JPH10159742A - 揚水方法および揚水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 揚水ポンプを変えることなく、揚程や揚水効
率を向上させることができる揚水方法を提供する。 【解決手段】 水中に挿入したホース17を経て揚水ポン
プ14により水13を汲上げると同時に、コンプレッサ19に
接続されたチューブ18によりホース17の下部内に空気を
注入する。ホース17内の水中で発生した気泡57をホース
17内で上昇させることにより上昇水流を形成し、揚水ポ
ンプ14により水13を気泡57とともに効率良く汲上げる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、揚水ポンプを用い
た揚水方法および揚水装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３に示すように、例えば地面１に穿設
された孔２の内部に水３が溜っており、この水３を抜取
る場合、従来は、孔２の底部までホース４を差込み、こ
のホース４の基端を地面１に設置した揚水ポンプ５の吸
込口６に接続し、揚水ポンプ５を稼働して、孔２内の水
３を汲上げ、揚水ポンプ５の吐出口７より排水するよう
にしている。

【０００３】前記ホース４および揚水ポンプ５は、孔２
の長さに応じたものを用いる必要がある。例えば、孔２
が深いほど、その深度に応じた長さのホース４と、深度
に応じた揚程を有する揚水ポンプ５とを用意する必要が
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、揚水ポン
プ５が水を汲上げることができる高さ（揚程）は、揚水
ポンプ自身の能力に依存しており、ポンプ能力が十分で
ない場合は、水を汲上げることができないか、揚水効率
が著しく劣る問題がある。

【０００５】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、揚水ポンプを変えることなく、揚程や揚水効率を
向上させることができる揚水方法および揚水装置を提供
することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明は、水中に挿入した揚水管体を通して揚水ポンプによ
り水を汲上げる揚水方法において、揚水ポンプにより水
を汲上げると同時に揚水管体の下部内に空気を注入し、
揚水管体内の水中で発生した気泡を揚水管体内で上昇さ
せる揚水方法である。

【０００７】そして、揚水管体内で上昇する気泡によ
り、揚水管体内に気液混合柱体を生じさせる。気液混合
柱体は、体積膨張により揚水管体内の水位を上昇させる
とともに、単位容積当りの重さ（比重）を小さくする。
また揚水管体内で上昇する気泡は、揚水管体内に上昇水
流を起こす。これらの各性質を利用して、揚水ポンプの
揚程を実質的に増大させるとともに、揚水効率を向上さ
せる。

【０００８】請求項２に記載された発明は、水を汲上げ
る揚水ポンプと、この揚水ポンプの吸込口に接続され水
中に挿入される揚水管体と、この揚水管体の内部に配設
され揚水管体の下部内で開口された給気管部と、この給
気管部を経て揚水管体の下部内に空気を供給する空気供
給源とを具備した揚水装置である。

【０００９】そして、空気供給源から揚水管体内の給気
管部を経て揚水管体の下部内に空気を供給して気泡を発
生させ、揚水管体内で無数の気泡を上昇させることによ
って、揚水管体内に体積膨張で水位が上昇するとともに
軽くなった気液混合柱体を生じさせるとともに、揚水管
体内で上昇する気泡によって揚水管体内に上昇水流を起
こす。同時に、揚水ポンプを稼働して、揚水ポンプの吸
込能力により気液混合柱体を吸上げる。

【００１０】請求項３に記載された発明は、請求項２記
載の揚水装置において、揚水管体の下端に吸込方向にの
み開く逆止弁を設けたものである。

【００１１】そして、いったん揚水管体内に吸込まれた
水の逆流を逆止弁により防止するとともに、揚水管体内
での気液混合柱体の体積膨張を確保する。

【００１２】請求項４に記載された発明は、請求項２ま
たは３記載の揚水装置における揚水ポンプとして、ダイ
アフラムポンプを用いたものである。

【００１３】そして、ダイアフラムポンプの容積変化に
よるポンプ作用によって、揚水管体内の気液混合柱体を
吸上げる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
および図２を参照しながら説明する。

【００１５】図１に示すように、地面11に例えばダイナ
マイト発破用孔などとして穿設された小径の孔12の開口
部近傍に、孔12内に溜っている水13を汲上げるための揚
水ポンプとしてのダイアフラムポンプ14を設置する。こ
のダイアフラムポンプ14の吸込口15に、管継手16を介し
て、孔12内の水中に挿入された揚水管体としてのホース
17を接続する。

