(57)【要約】【課題】生産コストや使用コストを大幅に低減し、経済的に好ましい水圧ポンプを提供する。【解決手段】ポンプ外壁体１１内に水を供給する水路２３と、水の補給で下方貯水域２１に圧力を与えるとともに下方移動し、その補給後の水の排水で浮力を得て上方移動する移動圧力体２２と、移動圧力体２２の下方移動で供給される水を送水する揚水管２４と、下方位置にある移動圧力体２２内の水を排水する排水管３１とを備える。移動圧力体２２は、その内部空間への水の補給の有無を制御する開閉弁４１と、下方貯水域２１への水路２３からの水の通水及び非通水を制御する通水弁とを備える。通水弁は、移動圧力体２２の浮上時に開き、移動圧力体２２の浮上停止時に閉じる。【選択図】    図１
2008035574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁体で囲まれたポンプ外壁体と、
前記ポンプ外壁体内に水を供給する水路と、
前記ポンプ外壁体内に上下移動可能に収容されて、前記水の補給で下方貯水域に圧力を与えるとともに下方移動し、その前記補給後の前記水の排水で浮力を得て上方移動する移動圧力体と、
前記ポンプ外壁体の底面側の低い位置に接続されて、前記移動圧力体の下方移動で供給される前記水を送水する揚水管と、
前記ポンプ外壁体の底面側の低い位置に接続されて、下方位置にある前記移動圧力体内の前記補給後の前記水を排水する排水管と、
を備え、
かつ、前記移動圧力体は、その内部空間への前記水路からの前記水の補給の有無を制御する開閉弁と、前記下方貯水域への前記水路からの前記水の通水及び非通水を制御する通水弁と、
を備え、
前記通水弁は、前記移動圧力体の浮上時に開き、前記移動圧力体の浮上停止時に閉じることを特徴とする水圧ポンプ。
【請求項２】
前記ポンプ外壁体と前記移動圧力体との間の少なくとも一部に前記通水用の側方貯水域があることを特徴とする請求項１に記載の水圧ポンプ。
【請求項３】
前記ポンプ外壁体は、前記移動圧力体の上下移動の範囲を規制するストッパを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の水圧ポンプ。
【請求項４】
前記揚水管は、逆止弁を備えることを特徴とする請求項１に記載の水圧ポンプ。
【請求項５】
前記通水弁の開閉を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の水圧ポンプ。
【請求項６】
壁体で囲まれたポンプ外壁体と、
前記ポンプ外壁体内に水を供給する水路と、
前記ポンプ外壁体の底面側の低い位置に構成されて、前記水を貯水する揚水用貯水域と、
あらかじめ浮力を有し、前記揚水用貯水域内に上下移動可能に収容された揚水体と、
前記ポンプ外壁体内に上下移動可能に収容されて、前記揚水用貯水域内の前記揚水体に圧力を与える押圧体を有し、前記水の補給で該押圧体とともに下方移動し、前記補給後の前記水の排水で浮力を得て上方移動する移動圧力付与体と、
前記ポンプ外壁体の底面側の低い位置に接続されて、前記押圧体に押される前記揚水体の下方移動で押出される前記揚水用貯水域内の前記水を送水する揚水管と、
前記ポンプ外壁体の底面側の低い位置に接続されて、下方位置にある前記移動圧力付与体内の前記補給後の前記水を排水する排水管と、
排水後の前記移動圧力付与体の上方移動の際に、前記揚水用貯水域内に水を注水する注水管と、
を備え、
かつ、前記移動圧力付与体は、その内部空間への前記水路からの前記水の補給の有無を制御する補給開閉弁を有し、
前記補給開閉弁は、前記移動圧力付与体の下方移動及び上方移動の際に閉じ、前記移動圧力付与体が所定の上方位置にあって前記水の補給の際に開くことを特徴とすることを特徴する水圧ポンプ。
【請求項７】
前記ポンプ外壁体の内部に、前記移動圧力付与体の上下移動をガイドするガイド体を有し、
かつ、前記ポンプ外壁体と前記ガイド体との間に、前記揚水用貯水域に前記水を注水するための前記水の流通空間を構成したことを特徴とする請求項６に記載の水圧ポンプ。
