが、このとき流路の内側に向かって
拡大面９となる為、丁度、流路が中心体１２軸芯に収束
するようなかたちで拡大されるが、この流路が急拡大す
る時の負圧力は内側へ流れを引き込む吸引力１６とな
り、流方向との合成力１７方向へ流れを引き込むことに
なる。そして吸入口１３から噴出力によって吸引させる
従来同様の作用に加算される構造とすることで、吸入口
１３からの吸引力を一層強めさせることができる。

【００２６】また請求項５と異なる吸引構造として請求
項６のような、混気室２からの噴出口５｀及び拡大面９
｀を傾斜叉は螺旋形状などにして流路を急拡大させない
構造として、混和水の噴出口５｀より解放させる部分を
同一の初点より順次 口周辺へ移動せしめる構造とし
て、該混和水の解放時に順次、該移動方向１９に働く力
と、流方向との合成力１７をも流入物の吸引作用に加算
させる構造とすることで、吸入口１３からの吸引力を強
めることができる。

【００２７】また請求項７のように、本管の混気室２や
更には流入室３が流入用管体と合流する構造として、最
低でも合流されるどちらか一方の管体軸芯が他方の軸芯
に対して一致しないように偏芯されて接合される構造に
することで、一方の管体より噴出される混和水と他方の
管体より供給される流入物とを巻き付けるようにして合
流させる構造にしたものでも良い。

【００２８】また請求項８のように、偏芯させて接合さ
れる付近の管体内曲面に角叉は折れ目叉はスジなどの表
面凹凸２５構造を形成させることで、合流されるエア混
和水叉は流入物を表面凹凸２５によって阻害による加圧
と通過した時点の減圧を交互におこなわせることでエア
混和水叉は流入物を揉み込み、混和させる働きと、さら
に合流水中の気泡が加圧と減圧によって更に分裂して微
細化させる構造とした。

【００２９】このように気泡を微細化させられることで
本発明は、将来的には請求項９のような一種の気泡ポン
プにさせることもできるものである。 つまり請求項９
のように、気泡の微細化により大きな気泡の吹き抜けを
防止するとともに混和水中の気泡の浮力を逆に弱めるこ
とで混和水の体積を合流後に一時的に増幅させる構造と
して、このとき流入用管体を略・垂直に設けて、該管体
の吸入口１３｀を窄めて絞り込み、吸入口１３｀の絞り
込み後方で本管と合流する構造として、混和水の該増幅
作用と、該気泡の浮力によって吸入口１３｀より流入水
を吸引させるというもので、気泡の浮力によって新たな
水を吸引させる一種の気泡ポンプと同じ働きを行うもの
である。 とくにこの方式の気泡ポンプは水の粘度が高
い程気泡の浮力が減少して、管内での混和水合流時に水
の体積が増幅して吸入口１３｀からの吸い込み能力が向
上するものである。

【００３０】ところで、本発明は管内で発生する負圧に
よってエアを自然吸引するものであるが、エアを自然吸
引させるだけでなく、エア供給口１１から直接エアを加
圧して供給させたり、叉は真空発生手段とエア供給口１
１を連結させて負圧を増幅させて例えば吸入口１３より
吸入物を強烈に吸引させるように使用するものでも良
い。

【００３１】

【実施例】

【００３２】

【図１】のＡ図、Ｂ図、Ｃ図、Ｄ図、Ｅ図は、それぞれ
本発明の第１実施例〜第５実施例までを示す断面図と簡
略図である。 Ａ図は請求項１の特徴を備えたもので、
Ｂ図及びＣ図は請求項２の特徴を備えたものである。ま
たＤ図は本発明のリング状エア通路２１の働きを説明す
るものであり、Ｅ図もリング状エア通路２１を示すもの
である。

【００３３】Ａ図の断面図はノズル部１以降の段差部６
をテーパ２０状に形成させて、しかも噴出口５を混気室
２へ図のように突出させることで負圧を噴出口５の根元
へ形成させながら同時にエア供給口１１よりエアを自然
吸引させることで該根元部分へリング状エア通路２１を
発生させることになる。またＡ図のようなテーパ２０形
状は発生する負圧部をテーパ２０先端に集中させる働き
により自然にリング状エア通路２１を維持し続けること
が容易になるが、発生する負圧自体は幾らか弱くなる。