【００１６】このホース17の内部に、管継手16より挿入
した給気管部としてのチューブ18を配設し、このチュー
ブ18の先端18a をホース17の下部内であってホース17の
下端よりやや上側にて開口させる。

【００１７】このチューブ18の基端は、空気供給源とし
てのコンプレッサ19に接続し、このコンプレッサ19より
チューブ18を経てホース17の下部内に圧縮空気を供給し
注入する。

【００１８】コンプレッサ19は、チューブ18に圧縮空気
を供給するとともに、管継手21により分岐した管路22を
経てダイアフラムポンプ14に作動空気を供給する。

【００１９】また、前記ホース17の下端には吸込方向に
のみ開く逆止弁24を設ける。この逆止弁24は、ホース17
の下端に設けた吸込孔25を有するバルブシート26と、こ
のバルブシート26の上側に接離自在に設けたボール27と
により形成する。

【００２０】図２に、揚水ポンプとしてのダイアフラム
ポンプ14を示す。このダイアフラムポンプ14について説
明する。

【００２１】ポンプ本体31の両側部にダイアフラム32お
よびダイアフラム挟持体33によって区画形成された空気
室34とポンプ室35とをそれぞれ設け、この両側のポンプ
室35に吸込用逆止弁36を介して前記吸込口15を接続する
とともに吐出用逆止弁37を介して吐出口38を接続し、上
記両側のダイアフラム挟持体33をセンターロッド39によ
って連結し、このセンターロッド39の中央部に、上記両
側の空気室34に対する圧縮空気の供給と排出とを交互に
切換える切換機構41の切換体42を摺動自在に嵌合する。
この切換体42は、両端部にフランジ体43を一体形成して
なる。

【００２２】また、切換体42を介してポンプ本体31の左
右両側部に押圧体44を摺動自在に嵌合する。この押圧体
44は、ブッシュ状のもので、両側のダイアフラム挟持体
33の間で全長にわたって同径に形成されたセンターロッ
ド39の外周面に上記切換体42とともに摺動自在に嵌合す
る。さらに、この両側の押圧体44は、切換体側端部にポ
ンプ本体31に係止されるフランジ状の係合部45を設ける
とともに反対側端部を上記ダイアフラム挟持体33に接離
自在に対向させる。

【００２３】そして、このダイアフラムポンプ14は、前
記コンプレッサ19から管路22を経て供給された圧縮空気
を、供給孔51から中央室52および右側の通孔53を経て右
側の空気室34に加圧供給するとともに、左側の空気室34
にあった空気を左側の通孔54、切換弁55および排出孔56
を経て外部に放出すると、両側のダイアフラム32は右側
に移動し、右側において吸込用逆止弁36を閉じるととも
に吐出用逆止弁37を開いて右側のポンプ室35内の水を吐
出口38に吐出し、同時に左側において吐出用逆止弁37を
閉じるとともに吸込用逆止弁36を開いて、ホース17の接
続された吸込口15から左側のポンプ室35内に水を吸込
む。このときセンターロッド39は切換体42および押圧体
44の中心孔内を右側に摺動する。

【００２４】この右側へのセンターロッド39の移動が進
行すると、左側のダイアフラム挟持体33が左側の押圧体
44に当接し、この押圧体44の係合部45を介して切換体42
を右側に押動し、さらに切換体42のフランジ体43により
上記切換弁55を右側に移動し、この切換弁55により右側
の通孔53と排出孔56とが連通して右側の空気室34から空
気が抜けるとともに、左側の通孔54と中央室52とが連通
して左側の空気室34に空気が供給され、両側のダイアフ
ラム32およびセンターロッド39は左側に作動を開始し、
左右のポンプ室35の吸込吐出作用も逆になる。このよう
な切換作用が繰返し行われ、水が連続的に吸込、吐出さ
れる。

【００２５】次に、図１に示された実施形態の作用を説
明する。

【００２６】コンプレッサ19から管路22を経て供給され
る圧縮空気によりダイアフラムポンプ14を稼働し、水中
に挿入されたホース17を通して水13を吸上げると同時
に、コンプレッサ19からチューブ18を経てホース17の下
部内に空気を供給して、ホース17内の水中で気泡57を発
生させ、小径のホース17内で無数の気泡57を上昇させる
ことによって、ホース17内に気液混合柱体を生じさせ
る。

