(57)【要約】【課題】ポンプの設置スペースの確保を必要とせず、また、既存の規格化された配管であっても、配管の大きさ毎に設計する必要がないポンプユニット及び流体の搬送方法を提供する。【解決手段】流体を搬送する流路内に設けられるポンプユニットであって、流路の延長方向に複数配置され、流路内において膨張，収縮し、当該膨張，収縮に伴う流路間との体積変化によって流体を加圧する膨張体と、膨張体内に流体を供給し、複数の膨張体を順次膨張、収縮させる膨張制御手段とを備える構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を搬送する流路内に設けられるポンプユニットであって、
前記流路の延長方向に複数配置され、前記流路内において膨張し、当該膨張に伴う前記流路間との体積変化によって流体を加圧する膨張体と、
前記膨張体内に所定の圧力媒体を供給し、前記複数の膨張体を順次膨張させる膨張制御手段と、
を備えたことを特徴とするポンプユニット。
【請求項２】
前記膨張制御手段は、前記複数の膨張体のうち、少なくとも２つの膨張体が膨張状態となる期間を設定することを特徴とする請求項１記載のポンプユニット。
【請求項３】
前記膨張制御手段によって設定される前記膨張体の膨張時の内圧は、当該膨張体の外表面が前記流路の内壁面に密着する内圧であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のポンプユニット。
【請求項４】
前記膨張制御手段は、流路の下流側に位置する膨張体が膨張した後に、隣接する上流側の膨張体を収縮させることを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれかに記載のポンプユニット。
【請求項５】
前記膨張体は、内部に流体を導入可能な気密室を形成する膨張壁と、
前記膨張壁の内部に内挿され、前記流体の導入に伴なう膨張壁の膨張方向を前記流路の延長方向に直交する断面方向に規制する複数の繊維と、
を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれかに記載のポンプユニット。
【請求項６】
搬送方向上流側の流路及び下流側の流路の間に介在される接続フランジを更に備え、
前記膨張体が前記接続フランジ内において固定されたことを特徴とする請求項１乃至請求項５いずれかに記載のポンプユニット。
【請求項７】
流路の延長方向に、当該流路内において膨張し、膨張に伴う前記流路間との体積変化によって流体を加圧する膨張体を複数配置し、
前記膨張体内に所定の圧力媒体を供給して前記複数の膨張体を順次膨張させることにより流体を搬送することを特徴とする流体の搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプユニット及び流体の搬送方法に関し、特に流路内に配置して流体を搬送するためのポンプユニット及び流体の搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体を搬送するポンプには、タービン型や圧送型等が知られている。このような従来型のポンプは、搬送する流体が貯留されるタンクの近傍に設けられて、タンク内に貯留される流体のヘッドを利用してポンプに流入させて下流側に加圧して流体を送出している。ところが、従来型のポンプは、搬送する流体の貯留部と搬送先との経路を結ぶ流路とは別に設置スペースを確保して配置する必要があり、設置する場所によりその輸送効率が変わるため、設置スペースの確保及びポンプの選定は、流体搬送における重要な事項となっている。
例えば、特許文献１及び特許文献２には、設置場所に依存しないポンプとして、外筒と、該外筒の内周面に沿って同軸的に設けられた膨張可能な内筒とにより構成されるポンプユニットが開示されている。外筒及び内筒は、ゴム又はエラストマーにより構成され、内部に非伸張性の高弾性繊維が埋設されている。高弾性繊維は、外筒及び内筒の筒軸心方向に沿って配向され、筒軸心方向への長さの変化を拘束し、内筒が半径方向内向きに膨張するように規制している。
このポンプユニットは、複数個同軸に連結することにより１つのポンプを構成し、流体を搬送する配管にこのポンプを直列に接続して、各ポンプユニットの内筒を順次膨張させることにより流体の搬送を可能とし、上記従来のポンプに必要とされるポンプの設置スペースを不要としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２０３４００号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９６６８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、流体搬送に使用される配管は、一般的にＪＩＳ規格等により規格化されているため、特許文献１，２に開示されているポンプの場合、各管径に対応したサイズのポンプユニットを作成する必要があるため、管径によってはポンプユニットが極めて大型化するという課題が残る。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するため、ポンプの設置スペースの確保を必要とせず、また、既存の規格化された配管であっても、配管の大きさ毎に設計する必要がないポンプユニット及び流体の搬送方法を提供することを目的とする。
【０００６】
上記課題を解決するためのポンプユニットの構成として、流路の延長方向に複数配置され、流路内において膨張し、当該膨張に伴う流路間との体積変化によって流体を加圧する膨張体と、膨張体内に流体を供給し、複数の膨張体を順次膨張させる膨張制御手段とを備えた構成とした。
本構成のポンプユニットによれば、流路の延長方向に複数配置された膨張体が、膨張制御手段の制御により流路内において順次膨張することにより、膨張体の膨張順と同一方向に流体を押し出して搬送することができる。また、膨張体の膨張量を調整することにより、寸法が異なる流路に対応させることが可能となる。また、膨張体が、流路内に配置されるため、ポンプユニットの設置スペースを最小化することができる。
また、ポンプユニットの他の構成として、膨張制御手段が、複数の膨張体のうち、少なくとも２つの膨張体が膨張状態となる期間を設定する構成とした。
本構成のポンプユニットによれば、膨張制御手段が、少なくとも２つの膨張体が膨張状態となる期間を設定することにより、上流側に位置する膨張体を流路におけるバルブとして動作させ、下流側の膨張体が膨張することで、上流側の膨張体よりも下流側の流体を加圧して下流側に搬送することができる。
また、ポンプユニットの他の構成として、膨張制御手段によって設定される膨張体の膨張時の内圧が、膨張した膨張体の外表面が流路の内壁面に密着する内圧である構成とした。