【請求項８】
前記揚水管、及び前記注水管に、逆止弁を備えることを特徴とする請求項６に記載の水圧ポンプ。
【請求項９】
前記補給開閉弁、及び前記排水開閉弁の開閉を適宜制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項６に記載の水圧ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水の供給で圧力を得て高所や遠所に揚水する水圧ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、高所や遠所における水田（新田）や、仮設住居、あるいは種々の工事現場等に水を供給する際、一般にポンプ及び揚水路の設備が必要となる。また、低地より高所に水を導水し、また、低地に再度落水することにより発電することが可能になるので、従来よりも水力発電の可能な立地場所が大幅に増大する。【０００３】
その要望に沿う従来のポンプとしては、例えば、モータ及びエンジンを任意に切替えて運転可能とした送水ポンプを設け、その吸込口を水源に浮かぶフロートの下方に設け、その吐出管をフレキシブルカップリングを介して送水用のパイプラインに連結し、そのパイプラインを地中に設けたＵ字状溝内に環状弾性体を介して敷設し、複数の放水口及び複数のエア抜きバルブを連結するという高圧利水圧送装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
【特許文献１】特開平９−１３７４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の従来の技術においては、モータやエンジンを使用するため生産コストが高く、しかも高圧電力や燃料を消費しなければならず使用コストが高くなり、経済的には好ましくない現状にある。【０００６】
本発明は、上記従来の技術の問題点を解決し、生産コストや使用コストを大幅に低減し、経済的に好ましい水圧ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、壁体で囲まれたポンプ外壁体と、前記ポンプ外壁体内に水を供給する水路と、前記ポンプ外壁体内に上下移動可能に収容されて、前記水の補給で下方貯水域に圧力を与えるとともに下方移動し、その前記補給後の前記水の排水で浮力を得て上方移動する移動圧力体と、前記ポンプ外壁体の底面側の低い位置に接続されて、前記移動圧力体の下方移動で供給される前記水を送水する揚水管と、前記ポンプ外壁体の底面側の低い位置に接続されて、下方位置にある前記移動圧力体内の前記補給後の前記水を排水する排水管とを備え、かつ、前記移動圧力体は、その内部空間への前記水路からの前記水の補給の有無を制御する開閉弁と、前記下方貯水域への前記水路からの前記水の通水及び非通水を制御する通水弁とを備え、前記通水弁は、前記移動圧力体の浮上時に開き、前記移動圧力体の浮上停止時に閉じることを特徴とする。【０００８】
前記ポンプ外壁体と前記移動圧力体との間の少なくとも一部に前記通水用の側方貯水域があることを特徴とする。【０００９】
前記ポンプ外壁体は、前記移動圧力体の上下移動の範囲を規制するストッパを備えることを特徴とする。【００１０】
前記揚水管は、逆止弁を備えることを特徴とする。【００１１】
前記通水弁の開閉を制御する制御手段を備えることを特徴とする。【００１２】