【００２７】このとき、コンプレッサ19からダイアフラ
ムポンプ14へ供給されるポンプ駆動用給気流量が、チュ
ーブ18へ供給される気泡発生用給気流量より十分に大と
なるように、給気経路中の絞り弁（図示せず）などを調
整することにより、ホース17内の気液混合柱体を上方へ
吸引する。

【００２８】気液混合柱体は、体積膨張によりホース17
内の水位を上昇させるとともに、単位容積当りの重さ
（比重）を小さくする。またホース17内で上昇する気泡
57は、ホース17内に上昇水流を起こし、ホース17内の水
に上向きの力を与える。

【００２９】このため、ダイアフラムポンプ14は、前記
ダイアフラム32で区画されたポンプ室35の容積変化によ
るポンプ吸込作用によって、ホース17内の気液混合柱体
を吸上げるが、その本来のポンプ吸込力に加えて、前記
気液混合柱体によるホース内水位の上昇および比重の低
減と、ホース内の上昇水流とにより、ダイアフラムポン
プ14の揚程を実質的に増大させるとともに、ダイアフラ
ムポンプ14の揚水効率を向上できるから、従来は不可能
であった深さの孔内からも水を汲上げ、抜取ることがで
きる。汲上げた水と気泡は、吐出口38から排出する。

【００３０】ポンプ吸込作用により、逆止弁24の吸込孔
25からホース17内に吸込まれた水は、逆止弁24のボール
27により逆流が防止される。また、ホース17内で体積膨
張した気液混合柱体がホース17の外部に流出することも
この逆止弁24により防止できる。

【００３１】なお、請求項１乃至３に記載された発明
は、揚水ポンプをダイアフラムポンプ14に限定するもの
ではなく、例えば、ピストンポンプ、羽根車ポンプなど
でも良い。また、空気供給源をコンプレッサ19に限定す
るものではなく、例えば、揚水量が少ない場合は、空気
を圧縮して蓄えたエアタンクなどを用いても良い。

【００３２】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、揚水ポン
プにより水を汲上げると同時に揚水管体の下部内に空気
を注入し、揚水管体内の水中で発生した気泡を揚水管体
内で上昇させるようにしたから、揚水管体内に生ずる上
昇水流などによって、揚水ポンプを変えることなく揚水
ポンプの揚程および揚水効率を実質的に改善できる。

【００３３】請求項２記載の発明によれば、揚水管体の
内部に配設され揚水管体の下部内で開口された給気管部
と、この給気管部を経て揚水管体の下部内に空気を供給
する空気供給源とにより、揚水ポンプの揚程および揚水
効率を実質的に向上させる揚水装置を提供できる。

【００３４】請求項３記載の発明によれば、揚水管体内
に吸込まれた水の逆流を逆止弁により防止できるととも
に、揚水管体内での気液混合柱体の体積膨張を確保で
き、ポンプ揚程と揚水効率の改善を確実なものにでき
る。

【００３５】請求項４記載の発明によれば、ダイアフラ
ムポンプの容積変化によるポンプ作用によって、揚水管
体内の気液混合柱体を効率良く吸上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の揚水方法および揚水装置に係る実施の
一形態を示す説明図である。

【図２】同上装置に用いられる揚水ポンプの一例を示す
断面図である。

【図３】従来の揚水方法を示す説明図である。

【符号の説明】

13 水 14 揚水ポンプとしてのダイアフラムポンプ 15 吸込口 17 揚水管体としてのホース 18 給気管部としてのチューブ 19 空気供給源としてのコンプレッサ 24 逆止弁 57 気泡

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水中に挿入した揚水管体を通して揚水ポ
   ンプにより水を汲上げる揚水方法において、 揚水ポンプにより水を汲上げると同時に揚水管体の下部
   内に空気を注入し、揚水管体内の水中で発生した気泡を
   揚水管体内で上昇させることを特徴とする揚水方法。
2. 【請求項２】 水を汲上げる揚水ポンプと、 この揚水ポンプの吸込口に接続され水中に挿入される揚
   水管体と、 この揚水管体の内部に配設され揚水管体の下部内で開口
   された給気管部と、 この給気管部を経て揚水管体の下部内に空気を供給する
   空気供給源とを具備したことを特徴とする揚水装置。
3. 【請求項３】 揚水管体の下端に吸込方向にのみ開く逆
   止弁を設けたことを特徴とする請求項２記載の揚水装
   置。
4. 【請求項４】 揚水ポンプは、ダイアフラムポンプを用
   いたことを特徴とする請求項２または３記載の揚水装
   置。