(57)【要約】【課題】構造が簡単で、水の揚水・排水、及び気体の加圧・減圧に適用できる新規な作動原理のポンプを得ること。【解決手段】巻回状導管通路体１８を水平に配置しその下半分を液体１３に浸け、回転駆動することにより、一端より液体と気体を交互に同量ずつ取り込み他端から排出し、一端より外側の第一空間２７と他端より外側の第二空間２７Ａとを気密的に分離４１，２３し、かくしてこれら空間の圧力の差の最大Ｈが巻回内径Ｄ、巻回数ｎ、液体の比重ρに比例する（Ｈ＝Ｄｎρ）ようにした。【選択図】    図５
2004278385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
概ね水平に配置された回転軸線、この回転軸線の周りに少なくとも１回が巻回された巻回状導管通路体、この巻回状導管通路体を前記回転軸線の周りに回転可能に支持する支持手段、前記巻回状導管通路体を回転駆動する駆動手段、及び前記巻回状導管通路体の一端より外側の第一空間を前記巻回状導管通路体の他端より外側の第二空間から気密的に分離する分離手段を具備し、
初期状態において、前記巻回状導管通路体の前記一端から前記他端までの巻回状導管通路の内部空間を、巻回状導管通路の一巻回毎に見て、体積にしてほぼ等量の液体と気体とで満たしておき、
作動状態に於いて、前記巻回状導管通路体を前記駆動手段で、前記液体が導管通路内壁により通路内壁を連れ上がることのない回転速度で、回転駆動し、前記巻回状導管通路体がその一端において巻回状導管通路の一巻回毎に見て体積にしてほぼ等量の液体と気体を交互に取り込み、他端において液体と気体を排出し、
かくして前記第一空間内の圧力と前記第二空間内の圧力とに差を生じさせることができ、この圧力の差の最大が前記液体の比重に比例し且つ前記巻回の内径寸法に比例し且つ前記巻回状導管通路の巻回数に比例する、
ことを特徴とする気液交互取り込み巻回状導管通路体水平配置ポンプ。
【請求項２】
請求項１記載の気液交互取り込み巻回状導管通路体水平配置ポンプを多段に直列に配置し、互いにその回転駆動軸を直結し、
各後段の巻回状導管通路体の入口は回転駆動軸の一回転につき前段からの収縮気体の体積に等しい体積の気体とこの体積に等しい液体とを取り込み、
回転駆動軸の一回転につき各段の巻回状導管通路体の出口での液体の吐出量に等しい体積の液体を各段の巻回状導管通路体の出口側から入口側へ戻す、
ことを特徴とする多段ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水の揚水・排水や、気体の加圧・減圧に用いるポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術の揚水機及びポンプを、図１６乃至図１９を参照して、説明する。
図１６は従来のスクリュー揚水機の要部の概略側面図である。図１６のスクリュー揚水機は円柱軸１０の外周面に所望回巻回した螺旋状仕切板１１を固着したスクリュー本体と、このスクリュー本体を回転可能に収容する樋１２とを備えている。かかるスクリュー揚水機の一端を水１３の中に配置し、他端を斜め上方の高所１４に配置する。その状態で円柱軸１０を下端から見て螺旋状仕切板１１の巻回方向とは逆の方向に回転させると、部分水１５が樋１２に沿って押し上げられてゆく。なおプーリ３０はスクリュー本体（円柱軸１０と螺旋状仕切板１１とからなる）を回転駆動するために用いる。
樋１２は横断面で見て半円形である。しかし、樋１２の横断面の形状を円形にした物もある。
【０００３】
図１７は別の形態の従来のスクリュー揚水機の要部の概略側面図である。図１７のスクリュー揚水機は両端が開口した中空円筒体１６の内周面に所望回巻回した螺旋状仕切板１１の外周縁を固着したものである。中空円筒体１６の一端を水１３の中に配置し、他端を斜め上方の高所１４に配置する。その状態で中空円筒体１６を下から見て螺旋状仕切板１１の螺旋の巻回方向とは逆の方向に回転させると、部分水１５が中空円筒体１６の内側面と螺旋状仕切板１１の一側面とにより掬われて上方へ進む。
【０００４】
図１８は従来の螺旋管ポンプの要部の概略側面図である。
螺旋管ポンプは両端が開口した長い管１７を螺旋状に所望回巻回した螺旋管体１８からなる。かかる螺旋管体１８の一端を水面１３に少し浸け、他端を斜め上方の高所１４に配置する。より詳細には、螺旋管体１８をその中心軸線の周りに回転させた時に管１７の下端開口が水面１３より上に出る位置と水面１３より下に潜る位置とを交互に取るように管１７の下端は配置されている。かかる状態で螺旋管体１８を下端から見て螺旋管の巻回方向とは逆の方向に回転駆動すると、前記管１７の下端開口は水と空気とを交互に取り込み、螺旋管体１８は部分水１５を汲み上げてゆく。
【０００５】
図１９は従来  の回転水銀ポンプの要部の概略断面図である。