本構成のポンプユニットによれば、膨張した膨張体の外表面が流路の内壁面に密着することにより流路が遮断され、膨張体の膨張により加圧された流体の逆流を阻止することができるので、効率よく流体を搬送することができる。
また、ポンプユニットの構成として、膨張制御手段は、流路の下流側に位置する膨張体が膨張した後に、隣接する上流側の膨張体を収縮させる構成とした。
本構成のポンプユニットによれば、上流側の膨張体が収縮することにより、膨張する下流側の膨張体に上流側から流体を取り込むことができるので、流体の搬送効率を向上させることができる。
また、ポンプユニットの構成として、膨張体が、内部に流体を導入可能な気密室を形成する膨張壁と、膨張壁の内部に内挿され、流体の導入に伴なう膨張壁の膨張方向を流路の延長方向に直交する断面方向に規制する複数の繊維とを備える構成とした。
本構成のポンプユニットによれば、膨張体の膨張壁を効率よく流路の断面方向に膨張させることができるので、膨張壁の内部に導入される流体の供給量を少なくすることができる。従って、効率よく膨張体を膨張させることができる。
また、ポンプユニットの構成として、搬送方向上流側の流路及び下流側の流路の間に介在される接続フランジを更に備え、膨張体が接続フランジ内において固定される構成とした。
本構成のポンプユニットによれば、膨張体が接続フランジを介して流路内に固定されるので、流路内を流れる流体によって膨張体が下流側に流されることを防ぐことができる。
また、接続フランジを介して膨張体が固定されることにより、膨張や収縮動作により流体から受ける反力によって流体内を膨張体が移動しないため、膨張体の膨張，収縮に伴う体積変化を効率的に流体に伝達でき、ポンプ動作を効率的に行なわせることができる。
また、流体の搬送方法として、流路の延長方向に、当該流路内において膨張し、膨張に伴う流路間との体積変化によって流体を加圧する膨張体を複数配置し、膨張体内に流体を供給して複数の膨張体を順次膨張させることにより流体を搬送する態様とした。
本搬送方法の態様によれば、上述したポンプユニットと同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】ポンプユニットの一例を示す概略図である。
【図２】ジョイントの軸方向断面図及び径方向断面図である。
【図３】膨張ユニットの一例を示す断面図である。
【図４】ポンプユニットの適用例を示す図である。
【図５】ポンプユニットの動作パターンを示す図である。
【図６】ポンプユニットの動作パターンを示す図である。
【図７】動作パターンの他の形態を示す図である。
【図８】動作パターンの違いによる流圧、体積流量率、体積流量効率の違いを示す図である。
【図９】ポンプユニットの他の形態を示す概略図である。
【０００８】
以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本発明に係るポンプユニット１の一例を示す概略全体図である。同図においてポンプユニット１は、駆動体１０を動作させることにより、矢印で示す方向に向かって搬送対象である流体を送出するものとし、矢印が示す方向と同一方向を下流側、逆方向を上流側として説明する。なお、本明細書において、搬送対象となる流体には、気体、液体の他、固液混合体、或いは紛体等を含み、流路内を移動可能なものであればその性質を問わない。
【００１０】
同図に示すように、ポンプユニット１は、概略、駆動体１０と、フランジ１１と、制御装置１００とにより構成される。ポンプユニット１を構成する駆動体１０は、流路を形成する配管等に固定するためのフランジ１１に取り付けられて流路内に配置される。駆動体１０は、当該駆動体１０を構成する膨張体としての複数の膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄを所定のタイミングで膨張，収縮動作させることにより、ミミズの移動を模した蠕動運動を行なわせて流路内を流通する流体を上流側から下流側に向けて加圧して送出，搬送する装置である。なお、以下の説明において流路は、一例として、所定寸法で規格された塩ビ管からなる配管として説明する。
【００１１】
図２（ａ），（ｂ）は、駆動体１０が取り付けられるフランジ１１の軸方向断面図及び径方向断面図である。図２（ａ），（ｂ）に示すように、フランジ１１は、流路を形成する配管Ｐ１及び配管Ｐ２を接続し、配管Ｐ１；Ｐ２で形成される流路内に駆動体１０を内設して固定する。つまり、フランジ１１は、配管Ｐ１；Ｐ２を接続するための接続手段であるとともに、駆動体１０を流路内に固定するための固定手段である。
【００１２】
図２に示すように、フランジ１１は、外筒３１と、内筒３２と、肉厚調整筒３３と、台座３４とにより構成される。外筒３１は、流路を形成する配管Ｐ１；Ｐ２と嵌合可能な寸法の内径を有する所定肉厚の円筒体からなる。内筒３２は、流路を形成する配管Ｐ１；Ｐ２の内径と嵌合可能な寸法の外径を有する所定肉厚の円筒体からなり、外筒３１の軸方向の長さよりも短い長さに設定される。肉厚調整筒３３は、外筒３１と内筒３２の間に配置され、流路を形成する配管の肉厚分に相当する肉厚を有する円筒体からなり、内筒３２の軸方向の長さよりも短く設定される。
【００１３】
外筒３１、内筒３２及び肉厚調整筒３３は、軸方向の中心が一致するように、内筒３２，肉厚調整筒３３，外筒３１の順に同心状に重ねて一体に形成される。外筒３１と肉厚調整筒３３との間、肉厚調整筒３３と内筒３２との間は、それぞれシール機能を有する接着剤などによって接着固定される。したがって、フランジ１１の両端部に配管Ｐ１；Ｐ２の端部をそれぞれ挿入することにより、配管Ｐ１；Ｐ２の外周面が外筒３１の内周面と接触して外筒３１により囲繞され、配管Ｐ１；Ｐ２の内周面が内筒３２の外周面と接触して内筒３２囲繞されることで、配管Ｐ１；Ｐ２がフランジ１１に対して密着して接続される。
【００１４】
台座３４は、フランジ１１に駆動体１０を固定するための基台であって、内筒３２の内周面上に固定される。図２（ｂ）に示すように、台座３４は、断面長円状の軸体であって、例えば内筒３２の長さと同一の長さを有し、内筒３２の内周面の曲率に対応する円弧面３４ａと、流路中心Ｃ側に位置して、後述の駆動体１０の外形の寸法に対応する曲率の円弧面３４ｂとを有する。台座３４は、円弧面３４ａが内筒３２の内周面に固定された状態において、流路中心Ｃ側に形成される円弧面３４ｂの中心が流路中心Ｃと一致する。円弧面３４ｂ側の下流側の端面３４ｃからは、駆動体１０を固定するための結合部３６が突出する。結合部３６は、流路中心Ｃを中心として下流側に向けて突出する円筒状であって、後述の駆動体１０を構成するフランジ１６Ａの内周面と嵌合する。
【００１５】
また、台座３４は、結合部３６から軸方向に沿って延長するとともに、半径方向に折れ曲がるＬ字状の中空部Ｓを備える。