また、本発明は、壁体で囲まれたポンプ外壁体と、前記ポンプ外壁体内に水を供給する水路と、前記ポンプ外壁体の底面側の低い位置に構成されて、前記水を貯水する揚水用貯水域と、あらかじめ浮力を有し、前記揚水用貯水域内に上下移動可能に収容された揚水体と、前記ポンプ外壁体内に上下移動可能に収容されて、前記揚水用貯水域内の前記揚水体に圧力を与える押圧体を有し、前記水の補給で該押圧体とともに下方移動し、前記補給後の前記水の排水で浮力を得て上方移動する移動圧力付与体と、前記ポンプ外壁体の底面側の低い位置に接続されて、前記押圧体に押される前記揚水体の下方移動で押出される前記揚水用貯水域内の前記水を送水する揚水管と、前記ポンプ外壁体の底面側の低い位置に接続されて、下方位置にある前記移動圧力付与体内の前記補給後の前記水を排水する排水管と、排水後の前記移動圧力付与体の上方移動の際に、前記揚水用貯水域内に水を注水する注水管と、を備え、かつ、前記移動圧力付与体は、その内部空間への前記水路からの前記水の補給の有無を制御する補給開閉弁を有し、前記補給開閉弁は、前記移動圧力付与体の下方移動及び上方移動の際に閉じ、前記移動圧力付与体が所定の上方位置にあって前記水の補給の際に開くことを特徴とする。【００１３】
前記ポンプ外壁体の内部に、前記移動圧力付与体の上下移動をガイドするガイド体を有し、かつ、前記ポンプ外壁体と前記ガイド体との間に、前記揚水用貯水域に前記水を注水するための前記水の流通空間を構成したことを特徴とする。【００１４】
前記揚水管、及び前記注水管に、逆止弁を備えることを特徴とする請求項６に記載の水圧ポンプ。【００１５】
前記補給開閉弁、及び前記排水開閉弁の開閉を適宜制御する制御手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、生産コストや使用コストを大幅に低減し、経済的に好ましい水圧ポンプを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明に係る水圧ポンプの第１の実施の形態について説明する。図１は本実施の形態の水圧ポンプ１の構成を概念的に説明する説明図である。【００１８】
水圧ポンプ１は、壁体で囲まれたポンプ外壁体１１と、ポンプ外壁体１１内に上下移動可能に収容されて、水の補給で下方貯水域２１に圧力を与えるとともに下方移動し、その補給後の水の排水で浮力を得て上方移動する移動圧力体２２とを備える。
ポンプ外壁体１１は、所定の金属等で例えば角筒体状に構成されており、内部に同じく例えば角筒体状の移動圧力体２２が上下移動するのに十分な空間が構成されている。ポンプ外壁体１１の例えば天井面には、空気抜きの孔が形成されていることが好ましい。
ポンプ外壁体１１内には、移動圧力体２２の上下移動のストロークを規制するストッパ１２，１３が設けられている。
ポンプ外壁体１１の一部で、移動圧力体２２の上下移動のストロークの妨げとならない比較的高い側の位置には、ポンプ外壁体１１内の空間内に水を供給する水路２３が挿通されて固定されている。【００１９】
ポンプ外壁体１１の一部で、移動圧力体２２の上下移動のストロークの妨げとならないポンプ外壁体１１の下方貯水域２１の低い位置の側面側には、移動圧力体２２の下方移動で高圧となる下方貯水域２１から供給される水を送水する揚水管２４が接続されている。
揚水管２４には、移動圧力体２２の下方移動時の圧力で開き、移動圧力体２２の上方移動時の自らの復帰力で閉じる逆止弁２５が設けられている。
ポンプ外壁体１１の底面側の低い他の位置には、下方移動時にある移動圧力体２２内の補給後の水を排水する排水管３１が接続されている。
排水管３１には、図示しないが開閉弁が設けられている。その開閉弁は、移動圧力体２２の下方移動がある程度の位置に至ると開き、移動圧力体２２内の水を排水管３１を通して排水する。【００２０】
一方、移動圧力体２２は、壁体で貯水用の内部空間を構成しており、天井の壁体にその内部空間への前記水路２３からの水の補給の有無を制御する開閉弁４１を備えている。
開閉弁４１は、例えばステッピングモータの駆動で開閉するものでもよく、あるいは詳しくは図示しないが下方を向く水路２３先端との押接の有無で開閉するものでもよい。
下方を向く水路２３先端との押接とは、移動圧力体２２の上方移動に伴って相対的に開閉弁４１が水路２３先端から押される状態をいう。【００２１】