この回転水銀ポンプは、鉄製の固定円筒１９と、その中に配置された磁器製の回転円筒２０とからなり、図示の高さまで収容された水銀９を有している。回転円筒２０は隔壁により三つの室Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３に分けられている。回転円筒２０が図１９で見て反時計方向に回転駆動されると、室Ｗ２内の水銀液面より上の空気収容容積は増大して行き、孔２１から空気が吸い込まれる。この室Ｗ２がＷ３の位置まで来ると、孔２１は水銀液面下に没し、室Ｗ３内の水銀液面より上の空気収容容積は減少して行き室Ｗ３内の空気は矢印の方へ押し出される。更に回転が進むと室Ｗ３から押し出される空気は回転円筒２０の円筒壁の中の概ね円周方向の通路を通って回転円筒２０の外へ出て、その後、固定円筒１９の出口２２より出て行く。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図１６及び図１７に示す従来のスクリュー揚水機は螺旋状仕切板１１がネジ式に部分水１５を押し上げて行く。図１８に示す従来の螺線管ポンプは螺旋管体１８がネジ式に部分水１５を汲み上げて行く。従って図１８に示す従来の螺旋管ポンプは図１６，図１７に示す従来のスクリュー揚水機と基本的に同じネジ式のものである。しかし図１８の螺旋管体１８の管１７が連続的に水で充満されると、管１７内の上部の水は自然に管１７内を降下するので、螺旋管体１８は揚水することができない。従って、螺旋管１７内の部分水１５は図１８に示すように空気で分断されなけらばならない。このために、螺旋管体１８の管１７の下端開口は水と空気を交互に取り込まなくてはならないのである。図１６及び図１７のスクリュー揚水機と図１８の螺旋管ポンプとではこのような違いがあるが、気体を加圧・減圧することはできないという点で図１６，図１７のスクリュー揚水機と図１８の螺旋管ポンプは共通している。
【０００７】
図１９に示す従来の回転水銀ポンプでは、回転円筒２０の一回転（図で見て反時計方向）中に、回転円筒２０内の三つの室Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の各々が水銀液９中に完全に没する初期位置Ｗ１から水銀液面より大きく浮上した空気吸い込み位置Ｗ２を経て、そして水銀液中に没して行き空気を吐き出す位置Ｗ３を経て、再び初期位置Ｗ１に戻るようになっている。かかる回転水銀ポンプは気体を減圧できるし、入口と出口を逆に使用すると気体を加圧することもできる。しかし、この回転水銀ポンプは構造が複雑である。更にこの回転水銀ポンプは水を揚水・排水することはできない。
【０００８】
本発明の目的は構造が簡単で、水の揚水・排水、及び気体の加圧・減圧に適用できる新規な作動原理のポンプを提供することである。
本発明の他の目的は高度な減圧・加圧に適する多段ポンプを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明が目的とする上述の新規な作動原理のポンプは請求項１記載の発明（以下本発明１と言う）の通りで、概ね水平に配置された回転軸線、この回転軸線の周りに少なくとも一回が巻回された巻回状導管通路体、この巻回状導管通路体を前記回転軸線の周りに回転可能に支持する支持手段、前記巻回状導管通路体を回転駆動する駆動手段、及び前記巻回状導管通路体の一端より外側の第一空間を前記巻回状導管通路体の他端より外側の第二空間から気密的に分離する分離手段を具備し、初期状態において前記巻回状導管通路体の前記一端から前記他端までの巻回状導管通路の内部空間を、巻回状導管通路の一巻回毎に見て、体積にしてほぼ等量の液体と気体とで満たしておき、作動状態において、前記巻回状導管通路体を前記駆動手段で、前記液体が導管通路内壁により通路内壁を連れ上がることのない回転速度で、回転駆動し、前記巻回状導管通路体がその一端に於いて通路の一巻回毎に見て、体積にしてほぼ等量の液体と気体交互に取り込み、他端において液体と気体を排出し、かくして、前記第一空間内の圧力と前記第二空間内の圧力とに差を生じさせることができ、この圧力の差の最大が前記液体の比重に比例し且つ前記巻回の内径寸法に比例し且つ前記巻回状導管通路の巻回数に比例することを特徴とする。
【００１０】
本発明１のポンプの基本構造は、前段の「課題を解決するための手段」の記述よりも、図１８に示す従来の螺旋管ポンプと比較して説明した方がより明快に理解されよう。そこで、以下に箇条書きに、図１８に示す従来の螺旋管ポンプと比較して本発明１の特徴を説明する。
第一の相異点は、図１８の傾斜配置の螺旋管体１８を、本発明１では水平に配置したことである。
第二の相異点は、図１８の螺旋管体１８の一端より外側の第一空間と他端より外側の第二空間とを、本発明１では気密的に分離したことである。
共通点として、第一は、図１８の螺旋管体１８の一端から他端までの管１７の内部空間には、螺旋の一巻回毎に見て、液体と気体が交互に存在する。このことは本発明１でも同様である。
第二の共通点は、図１８の螺旋管体１８の回転速度は部分水１５が粘性や遠心力で管内壁を連れ上がらない程度の速度である。このことも本発明１と同じである。
【００１１】
本発明の多段ポンプは請求項２記載の発明（以下本発明２と言う）の通り、本発明１のポンプを多段に直列に配置し、互いにその回転駆動軸を直結し、各後段の巻回状導管通路体の入口は回転駆動軸の一回転につき前段からの収縮気体の体積に等しい体積の気体とこの体積に等しい量の液体とを取り込み、回転駆動軸の一回転につき各段の巻回状導管通路体の出口での液体の吐出量に等しい体積の液体を各段の巻回状導管通路体の出口側から入側口へ戻すことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１に本発明１のポンプの一実施例（第一実施例）を示す。このポンプは揚水でき且つ気体を圧縮できる。このポンプは主として巻回状導管通路体１８と静止室２４とからなる。先ず、巻回状導管通路体１８について説明する。円柱軸１０の外側面の周りに螺旋状仕切板１１を配置する。螺旋状仕切板１１の内周縁は連続的に円柱軸１０の外側面に溶接されている。螺旋状仕切板１１の周りに中空円筒体１６を配置する。螺旋状仕切板１１の外周縁も連続的に中空円筒体１６の内側面に溶接されている。かくして円柱軸１０、螺旋状仕切板１１、及び中空円筒体１６が巻回状導管通路体１８を形成する。この巻回状導管通路体１８は螺旋状導管として見れば図１８に示す従来の螺旋管体１８と同じである。
