JP2011220272A - Liquid pumping device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、揚液装置に関し、より詳細には、商用電源等のような大きな電力が利用できない場合であっても液体を汲み上げることができる装置に関する。 The present invention relates to a liquid pumping device, and more particularly to a device capable of pumping liquid even when a large amount of power such as a commercial power source cannot be used.
液体を低所から高所に揚げるには、通常、商用電源を用いた液体圧送用のポンプ(例えば、渦巻きポンプや往復ポンプ等)を用いる(例えば、特許文献1等)。 In order to raise the liquid from a low place to a high place, a liquid pump (for example, a spiral pump or a reciprocating pump) using a commercial power source is usually used (for example, Patent Document 1).
特許文献1には、「従来のポンプ装置においては、最悪な据付条件を考慮して、ポンプ装置の運転条件を定めていた為、ポンプ装置の性能を十分に活用していないでいた」(特許文献1、要約の課題)ことに鑑みなされたもので、「ポンプ装置に電動機軸出力を推定できる制御部を具備させると共に、定められた軸出力で運転できる様にした。本発明によれば、全ての使用領域において、ポンプ装置の軸出力を検知し最大の軸出力で運転させることで揚水量のアップを図ることが出来る」(特許文献1、要約の解決手段)揚液装置(特許文献1中では揚水装置)が開示されている。
確かに、特許文献1に開示された揚液装置は、該ポンプ装置が有する電動機(モーター)を駆動するための商用電源等のような大きな電力が供給される場面では、高速で多量の液体を効果的に汲み上げることができるが、このような大きな電力供給が可能な場所でしか用いることができないことから、揚液可能な場所が大きく制限される問題があった(大電力供給が困難な場所では使用できない)。
Certainly, the pumping device disclosed in
そこで、本発明では、商用電源等のような大きな電力が利用できない場合であっても液体を汲み上げることができる揚液装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a liquid pumping device that can pump up liquid even when large electric power such as a commercial power source cannot be used.
本発明の揚液装置(以下、「本装置」という。)は、所定の線分である基準線分の一端から他端に向けて基準線分の周りに螺旋状の流路を形成する螺旋流路形成手段と、太陽光を電力に変換する発電手段と、発電手段によって発電された電力により、基準線分の周りに流路を回転させる回転手段と、を備えてなる、揚液装置である。
本装置は、螺旋流路形成手段と発電手段と回転手段とを備えてなる。
螺旋流路形成手段は、所定の線分である基準線分の一端から他端に向けて基準線分の周りに螺旋状(スクリュー状)の流路を形成する。
発電手段は、太陽光を電力に変換するものであり、通常、太陽電池を用い、この太陽電池が太陽光を受けることで発電するよう構成される。
回転手段は、発電手段によって発電された電力により、基準線分の周りに螺旋流路形成手段が形成する流路を回転させる。
このような本装置によれば、螺旋流路形成手段が形成する螺旋状の流路の下端(一端側)が液体中に潜入した状態で基準線分が鉛直方向に対して所定角度(例えば、45度)をなすように傾け、太陽光により発電手段に発電させれば、回転手段が基準線分の周りに螺旋流路形成手段の螺旋状の流路を回転させ(螺旋状の流路が上方に向けて進む方向に回転させる)、液体が螺旋状の流路に沿って上方に向けて揚がり(アルキメデスのポンプ)、最終的には螺旋状の流路の上端(他端側)から吐出される。このように本装置は、太陽光から発電した電力により液体を汲み上げることができ、商用電源等のような大きな電力が利用できない場合であっても液体を汲み上げることができる揚液装置である。
The liquid pumping apparatus of the present invention (hereinafter referred to as “the present apparatus”) is a spiral that forms a spiral flow path around a reference line segment from one end to the other end of a reference line segment that is a predetermined line segment. A pumping device comprising: a flow path forming means; a power generating means for converting sunlight into electric power; and a rotating means for rotating the flow path around a reference line segment by the electric power generated by the power generating means. is there.
This apparatus includes a spiral flow path forming unit, a power generation unit, and a rotation unit.
The spiral flow path forming means forms a spiral (screw-shaped) flow path around the reference line segment from one end to the other end of the reference line segment that is a predetermined line segment.
The power generation means converts sunlight into electric power, and usually uses a solar cell, and is configured to generate power when the solar cell receives sunlight.
The rotating means rotates the flow path formed by the spiral flow path forming means around the reference line segment by the electric power generated by the power generating means.
According to such an apparatus, the reference line segment is at a predetermined angle (for example, for example) with respect to the vertical direction in a state where the lower end (one end side) of the spiral flow path formed by the spiral flow path forming unit is infiltrated into the liquid. If the power generation means generates electric power by sunlight, the rotation means rotates the spiral flow path of the spiral flow path forming means around the reference line segment (the spiral flow path is Rotate in a direction to advance upward), the liquid is lifted upward along the spiral channel (Archimedes pump), and finally discharged from the upper end (the other end side) of the spiral channel Is done. Thus, this apparatus is a liquid pumping apparatus that can pump up liquid with electric power generated from sunlight and can pump up liquid even when large electric power such as a commercial power source cannot be used.