移動圧力体２２は、下方の底面側の一部に側方に突出する突出部分４２があり、その突出部分４２がポンプ外壁体１１内のストッパ１２，１３に当接することで、上下移動のストロークが規制される。
また、突出部分４２には、詳しく図示しないが、下方貯水域２１への前記水路２３からの水の通水及び非通水を制御する通水弁（開閉弁）を備える。
通水弁は、例えばステッピングモータの駆動で開閉するものであり、移動圧力体２２の下方移動時（及び浮上停止時）に閉じ、移動圧力体２２の上方移動時（浮上時）に開く。
移動圧力体２２の底面には、移動圧力体２２のある程度以上の下方移動時に排水管３１を進入させる開口が形成されている。ただし開口の代りに排水管３１内に進入し得るパイプを設け、排水管３１にはそのパイプの押力で開く開閉弁を設けても良い。
一方、ポンプ外壁体１１の内側面と移動圧力体２２の外側面との間の少なくとも一部には、下方貯水域２１への通水用の側方貯水域４３がある。
なお、本例の水圧ポンプ１は、詳しく図示しないが、移動圧力体２２の突出部分４２の上記通水弁や上記開閉弁の開閉を適切なタイミングで制御する制御手段（制御回路）を備える。【００２２】
水路２３からは常時水が供給されている状態で良い。その水が移動圧力体２２内の空間に所定量以上（満杯も可）満たされると、移動圧力体２２のそのときの重量で、移動圧力体２２下の下方貯水域２１に充満する水に最大の圧力が加わる。
下方貯水域２１の最大の圧力は、揚水管２４の逆止弁２５を開いて揚水管２４へ逃げる。その結果、下方貯水域２１内の水が、移動圧力体２２の降下とともにさらに移動圧力体２２に押されるため、揚水管２４を通って高所へ運ばれる。
また、移動圧力体２２の下方移動時にも、移動圧力体２２上には水路２３からの水が溜まり続ける。【００２３】
一方、移動圧力体２２の下方移動で排水管３１の開閉弁が開くと、移動圧力体２２内の水が排水管３１から排水されるとともに、移動圧力体２２内に空気が逆流する（図２参照）。
排水を終えると、移動圧力体２２の重量は軽くなり、かつ突出部分４２の通水弁が開くため、移動圧力体２２上の水が下方貯水域２１内へ回るとともに、移動圧力体２２が上方移動を始める。
その際、揚水管２４の逆止弁２５は閉じるため、揚水管２４内に残る水の逆流は防止されている。
以上のサイクルを繰り返すことで、電力や火力を使用せずとも、水路２３から常時供給される水を、揚水管２４を通して高所又は遠所へ運ぶことができる。
なお、突出部分４２及び通水弁の代わりに、逆止弁を有するバイパス管をポンプ外壁体１１内の上方側空間の適宜の位置から下方貯水域２１に導く構成を採用した場合、上記全ての開閉弁にモータを用いる必要がなくなり、電子制御を全く不要にすることが可能である。【００２４】
次に、図面を参照して、本発明に係る水圧ポンプの第２の実施の形態について説明する。図３は本実施の形態の水圧ポンプ２の構成を横方向から見て概念的に説明する説明図であり、図４は水圧ポンプ２の構成を上方向から見て概念的に説明する説明図である。【００２５】
水圧ポンプ２は、以下、図３に示すように、壁体で囲まれたポンプ外壁体５１と、ポンプ外壁体５１内に上下移動可能に収容された移動圧力付与体７１とを有する。
ポンプ外壁体５１は、所定の金属等で例えば角筒体状に構成されており、内部に詳しくは後述する例えば角筒体状の移動圧力付与体７１が上下移動するのに十分な空間が構成されている。
ポンプ外壁体５１の例えば天井面には、空気抜きの孔が形成されていることが移動圧力付与体７１の上下移動の効率を高める上で好ましい。ただし空気抜きの孔は、後述する水路５２で兼用することも可能である。
ポンプ外壁体５１内には、移動圧力付与体７１の下方移動のストロークを規制するストッパ５３が設けられている。なお、ストッパ５３には、間欠的な段差状の構成を用いてもよい。【００２６】
ポンプ外壁体５１の一部として例えば天井面側において、移動圧付与体７１の上下移動のストロークの妨げとならない比較的高い側の位置には、ポンプ外壁体５１内の空間内に水を供給する水路５２が挿通されて固定されている。