【００１３】
かかる巻回状導管通路体１８をほぼ水平にした状態でほぼ半分だけ水１３の中に浸ける。この巻回状導管通路体１８を図の左端から見て螺旋の巻回方向とは反対の方向に回転駆動すると、巻回状導管通路体１８はその左端において空気と水とを交互に巻回状導管通路体１８内に取り込んで行く。取り込まれた空気と水は通路体１８の右端に達し、そこから出る。巻回状導管通路体１８の回転速度は内部の液体が管内壁により管の内壁を連れ上がらない程度のものである。勿論、液体の粘性、管内壁と液体との間の摩擦抵抗係数、遠心力に依存する。
【００１４】
次に、静止室２４について説明する。巻回状導管通路体１８の右端には静止室２４が在る。この静止室２４は導管通路体１８の右端より外側の空間（第二空間）を区切り、導管通路体１８の左端より外側の空間（第一空間）から分離する。そのため、この静止室２４は回転シール２３を介して導管通路体１８に連結されている。従って導管通路体１８を回転し続けることにより静止室２４に空気と水が蓄積されて行く。
【００１５】
静止室２４には水吐出用の吐出管２５と、空気吐出用の吐出管２６とが接続されている。空気吐出管２６は静止室２４の上部から下方へ延びて水中に突入している。水吐出管２５は静止室２４の下部から上方へ延びて大気中へ突出している。
【００１６】
静止室２４に蓄積された水と空気は静止室２４内で上下に分離し、空気は空気吐出管２６に進み、水は水吐出管２５に進む。空気吐出管２６内の空気は水中１３の水圧に抗して下方へ潜って行き空気柱を延ばす。水吐出管２５内の水は上方へ昇って行き水柱を延ばす（常に空気柱の長さと水柱の長さは互いに等しい）。
【００１７】
しかしこれら空気柱及び水柱の高さは最大長Ｌ以上には延びない。ＬはＬ＝ｎＤという式で求められる。Ｄは円柱軸１０の直径、ｎは螺旋状仕切板１１の巻回数である。図示の場合ｎ＝６．５である。円柱軸１０の直径Ｄが１００ｃｍであるとすると、Ｌ＝６．５ｍになる（空気の比重は無視できる）。空気の収縮については図１４を参照して段落００５３で説明する。Ｌ＝ｎＤという式については図７を参照して段落００４０で説明する。
【００１８】
図１の巻回状導管通路体１８の左端より外側の自由空間（第一空間）の圧力は大気圧Ｐである。巻回状導管通路体１８の右端より外側の空間が区切られた静止室（第二空間）２４内の圧力はＰ＋Ｈである。その差圧ＨはＨ＝Ｌρである。ρは液体の比重である。Ｌは水柱の最大高さである。Ｈは最大圧力差である。
【００１９】
図１のポンプは高所１４へ水を揚げることができると同時に水１３の中へ空気を圧入できる。即ち図１のポンプは揚水兼曝気ポンプである。ついでながら、中空円筒体１６の直径を３ｍ、円柱軸１０の直径（巻回内径）Ｄを１ｍ、螺旋状仕切板１６の螺旋ピッチを１ｍとし、螺旋の巻回数ｎを６．５とするとして、巻回状導管通路体１８を６ｒｐｍの回転速度で回転駆動すると、毎分１９立方メートルの水を高さ６．５ｍの所へ揚水し、かつ毎分１１立方メートルの加圧空気（１．６５気圧）を水面下６．５ｍへ供給する。
【００２０】
かかる図１のポンプを揚水用のみ、或いは曝気用のみに改変できる。
揚水用に改変する場合、空気吐出管２６の出口を閉鎖するか、空気吐出管２６そのものを静止室２４から除去して空気吐出管２６の取付孔を閉鎖すれば良い。なお、水吐出管２５からは空気も吐出される。
曝気用に改変する場合、水吐出管２５の出口を閉鎖するか、水吐出管２５そのものを静止室２４から除去して水吐出管２５の取付孔を閉鎖すれば良い。なお、空気吐出管２６からは水も吐出される。
【００２１】
しかし図１の揚水兼曝気ポンプを簡単には気体減圧ポンプに改変できない。即ち、図１の巻回状導管通路体１８を逆に回転させても、入口と出口を逆にしても気体減圧ポンプには成らない。そこで気体減圧ポンプの基本例（第二実施例）を図２，３，４に示し、その改変例（第三実施例）を図５に示す。これらの図２乃至５を参照して以下に説明する。
【００２２】
図２乃至図４に本発明１の原理を利用した減圧ポンプの基本的な一実施例（第二実施例）を示す。図２は減圧ポンプの概略斜視図（但し零減圧度の状態のものを示す）である。図３は、図２の減圧ポンプを右側の正面から見て、液溜３２が零減圧度から最高減圧度に達するまでに動く範囲を示す。図４は減圧ポンプの概略側面図（但し最高減圧度の状態のものを示す）である。
【００２３】
図２，４の巻回状導管通路体１８は、図１の巻回状導管通路体１８と同様に、円柱軸１０とこれに巻回された螺旋状仕切板１１とこれらを包囲する中空円筒体１６とから成る。図２，４の静止室２７は、図１の静止室２４の配置と異なり、巻回状導管通路体１８の気液取り込み側（即ち図において左側）に配置されている。この静止室２７は排気又は減圧しようとする部屋に接続する吸引接続管２８を有する。かかる静止室２７に回転シール２３を介して巻回状導管通路体１８が回転可能に接続されている。静止室２７内には適当な液体（例えば水）が巻回状導管通路体１８の回転中心軸線の高さぐらいに常に在る様に工夫されている。この工夫について以下に詳しく説明する。