本装置においては、螺旋流路形成手段が、基準線分の一端と他端とに開口を有する中空の筒状部材である流路筒部と、基準線分の一端側から他端側に向けて基準線分の周りに螺旋状に外縁が流路筒部の内面に液密的に取り付けられた螺旋羽根と、を有してなり、流路筒部の内面と螺旋羽根とにより前記流路が形成され、回転手段が、流路筒部と螺旋羽根とを基準線分の周りに回転させるもの(以下、「筒使用本装置」という。)であってもよい。
本装置を構成する螺旋流路形成手段は、基準線分の一端から他端に向けて基準線分の周りに螺旋状(スクリュー状)の流路を形成するものであればよく、何ら限定されるものではないが、例えば、(a)螺旋流路形成手段が、基準線分の一端から他端に向けて基準線分の周りに螺旋状に周回され、内部空間が前記流路を形成する管状部材を含んでなるもの、(b)螺旋流路形成手段が、基準線分の一端と他端とに開口を有し、基準線分を軸とする円柱の側面に沿った内周面を有する中空の筒状部材である流路筒部と、基準線分の一端側から他端側に向けて基準線分の周りに螺旋状に外縁が流路筒部の内周面に摺接する螺旋羽根と、を有してなり、流路筒部の内周面と螺旋羽根とにより前記流路が形成され、回転手段が、螺旋羽根の外縁が流路筒部の内周面に摺動するよう螺旋羽根を基準線分の周りに回転させるもの、(c)螺旋流路形成手段が、基準線分の一端と他端とに開口を有する中空の筒状部材である流路筒部と、基準線分の一端側から他端側に向けて基準線分の周りに螺旋状に外縁が流路筒部の内面に液密的に取り付けられた螺旋羽根と、を有してなり、流路筒部の内面と螺旋羽根とにより前記流路が形成され、回転手段が、流路筒部と螺旋羽根とを(一緒に)基準線分の周りに回転させるもの、等を例示することができる。とりわけ上記(c)の筒使用本装置であれば、流路筒部の内面と螺旋羽根との間で摩擦も生じずエネルギー損失も少なく(太陽光による発電手段の発電量は小さい場合が多いので、できる限りエネルギー損失を減少させ、エネルギーを揚液に有効に用いることが好ましい。)、さらに上記(a)等に比し、螺旋流路形成手段が形成する螺旋状の流路を基準線分の周りに1回転させたときに吐出される液量も大きくとりやすい。
In this apparatus, the spiral flow path forming means has a flow path cylinder portion that is a hollow cylindrical member having openings at one end and the other end of the reference line segment, and from one end side to the other end side of the reference line segment. A spiral blade whose outer edge is spirally attached around the reference line segment to the inner surface of the flow path cylinder portion, and the flow path is formed by the inner surface of the flow path cylinder portion and the spiral blade. , And the rotating means may rotate the flow path cylinder portion and the spiral blade around the reference line segment (hereinafter referred to as “cylinder use main apparatus”).
The spiral flow path forming means constituting this apparatus is not limited as long as it forms a spiral (screw-shaped) flow path around the reference line segment from one end to the other end of the reference line segment. For example, (a) the spiral flow path forming means is spirally wound around the reference line segment from one end to the other end of the reference line segment, and the internal space forms the flow path. (B) the spiral flow path forming means has an opening at one end and the other end of the reference line segment, and an inner peripheral surface along the side surface of the cylinder having the reference line segment as an axis. A hollow cylindrical member having a flow path cylinder portion, and a spiral whose outer edge slides in contact with the inner peripheral surface of the flow path cylinder portion spirally around the reference line segment from one end side to the other end side of the reference line segment The flow path is formed by the inner peripheral surface of the flow path cylinder portion and the spiral blade, and the rotating means has the outer edge of the spiral blade as the flow path. Rotating the spiral blade around the reference line segment so as to slide on the inner peripheral surface of the part, (c) a hollow cylindrical shape in which the spiral flow path forming means has openings at one end and the other end of the reference line segment A flow path cylinder part which is a member, and a spiral blade whose outer edge is helically attached to the inner surface of the flow path cylinder part around the reference line segment from one end side to the other end side of the reference line segment, and The flow path is formed by the inner surface of the flow path cylinder portion and the spiral blade, and the rotating means rotates the flow path cylinder portion and the spiral blade (together) around the reference line segment. The thing etc. can be illustrated. In particular, in the case of this apparatus using the cylinder of (c) above, there is no friction between the inner surface of the flow path cylinder part and the spiral blade, and there is little energy loss (the amount of power generated by the power generation means by sunlight is often small). It is preferable to reduce the energy loss as much as possible and use the energy effectively for pumping.) Further, compared to the above (a), etc., the spiral channel formed by the spiral channel forming means is defined as a reference line segment. The amount of liquid discharged when it is rotated once around is easily increased.
筒使用本装置の場合、基準線分の周りに回転自在に軸支され、外面に螺旋羽根の内縁が液密的に取り付けられた中央軸を備えるものであってもよい。
このような中央軸を螺旋流路形成手段が備えることで、中央軸の外面と螺旋羽根の内縁が液密的に取り付けられるので、中央軸の外面と流路筒部の内面との間の空間を螺旋羽根が液密的に確実に仕切り、螺旋流路形成手段が形成する流路を基準線分の周りに確実に螺旋状に形成することができる。そして、中央軸が基準線分の周りに回転自在に軸支されることで、螺旋流路形成手段が形成する螺旋状の流路を基準線分の周りに容易かつ確実に回転自在に支持することができる。
In the case of this device using a cylinder, it may be provided with a central shaft that is rotatably supported around a reference line segment and on which the inner edge of the spiral blade is liquid-tightly attached to the outer surface.