【００３４】また、Ｂ図とＣ図の断面図は請求項２のよ
うに溝部８を負圧の発生する段差部６付近に形成したも
のであり、エア供給口１１より吸引されるエアは該溝部
８を通って例えば不規則的に発生する負圧部へ万遍なく
エアを供給するものであり、溝部８へエアが間断無く流
れることでリング状エア通路２１を形成することにな
る。ところでＢ図とＣ図の違いは、Ｂ図が管内流路に溝
部８自体をリング状に曲げた部品として入れて留めさせ
たものに対して、Ｃ図は流路に対して溝部８を彫り込ん
だように形成させた違いをもつ。ところで本発明はエア
供給口１１の形成方法をＢ図で示した二通路のうち右側
のように直接溝部８内へ連通させても良いし、該左側の
ように「く」の字型にように折り曲げて連通させるもの
でも良いし、またエア供給口１１の大きさも問題としな
い。 またＢ図の溝部８からエアが排出される口部分も
Ｂ図下半分のように小さく窄めたり、排出させる向きも
どのようにしても良い。 さらにボデイ部７へ補助部材
１０をはめ合わせたりして様々な部分を構成して本発明
の装置にするものでも当然良い。 加えてＣ図に形成さ
せる溝部８の大きさや深さ、形も問題でない。

【００３５】またＣ図断面図の下半分のようにノズル部
１の形状を中心体１２を利用した構造とし、中心体１２
の後部に段差部６を形成させることでエア供給口１１｀
よりエアを供給させる方法と併用しているものでも良
い。さらにＤ図の簡略図は本発明の請求項１、２のリン
グ状エア通路２１の概念を表すもので、噴入口５周辺の
段差部６によって不規則的に発生する負圧へエアを万遍
なく吸引させるために形成されたリング状エア通路２１
は、溝部８の存在によりその中へ自然形成された通路空
間であり、該リング状のエア空間によって即座にエアを
負圧へ供給できることになる。またこの場合のエア供給
口１１の本数や大きさ、方向は特に問題としない。

【００３６】またＥ図の簡略図のように、発生するリン
グ状エア通路２１は完全な「環」状でない馬蹄形であっ
ても、結果的に発生する負圧に充分供給できるものであ
れば問題ない。さらにエア供給口１１の取り付け位置
も、さらにエアの流れる方向も常時エアの通路を形成で
きるものであれば良いものとする。

【００３７】

【図２】のＦ図、Ｇ図、Ｈ図、Ｉ図、Ｊ図は、それぞれ
順番に本発明の第６実施例〜第１０実施例までを示す断
面図と断面斜視図及び斜視図と簡略図である。この図２
の５図は請求項４の特徴を備えたものである。 つまり
段差部６となる噴入口５からの拡大面９を傾斜叉は螺旋
形状などにずらすことで、負圧が発生する部分を同一の
初点より順次移動していくように安定化させることで、
該移動方向より吸引される力を利用してリング状エア通
路２１を恒常的に形成させるものであるが、この拡大面
９を順次移動させる方法には一つはＦ図、Ｇ図のように
拡大面９自体を単純に斜めに形成させる方法と、二つ目
Ｈ図、Ｉ図のように螺旋状に拡大面９を形成してリング
状エア通路２１を螺旋状に形成させる方法とがある。

【００３８】またＦ図の断面図は拡大面９を単純に斜め
に形成させた構造で、噴入口５より深い部分でエア供給
口１１を備えながら負圧発生部を順次移動させることで
エアを吸引させてリング状エア通路２１を維持させるも
のである。さらにＧ図の断面図のようにエア供給口１１
付近の拡大面９を浅めに形成させて拡大状態を傾斜から
僅かに直角に近くすることで初点の負圧の高まりを強く
するものでも良く、つまりこの場合には断面の約上半分
が従来の急拡大する面で、約下半分が本請求貢４の傾斜
面という併用形状であるが、これも全体としてリング状
エア通路２１を形成させるための本発明である。

【００３９】またＨ図の断面斜視図は、負圧を螺旋状に
発生させる為の構造で、拡大面９｀へ約半分程の大きさ
の補助部材１０を様々な工夫で取り付けて、補助部材１
０に形成した傾斜の拡大面９を拡大面９｀と組み合わせ
ることで、発生する負圧を協同して螺旋状に発生させる
もので、この負圧へエアを供給させることでリング状エ
ア通路２１を形成するものである。