【００２４】
巻回状導管通路体１８の右端側（気液吐出側）に、中空円筒体１６と同心状に、小径の中空管２９が設けられている。この中空管２９に回転駆動用のプーリ３０が取り付けられている。  このプーリ３０に適当なモータを連結して、導管通路体１８を左端側（気液取込側）から見て螺旋の巻回方向とは逆の方向に回転駆動すると、巻回状導管通路体１８は静止室２７から気体と液体を運び去る。かくして静止室２７内の圧力は減圧される。中空管２９の右端から気体と液体が大気中へ排出される。排出された液体は回収して静止室２７へ戻す。
【００２５】
中空管２９の右端から出た液体を回収する為に、中空管２９の右端には液回収導管３１が配置されている。液回収導管３１は頭部３１Ａを有している。頭部３１Ａは回転シール２３Ａ（中空管２９の右端部が回転可能に接続される）と気体開口部３５（中空管２９の右端から出た気体を大気中へ解放する）とを備えている。液回収導管３１の自由端には液溜３２がある。かくして回収された液体が液溜３２に溜まる。
液溜３２から液体が静止室２７に戻るように、揺動補給管３３と、これに続く固定補給管３４とがある。
【００２６】
液溜３２の円盤状側壁３６は回転シール２３Ｄを介して液溜３２の本体に対して回転可能になされている。回転可能な円盤状側壁３６に更に回転可能に揺動補給管３３が接続されている。
【００２７】
揺動補給管３３に続く固定補給管３４は静止室２７に固定的に接続されている。揺動補給管３３は両端に直角曲げ部を有しその一つが固定補給管３４に回転シール２３Ｂを介して回転可能に接続されている。揺動補給管３３の他方の直角曲げ部は液溜３２の円盤状側壁３６に回転シール２３Ｃを介して回転可能に接続されている。円盤状側壁３６は回転シール２３Ｄを介して液溜３２の側部を回転可能に閉じている。
【００２８】
回転シール２３，２３Ａ  ￣  ２３Ｄの中心軸線は互いに平行である。特に回転シール２３と２３Ａの中心軸線は互いに一致する。そして、この軸線に垂直な一平面に四つの回転シール２３Ａ  ￣  ２３Ｄの中心軸線が交差する四つの交点を結ぶと平行四辺形が形成されるようにする。かくして液溜３２を図２に示す最高位（零減圧度の状態）から最低位（最高減圧度の状態）まで漸次降下させることができる（図３参照）。
【００２９】
揺動可能な液回収導管３１並びに揺動補給管３３は、零減圧度の状態（即ち、静止室２７内の気圧が大気圧Ｐに等しい状態、或いは初期の状態、図２の状態）に於いて、ほぼ水平の位置に在る。そして揺動補給管３３及び固定補給管３４の連通作用により、液溜３２内の液面が静止室２７内の液面と同じ高さにある。且つ液溜３２内に約半分の液体が在り、静止室２７内にも約半分の液体が在る。且つこの静止室２７に続く巻回状導管通路体１８内にも約半分の液体が在る（即ち、巻回状導管通路の一巻回毎の下半分に液体が在り、上半分に気体が在る：図１０のＡ参照）。このようにポンプを初期設定する。
【００３０】
モータによりプーリ３０を矢印の方向に回転させると、巻回状導管通路体１８は静止室２７から気体と液体を交互に取り込んで液回収導管３１の頭部３１Ａへ排出する。頭部３１Ａへ排出された液体は液回収導管３１を通って液溜３２に回収される。気体は頭部３１Ａの気体開口部３５を通って排気７として解放される。液溜３２に回収された液体は揺動補給管３３及び固定補給管３４を通って静止室２７へ戻される。かくして液体は静止室２７と液溜３２を循環的に往復する。それ故、気体のみが静止室２７から排出される結果となる。
【００３１】
この様に液体の循環を繰り返すことにより、静止室２７から実質的に気体のみが排出されて減圧されるのである。この減圧に応じて液溜３２の高さを低下させる。液溜３２を低下させないと、過分の液が静止室２７へ戻されたり、大気中の空気が補給管３３，３４を通って静止室２７へ流入する。
図４を参照して、静止室２７内の気圧がＰ−Ｈであるとき、液溜３２の高さがＬ（＝ｎＤ）だけ低くなされているので（Ｈ＝Ｌρ）、静止室２７内の液体と液溜３２内の液体は圧力的に平衡しており、液体は静止室２７から固定補給管３４並びに揺動補給管３３を通って液溜３２へ流下しないし、液溜３２から揺動補給管３３並びに固定補給管３４を通って静止室２７へ過度に上昇して行かないのである。
【００３２】
最高減圧状態では、静止室２７内の圧力は図４に示す通りＰ−Ｈである。Ｐは大気圧、Ｈはｎ＊Ｄ＊ρ、ｎは螺旋状仕切板１１の巻回数、Ｄは螺旋状仕切板１１の巻回内径（即ち、円柱軸１０の直径Ｄ）、ρは液体の比重である。
最高減圧状態で、液溜３２は高さＬだけ初期位置より低下せしめられている。勿論、Ｌ＝Ｈ／ρであり、液体が水であると、Ｌ＝Ｈである。
【００３３】
最高減圧状態で、液回収導管３１並びに揺動補給管３３は垂下状態になり、液溜３２は最下位になるようにするのが良い。なぜなら、液回収導管３１、揺動補給管３３の長さを最小に出来るからである。
液溜３２を図２のように円筒形状にすれば、液溜３２が低下されるにつれて傾きを変えても、液溜３２内の液面の高さは液溜３２内で同じになる。