Since the spiral flow path forming means is provided with such a central axis, the outer surface of the central axis and the inner edge of the spiral blade are attached in a liquid-tight manner, so that the space between the outer surface of the central axis and the inner surface of the flow path cylinder part Can be reliably liquid-tightly partitioned, and the flow path formed by the spiral flow path forming means can be reliably formed in a spiral around the reference line segment. The central shaft is rotatably supported around the reference line segment, so that the spiral flow path formed by the spiral flow path forming means is supported easily and reliably around the reference line segment. be able to.
筒使用本装置の場合、基準線分の周りに回転する流路筒部の他端に連通する内部空間である集液空間と、集液空間と外部空間とを連通させ液体を吐出する吐出口と、を有してなる集液室を備えるもの(以下、「集液室具備本装置」という。)であってもよい。
上述の如く、本装置によれば、螺旋状の流路の下端(筒使用本装置の場合であれば、流路筒部の一端)が液体中に潜入した状態で基準線分が鉛直方向に対して所定角度(例えば、45度)をなすように傾け、太陽光により発電手段に発電させれば、回転手段が基準線分の周りに螺旋状の流路を回転させ(螺旋状の流路が上方に向けて進む方向に回転させる)、液体が螺旋状の流路に沿って上方に向けて揚がり、最終的には螺旋状の流路の上端(筒使用本装置の場合であれば、流路筒部の他端)から吐出される。筒使用本装置の場合に流路筒部の他端から吐出される液体は、所定の場所に導かれる方が液体を使用する際に便利であるので、そのための集液室を備えるようにしてもよい。集液室は、液体を吐出する流路筒部の他端に連通する内部空間である集液空間によって吐出液体を集め、集液空間にて集められた液体を吐出口(集液空間と外部空間とを連通させ液体を吐出する)から吐出するので、液体を吐出口から所定の場所に容易に導くことができ液体を便利に使用することができる。
In the case of this apparatus using a cylinder, a liquid collection space that is an internal space communicating with the other end of the flow path cylinder rotating around the reference line segment, and a discharge port that discharges liquid by communicating the liquid collection space and the external space And a liquid collection chamber (hereinafter, referred to as “collection chamber equipped main apparatus”).
As described above, according to the present apparatus, the reference line segment extends in the vertical direction while the lower end of the spiral flow path (one end of the flow path cylinder portion in the case of the main apparatus using a cylinder) is infiltrated into the liquid. If the power generation means is inclined to form a predetermined angle (for example, 45 degrees) with respect to sunlight and the power generation means generates power by sunlight, the rotation means rotates the spiral flow path around the reference line segment (spiral flow path). Is rotated in the direction of traveling upward), the liquid is lifted upward along the spiral flow path, and finally the upper end of the spiral flow path (in the case of a cylinder-use main device, It is discharged from the other end of the channel cylinder. Since the liquid discharged from the other end of the flow path cylinder in the case of this apparatus using a cylinder is more convenient when the liquid is used, it should be provided with a liquid collection chamber for that purpose. Also good. The liquid collection chamber collects the discharged liquid by a liquid collection space that is an internal space communicating with the other end of the flow path cylinder that discharges the liquid, and collects the liquid collected in the liquid collection space as a discharge port (the liquid collection space and the outside Since the liquid is discharged from the space to communicate with the space, the liquid can be easily guided from the discharge port to a predetermined place, and the liquid can be used conveniently.
集液室具備本装置の場合、流路筒部が、外方に突出するように流路筒部の外面に形成された筒部フランジを有し、筒部フランジの外縁から落下する液が吐出口へ導かれるもの(以下、「筒部フランジ具備本装置」という。)であってもよい。
上述の通り、筒使用本装置の場合には流路筒部の他端から液体が吐出されるが、その吐出される液体の一部は流路筒部の外面を伝って下方に落下することがある。このような流路筒部の外面を伝って下方に落下する液体は、発電手段によって発電された電力(エネルギー)の損失の原因となるし、本装置の揚水能力を低下させる。このような流路筒部の他端から流路筒部の外面を伝って下方に落下する液体を減少又は無くするためには、流路筒部が、外方(基準線分から遠ざかる方向)に突出するように流路筒部の外面(流路筒部の他端近傍の外面)に形成された筒部フランジを有すれば、流路筒部の外面を伝って下方に落下する液体は筒部フランジの外縁から落下するようになるので、この筒部フランジの外縁から落下する液が吐出口へ導かれるようにすればよい(例えば、筒部フランジが、集液室の集液空間に存在するようにすれば、筒部フランジの外縁から落下する液が容易かつ確実に吐出口へ導かれるようにすることができる。)。
In the case of this apparatus with a liquid collection chamber, the flow channel cylinder has a cylinder flange formed on the outer surface of the flow channel cylinder so as to protrude outward, and the liquid falling from the outer edge of the cylinder flange is discharged. It may be one that is led to the outlet (hereinafter referred to as “the cylinder portion flanged main apparatus”).