水圧ポンプ２の使用時には、水路５２から常に所定量の水が供給され続けるため、水圧ポンプ２は、詳しくは後述するように常に稼動し続ける。
ポンプ外壁体５１の一部底面より下方側の低い位置には、揚水用の水を貯水する例えば筒状の揚水用貯水域５５が構成されている。揚水用貯水域５５は、例えば所定の金属を用いて例えば全長１１メートル等のシリンダ状に構成されている。但し揚水用貯水域５５の全長の寸法は任意である。
筒状の揚水用貯水域５５内には、あらかじめ浮力を有し、揚水用貯水域５５内に上下移動可能に収容された圧力板５６を有する。圧力板５６は、後述する移動圧力付与体７１の上下移動とともに上下移動する。
なお、圧力板５６は、ポンプ外壁体５１の一部底面と、該底面における揚水用貯水域５５の構成部位または接続部位との間の付近のストッパ６５により上方移動のストロークが規制されている。【００２７】
ポンプ外壁体５１の底面側の低い位置には、下方位置にある前記移動圧力付与体７１内の前記補給後の前記水を排水する排水管５７が接続されている。排水管５７にも開閉弁（図示省略）を用いることがポンプ性能の高信頼性を保つ上で好ましい。
排水管５７は、後述する移動圧力付与体７１のある程度以上の下方移動の際に、排水管５７の先端側が移動圧力付与体７１内に相対的に進入し得るように、ポンプ外壁体５１の底面側からポンプ外壁体５１内にある程度以上の寸法分、ポンプ外壁体５１内に突出されている。
排水管５７から排水された水は、そのまま河川等に排水してもよい。
さらに、筒状の揚水用貯水域５５の底面側の他の低い位置には、排水後の移動圧力付与体７１の上方移動の際に、揚水用貯水域５５内に水を注水する注水管５８が接続されている。注水管５８は、ポンプ外壁体５１の一部底面と筒状の揚水用貯水域５５の底面側の低い位置との間に水の流通性をもって接続されている。【００２８】
一方、筒状の揚水用貯水域５５の低い位置には、移動圧力付与体７１の後述する押圧体７２に押される圧力板５６の下方移動で押出される前記揚水用貯水域５５内の前記水を送水する揚水管５９が接続されている。
揚水管５９には、揚水管５９内の揚水用の水の逆流を防止する逆止弁６１が構成されている。逆止弁６１は、移動圧力付与体７１が最大に前記水を補給した際の最大圧力時に開く構成を有する。
即ち逆止弁６１は、移動圧力付与体７１が最大に前記水を補給した際の最大圧力の発生時に、その水圧で開くことで、移動圧力付与体７１の下方移動を許容する。【００２９】
水圧ポンプ２は、図４に示すように、ポンプ外壁体５１内部の四隅に、移動圧力付与体７１の安定した上下移動をガイドするガイド体６２を有する。
ポンプ外壁体５１と四隅のガイド体６２との間には、揚水用貯水域５５に前記水を注水するための前記水の流通空間６３が構成されている。
水の流通空間６３を流通する水は、注水管５８を通り、揚水用貯水域５５に導かれる。注水管５８には、逆止弁６４（図３参照）が構成されているため、揚水用貯水域５５内に揚水を行うための水圧が発生した際は、揚水用貯水域５５内の水の注水管５８への逆流が防止される。
揚水用貯水域５５内の水の注水管５８への逆流が防止されるため、揚水時には、揚水用貯水域５５内の水圧が揚水に十分な水圧となり、揚水管５９を通る揚水の機能性を十分に確保できる。【００３０】
一方、移動圧力付与体７１は、図３に示すように、壁体で貯水用の内部空間を有する構成であり、天井の壁体にその内部空間への前記水路５２からの水の補給の有無を制御する補給開閉弁７３を備える。
補給開閉弁７３は、例えばステッピングモータの駆動で開閉するものでもよく、あるいは詳しくは図示しないが、下方を向く水路５２先端との押接の有無で開閉するものでもよい。
なお、後者の場合、下方を向く水路５２先端との押接とは、移動圧力付与体７１の上方移動に伴って相対的に補給開閉弁７３が水路５２先端から押されて開く状態をいう。
後者の場合、移動圧力付与体７１は、移動圧力付与体７１内に十分な水が供給されて下方移動を開始した後、補給開閉弁７３は、水路５２先端との押接の関係がなくなると自らの復帰力で閉じる。【００３１】