更に液溜３２がその位置を低下せしめられても液溜３２内の液面の高さが液溜３２内で出来るだけ同じになるようにする。その為には、初期状態（図２の状態）で水平の液回収導管３１に保持される液体の量を出来るだけ少なくし、且つ液溜３２の容量をできるだけ大きくする。何故なら、液溜３２の容量が小さく、かつ水平状態の液回収導管３１が大量の液体を保持していると、液回収導管３１が垂下状態になるにつれて液回収導管３１から液体が液溜３２へ移行し、液溜３２内の液面が液溜３２内で大きく上昇する。そうすると、図４に示す最大圧力差Ｈで前述の平衡を達成し得なくなるからである。
【００３４】
静止室２７内の減圧に応じて、液溜３２はその高さを低下せしめられるのであるが、液溜３２の高さ制御機構は本発明の要旨ではない。従って、液溜３２の高さを制御する機構についてこれ以上の説明は省略する。
【００３５】
図２乃至４の減圧ポンプは高さが変わる液溜３２を有しているので、ポンプ装置の規模が大きくなる。このような液溜め３２（これに関連する揺動補給管３３等）を用いなくとも良いように工夫したもの（第三実施例）を図５に示す。
【００３６】
図５に示す第三実施例の巻回状導管通路体１８は図１や図２，４に示すものと同じである。静止室２７、吸引接続管２８、回転シール２３、プーリ３０も図２のそれらと同じである。しかし、図２の液溜３２、液回収導管３１，及びその頭部３１Ａの代わりになるものが図５では補助静止室２７Ａである。補助静止室２７Ａは巻回状導管通路体１８の気液吐出端側に配置されて、巻回状導管通路体１８から吐出された液体を溜める。補助静止室２７Ａは静止室２７と一体的に作られているが、補助静止室２７Ａ内の液体並びに気体を静止室２７内の液体並びに気体から分離する為に、これらの室２７，２７Ａの間に隔壁４１がある。この隔壁４１を巻回状導管通路体１８が貫通している。隔壁４１の貫通孔に設けた回転シール２３は巻回状導管通路体１８の回転を許容しつつ二つの静止室２７，２７Ａを気密的に分離する。
【００３７】
補助静止室２７Ａ内の液体を静止室２７へ戻すために、二つの静止室２７，２７Ａの下部を連通させる戻し導管４２（図２の補給管３３，３４に代わるもの）がある。この戻し導管４２には電磁弁３８（図２の液溜３２の高さを調節する機構に機能的に相当する）が設けられている。電磁弁３８は通常は閉じられている。モータによりプーリ３０を駆動して巻回状導管通路体１８を矢印の方向に回転させると、巻回状導管通路体１８は静止室２７から液体と気体を補助静止室２７Ａへ運ぶ。従って静止室２７内の気体の圧力は低くなり、液体の量も減少する。この減少した分量だけ補助静止室２７Ａ内の気体及び液体の量が増大する。補助静止室２７Ａ内の気体は気体開口部３５より排気７として解放されるので、補助静止室２７Ａ内では実質的に液体の量だけが増大する。そこで電磁弁３８を開いて、増大した量の液体を静止室２７へ戻す。補助静止室２７Ａ内の液体の量が元に戻ると、電磁弁３８を閉じる。この様に、巻回状導管通路体１８の回転を維持しつつ、電磁弁３８の開閉を繰り返す。かくして静止室２７の気体のみが除去される。従って、吸引接続管２８はこれに接続された部屋の気圧を減圧する。
【００３８】
尚、図５に示す構造の減圧ポンプは簡単に加圧ポンプに変わる。即ち巻回状導管通路体１８を逆回転させて、補助静止室２７Ａから静止室２７へ気体と液体を供給する。一方で、戻し導管４２を通って液体を静止室２７から補助静止室２７Ａへ戻す。その際過分の液体が静止室２７から補助静止室２７Ａへ戻らないように液体の流れを電磁弁３８で制御する。かくして、気体開口部３５から空気が吸引され、加圧空気が静止室２７へ送り込まれる。それで、接続管２８が接続された部屋へ加圧空気を供給できる。このようにして図５のポンプを加圧ポンプとすることができる。
尚更に、図５に示す構造の減圧ポンプは、上述の如く巻回状導管通路体１８を逆回転させなくとも、加圧ポンプに変えることができる。即ち、プーリ３０で巻回状導管通路体１８を矢印の方向に回転させる。そして、吸引接続管２８を大気に開放し、気体開口部３５を適当な密閉タンクに接続する。電磁弁３８により戻し導管４２を開閉して補助静止室２７Ａから静止室２７へ戻す液体の量を制御する。かくして、液体は静止室２７と補助静止室２７Ａとを循環的に往復する。一方、大気は静止室２７から昇圧されて補助静止室２７Ａへ供給され、そして気体開口部３５から密閉タンクへ供給される。
【００３９】
次に、本発明１のポンプの最も簡単な実施例（第四実施例：揚水ポンプ）を図６に示す。図６の揚水ポンプは家庭用の散水ホース巻取機を利用したものである。本発明１の主要な構成要件である巻回状導管通路体１８は散水ホース巻取機のドラムに巻かれた散水ホースから成る。本来の散水では水道の蛇口に連結される入力部２３が、本発明１においては、回転シール２３を構成する。この回転シール２３に適当な長さのホース２５を接続して立ち上げて本発明１の水吐出管２５とする。巻回状導管通路体１８の入口３９の部分が巻回状導管通路体１８の回転中に解けて行かないように、適当な手段で入口３９の部分を巻回状導管通路体１８自体或いはドラムに固定する。また、水吐出管２５の出口開口４０を適当な手段で適当な高さに維持する。かかる状態で、巻回状導管通路体１８の下半分ほどが水に浸かるように配置し、ハンドル４６で巻回状導管通路体１８を矢印の方向に回転させると、巻回状導管通路体１８の入口３９は空気と水を交互に巻回状導管通路体１８内に取り込んで行き、水吐出管２５の出口開口４０より水と空気を交互に吐出する。これは段落００２０の前半で述べた図１の揚水兼曝気ポンプの改変例そのものである。