中空部Ｓは、後述の駆動体１０のチューブ１５Ａ乃至１５Ｄを流路外に引き出すための空間であり、台座３４の結合部３６の端面３６ａから台座３４の内部に向かって軸方向に沿って延長し、台座３４の内部において終端する穴と、軸方向と直交方向に延長し、外筒３１の外周面３１ａから肉厚調整筒３３及び内筒３２を貫通して台座３４の内部において終端する穴とを台座３４内部で互いに交差させることで形成される。
つまり、中空部Ｓは、台座３４の結合部３６の端面３６ａの開口と、フランジ１１の外筒３１の外周面３１ａの開口とを連通する空間からなる。外周面３１ａに形成される中空部Ｓの開口縁には、チューブ１５Ａ乃至１５Ｄの引き出しをガイドする円筒状のガイド筒３５が取り付けられる。
従って、配管Ｐ１；Ｐ２内を流通する流体は、フランジ１１内の図２（ａ），（ｂ）の図中Ｆで示す部分を流れる。
【００１６】
次に、上述のフランジ１１によって固定される駆動体１０について説明する。駆動体１０は、複数の膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄと、各膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄを膨張，収縮動作させる空気を供給する駆動用エアチューブ１５Ａ乃至１５Ｄとにより構成される。なお、駆動体１０の各膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄは、同一構成であるため、以下の説明においては膨張ユニット１０Ａを例として説明する。また、駆動体１０を構成する膨張ユニットの数量は上記４つに限定されず、少なくとも２つ以上の数量により構成されれば良い。
図３は、膨張ユニット１０Ａの軸方向断面図である。同図に示すように、膨張ユニット１０Ａは、オーバーチューブ１２Ａと、一対のフランジ１６Ａ，１６Ｂと、膨張壁２５Ａとを備える。
【００１７】
オーバーチューブ１２Ａは、軸方向に伸長，委縮自在な蛇腹構造を有する両端開口の管状体である。フランジ１６Ａ及びフランジ１６Ｂは、リング状に形成された平板円環体であって、当該フランジ１６Ａ；１６Ｂの内周面にオーバーチューブ１２Ａの外周面が嵌着される。フランジ１６Ａ；１６Ｂは、それぞれ外周面に沿って窪む凹部１９を備える。凹部１９は、フランジ１６Ａ，１６Ｂの板厚中心からやや位置ずれして形成され、溝を挟んだ外周面の幅が広い幅広部２０ａと、狭い幅狭部２０ｂとが形成される。
一方のフランジ１６Ａの幅広部２０ａは、当該フランジ１６Ａの外周面から内周面に貫通する貫通孔３９を備える。貫通孔３９には、オーバーチューブ１２Ａの内部空間を介して挿通される仮想線で示す駆動用エアチューブ１５Ａを接続するための接続口１７が設けられる。駆動用エアチューブ１５Ａには、例えばポリ塩化ビニル等の可撓性部材によって形成されたチューブが適用される。
【００１８】
膨張壁２５Ａは、オーバーチューブ１２Ａの外周面を覆うように被着される。膨張壁２５Ａは、両端開口の略筒状体であって、例えば合成ゴムや天然ゴム等の弾性体からなる。
また、図３の二点鎖線で示すように、オーバーチューブ１２Ａの外周面の周囲を覆う膨張壁２５Ａの内部には、流体の搬送方向と対応する軸方向に沿って延在するガラスロービングやカーボンロービング等からなる複数の繊維ｆが内挿される。複数の繊維ｆは、膨張壁２５Ａ内に密な状態として内挿される。なお、繊維ｆの延在方向は、流体の搬送方向と同一方向に限定されず、流体の搬送方向に対して傾斜、或いは、繊維ｆ同士が互いに交差するように内挿してもよい。
繊維ｆが内挿された膨張壁２５Ａの両端部は、フランジ１６Ａ，１６Ｂの外周上に形成された溝部１９，１９に対応する位置で例えばピアノ線のような固定手段を介して強固に括られる。これにより、膨張壁２５Ａ内に内挿された繊維ｆの両端についても一端がフランジ１６Ａ、他端がフランジ１６Ｂの外周上に強固に固定される。
【００１９】
以上の構成により、オーバーチューブ１２Ａの外周面と膨張壁２５Ａの内周面との間に密閉空間としてのチャンバー２７Ａが形成され、オーバーチューブ１２Ａ、第１フランジ１６Ａ、第２フランジ１６Ｂ及び膨張壁２５Ａによって駆動体としての膨張ユニット１０Ａが構成される。
【００２０】
そして、図１に示すように、上記膨張ユニット１０Ａと同一構造を有する膨張ユニット１０Ｂ乃至１０Ｄを図外の固定手段、例えばボルトナット等により膨張ユニット１０Ａのフランジ１６Ｂと膨張ユニット１０Ｂのフランジ１６Ａとを向かい合わせて固定し、膨張ユニット１０Ｂのフランジ１６Ｂと膨張ユニット１０Ｃのフランジ１６Ａとを向かい合わせて固定し、膨張ユニット１０Ｃのフランジ１６Ｂと膨張ユニット１０Ｄのフランジ１６Ａとを向かい合わせて固定することで、複数の膨出ユニット１０Ａ乃至１０Ｄが搬送方向に沿って連結された１つの駆動体１０が構成される。
また、膨張ユニット１０Ｄのフランジ１６Ｂの外周には、各膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄのオーバーチューブ１２Ａ乃至１２Ｄによって連通する内周空間を閉塞するためのキャップ１８が嵌着される。キャップ１８は、駆動体１０の動作により搬送される流体の流れを乱さない外形形状に形成される。
【００２１】
駆動体１０として一体に連結された各膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄには、各膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄのフランジ１６Ａが備える接続口１７に駆動用エアチューブ１５Ａ乃至１５Ｄの先端が、複数のオーバーチューブ１２Ａ乃至１２Ｄによって連通する内周空間を経て接続される。
【００２２】
図１に示すように、駆動用エアチューブ１５Ａ乃至１５Ｄの後端部は、後述する空気供給源としてのエアコンプレッサ１０１と、供給バルブ１０２Ａ乃至１０２Ｄ及び開放バルブ１０３Ａ乃至１０３Ｄを介して接続されており、エアコンプレッサ１０１から供給された空気は、各伸縮ユニット１０Ａ乃至１０Ｄのチャンバー２７Ａ乃至２７Ｄ内に独立して供給される。
空気供給バルブ１０２Ａ乃至１０２Ｄは、エアコンプレッサ１０１から供給される空気圧を後述の制御装置１００から出力される信号に基づいて所定の圧力に制御し、駆動用エアチューブ１５Ａ乃至１５Ｄと連通する供給孔２１を経て、各膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄのチャンバー２７Ａ乃至２７Ｄ内に空気を供給する（図３参照）。
なお、チャンバー２７Ａ乃至２７Ｄに供給され、各膨張壁を膨張させる圧力媒体としては、空気に限られるものではなく、他の気体や混合気体、液体、紛体等、各膨張壁を膨張せしめる媒体であればいかなる媒体であってもよい。
【００２３】
次に、上記駆動体１０の駆動を制御する制御装置１００について説明する。