移動圧力付与体７１は、下方の底面側の一部に下方に突出する押圧体７２を備えており、押圧体７２は、移動圧力付与体７１の下方移動とともに揚水用貯水域５５内の圧力板５６を押圧する。
即ち、移動圧力付与体７１の下方移動は、下方に突出する押圧体７２が圧力板５６を押下げるため、揚水用貯水域５５内の水圧を高め、揚水用貯水域５５内の水を揚水管５９へ押出すとともに外界に放出する。
なお、移動圧力付与体７１は、その底面の少なくとも一部がポンプ外壁体５１内のストッパ５３に当接することで、下方移動の最大ストロークが規制される。【００３２】
また、移動圧力付与体７１の底面の他の位置には、移動圧力付与体７１のある程度以上の下方移動時に排水管５７を相対的に進入させる排水開閉弁７４が構成されている。
排水開閉弁７４は、例えばステッピングモータの駆動で開閉するものでもよく、あるいは詳しくは図示しないが、上方を向く排水管５７先端との押接の有無で開閉するものでもよい。
なお、後者の場合、上方を向く排水管５７先端との押接とは、移動圧力付与体７１の下方移動に伴って相対的に排水開閉弁７４が排水管５７先端から押されて開く状態をいう。
後者の場合、移動圧力付与体７１は、移動圧力付与体７１内の水が排水管５７を通して排水されるとともに、移動圧力付与体７１内に空気が充填されて浮力を得ると上方移動を開始する。
移動圧力付与体７１が上方移動を開始した後、排水開閉弁７４は、排水管５７との押接の関係がなくなると自らの復帰力で閉じる。
一方、本例の水圧ポンプ２は、詳しく図示しないが、補給開閉弁７３や排水開閉弁７４の制御に上記前者のステッピングモータ等を用いる場合、補給開閉弁７３や排水開閉弁７４の開閉を適切なタイミングで制御する制御手段（制御回路等）を備える。【００３３】
動作時は、水路５２からは常時水が供給されている。その水が移動圧力付与体７１内の空間に所定量以上（満杯も可）満たされると、移動圧力付与体７１のそのときの重量に基づく移動圧力付与体７１の押圧体７２が圧力板５６を押圧するため、揚水用貯水域５５に充満する水に最大の圧力が加わる。
揚水用貯水域５５の最大の圧力は、揚水用貯水域５５に接続する揚水管５９の逆止弁６１を開くため、揚水用貯水域５５内の水は、揚水管５９へ逃げる。
揚水用貯水域５５内の圧力が揚水管５９へ逃げる場合、移動圧力付与体７１の下方移動を可能にするため、移動圧力付与体７１が下方移動を開始するとともに補給開閉弁７３が閉じる。
このため、移動圧力付与体７１はさらに下方移動を続け、かつ押圧体７２が圧力板５６を押下げていくため、揚水用貯水域５５内の水は、揚水管５９を通って高所へ運ばれる（図５参照）。
また、移動圧力付与体７１の下方移動時にも、ポンプ外壁体５１内には水路５２からの水が溜まり続ける。【００３４】
一方、移動圧力付与体７１の下方移動で排水管５７の排水開閉弁７４が開くと、移動圧力付与体７１内の水が排水管５７から排水されるとともに、移動圧力付与体７１内に空気が逆流する。
排水を終えると、移動圧力付与体７１の重量は空気の充満で軽くなり、移動圧力付与体７１の上方移動が開始されるため、揚水用貯水域５５内の圧力が低下し、揚水管５９の逆止弁６１が閉じる。
また、排水を終えて移動圧力付与体７１の上方移動が進むと、移動圧力付与体７１の排水開閉弁７４が閉じ、移動圧力付与体７１は安定して上方移動を続ける。
また、移動圧力付与体７１の上方移動は、注入管５８の逆止弁６４が開くため、注水管５８を介して揚水用貯水域５５内に水が充填されていく（図３参照）。【００３５】
揚水用貯水域５５内への水の充填は、圧力板５６があらかじめ浮力を有するため、圧力板５６の浮力による揚水用貯水域５５内の負圧で効率よく行われる。
以上のサイクルを繰り返すことで、電力や火力を使用せずとも、水路５２から常時供給される水を、揚水管５９を通して高所又は遠所へ運ぶことができる。