ついでながら、散水ホース巻取機のドラムの外径が２３ｃｍであるとき、これに普通の散水ホースを例えば１８回、巻回して構成した揚水ポンプ（本発明１の第四実施例）の揚水高さについて説明する。この揚水ポンプの予測揚水高さ（Ｌ＝ｎＤ）は１８＊２３ｃｍ＝４ｍであるにも拘わらず、実際には約６ｍの高さまで水を揚げることができた。この理由は、水吐出管２５内の水に空気が混ざって、水の見かけの比重が小さくなった為である。
【００４０】
さて、図７を参照して本発明１のポンプの作動原理を説明する。図７のＡ  、Ｂ、Ｃはそれぞれ等価の図である。
図７のＡは長い管を七つ折れさせて右端を高さＬに立ち上げたものである。この長い管には図示の如く液体と気体とが入れられている。管の両端は大気圧Ｐに曝されている。管の右方には高さＬの液体が在るにも拘わらず、高さＬの液体は管の左端の方へ流動して行かない。それは第２，４，６番目の折れ部の空間に圧力がそれぞれＰ＋１＊Ｄ＊ρ、Ｐ＋２＊Ｄ＊ρ，Ｐ＋３＊Ｄ＊ρである気体が在るからである。第６番目の折れ部の空間内の気圧はＰ＋３＊Ｄ＊ρであり、これが高さＬの液柱と平衡している。管の右端における液柱の液面より深さＬでの液圧はＰ＋Ｌρである。かくして        Ｐ＋３Ｄρ＝Ｐ＋Ｌρ
ゆえに    ３Ｄρ＝Ｌρ
かくして      Ｌ＝３Ｄ
これから      Ｌ＝ｎＤ    が導かれる。
なお、Ｄは第１、３，５番目の折れ部の空間における液面の高さの差である。ρは液体の比重である。ｎは折れ部に比例する整数である。
【００４１】
図７のＢは長い管を４回螺旋状に巻回して右端を立ち上げたものである。これも管の右端に高さＬの液体があるにも拘わらず、高さＬの液体は流下せず静止している。その理由は図７のＡと同じである。尚ここでは、Ｄは螺旋状に巻回した巻回内径である。
【００４２】
図７のＣは長い管を、螺旋状に４回巻いた部分１８と立ち上がっている部分２５とに、分断する。そして分断箇所を回転シール２３で接続し、螺旋状に巻回した部分１８が回転できるようにしたものである。これも高さＬの液体は流下せずに静止している。その理由は図７のＡと同じである。
【００４３】
ここで、図７のＣの螺旋状巻回部分１８をこの螺旋状巻回部分１８の右端から見て螺旋の巻回方向と同じ方向に回転させると、螺旋状巻回部分１８内の液体と気体は全体的に右へ移動する。かくして管の立ち上がり部分２５の下部に螺旋状巻回部分１８内の液体と気体が供給され、その結果、立ち上がり部分２５の液柱が押し上げられ上端の開口４０より排出される。他方で、螺旋状巻回部分１８の左端の入口３９が液体と空気を交互に取り込むようにすると、引き続き前記開口４０より液体と気体が交互に排出されることになる。これが本発明の図６の揚水ポンプ（段落００２０の前半をも参照）の作動原理である。
尚、図１の揚水兼曝気ポンプは、図７のＣの回転シール２３に続く箇所に拡大空間（即ち静止室２４）を配置して液体と気体を分離し別個の吐出管から吐出するようにした物である。
【００４４】
次に図８を参照して図２，３，４の減圧ポンプの特徴を説明する。尚、前述した通り、図１の揚水兼曝気ポンプ（第一実施例）並びに図６の揚水ポンプ（第四実施例）の巻回状導管通路体１８を逆回転させれば減圧ポンプに成るというのではない。減圧ポンプにするには基本的に図２，３、４の様に構成（第二実施例）しなくてはならない。この構成は既に説明した通りである。これら図２，３、４についての既述の説明をこの段落００４４で援用する。そのために、図８における参照符号を図面２，３、４と共通にした。
さて図８を参照して、補給管３３，３４の無い状態で、当初、静止室２７に液体を所望量入れ、巻回状導管通路体１８を回転させて液体と気体を交互に取り出すことにより静止室２７の気圧を一時的に下げることはできる。しかし、静止室２７から取り出される液体の量が少なくなれば、それ以上の減圧はできず、また、静止室２７の気圧がその後に上昇すれば、それを再び減圧することは出来ない。これでは実用的な減圧ポンプとは言えない。
実用的にするには、静止室２７に液体が常に所望量存在するようにしなければならない。つまりは、静止室２７の減圧を破壊することなく静止室２７に液体を供給しなければならない。換言すれば、静止室２７の減圧を破壊すること無く静止室２７と大気空間との間で液体が循環するようにしなければならない。
【００４５】
即ち回転している巻回状導管通路体１８が一端から気体と液体を取り込み、他端から気体と液体を放出し、しかも所定の圧力差を維持するには、静止室２７内の液面の高さをほぼ初期の状態に維持しなければならない。取り込む液体が所定量より減少すると本発明１のポンプは全く作動しない。逆に取り込む液体の量が多くなり過ぎても、本発明１のポンプは作動しない（このことについては後程、図１１を参照して段落００５２で説明する）。体積にしてほぼ等量の液体と気体を交互に取り込み続けるとき、本発明１のポンプは最も有効に作動する。そのためには液体を所定の供給速度で静止室２７へ供給し続けなければならない。そのためには放出した液体を回収して循環させるのが最も良いのである。しかし頭部３１Ａから静止室２７へ直接戻すと、大気までもが静止室２７へ吸引されて、静止室２７の減圧が破られる。これを防止する必要がある。
【００４６】