制御装置１００は、上記膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄに供給する空気を所定の圧力で蓄圧するエアコンプレッサ１０１と、エアコンプレッサ１０１に蓄圧された空気を所定の圧力で供給する供給バルブ１０２Ａ乃至１０２Ｄと、膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄに供給された空気を大気中に開放する開放バルブ１０３Ａ乃至１０３Ｄと、膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄの膨張，収縮を制御する膨張制御手段１１０とを備える。膨張制御手段１１０は、図外のキーボード等の入力手段、ＣＰＵ等の演算手段、ＲＯＭ，ＲＡＭ等の記憶手段等を備えた所謂コンピュータであって、上述の供給バルブ１０２Ａ乃至１０２Ｄ及び開放バルブ１０３Ａ乃至１０３Ｄに制御信号を出力可能な出力手段とを備えており、ＲＯＭ内に格納された制御プログラムに従って、駆動体１０の複数の膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄを膨張させる動作タイミングを制御する。
【００２４】
以下、図４を参照して上記駆動体１０を備えたポンプユニット１が配管Ｐ１，Ｐ２に組み込まれた場合のポンプ動作の一例について説明する。
図４は、ポンプユニット１が備える駆動体１０の複数の膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄを駆動することにより、タンク５０内に貯留された流体を下方から上方に搬送する場合のポンプ動作を示すための模式図である。同図に示すように、膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄを構成する駆動用エアチューブ１５Ａ乃至１５Ｄは、制御装置１００内に設置されたエアコンプレッサ１０１と制御バルブ１０２Ａ乃至１０２Ｄ及び開放バルブ１０３Ａ乃至１０３Ｄを介して接続されている。
【００２５】
同図に示すように、駆動体１０は、タンク５０から鉛直方向に延長する上流側の配管Ｐ１と、タンク５０内に貯留された流体５１を上方に搬送するための下流側の配管Ｐ２との間に配設される。配管Ｐ１は、下端がタンク５０内に貯留される流体５１内に浸るように延長し、上端が駆動体１０を固定するフランジ１１の一端側と接続される。配管Ｐ２は、上端が大気に開放され、下端がフランジ１１の他端側と接続される。なお、この状態において、駆動体１０の膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄは、いずれもタンク５０内の流体５１に浸らない位置に配置されている。
【００２６】
まず、駆動体１０をポンプとして動作させるため、各膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄの膨張，収縮動作が開始される。このとき、供給バルブ１０２Ａ乃至１０２Ｄにより制御される空気圧は、膨張壁２５Ａ乃至２５Ｄの外表面が配管Ｐ２の内壁面に密着し得る圧力として設定される。以下、図５（ａ）乃至（ｈ）を用いて駆動体１０の動作を時系列で説明する。
【００２７】
まず、制御装置１００の膨張制御手段１１０が、各膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄに空気が供給されていない初期状態から、供給バルブ１０２Ａを開放状態とし、駆動用エアチューブ１５Ａを介してエアコンプレッサ１０１からの空気をフランジ１１側に位置する膨張ユニット１０Ａに送り込む。膨張ユニット１０Ａ内に空気が送り込まれると、空気はフランジ１６Ａに形成された接続口１７を経由してチャンバー２７Ａ内に流れ込む。空気がチャンバー２７Ａ内に流れ込むと、膨張ユニット１０Ａを構成する膨張壁２５Ａは、図５（ａ）に示すように、複数の繊維ｆにより軸方向への膨張が拘束されていることにより、径方向外側（配管Ｐ２の延長方向に対して直交する断面の壁面方向）に拡径しつつ、軸方向に委縮するように膨張する。なお、当該軸方向への委縮に伴って内部のオーバーチューブ１２Ａも委縮する。
そして、膨張した膨張壁２５Ａの外表面は、配管Ｐ２の内壁面と密着した状態となり、膨張ユニット１０Ａよりも下側の空間と、膨張ユニット１０Ａよりも上側の空間とが遮断される。
【００２８】
次に、図５（ｂ）に示すように、膨張制御手段１１０は、膨張ユニット１０Ａよりも下流側（上方）に位置する膨張ユニット１０Ｂを構成する膨張壁２５Ｂの膨張を開始する。具体的には、供給バルブ１０２Ｂを開放状態とし、駆動用エアチューブ１５Ｂを介してエアコンプレッサ１０１からの空気を膨張ユニット１０Ｂのチャンバー２７Ｂ内に送り込むことにより、膨張壁２５Ｂを前述の膨張壁２５Ａと同様の状態に膨張させ、その外表面が配管Ｐ２の内壁面と密着した状態とする。
【００２９】
次に、膨張壁２５Ｂの外表面が配管Ｐ２の内壁面と密着した状態となると、膨張制御手段１１０は、配管Ｐ２と密着状態にある膨張壁２５Ａ内の空気を放出し、膨張壁２５Ａを元の状態に収縮させる。具体的には、図５（ｃ）に示すように、開放バルブ１０３Ａを開放状態とし、チャンバー２７Ａ内に供給された空気を大気に放出し、密着状態にある膨張壁２５Ａを径方向内側に縮径させつつ、軸方向に伸長するように徐々に収縮させる。なお、当該軸方向への伸長に伴って内部のオーバーチューブ１２Ａも伸長する。
膨張壁２５Ａが膨張前の元の状態に復帰することにより、配管Ｐ２の内壁面との密着状態は解除される。また、図５（ｂ），（ｃ）間の変化に示すように、膨張壁２５Ａの収縮による軸方向への伸長により、膨張壁２５Ｂが内壁面との密着状態を維持したまま下流側（上方）に僅かに押し上げられる。
上記膨張壁２５Ａの収縮によって、配管Ｐ２の内壁面に密着する膨張壁２５Ｂ、配管Ｐ２の内壁面、液面５１ａで囲まれる密閉空間内の圧力は、膨張壁２５Ａの収縮したことによる容積の増加分と、膨張ユニット１０Ａが軸方向に伸長して膨張壁２５Ｂを押し上げたことによる容積の増加分とにより減圧されて、液面５１ａの位置を初期の位置から上昇させることになる。
【００３０】
次に、膨張制御手段１１０は、膨張ユニット１０Ｂよりも下流側（上方）に位置する膨張ユニット１０Ｃを構成する膨張壁２５Ｃの膨張を開始する。具体的には、図５（ｄ）に示すように、供給バルブ１０２Ｃを開放状態とし、駆動用エアチューブ１５Ｃを介してエアコンプレッサ１０１からの空気を膨張ユニット１０Ｃのチャンバー２７Ｃ内に送り込むことにより、膨張壁２５Ｃを膨張させ、膨張壁２５Ｂと同様にその外表面が配管Ｐ２の内壁面と密着した状態とする。
【００３１】
次に、膨張壁２５Ｃが配管Ｐ２の内壁面と密着した状態となると、膨張制御手段１１０は、配管Ｐ２と密着状態にある膨張壁２５Ｂ内の空気を放出し、膨張壁２５Ｂを元の状態に収縮させる。具体的には、図５（ｅ）に示すように、開放バルブ１０３Ｂを開放状態とし、チャンバー２７Ｂ内に供給された空気を大気に放出し、密着状態にある膨張壁２５Ｂを径方向内側に縮径させつつ、軸方向に伸長するように徐々に収縮させる。なお、当該軸方向への伸長に伴って内部のオーバーチューブ１２Ｂも伸長する。