【００４０】さらにＩ図の斜視図は、補助部材１０の構
造としても、叉はノズル付近のボデイ部７の構造として
も良いが、拡大面９を螺旋状に形成させた構造と製造方
法を示すものである。特徴は螺旋状の拡大面９とエア供
給口１１の位置にあり、つまりエア供給口１１を何らか
の手段で図の位置に形成させても良い。また螺旋拡大面
９の製造方法は噴入口５より外周に切り込みを入れた補
助部材１０をプレスで突いて図のようにして、飛び出し
た図の点線部分を旋盤で削り、裏側を平面状に仕上げた
ものを例えばＨ図のボデイ部７に組み込ませたりしても
良い。しかも補助部材１０の外周面に凹凸を形成させて
組み込む際の引っかかりを形成させても良い。また第２
図のそれぞれで形成する段差部６の傾斜や螺旋の傾き角
度が徐々に変わるものでも良いし、さらに請求項４の段
差部を傾斜叉は螺旋状に形成させる場合の傾き角度は噴
出圧力や液体の粘度によって異なるため何度でも良いも
のとする。

【００４１】ところでＪ図の簡略図はＦ図及びＧ図の傾
斜した拡大面に発生させるリング状エア通路２１の生成
図の一例である。本発明のリング状エア通路２１はリン
グが完全に連結した「輪」でなくとも、馬蹄形など途中
が途切れるものでも、螺旋となるものでも、さらには楕
円形であっても「リング状」であるとするものである。

【００４２】

【図３】は、本発明の第１１実施例を示す断面図であ
る。特徴はリング状エア通路２１の形成方法を請求項２
と請求項４との併用によって確実に形成しようとする点
と、吸入物の吸入方法を請求項５によったものである。
とくに吸入口１３からの吸入方法に於いては中心体１２
の形成により、混気室２からの流路が中心体１２後方の
拡大面９｀によって内側に急拡大されるが、丁度流路が
中心体軸芯に収束するように流れを引き込む力となる該
段差による吸引力１６と流れ方向との合成力１７方向に
よって形成されるもので、つまり該流れを引き込む合成
力１７によって従来以上に吸入口１３から気体や粉体や
液体をより多く引き込めることになる。また本図では中
心体１２の拡大面９｀を傾斜させているが、直角でも問
題ないし、エア混和目的で使用する場合には例えば中心
体１２の中よりエアを供給するエア供給口１１｀を加算
しても良い。また本発明は混気室２の壁面を円筒状でな
く円錐状に通路を拡大する部分に中心体１２を形成させ
ても良い。

【００４３】

【図４】は、本発明の第１２実施例を示す断面図であ
る。特徴は請求項３の溝部８の大きさを切り替える機能
をもつ点と、請求項６の方法で流入室３に吸入物を吸引
させるものである。とくに複数の溝部８を溝型交換部２
３に形成してスライドさせることで溝の大きさや深さを
切り替えて、溝部８に入る最大量のエアをエア供給口１
１より供給させて、リング状エア通路２１自体の太さを
可変させることで混気量の調節幅をより広くできる。ま
た本発明のエア量の調節はエア調節弁１５によるもので
も良い。 さらに吸入方法を請求項６のように、混気室
からの噴出口及び拡大面を直角に切った切り口でなくて
斜めに傾斜叉は螺旋形状などにすることで流路を急拡大
させない構造として、混和水の噴出口より解放させる部
分を同一の初点より順次口周辺へ移動させる方向へ働く
僅かな移動方向１９力と、流れ方向との合成力１７方向
へ流入物を噴出させて、該移動方向１９の力が発生する
分の僅かな吸引力も吸引作用に加算させるようにするも
のである。

【００４４】

【図５】は、本発明の第１３実施例を示す斜視図であ
る。特徴は請求項７のように、ノズル部１と混気室２を
備えた本管が流入用管体と合流する「Ｙ」字型の構造と
したもので、吸入口１３、１３｀からの対象物に応じて
どちらの管体を本管としても良いが、これは片一方へも
う一方の流れが巻き付くように旋回して混和される。し
かも口間隔２４を狭くする程、二つの流れは混和性を低
下させるがその分、混気室２からの噴出力を維持したま
まで流入物を強烈に吸引する。ところで本図の管体の管
径や管長は問題でないし、管断面自体も円形以外の楕円
や多角形であっても良い。