このために、静止室２７の減圧Ｈに相当する高さＬ（＝Ｈ／ρ）だけ液溜３２を低くして、そこへ回収液を落下させ、その後、静止室２７の減圧による吸引作用で液溜３２から液を引き上げる。そうすると、減少した液体分量だけが液溜３２から静止室２７へ吸い上げられるのである。これが図２，３，４の減圧ポンプの特徴である。
このようにして液体を戻すと、補給管３３，３４を通って静止室２７へ大気が逆流しないのである。尚、図２，３，４では補給管３３、液回収導管３１を揺動可能にしたが、上下に伸縮可能にすることもできる。
巻回状導管通路体１８を通って大気が静止室２７へ逆流しないのは、図８に示す通り、巻回導管通路体１８の折れ曲がり部に、液体と所望の圧力の気体とが交互に存在するからである。
【００４７】
次に、図９を参照して図５の減圧ポンプ（第三実施例）の特徴を説明する。図５の減圧ポンプでは補助静止室２７Ａに溜まつた液体は高低差無しに静止室２７へ戻されている。しかし電磁弁３８を開閉させることにより戻し導管４２の導通を制御し、必要以上の液体が戻されないようにし、静止室２７内の液体を所定量に制御している。この為に、大気は静止室２７へ逆流しないのである。
尚、話題が変わるが、図５の減圧ポンプは簡単に加圧ポンプに改変できることを先に述べたが、減圧ポンプ、加圧ポンプのいずれに使用するにしても、補助静止室２７Ａから静止室２７へ、或いはその逆へ液体を戻す際に、液体が保有する圧力のエネルギーを回収する適当な液圧モータを設け、巻回状導管通路体１８の回転駆動の助力に利用することが可能になる。
【００４８】
図１０を参照して本発明１の揚水・排水、減圧・加圧ポンプの出力の可変性について説明する。図１０のＡ、Ｂ、Ｃの左側は巻回状導管通路体１８の横断面を示している。図１０の参照符号は図１乃至５のものと同じである。即ち１０は円柱軸、１１はその周りの螺旋状仕切板、１６はこれらの周りの中空円筒体、Ｄは円柱軸の直径（巻回内径）である。中空円筒体１６と円柱軸１０との間の空間に液体と気体がほぼ等量ずつ入れられている。
図１０のＡ、Ｂ、Ｃの相異点を述べると、図１０のＡは減圧又は加圧の初期の状態（出力零の状態）を示し、図１０のＢは減圧又は加圧の中間の状態（中間の出力状態）を示し、図１０のＣは減圧又は加圧の最高の状態（最高出力状態）を示している。尚図１０のＢ，Ｃに於いて気体はその収縮が無視され当初の体積のままで示されている。気体の収縮については後程、図１４、１５を参照して段落００５５で説明する。
【００４９】
先ず、水平配置の巻回状導管通路体１８を水１３の中に下半分だけ浸けた状態で回転させると、巻回状導管通路体１８の左端から通路内に水と空気が、体積にしてほぼ等量ずつ、交互に入って行き右端に達する。この時の巻回状導管通路の一巻回に於ける半円弧状の水塊の両端の高さは図１０のＡに示す通り等しい（初期状態、図１０の右側をも参照）。
水吐出管２５の高さを図１０のＡのままにして巻回状導管通路体１８の回転を継続すると、基本的に図１０のＡに示す状態が持続される。しかし水吐出管２５の高さを高めて行くと水柱も上方へ延びて行く（図１０のＢ参照）。空気は水吐出管２５を通って大気中へ散逸する（中間状態、図１０のＢの右側をも参照）。水柱の中間高さ（４ｈ）での、巻回状導管通路の一巻回における円弧状の水塊の両端の高さには図１０のＢに示す通り、ｈの差がある（０＜ｈ＜Ｄ）。
更に巻回状導管通路体１８の回転を継続し、水吐出管２５を高くすると、巻回状導管通路体１８の一巻回における半円弧状の水塊の両端の高さの差が、図１０のＣに示す通り、巻回状導管通路体の巻回内径Ｄ（円柱軸１０の直径）に達する。そこで水柱の伸びは止まり、水柱の最高高さＬはＬ＝４Ｄである。これ以上無理に水吐出管２５の高さを高くすれば水と空気は逆流する。
【００５０】
以上の説明から、吐出管２５の高さを前記最大値Ｌ（＝４Ｄ）より低く、浅くすることはできるが、最大値Ｌより高く、深くすることはできないということが理解されよう。
【００５１】
図１０について今述べたことは図２，３，４，５のポンプ（第二実施例）にも当てはまる。図２，３、４、５に示すものは減圧ポンプであるが、この巻回状導管通路体１８も気液取り込み側（左端側）より気液放出側（右端側）の方の圧力が高い。これは図１のポンプと同じである。故に、図１０について述べたことは図２乃至５のポンプにも当てはまるのである。
【００５２】
さて、図１１は、巻回状導管通路体１８により取り込まれる液体の量が少なすぎる場合や多すぎる場合には、本発明１のポンプは全く作動しないということを説明するための図である。図１１のＡの通り、巻回状導管通路体１８により取り込まれる液体の量が少な過ぎる場合、巻回状導管通路体１８の右端から左端までの内部空間を気体が自由に行き来するので、巻回状導管通路体１８の右端より外側の第一空間を左端より外側の第二空間から気密的に分離しても無駄になるからである。逆に図１１のＢの通り、取り込まれる液体の量が多すぎる場合、巻回状導管通路体１８の左端から右端までの内部空間を液体が連通し、液体は右端から左端まで自由に流れ、巻回状導管通路体１８の一端より外側の第一空間を他端より外側の第二空間から気密的に分離することが無駄になるからである。
なお、図１１のＡを参考にして、巻回状導管通路体１８により取り込まれる液体の量を増して、巻回状導管通路体１８の一巻回の下部における液体が巻回状導管通路の内部空間の気体の自由な通行を阻止するように成ったとしても、ほんの僅かな所で気体の自由な通行を阻止しているのであれば、巻回状導管通路体１８の右端から左端へは、僅かの気圧差で破られて、気体は移動する。