As described above, in the case of the cylinder-use main apparatus, liquid is discharged from the other end of the flow path cylinder, but a part of the discharged liquid falls down along the outer surface of the flow path cylinder. There is. Such a liquid that falls downward along the outer surface of the flow path cylinder portion causes a loss of electric power (energy) generated by the power generation means, and reduces the pumping capacity of the apparatus. In order to reduce or eliminate the liquid falling down from the other end of the channel cylinder part along the outer surface of the channel cylinder part, the channel cylinder part is outward (in a direction away from the reference line segment). If there is a cylindrical flange formed on the outer surface of the flow channel cylinder (the outer surface in the vicinity of the other end of the flow channel cylinder) so as to protrude, the liquid falling down along the outer surface of the flow channel cylinder will be Since the liquid drops from the outer edge of the flange, the liquid falling from the outer edge of the cylinder flange may be guided to the discharge port (for example, the cylinder flange exists in the liquid collection space of the liquid collection chamber. By doing so, it is possible to easily and reliably guide the liquid falling from the outer edge of the cylindrical flange to the discharge port.
筒部フランジ具備本装置の場合、集液室が、筒部フランジの外縁よりも内縁が内方に突出するように筒部フランジに対して流路筒部の一端側に形成された集液フランジを有するもの(以下、「集液フランジ具備本装置」という。)であってもよい。
集液フランジは、筒部フランジに対して流路筒部の一端(液体を吐出する流路筒部の他端とは反対端)側に形成され、筒部フランジの外縁よりも集液フランジの内縁が内方(基準線分に近づく方向)に突出するように形成される。このため筒部フランジの外縁から落下する液が、集液フランジによって確実に集められることで、筒部フランジの外縁から落下する液が容易かつ確実に吐出口へ導かれる。
In the case of this apparatus having a cylindrical flange, the liquid collecting chamber is formed on the one end side of the flow channel cylindrical portion with respect to the cylindrical flange so that the inner edge protrudes inward from the outer edge of the cylindrical flange. (Hereinafter referred to as “the apparatus with a collecting flange”).
The liquid collection flange is formed on one end of the flow path cylinder portion (the opposite end to the other end of the flow path cylinder portion that discharges the liquid) with respect to the cylinder flange, and the liquid collection flange is located closer to the liquid collection flange than the outer edge of the cylinder flange. The inner edge is formed so as to protrude inward (a direction approaching the reference line segment). For this reason, the liquid falling from the outer edge of the cylinder flange is reliably collected by the liquid collecting flange, so that the liquid falling from the outer edge of the cylinder flange is easily and reliably guided to the discharge port.
集液フランジ具備本装置の場合、筒部フランジと集液フランジとの間に隙間が形成されるものであってもよい。
筒部フランジに対して流路筒部の一端側に形成される集液フランジは、筒部フランジの外縁よりも集液フランジの内縁が内方(基準線分に近づく方向)に突出するように形成されるので、筒部フランジと集液フランジとの間に隙間が存しても、基準線分が鉛直方向に対して所定角度(例えば、45度)をなすように傾けられた状態で筒部フランジの外縁から落下する液は、集液フランジの内縁よりも外方に落下し集液空間に確実に集められる(即ち、筒部フランジと集液フランジとの間の隙間に液が進入しないか、したとしても極小量にとどまる。)。そして、筒部フランジと集液フランジとの間に隙間が存することで(筒部フランジと集液室とが非接触かつ集液フランジと流路筒部とが非接触であり、集液室と流路筒部とが非接触である。)、筒部フランジと集液フランジとが接触し摺動する場合に比し、その摺動により生じる摩擦を無くしエネルギー損失を少なくして揚液効率を向上させることができる(太陽光による発電手段の発電量は小さい場合が多いので、できる限りエネルギー損失を減少させ、エネルギーを揚液に有効に用いることが好ましい。)。
In the case of this apparatus having a liquid collection flange, a gap may be formed between the cylinder flange and the liquid collection flange.
The liquid collection flange formed on one end side of the flow path cylinder portion with respect to the cylinder flange is such that the inner edge of the liquid collection flange protrudes inward (in the direction approaching the reference line segment) rather than the outer edge of the cylinder flange. Since it is formed, even if there is a gap between the cylinder flange and the liquid collection flange, the cylinder is tilted so that the reference line segment forms a predetermined angle (for example, 45 degrees) with respect to the vertical direction. The liquid falling from the outer edge of the flange part falls outside the inner edge of the liquid collection flange and is reliably collected in the liquid collection space (that is, the liquid does not enter the gap between the tube part flange and the liquid collection flange). Or, if you do, it will be minimal.) And by the clearance gap existing between a cylinder part flange and a liquid collection flange (a cylinder part flange and a liquid collection chamber are non-contact, and a liquid collection flange and a flow-path cylinder part are non-contact, and a liquid collection chamber and Compared to the case where the cylinder flange and the liquid collecting flange are in contact with each other and sliding, the pumping efficiency is reduced by eliminating friction caused by the sliding and reducing energy loss. (It is preferable to reduce the energy loss as much as possible and use the energy effectively in the pumping liquid because the amount of power generated by the power generation means by sunlight is often small).
筒使用本装置の場合、流路筒部のうち基準線分に沿った少なくとも一部を覆うカバーを備えてなるものであってもよい。
中空の筒状部材である流路筒部は、螺旋流路形成手段を構成するものの中で外面を形成し、回転手段により基準線分の周りに回転させるので、他の物と衝突等して破損することもあり得る。これを防止や減少させるため、流路筒部のうち基準線分に沿った少なくとも一部(無論、全部でもよい)を覆うカバーを備えるようにしてもよい。
In the case of the cylinder use main device, a cover that covers at least a part of the channel cylinder along the reference line segment may be provided.