なお、揚水用貯水域５５をポンプ外壁体５１の底面の中心位置に垂直下方に向けて設置し、かつ、ポンプ外壁体５１の底面の中心の揚水用貯水域５５の周囲に複数の排水管５７及び複数の注入管５８を設置するという構成を採用することは任意である。
複数の注水管５８の各々の先端側は、揚水用貯水域５５の下方位置に直接的に接続するか、もしくは揚水用貯水域５５に構成した集水ボックスに接続するかのいずれかを採用するという構成もある。
即ち、ポンプ外壁体５１の底面や側面に対する揚水用貯水域５５、排水管５７、及び注入管５８の各々の設置のレイアウトは任意である。【００３６】
次に、本発明に係る水圧ポンプの第３の実施の形態について説明する。
本発明の第３の実施の形態の水圧ポンプ３は、次の構成を有する。即ち、
壁体で囲まれたポンプ外壁体と、
前記ポンプ外壁体内に水を供給する水路と、
前記ポンプ外壁体の底面側の低い位置に構成されて、前記水を貯水する揚水用貯水域と、
あらかじめ浮力を有し、前記揚水用貯水域内に上下移動可能に収容された揚水体と、
前記ポンプ外壁体内に上下移動可能に収容されて、前記ポンプ外壁体内の前記水の排水とともに下方移動する際に前記揚水用貯水域内の前記揚水体に圧力を与えながら降下する押圧体を有し、前記ポンプ外壁体内への前記水の供給とともに上方移動する移動圧力付与体と、
前記ポンプ外壁体の底面側の低い位置に接続されて、前記押圧体に押される前記揚水体の下方移動で押出される前記揚水用貯水域内の前記水を送水する揚水管と、
前記ポンプ外壁体の底面側の低い位置に接続されて、前記移動圧力付与体を下方移動させるべく前記ポンプ外壁体内の前記水を排水する排水管と、
排水後の前記移動圧力付与体の上方移動の際に、前記揚水用貯水域内に水を注水する注水管と、
を備え、
かつ、前記揚水管には逆止弁を有し、前記排水管には排水開閉弁を有し、前記注水管には注水逆止弁を有し、
前記排水開閉弁は前記移動圧力付与体の下方移動時に開き、前記移動圧力付与体の上方移動時に閉じるよう作用し、
前記注水逆止弁は前記揚水用貯水域に注水する際に開くことを特徴する水圧ポンプである。【００３７】
上記水圧ポンプは、次の構成を有する。即ち、
前記ポンプ外壁体の側面の底面側に構成されて、前記移動圧力付与体を下方移動させるべく前記ポンプ外壁体内の前記水を排水する排水扉をさらに備えることを特徴とする水圧ポンプである。【００３８】
ここで、図面を参照して、本発明に係る水圧ポンプの第３の実施の形態について説明する。図６は本実施の形態の水圧ポンプ３の構成を横方向から見て概念的に説明する説明図であり、図７は水圧ポンプ３の構成を上方向から見て概念的に説明する説明図である。
なお、図６、図７において上記第２の実施の形態の水圧ポンプ２と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
まず、移動圧力付与体７１は、本例の場合、開閉弁を一切用いず、完全に密閉された状態にある。ただし、移動圧力付与体７１内には所定の重量の重りを備える構成を用いても良い（図８参照）。
排水管５７、及び注水管５８の入水側の開口はポンプ外壁体５１の底面に固定されており、該底面からポンプ外壁体５１内に突出しない構成である。その分、移動圧力付与体７１の下方移動のストロークを大きくするためである。【００３９】
一方、排水管５７は排水開閉弁（図示省略）を有する。この排水開閉弁は移動圧力付与体７１の下方移動時に開き、移動圧力付与体７１の上方移動時に閉じる。
また、注水管５８は注水逆止弁（図示省略）を有する。この注水逆止弁は、移動圧力付与体７１の上方移動に伴い、揚水体５６が浮上する際に揚水用貯水域５５に注水すべく開く。
さらに、水路５２にも給水開閉弁（図示省略）を有する。この給水開閉弁は、移動圧力付与体７１の上方移動時に開き、移動圧力付与体７１の下方移動時に閉じる。
ポンプ外壁体５１の側面の底面側には、排水扉５７Ｂが構成されている。排水扉５７Ｂは、移動圧力付与体７１を下方移動させる際に開き、移動圧力付与体７１を上方移動させる際に閉じる。