膨張壁２５Ｂが膨張前の元の状態に復帰することにより、配管Ｐ２の内壁面との密着状態は解除される。また、図５（ｄ），（ｅ）間の変化に示すように、膨張壁２５Ｂの収縮による軸方向への伸長により、膨張壁２５Ｃが内壁面との密着状態を維持したまま下流側（上方）に僅かに押し上げられる。
上記膨張壁２５Ｂの収縮によって、配管Ｐ２の内壁面に密着する膨張壁２５Ｃ、配管Ｐ２の内壁面、液面５１ａで囲まれる密閉空間内の圧力は、膨張壁２５Ｂの収縮したことによる容積の増加分と、膨張ユニット１０Ｂが軸方向に伸長して膨張壁２５Ｃを押し上げたことによる容積の増加分とにより減圧されて、液面５１ａの位置をさらに上昇させることになる。
【００３２】
次に、膨張制御手段１１０は、膨張ユニット１０Ｃよりも下流側（上方）に位置する膨張ユニット１０Ｄを構成する膨張壁２５Ｄの膨張を開始する。具体的には、供給バルブ１０２Ｄを開放状態とし、駆動用エアチューブ１５Ｄを介してエアコンプレッサ１０１からの空気を膨張ユニット１０Ｄのチャンバー２７Ｄ内に送り込むことにより、膨張壁２５Ｄを膨張させ、膨張壁２５Ｃと同様にその外表面が配管Ｐ２の内壁面と密着した状態とする。
【００３３】
次に、膨張壁２５Ｄが配管Ｐ２の内壁面と密着した状態となると、膨張制御手段１１０は、配管Ｐ２と密着状態にある膨張壁２５Ｃ内の空気を放出し、膨張壁２５Ｃを元の状態に収縮させる。
具体的には、図５（ｇ）に示すように、開放バルブ１０３Ｃを開放状態とし、チャンバー２７Ｃ内に供給された空気を大気に放出することにより、密着状態にある膨張壁２５Ｃを径方向内側に縮径させつつ、軸方向に伸長するように徐々に収縮させる。なお、当該軸方向への伸長に伴って内部のオーバーチューブ１２Ｃも伸長する。
膨張壁２５Ｃが膨張前の元の状態に復帰することにより、配管Ｐ２の内壁面との密着状態は解除される。また、図５（ｆ），（ｇ）間の変化に示すように、膨張壁２５Ｃの収縮による軸方向への伸長により、膨張壁２５Ｄが内壁面との密着状態を維持したまま下流側（上方）に僅かに押し上げられる。
上記膨張壁２５Ｃの収縮によって、配管Ｐ２の内壁面に密着する膨張壁２５Ｄ、配管Ｐ２の内壁面、液面５１ａで囲まれる密閉空間内の圧力は、膨張壁２５Ｃの収縮したことによる容積の増加分と、膨張ユニット１０Ｃが軸方向に伸長して膨張壁２５Ｄを押し上げたことによる容積の増加分とにより減圧されて、液面５１ａの位置をさらに上昇させて、液面５１ａを膨張ユニット１０Ａの下端に到達させる。
【００３４】
次に、膨張制御手段１１０は、最も上流側（下方）に位置する膨張ユニット１０Ａを構成する膨張壁２５Ａの膨張を開始する。具体的には、図５（ｈ）に示すように、供給バルブ１０２Ａを開放状態とし、エアコンプレッサ１０１からの空気を駆動用エアチューブ１５Ａを介して膨張ユニット１０Ａのチャンバー２７Ａ内に送り込むことにより、膨張壁２５Ａを膨張させ、膨張壁２５Ｄと同様にその外表面が配管Ｐ２の内壁面と密着した状態とする。
【００３５】
次に、膨張壁２５Ａが配管Ｐ２の内壁面と密着した状態となると、膨張制御手段１１０は、配管Ｐ２と密着状態にある膨張壁２５Ｄ内の空気を放出し、元の状態に収縮させる。具体的には、図６（ａ）（図５（ａ）と同一の状態）に示すように、開放バルブ１０３Ｄを開放状態とし、チャンバー２７Ｄ内に供給された空気を大気に放出し、密着状態にある膨張壁２５Ｄを径方向内側に縮径させつつ、軸方向に伸長するように徐々に収縮させる。なお、当該軸方向への伸長に伴って内部のオーバーチューブ１２Ｄも伸長する。
【００３６】
次に、膨張制御手段１１０は、膨張ユニット１０Ｂを構成する膨張壁２５Ｂの膨張を開始する。具体的には、図６（ｂ）に示すように、供給バルブ１０２Ｂを開放状態とし、エアコンプレッサ１０１からの空気を駆動用エアチューブ１５Ｂを介して膨張ユニット１０Ｂのチャンバー２７Ｂ内に送り込むことにより、膨張壁２５Ｂを前述の膨張壁２５Ａと同様の状態に膨張させ、その外表面が配管Ｐ２の内壁面と密着した状態とする。
【００３７】
次に、膨張壁２５Ｂの外表面が配管Ｐ２の内壁面と密着した状態となると、膨張制御手段１１０は、配管Ｐ２と密着状態にある膨張壁２５Ａ内の空気を放出し、膨張壁２５Ａを元の状態に収縮させる。具体的には、図６（ｃ）に示すように、開放バルブ１０３Ａを開放状態とし、チャンバー２７Ａ内に供給された空気を大気に放出し、密着状態にある膨張壁２５Ａを径方向内側に縮径させつつ、軸方向に伸長するように徐々に収縮させる。なお、当該軸方向への伸長に伴なって内部のオーバーチューブ１２Ａも伸長する。
膨張壁２５Ａが膨張前の元の状態に復帰することにより、配管Ｐ２の内壁面との密着状態は解除される。また、図６（ｂ），（ｃ）間の変化に示すように、膨張壁２５Ａの収縮による軸方向への伸長により、膨張壁２５Ｂが内壁面との密着状態を維持したまま下流側（上方）に僅かに押し上げられる。
上記膨張壁２５Ａの収縮によって、配管Ｐ２の内壁面に密着する膨張壁２５Ｂ、配管Ｐ２の内壁面、液面５１ａで囲まれる密閉空間内の圧力は、膨張壁２５Ａの収縮したことによる容積の増加分と、膨張ユニット１０Ａが軸方向に伸長して膨張壁２５Ｂを押し上げたことによる容積の増加分とにより減圧されて、液面５１ａの位置を上昇させて、液面５１ａの位置を完全に膨張ユニット１０Ａに到達させる。
【００３８】
次に、膨張制御手段１１０は、膨張ユニット１０Ｂよりも下流側（上方）に位置する膨張ユニット１０Ｃを構成する膨張壁２５Ｃの膨張を開始する。具体的には、図６（ｄ）に示すように、供給バルブ１０２Ｃを開放状態とし、駆動用エアチューブ１５Ｃを介してエアコンプレッサ１０１からの空気を膨張ユニット１０Ｃのチャンバー２７Ｃ内に送り込むことにより、膨張壁２５Ｃを膨張させ、膨張壁２５Ｂと同様にその外表面が配管Ｐ２の内壁面と密着した状態とする。
【００３９】
次に、膨張壁２５Ｃが配管Ｐ２の内壁面と密着した状態となると、膨張制御手段１１０は、配管Ｐ２と密着状態にある膨張壁２５Ｂ内の空気を放出し、膨張壁２５Ｂを元の状態に収縮させる。具体的には、図６（ｅ）に示すように、開放バルブ１０３Ｂを開放状態とし、チャンバー２７Ｂ内に供給された空気を大気に放出し、密着状態にある膨張壁２５Ｂを径方向内側に縮径させつつ、軸方向に伸長するように徐々に収縮させる。なお、当該軸方向への伸長に伴なって内部のオーバーチューブ１２Ｂも伸長する。
膨張壁２５Ｂが膨張前の元の状態に復帰することにより、配管Ｐ２の内壁面との密着状態が解除される。また、図６（ｄ），（ｅ）間の変化に示すように、膨張壁２５Ｂの収縮による軸方向への伸長により、膨張壁２５Ｃが内壁面との密着状態を維持したまま下流側（上方）に僅かに押し上げられる。