The hollow cylindrical member, which is a hollow cylindrical member, forms the outer surface of what constitutes the helical flow path forming means and is rotated around the reference line segment by the rotating means, so that it collides with other objects. It can be damaged. In order to prevent or reduce this, a cover may be provided that covers at least a part (of course, all) of the flow path tube along the reference line segment.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。しかしながら、これらによって本発明は何ら制限されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited by these.
本装置11は、ここでは水路から田畑等へ水を揚げる揚水目的に用いられる農業用の揚水装置(水路から農業用の揚水目的に用いられる揚水装置)である。図1は本装置11を示す斜視図であり、図2(a)は本装置11を構成する装置本体21の正面図(図1中の矢印J方向から見たところを示している。)であり、図2(b)は装置本体21の底面図(図1中の矢印K方向から見たところを示している。)であり、図3(a)は装置本体21の左側面図(図1及び図2中の矢印B方向から見たところを示している。)であり、図3(b)は装置本体21の右側面図(図1及び図2中の矢印A方向から見たところを示している。)であり、図4は図1の状態から駆動部カバー78(詳しくは後述)を取り外したところを示しており、図5(a)は図2(a)の状態から駆動部カバー78を取り外したところを示しており、図5(b)は図2(b)の状態から駆動部カバー78を取り外したところを示しており、図6は図3(b)の状態から駆動部カバー78を取り外したところを示しており、図7(a)は図2(a)のD−D断面図であり、図7(b)は図2(b)のC−C断面図であり、図8(a)は図2(a)のE−E断面図であり、図8(b)は図2(a)のF−F断面図であり、図8(c)は図2(a)のG−G断面図であり、図9は図7(b)の点線Mによって囲まれた部分の拡大断面図であり、そして図10は図9の点線Nによって囲まれた部分の拡大断面図である。図1乃至図10を参照して、本装置11について説明する。
本装置11は、大まかには、太陽電池パネル91と、装置本体21と、太陽電池パネル91と装置本体21とを接続する給電コード99と、を備えてなる。
This device 11 is an agricultural pumping device used for the purpose of pumping water from a waterway to a field or the like (pumping device used for the purpose of pumping water from a waterway for agriculture). FIG. 1 is a perspective view showing the apparatus 11, and FIG. 2A is a front view of the apparatus
The present apparatus 11 generally includes a
太陽電池パネル91は、太陽電池の受光面93に太陽光が照射されることで、発電し電力を生じる。太陽電池パネル91が発電した電力は、給電コード99を経由し装置本体21(具体的には、後述のモーター75)に供給される。なお、ここでは図示を省略しているが、太陽電池パネル91は、図示しない地面に対して受光面93が所定角度をなし所定方角を向いた状態で、図示しない支持スタンドによって支持されている。
The
装置本体21は、大まかには、中空の筒形状をしたケーシング31と、ケーシング31の内部に配設されたポンプ部51と、ポンプ部51を駆動するための駆動部71と、を含んでなる。
ポンプ部51は、仮想上の直線Lを軸とする中空の直円柱(半径r1)形状をした回転シャフト53と、その回転シャフト53の両側に取り付けられた直線Lを軸とする直円柱形状の一対の回転棒55a、55bと、直線Lを軸とする中空の直円柱(半径r3。但しr3>r1)形状をした筒部57と、直線Lを軸とする直円柱(半径r2。但しr3>r2>r1)の側面に沿った筒部57の内周面と回転シャフト53の外周面(半径r1)との間に直線Lを中心に螺旋状に形成されたらせん羽根59と、を有してなり、回転シャフト53に対してらせん羽根59は直線Lの周りに回動不可能に取り付けられると共に筒部57の内周面に対してらせん羽根59は直線Lの周りに回動不可能に取り付けられている(即ち、らせん羽根59及び筒部57は回転シャフト53に対し直線Lの周りに回動不可能に固定されている。)。そして、らせん羽根59は筒部57の内周面と回転シャフト53の外周面とに液密的に取り付けられており、これによって筒部57の内周面と回転シャフト53の外周面との間に直線Lの周りに螺旋状に流路61が形成されている(筒部57の内周面と回転シャフト53の外周面との該間の空間をらせん羽根59が仕切ることで螺旋状の流路61が形成されている。)。
一対の回転棒55a、55bは、回転シャフト53の両側にそれぞれ取り付けられており、ケーシング31が有する後述の筒部カバー上板33と筒部カバー底板35とを貫通すると共に、筒部カバー上板33と筒部カバー底板35とに取り付けられた軸受(後述の軸受33b、35b)によってケーシング31に対して直線Lの周りに回動自在に軸支されている。
The apparatus
The pump 51 includes a rotating shaft 53 having a hollow right circular cylinder (radius r1) having a virtual straight line L as an axis, and a right circular cylinder having a straight L attached to both sides of the rotating shaft 53 as axes. A pair of rotating rods 55a, 55b, a hollow cylinder (radius r3, where r3> r1) having a straight line L as an axis, and a cylinder (radius r2, radius r3) having a straight line L as an axis. A