なお、排水開閉弁、給水開閉弁、及び排水扉５７Ｂの各々は図示しない制御部によりその開閉が制御される。【００４０】
稼動時には、まず、図８に示すように、水路５２の給水開閉弁を開いて、ポンプ外壁体５１内に水を供給する。ポンプ外壁体５１内への水の供給は、移動圧力付与体７１を浮上させる。
ポンプ外壁体５１内への水の供給量が十分になると、図９に示すように、排水管５７の排水開閉弁を開いてポンプ外壁体５１内の水を排水し、水の排水とともに移動圧力付与体７１を下方移動させる。
移動圧力付与体７１の下方移動は、上記第２の実施の形態の場合と同様の働きがあり、ここでは詳しい説明は省略する。
なお、排水管５７の排水開閉弁を開く際は、排水扉５７Ｂをも開いて排水効率を向上させてもよい。
以上の動作で１度の揚水が終了すると、再び水路５２の給水開閉弁を開いて、ポンプ外壁体５１内に水を供給し、移動圧力付与体７１を浮上させる。
一方、排水の際は、排水管５７または排水扉５７Ｂのどちらを利用しても良いが、双方を同時に利用しても良い。移動圧力付与体７１の下方移動時の移動圧力付与体７１の底面下の水の排水の向上は、揚水効率を高める上でも好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、大きな電力や火力を使用せず、大幅にコスト削減を実現する揚水用のポンプの分野に利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１の実施の形態の水圧ポンプの構成および動作開始前の状態を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の水圧ポンプの構成および動作後の状態を示す概略構成図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の水圧ポンプの構成を横方向から見て概念的に説明する説明図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の水圧ポンプの構成を上方向から見て概念的に説明する説明図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の水圧ポンプの一動作後の状態を横方向から見て概念的に説明する説明図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態の水圧ポンプの構成を横方向から見て概念的に説明する説明図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態の水圧ポンプの構成を上方向から見て概念的に説明する説明図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態の水圧ポンプの一動作前の状態を横方向から見て概念的に説明する説明図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態の水圧ポンプの一動作後の状態を横方向から見て概念的に説明する説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
１，２，３  水圧ポンプ
１１，５１  ポンプ外壁体
１２，１３，５３，６５  ストッパ
２１  下方貯水域
２２  移動圧力体
２３，５２  水路
２４，５９  揚水管
２５，６１，６４  逆止弁
３１，５７  排水管
４１  開閉弁
４２  突出部分
４３  側方貯水域
５７Ｂ  排水扉
５８  注水管
６２  ガイド
６３  流通空間
７１  移動圧力付与体
７２  押圧体
７３  補給開閉弁
７４  排水開閉弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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