【００４５】

【図６】のＫ図とＬ図は、どちらも本発明の第１４実施
例を示す断面斜視図と簡略図である。特徴は請求項８及
び請求項９のように、混気室２から噴出させる気泡混和
水を垂直方向へ設けた管体に請求項７のように合流させ
る際に、管体内面に凹凸の突起や、叉は折れ目の付いた
多角形状の内面などの表面凹凸２５として噴出水自体を
加圧と減圧を交互に行うことにより気泡を更に細分化し
て微細化させる働きがある。とくにこの表面凹凸２５の
形状や数は問題としない。

【００４６】Ｋ図の断面斜視図は吸入口１３から流入物
を吸引させた後に吸入口１３｀で再び吸引させるもので
も、叉は吸入口１３｀のみで流入物を吸引させるもので
も良い。 特に気泡へ急加圧させることで気泡自身が縮
小されてその後に急減圧されると気泡の中の気圧が膨張
して、ある限度を越えると気泡は内圧力を正常に戻すた
めに気泡が分裂する特性を利用したものである。

【００４７】さらにＬ図の簡略図のように、偏芯して噴
出された混和水は略・垂直の管内を旋回しながら気泡の
もつ浮力によって上昇して、該気泡の上昇力によって吸
入口１３｀より新たな流入水を吸引させるという気体ポ
ンプと同様の働きを行わせる。また本図実施例のような
装置は特定の水槽の中へ気体叉は粉体などを混入させな
がら同時に水槽中に攪拌と流動を与えるような場合に特
に最適である。

【００４８】

【発明の効果】本発明は、これまで従来は不安定的に発
生していた負圧や、該負圧が吸引する不安定的な吸引力
を本願は段差部周辺にリング状エア通路を恒常的に発生
できる構造とすることでエアの供給を安定化させて、極
少量のエアでもそのぶん高速度で該リング状に連続して
供給できるし、また逆に大量にエアを供給する場合で
も、高速でエアを旋回叉は回動させるリング状エア通路
により安定的にエアを供給できて、エア供給量の調節幅
が広く設定できるし、また発生する気泡の大きさもより
微細化する。 したがって流体物の移送に用いる場合に
は移送効率を高めることができるし、また混気性能を重
視する場合にはエアの吸引限界を高めることができると
いうエア供給の幅が広い水噴出ポンプを提供できる。
また請求項４によって発生する負圧自体も規則正しくリ
ング状に発生させることができて、負圧による吸引力自
体も安定化する。さらに請求項８のように一次気体叉は
流体物を混和した後に再度加圧・減圧によって更に攪拌
と混和を高めながら、しかも気泡も微細化できる。 さ
らには請求項９のように気泡の上昇力を利用して気体ポ
ンプと同じ働きもできる。

【００４９】ところで、本発明は装置の構造上例えば流
雪坑の雪の破砕と攪拌を移送と同時におこなうものでも
良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】のＡ図、Ｂ図、Ｃ図、Ｄ図、Ｅ図は、それぞれ
本発明の第１実施例〜第５実施例までを示す断面図と簡
略図である。

【図２】のＦ図、Ｇ図、Ｈ図、Ｉ図、Ｊ図は、それぞれ
順番に本発明の第６実施例〜第１０実施例までを示す断
面図と断面斜視図及び斜視図と簡略図である。

【図３】は、本発明の第１１実施例を示す断面図であ
る。

【図４】は、本発明の第１２実施例を示す断面図であ
る。

【図５】は、本発明の第１３実施例を示す斜視図であ
る。

【図６】のＫ図とＬ図は、どちらも本発明の第１４実施
例を示す断面斜視図と簡略図である。 １ーーノズル部、２ーー混気室、３ーー流入室、４ーー
加圧室、５ーー噴入口、６ーー段差部、７ーーボデイ
部、８ーー溝部、９ーー拡大面、１０ーー補助部材、１
１ーーエア供給口、１２ーー中心体、１３ーー吸入口、
１４ーー排出口、１５ーーエア調節弁、１６ーー吸引
力、１７ーー合成力、１８ーー傾角、１９ーー移動方
向、２０ーーテーパ、２１ーーリング状エア通路、２２
ーーシール、２３ーー溝型交換部、２４ーー口間隔、２
５ーー表面凹凸