The pair of rotating rods 55a and 55b are respectively attached to both sides of the rotating shaft 53, and pass through a cylinder cover
ケーシング31は、直線Lに沿った両側に開口を有する中空の筒形状をした筒部カバー37と、直線Lに沿った一端の筒部カバー37の該開口を塞ぐように取り付けられた筒部カバー底板35と、直線Lに沿った他端の筒部カバー37の該開口を塞ぐように取り付けられた筒部カバー上板33と、を有してなる。
筒部カバー37は、直線Lに沿った両側に開口を有する中空の(直)円筒形状をした円筒部分38と、円筒部分38に連なるように形成された直線Lに沿った両側に開口を有する中空の(直)円筒(円筒部分38が形成する円筒よりもやや半径が大きい)形状をした受水部分39と、を含んでなり、円筒部分38の内部空間38aと受水部分39の内部空間39aとは、円筒部分38が有する両開口のうち一方(他端側)にて連通している。受水部分39には、受水部分39の内部空間39aと外部空間101とを連通させる吐出口39cが直線Lの垂線方向に向けて形成されている。
円筒部分38の内部空間38aは、直線Lを軸とする直円柱(半径r4。但しr4>r3)形状をしており、そして受水部分39の内部空間39aは、直線Lを軸とする直円柱(半径r5。但しr5>r4>r3)形状をしている。このため筒部カバー37の内部空間(内部空間38a、内部空間39a)に筒部57は遊びをもって内嵌されている。なお、筒部57の直線L方向の寸法Y1と、回転シャフト53の直線L方向の寸法Y2(Y2>Y1)と、のいずれも、筒部カバー37の内部空間(内部空間38a、内部空間39a)の直線L方向の寸法よりも小さい。
筒部カバー37は開放された開口を直線Lに沿った両端に有しているが(両開口のうち一端の開口は円筒部分38の開口であり、他端の開口は受水部分39の開口である。)、直線Lに沿った一端側の開口を塞ぐように筒部カバー底板35(略半径r4の薄い円盤形状)が円筒部分38に十分な強度で取り付けられていると共に、直線Lに沿った他端側の開口を塞ぐように筒部カバー上板33(略半径r4の薄い円盤形状)が受水部分39に十分な強度で取り付けられている(筒部カバー底板35及び筒部カバー上板33のいずれも主表面が直線Lに対して略垂直になるように筒部カバー37に取り付けられている。)。筒部カバー底板35及び筒部カバー上板33には、その強度を向上させるため、主表面を横断するように畝状の補強リブ35j、33jが形成されている(なお、補強リブ35j、33jのいずれも外部空間101方向に凸となっている。)。
そして、筒部カバー底板35と、円筒部分38の筒部カバー底板35近傍部分と、には筒部カバー37の内部空間(内部空間38a、内部空間39a)と外部空間101とを連通させる複数の吸水口32(小さな円形の孔)が穿設されている。
The casing 31 includes a hollow
The
The internal space 38a of the
The
The cylindrical portion cover
特に図10に示すが如く、筒部57の直線Lに沿った両端のうち筒部カバー上板33側(吐出口39c側)の端には、直線Lに対して略垂直な外方向に向けて突出するように環状の筒部フランジ57fが形成されている。筒部フランジ57fが有する両面は直線Lに対して垂直な平面の一部を略形成している。
一方、筒部カバー37の内周面(受水部分39の円筒部分38側の部分)には、筒部フランジ57fに面するように、直線Lに対して略垂直な内方向に向けて突出するように環状のカバー部フランジ37fが形成されている。カバー部フランジ37fが有する両面は直線Lに対して垂直な平面の一部を略形成している。なお、筒部57のうち筒部フランジ57fの近傍部分には他の部分よりも厚みが厚い肉厚部分57qが設けられており、この肉厚部分57qにより筒部57が補強され変形を防止している。
カバー部フランジ37fの内縁は直線Lを中心とする半径r6の円形を略なすと共に、筒部フランジ57fの外縁は直線Lを中心とする半径r7(r7>r6)の円形を略なしている。
回転シャフト53に取り付けられた回転棒55aは、筒部カバー底板35に取り付けられた軸受35bによって直線Lの周りに回転自在に支持されると共に、回転シャフト53に取り付けられた回転棒55bは、筒部カバー上板33に取り付けられた軸受33bによって直線Lの周りに回転自在に支持されている。なお、軸受33bは十分な強度で支持されるよう補強リブ33jに直接取り付けられ(ネジ止め)、そして軸受35bは十分な強度で支持されるよう補強リブ35jに直接取り付けられている(ネジ止め)。
筒部57と筒部カバー37とは互いに接触しないようになっており、筒部57は筒部カバー37に対し直線Lの周りに自由に回転することができる。
後述の如く、ポンプ部51の螺旋状の流路61の下端(筒部カバー底板35側)が水中に潜入し、直線Lが鉛直方向に対して所定角度(例えば、45度)をなすように装置本体21を傾けて設置し、ポンプ部51が直線Lの周りに回転(螺旋状の流路61が上方に進む方向に回転させる)されると、筒部57の内周面と回転シャフト53の外周面との間の空間をらせん羽根59が仕切ることで形成される螺旋状の流路61を水(不図示)が移動し(アルキメデスのポンプ)、螺旋状の流路61の上端部から吐出口39cを経て外部空間101に水(不図示)が吐出されるが、図10に示すように、このとき筒部フランジ57fの外縁よりもカバー部フランジ37fの内縁が内方(直線L方向)に存することから、流路61の上端部に達した水(不図示)は、筒部フランジ57fとカバー部フランジ37fとの間の隙間107に進入することなく、吐出口39cから吐出される(図10中、矢印M)。
In particular, as shown in FIG. 10, the end on the tube cover
On the other hand, the inner peripheral surface of the cylindrical portion cover 37 (the portion on the
The inner edge of the cover flange 37f is substantially circular with a radius r6 centered on the straight line L, and the outer edge of the cylinder flange 57f is approximately circular with a radius r7 (r7> r6) centered on the straight line L.