上記膨張壁２５Ｂの収縮によって、配管Ｐ２の内壁面に密着する膨張壁２５Ｃ、配管Ｐ２の内壁面、液面５１ａで囲まれる密閉空間内の圧力は、膨張壁２５Ｂの収縮したことによる容積の増加分と、膨張ユニット１０Ｂが軸方向に伸長して膨張壁２５Ｃを押し上げたことによる容積の増加分とにより減圧されて、液面５１ａの位置が膨張壁２５Ｂの下端側まで到達する。
【００４０】
次に、膨張制御手段１１０は、膨張ユニット１０Ｃよりも下流側（上方）に位置する膨張ユニット１０Ｄを構成する膨張壁２５Ｄの膨張を開始する。具体的には、供給バルブ１０２Ｄを開放状態とし、駆動用エアチューブ１５Ｄを介してエアコンプレッサ１０１からの空気を膨張ユニット１０Ｄのチャンバー２７Ｄ内に送り込むことにより、膨張壁２５Ｄを膨張させ、膨張壁２５Ｃと同様にその外表面が配管Ｐ２の内壁面と密着した状態とする。
【００４１】
次に、膨張壁２５Ｄが配管Ｐ２の内壁面と密着した状態となると、膨張制御手段１１０は、配管Ｐ２と密着状態にある膨張壁２５Ｃ内の空気を放出し、膨張壁２５Ｃを元の状態に収縮させる。
具体的には、図６（ｇ）に示すように、開放バルブ１０３Ｃを開放状態とし、チャンバー２７Ｃ内に供給された空気を大気に放出することにより、密着状態にある膨張壁２５Ｃを径方向内側に縮径させつつ、軸方向に伸長するように徐々に収縮させる。なお、当該軸方向への伸長に伴なって内部のオーバーチューブ１２Ｃも伸長する。
膨張壁２５Ｃが膨張前の元の状態に復帰することにより、配管Ｐ２の内壁面との密着状態が解除される。また、図６（ｆ），（ｇ）間の変化に示すように、膨張壁２５Ｃの収縮による軸方向への伸長により、膨張壁２５Ｄが内壁面との密着状態を維持したまま下流側（上方）に押し上げられる。
上記膨張壁２５Ｃの収縮によって、配管Ｐ２の内壁面に密着する膨張壁２５Ｄ、配管Ｐ２の内壁面、液面５１ａで囲まれる密閉空間の圧力は、膨張壁２５Ｃの収縮したことによる容積の増加分と、膨張ユニット１０Ｃが軸方向に伸長して膨張壁２５Ｄを押し上げたことによる容積の増加分とにより減圧されて、液面５１ａの位置をさらに上昇させて、面５１ａの位置を膨張壁２５Ｂの上端側まで到達させる。
【００４２】
次に、膨張制御手段１１０は、膨張ユニット１０Ａを構成する膨張壁２５Ａの膨張を開始する。具体的には、図６（ｈ）に示すように、供給バルブ１０２Ａを開放状態とし、エアコンプレッサ１０１からの空気を駆動用エアチューブ１５Ａを介して膨張ユニット１０Ａのチャンバー２７Ａ内に送り込むことにより、膨張壁２５Ａを膨張させ、膨張壁２５Ｄと同様にその外表面が配管Ｐ２の内壁面と密着した状態とする。
膨張ユニット１０Ａの膨張に伴なって、液面５１ａは、膨張ユニット１０Ｂの上端側から膨張ユニット１０Ｃに到達する位置まで押し上げられる。
【００４３】
以上、図５（ａ）乃至（ｈ）に至る工程を１工程とし、この工程を繰り返すことによりポンプユニット１の駆動体１０が、流体を上流側（下方）から下流側（上方）に向けて搬送することができる。また、膨張制御手段１１０が、図５，図６に示す工程を繰り返すことにより、流体５１が膨張ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの順に押し上げられ、最終的には、膨張ユニット１０Ｄよりも下流（上方）に搬送される。
【００４４】
なお、貯留された流体５１が膨張ユニット１０Ａに到達するまでの工程の繰り返し数については、駆動体１０が動作を開始する前の液面５１ａの初期の位置から膨張ユニット１０Ａまでの距離により異なる。また、液面５１ａが膨張ユニット１０Ａに到達するまでの図５に示す動作は、ポンプとして流体５１を搬送する前に、液面５１ａから膨張ユニット５０Ａの間に存在する流体としての空気を排出して、タンク５０内に貯留される流体５１を搬送するための空気抜き動作である。
【００４５】
以上説明したように、本発明に係るポンプユニット１の駆動体１０が、流路内において蠕動運動するように各膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄを膨張，収縮させることで、タンク５０側に位置する膨張ユニット１０Ａとタンク５０に貯留される流体５１の液面５１ａとの間の空気が吸い出されることにより、液面５１ａが徐々に上昇し、駆動体１０に到達した流体５１を下流側に向けて搬送することができる。
つまり、従来のポンプのように呼び水を行なう必要がなく、駆動体１０は、空間内の空気を搬送し、その後液体を搬送することができる気液搬送ポンプとしての機能を有することになる。
【００４６】
また、駆動体１０による搬送動作は、各膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄの動作順序を制御することで自在に変更することができる。以下に、動作パターンの違いによる流体の搬送特性について説明する。
動作パターンには、図５で説明したパターン（以下、「動作パターン２１１」という）、及び図７（ａ），（ｂ）に示す２つのパターン（以下、「動作パターン７ｓｍ」、「動作パターン８ｓｍ」という）が存在する。図８（ａ），（ｂ），（ｃ）は、各動作パターン毎の流圧、体積流量率及び体積流量効率についてまとめた結果である。
【００４７】
図７（ａ）は、流体の搬送方向に沿って、上流側から下流側に向けて順に膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄを膨張させ、全ての膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄを膨張させた後に、上流側から下流側に向けて順に膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄを収縮させることで１つのサイクルが完了する動作パターン（以下、「動作パターン７ｓｍ」という）を示す。
また、図７（ｂ）は、流体の搬送方向に沿って、上流側から下流側に向けて順に膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄを膨張させ、全ての膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄを膨張させた後に、上流側から下流側に向けて順に膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄを収縮させ、最も下流側の膨張ユニット１０Ｄを収縮させる前に最も上流側の膨張ユニット１０Ａを膨張させた後に、最も下流側の膨張ユニット１０Ｄを収縮させることで１つのサイクルが完了する動作パターン（以下、「動作パターン８ｓｍ」という）を示す。
【００４８】