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】本発明は、駆動流体の噴出力を利用してエ
   アを含めたその他流入物を管内へ流入させながら混和さ
   せる構造の噴流ポンプ装置に於いて、高加圧水を噴入口
   より体内に噴出させて、該噴入口より流路が拡大される
   段差部を最低一箇所は設ける構造として、該段差部に発
   生する負圧を利用してエア叉は流入物を吸引させる構造
   として、発生する該負圧により該段差部周辺にリング状
   エア通路を恒常的に発生させる手段を有する構造とし
   て、リング状エア通路より該負圧部分にエアを供給させ
   る構造として、該リング状エア通路へのエアの供給を最
   低でも一箇所のエア供給口より筒外から供給される構造
   としたことを特徴とする水噴流ポンプ装置の構造。
2. 【請求項２】前記筒内段差部の拡大口径周辺に溝部を略
   ・リング状に形成させる構造として、該溝部の中へエア
   を高速で流入させる構造としてリング状エア通路を形成
   させた特許請求の範囲第１項記載の水噴流ポンプ装置の
   構造。
3. 【請求項３】前記溝部の大きさ叉は深さをそれぞれ異な
   る交換部品として取り替え可能に備える構造として、該
   溝部の中のリング状エア通路に流すエア量の調節幅を広
   める構造としながら可変調節できる構造とした特許請求
   の範囲第１項及び第２項記載の水噴流ポンプ装置の構
   造。
4. 【請求項４】前記段差部は噴入口叉は拡大面を傾斜叉は
   螺旋形状などにずらすことで該流路を急拡大させない構
   造として、該負圧が発生する部分を安定化させて同一の
   初点より順次移動せしめる構造として、該負圧の安定発
   生によりリング状エア通路を恒常的に形成できる構造と
   した特許請求の範囲第１項記載の水噴流ポンプ装置の構
   造。
5. 【請求項５】前記混気室より下流に中心体を設けて、該
   中心体は後方で段差部を形成して流路が内側に拡大され
   る構造として、該流路が拡大面により中心体軸芯に収束
   するように流れを引き込む力を利用して吸入口から吸引
   される作用に加算させる構造とした特許請求の範囲第１
   項及び第２項及び第４項記載の水噴流ポンプ装置の構
   造。
6. 【請求項６】前記混気室からの噴出口及び拡大面を傾斜
   叉は螺旋形状などにして流路を急拡大させない構造とし
   て、混和水の噴出口より解放させる部分を同一の初点よ
   り順次口周辺へ移動せしめる構造として、該混和水の解
   放時に順次移動方向に働く力方向をも流入物の吸引作用
   に加算させる構造とした特許請求の範囲第１項及び第２
   項及び第４項記載の水噴流ポンプ装置の構造。
7. 【請求項７】前記本管が流入用管体と合流する構造とし
   て、最低でも合流されるどちらか一方の管体軸芯が他方
   の軸芯に対して偏芯されて接合される構造として、一方
   の管体より流れる混和水と他方の管体より供給される流
   入物とを巻き付けるようにして合流させる構造にした特
   許請求の範囲第１項及び第２項及び第４項記載の水噴流
   ポンプ装置の構造。
8. 【請求項８】前記偏芯させて接合される付近の管体内曲
   面に角叉は折れ目叉はスジなどの表面凹凸構造を形成さ
   せて、合流されるエア混和水叉は流入物を該表面凹凸に
   よって加圧と減圧をおこなわせて揉み込む構造として、
   合流水中の気泡を更に分裂させて微細化させる構造とし
   た特許請求の範囲第１項及び第２項及び第４項及び第７
   項記載の水噴流ポンプ装置の構造。
9. 【請求項９】前記気泡の微細化により混和水中の気泡の
   浮力を弱めることで逆に混和水の体積を合流後に一時的
   に増幅させる構造として、流入用管体を略・垂直に設け
   て、該管体の吸入口を窄めて絞り込み、該絞り込み後方
   で本管と合流する構造として、混和水の該増加作用と、
   該微細気泡の浮力によって該吸入口より流入水を吸引さ
   せる構造とした特許請求の範囲第１項及び第２項及び第
   ４項及び第７項及び第８項記載の水噴流ポンプ装置の構
   造。