The rotating rod 55a attached to the rotating shaft 53 is rotatably supported around the straight line L by a bearing 35b attached to the cylindrical portion cover
The
As will be described later, the lower end (the cylinder
ポンプ部51を駆動するための駆動部71は、筒部カバー上板33に取り付けられた駆動部固定板79と、直線Lに回転軸が平行になるように駆動部固定板79に取り付けられたモーター75と、モーター75の回転軸に回動不可能に取り付けられた駆動プーリー77と、回転棒55bに直線Lの周りに回動不可能に取り付けられた従動プーリー73と、駆動プーリー77と従動プーリー73とに係合するベルト(不図示)と、これらモーター75や両プーリー73、77とを覆う駆動部カバー78と、を有してなる。なお、駆動プーリー77と従動プーリー73とは、それらに係合するベルト(不図示)が係合する係合溝(プーリー外周面を巡るように形成された環状の溝)のいずれもが直線Lに対して垂直な一平面に属するように配置されると共に、駆動プーリー77及び従動プーリー73の両回転軸は略平行(いずれも直線Lに略平行)であるから、駆動プーリー77と従動プーリー73とにベルト(不図示)を係合させることで、モーター75がモーター回転軸を回転させれば駆動プーリー77及びベルト(不図示)を介して従動プーリー73を回転させ、回転棒55b及び回転シャフト53を含むポンプ部51を直線Lの周りに回転させることができる。
The driving
このような本装置11は、筒部カバー底板35と筒部カバー37に穿設された複数の吸水口32が水中(例えば、河川や溝を流れている水中)に潜入する(螺旋状の流路61の下端(筒部カバー底板35側)が水中に潜入する)と共に、吐出口39cが下方向を向くよう、直線Lが鉛直方向に対して所定角度(例えば、45度)をなすように傾けて設置し、さらに太陽電池パネル91の受光面93に太陽光を受けるようにすれば、太陽電池パネル91により発電された電力が給電コード99を経由してモーター75に供給され、モーター75が回転する。
モーター75の回転により、前述の通り、ポンプ部51を直線Lの周りに回転させる。筒部57の内周面と回転シャフト53の外周面との間の空間をらせん羽根59が仕切ることで形成される螺旋状の流路61を、ポンプ部51の直線Lの周りの回転により水が該螺旋状の流路61を上方に向けて上がり(アルキメデスのポンプ)、該螺旋状の流路61の上端部から吐出口39cを経て外部空間101に水が吐出される。これにより河川や溝を流れている水を太陽光エネルギーを用いて本装置11によって揚水し、田畑等に給水することができる。
In the present apparatus 11, the plurality of
The rotation of the
以上説明した通り、本装置11は、所定の線分である基準線分(ここでは直線Lの一部)の一端から他端に向けて基準線分(直線Lの一部)の周りに螺旋状の流路61を形成する螺旋流路形成手段(ここではポンプ部51が構成する)と、太陽光を電力に変換する発電手段(ここでは太陽電池パネル91が構成する)と、発電手段(太陽電池パネル91)によって発電された電力により、基準線分(直線Lの一部)の周りに流路61を回転させる回転手段(ここでは駆動部71が構成する)と、を備えてなる、揚液装置(ここでは農業用の揚水装置)である。
本装置11においては、螺旋流路形成手段(ポンプ部51)が、基準線分(直線Lの一部)の一端と他端とに開口を有する中空の筒状部材である流路筒部(ここでは筒部57)と、基準線分(直線Lの一部)の一端側から他端側に向けて基準線分(直線Lの一部)の周りに螺旋状に外縁が流路筒部(筒部57)の内面に液密的に取り付けられた螺旋羽根(ここではらせん羽根59)と、を有してなり、流路筒部(筒部57)の内面と螺旋羽根(らせん羽根59)とにより前記流路61が形成され、回転手段(駆動部71)が、流路筒部(筒部57)と螺旋羽根(らせん羽根59)とを基準線分(直線Lの一部)の周りに回転させるものである。
本装置11においては、基準線分(直線Lの一部)の周りに回転自在に軸支され、外面に螺旋羽根(らせん羽根59)の内縁が液密的に取り付けられた中央軸(ここでは回転シャフト53)を備えるものである。
As described above, the apparatus 11 spirals around the reference line segment (part of the straight line L) from one end to the other end of the reference line segment (here, part of the straight line L) which is a predetermined line segment. A spiral flow path forming means (here, configured by the pump unit 51), a power generation means (converted from
In the present apparatus 11, the spiral flow path forming means (pump 51) is a flow path cylinder section (hollow cylindrical member having openings at one end and the other end of a reference line segment (part of the straight line L)). Here, the cylindrical portion 57) and the flow path cylinder portion spirally around the reference line segment (part of the straight line L) from one end side to the other end side of the reference line segment (part of the straight line L). A spiral blade (here, the spiral blade 59) attached in a liquid-tight manner to the inner surface of the (tubular portion 57), and the inner surface of the flow path tubular portion (the cylindrical portion 57) and the spiral blade (the
In the present apparatus 11, a central shaft (here, the inner edge of a spiral blade (spiral blade 59) is supported in a liquid-tight manner and is rotatably supported around a reference line segment (part of the straight line L). A rotating shaft 53) is provided.