図８（ａ）に示すように、流圧測定実験では、動作パターン８ｓｍが液体に対して大きな圧力を加えることができることが分かる。動作パターン７ｓｍと動作パターン８ｓｍとは、上流側から下流側に向けて膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄを順次膨張させて、液体を上流側から下流側に向けて押し出し、最も下流側の膨張ユニット１０Ｄが膨張したところで上流側から下流側に向けて順次膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｃを収縮させるまでは、同じ動作であるが、最も下流側の膨張ユニット１０Ｄを収縮させる前に、最も上流側の膨張ユニット１０Ａを膨張させるか否かによって、加圧時の圧力の大きさを変化させることが可能となっている。
【００４９】
特に、動作パターン７ｓｍと動作パターン８ｓｍとを比較すると、動作パターン８ｓｍの方が、動作パターン７ｓｍよりも大きな圧力となっている。これは、動作パターン７ｓｍでは全ての膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄが同時に収縮する瞬間があり、流体から圧力が抜けてしまうためと考えられる。しかし、動作パターン８ｓｍでは、最も下流側の膨張ユニット１０Ｄ又は最も上流側の膨張ユニット１０Ａのいずれかが、必ず流路を上流側と下流側とに遮断しており、流路における弁の役割を果たしているため、流体に加圧した圧力が逃げにくいためと考えられる。その結果、動作パターン７ｓｍ及び動作パターン８ｓｍは、動作パターン２１１に比べて送出圧力が高く測定されたものと考えられる。つまり、動作パターンとしては、動作パターン２１１や動作パターン８ｓｍのように、流路内でいずれか１つの膨張ユニットを膨張させた状態において、膨張している膨張ユニットよりも下流側に位置する膨張ユニット、若しくは、膨張している膨張ユニットが最下流側の場合には上流側の膨張ユニットを少なくとも１つ、計２つ以上の膨張ユニットが膨張状態となる期間を設定しておくことで、流体を送出する圧力を高くすることができる。
【００５０】
図８（ｂ）に示すように、体積流量実験では、１サイクル当たりの体積流量率は、動作パターン２１１が最も効率が良い。
動作パターン２１１は、上流側から下流側に向けて膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄを順次膨張させて流体を上流側から下流側に向けて押し出しながら、下流側の膨張ユニットが膨張すると上流側の膨張ユニットを収縮させることにより、効率良く駆動体１０内に液体が取り込まれることで、１サイクル当たりの体積流量が最も多くなったものと考えられる。また、動作パターン７ｓｍ及び８ｓｍでは、上流側から下流側までの全ての膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄが膨張した後に、上流側から膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄを順次収縮させているため、全ての膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄが膨張しない限り流体を駆動体１０内に取り込むことができない。従って、効率よく駆動体１０内に流体を取り込むことができる動作パターン２１１よりも動作パターン７ｓｍ及び８ｓｍの体積流量率が小さくなったものと考えられる。
【００５１】
また、図８（ｃ）に示すように、動作パターンの違いによる体積流量効率は、動作パターン２１１が最も大きく、動作パターン７ｓｍ及び８ｓｍは、動作パターン２１１の略半分となっている。ここで、体積流量効率とは、本発明に係る蠕動運動型のポンプが理想的は運搬をしたときの体積流量を１００％としたときに、実際に運搬できる流体の体積流量の割合をいう。例えば、動作パターン２１１の場合における理想的な運搬可能な体積流量は、膨張ユニットが配設された流路の内壁面と、これによって囲まれる収縮状態の膨張ユニット、２ユニット分の外周面との間で囲まれる領域の体積をいう。なお、動作パターン７ｓｍの場合は、流路の内壁面によって収縮状態の４ユニット分が囲まれる体積、動作パターン８ｓｍの場合は、流路の内壁面によって収縮状態の３ユニット分が囲まれる体積を理想体積とした。
【００５２】
以上の実験結果から明らかなように、ポンプユニット１の駆動体１０の動作を制御装置１００の膨張制御手段１１０により適宜変更するこで、動作パターン８ｓｍのような圧力型のポンプ、動作パターン２１１のような流量型のポンプなどとしてポンプの特性を変化させることができる。
即ち、駆動体１０の動作により搬送される搬送物の特性、例えば、流体の粘性や、固液混層流体等の流体の物性に応じて適宜動作パターンを変更することで、ポンプとしての機能を最適化することができる。また、ポンプとしての機能を果たす駆動体１０を流路内に設けたことで、設置スペースの確保を必要することなくポンプを設置することができる。したがって、従来のように流体搬送におけるポンプの選定に係る時間や設置スペースの設定に係る時間を不要のものとすることができる。また、ポンプユニット１の設置後に、搬送する流体の物性が変わっても、膨張制御手段１１０により膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄの動作パターンを変更することで、好適な状態で流体の搬送が可能となる。
さらに、供給バルブ１０２Ａ乃至１０２Ｄにより調整される空気の圧力の設定を変更することにより、膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄに供給される空気の圧力を調整して膨張壁２５Ａ乃至２５Ｄの膨張量を調整して、寸法の異なる複数の配管に対応させることができる。
特に、流路を流通する流体内に駆動体１０を構成する膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄを膨張させ、この膨張による体積変化によって、搬送する流体を押し出すように加圧するため、搬送する流体の物性に依存せずに安全、安定に液体を搬送することができる。特に、粘度の高い液体や、固体と液体とが混相された固液混相流体の搬送において好適である。
【００５３】
なお、上記実施形態では、駆動体１０をフランジ１１の下流側に配置して、フランジ１１側に位置する膨張ユニット１０Ａを最初に駆動して、膨張ユニット１０Ｂから１０Ｄへと膨張させてフランジ１１側から膨張ユニット１０Ｄ側に流体を搬送するとして説明したが、駆動体１０の各膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄの膨張する方向及び順序を流体の流れの方向に沿って膨張制御手段１１０により制御することで、流体を搬送する向きを自在に変更することができる。
【００５４】
上記実施形態では、流体としての流体５１を上方に搬送する場合の適用例について説明したが、流路が水平状態或いは傾斜状態であっても本発明のポンプユニット１を適用できることは言うまでもない。また、流路が水平状態或いは下流側に向けて下降する傾斜状態の場合には、各膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄの膨張壁２５Ａ乃至２５Ｄを配管内の内壁面に密着させる必要はなく、配管の内壁面と各膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄの膨張壁２５Ａ乃至２５Ｄの表面との間に所定の空隙をもって膨張，収縮を繰り返すように制御すれば良い。
流路が水平状態或いは下流側に向けて下降する傾斜状態の場合、流路内を上流から下流に向かって流れる流体は、逆流（下流から上流に向かう流れ）が生じないため、各膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄの膨張壁２５Ａ乃至２５Ｄを配管内の内壁面に密着させて流路を遮断することなく、膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄの配設順に、上流側から下流側に向かうように順に膨張壁２５Ａ乃至２５Ｄを膨張させることで、膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄに体積変化を生じさせて、流体を上流側から下流側に向けて加圧すれば良い。このようなポンプユニット１の適用方法は、例えば、流路が長く、流体の流れに管摩擦による圧力損失が大きいときに好適である。
【００５５】
図９は、他の形態に係るポンプユニット１Ａの構成を示す図である。本例におけるポンプユニット１Ａは、配管Ｐ１の曲部Ｒ１に設けられており、膨張ユニット１０Ａと膨張ユニット１０Ｂの２つの膨張ユニットを備える。膨張ユニット１０Ａ及び膨張ユニット１０Ｂは、曲部Ｒ１の上流側（入口側）と下流側（出口側）にそれぞれ間隔を隔ててフランジ１１を介して配置される。つまり、膨張ユニット１０Ａ及び膨張ユニット１０Ｂは、曲部Ｒ１の長さ分だけ離間して配置される。
【００５６】
本実施形態におけるポンプユニット１Ａは、駆動体１０を以下のように動作させれば良い。
まず、膨張ユニット１０Ａの膨張壁２５Ａを膨張させて、膨張壁２５Ａの外表面を曲管Ｒ１の内壁面に密着させた後に、膨張ユニット１０Ｂの膨張壁２５Ｂを膨張させて、流体を押し出しながら、膨張壁２５Ｂの外表面を配管Ｐ２の内壁面に密着させる。膨張壁２５Ａを曲管Ｒ１の上流側の内壁面に密着させた後に、膨張壁２５Ａと曲管Ｒ１との密着状態を維持したまま、膨張壁２５Ｂを膨張させることにより、膨張壁２５Ｂの膨張に伴なって膨張壁２５Ａ側と下流側とに流体が押し出される。膨張壁２５Ａ側に押し出された流体は、膨張壁２５Ａによって流路が遮断されていることから、膨張壁２５Ａ側に位置する流体によって押し戻されるように、下流側に流れることになり、結果として流体を下流側に加圧して押し出すポンプとしての機能を果たすことになる。
次に、上流側の膨張ユニット１０Ａの膨張壁２５Ａ及び下流側の膨張ユニット１０Ｂの膨張壁２５Ｂを収縮させて、曲管Ｒ１内に上流側から流体を取り込み、再び上流側の膨張ユニット１０Ａの膨張壁２５Ａを膨張させた後に、下流側の膨張ユニット１０Ｂの膨張壁２５Ｂを膨張させることで、流体を加圧することができる。
つまり、上流側の膨張ユニット１０Ａを膨張させた後に、膨張ユニット１０Ａの膨張状態を維持したまま下流側の膨張ユニット１０Ｂを膨張させ、下流側の膨張ユニット１０Ｂを膨張した後に、膨張ユニット１０Ａ及び１０Ｂを同時に収縮させる工程を１サイクルとして、このサイクルを順次繰り返すことにより、曲部Ｒ１において減圧した流体の流れを加圧して下流側に送出することができる。
【００５７】
本実施形態では、膨張ユニット１０Ａ及び１０Ｂそれぞれにフランジ１１を設けたが、いずれか一方の膨張ユニットのみにフランジ１１を設け、他方の膨張ユニットにはフランジ１１を設けずに、膨張ユニット１０Ａ，１０Ｂ同士を連結手段により連結するようにしても良い。なお、この場合、フランジ１１を備える膨張ユニット１０Ａを流体の搬送方向上流側に設けると良い。連結手段には、可撓性を有する素材からなる連結部材、例えば紐やワイヤを適用することで、膨張ユニット１０Ａ及び１０Ｂの互いの距離を所定距離離間した状態を保つことができる。
【００５８】
以上説明した固定手段としてのフランジ１１は、流路となる配管の間に介在されることで、ポンプユニット１の駆動体１０を流路内に配置するものとして説明したが、これに限定されず、例えば、駆動体１０Ａを構成する膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｂのフランジ１６Ａ，１６Ｂに、配管の接続に適用されるフランジを取り付けて、フランジ同士で接続される配管のフランジの間で、駆動体１０に固定されたフランジを挟み込み、駆動体１０を流路内に配置、固定するようにしても良い。
また、本発明のポンプユニット１は、上記いずれの実施形態で示した適用例に限定されず、流路を構成する配管内に複数箇所に設置しても良い。これにより、従来のポンプのように１つの箇所で液体を加圧する必要はなく、流路の形状に応じて適宜流路内に設置すれば良い。
【００５９】
また、膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄの構成としては上記構成に限られるものではなく、エアコンプレッサ１０１から供給バルブ１０２Ａ乃至１０２Ｄを経て送出された空気により膨張壁２５Ａ乃至２５Ｄが膨張すればいかなる構成としてもよい。例えば、オーバーチューブ１２Ａ乃至１２Ｄの構成を排除してもよいし、予め球体状に膨張可能な膨張壁２５Ａ乃至２５Ｄを成形し、その内部に流体を供給する構成としてもよい。
【００６０】
また、オーバーチューブ１２Ａ乃至１２Ｄは、蛇腹状に限られず、伸縮不能な管状体により構成しても良い。そしてこの場合には、膨張壁２５Ａ乃至２５Ｄから複数の繊維ｆを排除し、膨張壁２５Ａ乃至２５Ｄの膨張時における軸方向への収縮を抑制することが望ましい。つまり、膨張ユニット１０Ａ乃至１０Ｄは、その膨張，収縮により流路間との圧力変化を生ぜしめるものであれば如何なる構成であってもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１  ポンプユニット、１０  駆動体、１０Ａ〜１０Ｄ  膨張ユニット、
１２Ａ〜１２Ｄ  オーバーチューブ、
１５Ａ〜１５Ｄ  駆動用エアチューブ、２５Ａ〜２５Ｄ  膨張壁、
２７Ａ〜２７Ｄ  チャンバー、
１００  制御装置、１０１  エアコンプレッサ、１１０  膨張制御手段。
【図１】
2014005807.tif 000003
【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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