本装置11においては、基準線分(直線Lの一部)の周りに回転する流路筒部(筒部57)の他端に連通する内部空間である集液空間(ここでは内部空間39a)と、集液空間(内部空間39a)と外部空間101とを連通させ液体を吐出する吐出口39cと、を有してなる集液室(ここでは受水部分39)を備えるものである。
本装置11においては、流路筒部(筒部57)が、外方に突出するように流路筒部(筒部57)の外面に形成された筒部フランジ57fを有し、筒部フランジ57fの外縁から落下する液が吐出口39cへ導かれるものである。ここでは筒部フランジ57fが流路筒部(筒部57)の他端(液が吐出される端)近傍に存し、筒部フランジ57fが集液空間(内部空間39a)内に存在する。
本装置11においては、集液室(受水部分39)が、筒部フランジ57fの外縁よりも内縁が内方に突出するように筒部フランジ57fに対して流路筒部(筒部57)の一端(液を吸入する端)側に形成された集液フランジ(ここではカバー部フランジ37f)を有するものである。
本装置11においては、筒部フランジ57fと集液フランジ(カバー部フランジ37f)との間に隙間107が形成されるものである。そして、集液室(受水部分39)と流路筒部(筒部57)とが非接触であり、筒部フランジ57fと集液室(受水部分39)とが非接触かつ集液フランジ(カバー部フランジ37f)と流路筒部(筒部57)が非接触である。
本装置11においては、流路筒部(筒部57)のうち基準線分(直線Lの一部)に沿った少なくとも一部(ここでは全部)を覆うカバー(筒部カバー37)を備えてなる。
In the present apparatus 11, a liquid collection space (in this case, the internal space 39a), which is an internal space communicating with the other end of the flow path cylinder part (cylinder part 57) that rotates around the reference line segment (part of the straight line L). And a liquid collection chamber (here, a water receiving portion 39) having a liquid collection space (internal space 39a) and an
In the present apparatus 11, the channel cylinder part (cylinder part 57) has a cylinder part flange 57f formed on the outer surface of the channel cylinder part (cylinder part 57) so as to protrude outward, and the cylinder part flange The liquid falling from the outer edge of 57f is guided to the discharge port 39c. Here, the cylinder flange 57f exists in the vicinity of the other end (end from which liquid is discharged) of the flow path cylinder (cylinder 57), and the cylinder flange 57f exists in the liquid collection space (internal space 39a).
In the present apparatus 11, the liquid collection chamber (water receiving portion 39) has a flow path cylinder portion (cylinder portion 57) with respect to the cylinder portion flange 57f such that the inner edge protrudes inward from the outer edge of the cylinder portion flange 57f. Has a liquid collecting flange (here, a cover flange 37f) formed on one end (end for sucking liquid).
In the present apparatus 11, a
The apparatus 11 includes a cover (cylindrical cover 37) that covers at least a part (here, all) along the reference line segment (part of the straight line L) of the flow path tubular part (cylindrical part 57). Become.
11 本装置
21 装置本体
31 ケーシング
32 吸水口
33 筒部カバー上板
33b 軸受
33j 補強リブ
35 筒部カバー底板
35b 軸受
35j 補強リブ
37 筒部カバー
37f カバー部フランジ
38 円筒部分
38a 内部空間
39 受水部分
39a 内部空間
39c 吐出口
51 ポンプ部
53 回転シャフト
55a、55b 回転棒
57 筒部
57f 筒部フランジ
57q 肉厚部分
59 らせん羽根
61 流路
71 駆動部
73 従動プーリー
75 モーター
77 駆動プーリー
78 駆動部カバー
79 駆動部固定板
91 太陽電池パネル
93 受光面
99 給電コード
101 外部空間
107 隙間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 This
Claims (8)
太陽光を電力に変換する発電手段と、
発電手段によって発電された電力により、基準線分の周りに流路を回転させる回転手段と、
を備えてなる、揚液装置。 A spiral flow path forming means for forming a spiral flow path around the reference line segment from one end to the other end of the reference line segment that is a predetermined line segment;
Power generation means for converting sunlight into electric power;
Rotating means for rotating the flow path around the reference line segment by the electric power generated by the power generating means,
A liquid pumping device.
流路筒部の内面と螺旋羽根とにより前記流路が形成され、
回転手段が、流路筒部と螺旋羽根とを基準線分の周りに回転させるものである、請求項1に記載の揚液装置。 The spiral flow path forming means includes a flow path cylinder portion that is a hollow cylindrical member having openings at one end and the other end of the reference line segment, and a reference line segment from one end side to the other end side of the reference line segment. A spiral blade having an outer edge spirally attached to the inner surface of the flow path cylinder portion in a liquid-tight manner,
The flow path is formed by the inner surface of the flow path cylinder and the spiral blade,
The liquid pumping apparatus according to claim 1, wherein the rotating means rotates the flow path cylinder portion and the spiral blade around a reference line segment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| JP (1) | JP2011220272A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116358149A (en) * | 2021-12-28 | 2023-06-30 | 宁波奥克斯电气股份有限公司 | Circulating water delivery device, air conditioner, humidification control method and device |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05321863A (en) * | 1992-05-13 | 1993-12-07 | Tsurumi Mfg Co Ltd | Pumping device |
| JP2004329060A (en) * | 2003-05-02 | 2004-11-25 | Masaki Ueno | Vertical hydroponics device |
-
2010
- 2010-04-13 JP JP2010091957A patent/JP2011220272A/en active Pending
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| JPH05321863A (en) * | 1992-05-13 | 1993-12-07 | Tsurumi Mfg Co Ltd | Pumping device |
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