更に図１１のＢを参考にして、巻回状導管通路体１８により取り込まれる液体の量を減じて、巻回状導管通路体１８の一巻回の上部に於ける気体が巻回状導管通路の内部空間の液体の自由な通行を阻止するように成ったとしても、ほんの僅かな所で液体の自由な通行を阻止しているのであれば、巻回状導管通路体１８の右端から左端へは、僅かの水柱高さの水圧で破られて、液体は移動する。
【００５３】
さて、本発明１のポンプの主たる構成要素である巻回状導管通路体１８の改変例を、図１２，１３を参照して、説明する。図１乃至５に示す巻回状導管通路体１８の螺旋状仕切板１１は、図１２のＢに示される様に、連続的に延びている。しかし、本発明１のポンプに用いる巻回状導管通路体１８は、図１２のＡに示す様に段階的に次の巻回に移るものであっても良い。即ち、本発明１のポンプに用いる巻回状導管通路体１８は螺旋状仕切板や螺旋管を用いなくても、図１３のＡに示すような巻回単体４３から簡単かつ安価に作ることができる。図１３の巻回単体４３は断面が正方形の回転体からなる円形通路であり、軸方向の両側面において同位相で入口と出口を有する。図に見て裏側の入口から入った流体は円形通路に沿って一回転して表側の出口より出るようになっている。これを複数個同軸状に合わせることにより巻回状導管通路体１８を簡単に形成できる。また、巻回は円形状になされなくとも、図１２のＣに示すように六角形であっても良い。更に７角形、８角形等であっても良い。また、巻回状導管通路体はその巻回状態（ピッチ、巻き径）が変動したもの（図６の巻回状導管通路体１８参照）であっても良い。
【００５４】
これまでの説明では、巻回状導管通路体１８は全て単条（即ちネジで言えば１条ネジ）である。しかしこれに限定されること無く、本発明１のポンプに用いられる巻回状導管通路体１８は２条、３条の如く複条式であってもよい。
段階的に進む巻回状導管通路体（図１２のＡ参照）で２条式の場合、図１３のＢに示す如く半回転で出口に達する巻回単体４４を二つ組み合わせれば、一巻回の巻回状導管通路体１８となる。六個の巻回単体４４を組み合わせれば３巻回の巻回状導管通路体１８が得られる。
３条式の場合、図１３のＣに示す如く三分の一回転で出口に達する巻回単体４５を三つ組み合わせれば、一巻回の巻回状導管通路体１８となる。九個の巻回単体４５を組み合わせれば３巻回の巻回状導管通路体１８が得られる。
【００５５】
さて、気体の体積収縮について説明する。図１０のＡからＢ、そして図１０のＢからＣの如く揚水高さが上昇して巻回状導管通路体１８の内部の気体の圧力が４ｈから４Ｄになっても、その気体の体積の収縮は無視して図１０に示した。それは、揚水高さが１気圧から１．５気圧の、水柱差にして５ｍ（０．５ａｔｍに相当）の程度で、一巻回毎の気体の体積収縮は僅かであるからである。全体にみても気体の体積収縮は０．７である。この程度であれば、Ｌ＝ｎＤの式がほぼ成立するからである。
ところで図１４の表を検討すれば判る通り、低圧時での或る小さな値の昇圧による気体の体積収縮率は高圧時でのより大きな値の昇圧によるものに等しい。例えば、出発点圧力が４気圧の時、体積を０．７に収縮するには、２気圧の昇圧となる。しかし水柱差５０ｃｍ（０．０５ａｔｍに相当）の如き僅かな値の昇圧でも出発点圧力が０．１気圧の場合、気体の体積収縮は０．７となる。
従って、減圧ポンプの減圧度を高める設計、或いは加圧ポンプの加圧度を高める設計では、気体の収縮は無視出来ず、Ｌ＝ｎＤの式を適用できる範囲が狭くなる。それで、本発明１を真空ポンプや高圧ポンプ用に適用する場合、多段に構成する必要が有る。しかし多段に構成するだけでは多段ポンプは有効に作動せず、請求項２記載の通りに設計しなければならない。そのその結果の粗引き真空ポンプ（本発明２の一実施例）は図１５の様になる。
【００５６】
図１５は本発明２の多段ポンプの実施態様の一例を第五実施例として説明する為の図で、例えば０．１気圧まで粗引き減圧する為の粗引き真空ポンプ（第五実施例）の概略構成を示す。この粗引き真空ポンプは例えば液体として比重１の水を用いており、０．１から０．２気圧、０．２から０．３気圧、０．３から０．４気圧、０．４から０．６気圧、０．６から０．９気圧、０．９から１気圧へと、６段の構成になっている。この粗引き真空ポンプの回転駆動軸１０は６段全てに共通しており、プーリ３０により全段が共通して回転駆動される。尚、回転駆動軸１０の直径Ｄは１ｍとする。
【００５７】
第１段の巻回状導管通路体１８Ａは、例えば図１３のＡに示される巻回単体４３からなり、巻回数は１である。尚、巻回内径Ｄは１ｍ、巻回外径は３ｍ、ピッチは１ｍであるとして、プーリ３０により巻回状導管通路体１８Ａが１回転せしめられると、静止室２７から３．１４立方メートルの水と０．１気圧で３．１４立方メートルの気体が第１補助静止室２７Ａへ移される。一方で、第１制御戻し導管４２Ａは同量（π立方メートル）の水を静止室２７へ戻す。
定常状態で、気体は第１補助静止室２７Ａで０．２気圧に昇圧されて０．１気圧での体積の半分の３．１４／２立方メートル（π／２立方メートル）になっている。
【００５８】
定常状態で、引き続く第２段の巻回状導管通路体１８Ｂは、その１回転で、第１補助静止室２７Ａから気体（０．２気圧でπ／２立方メートル）及び同量（π／２立方メートル）の水を第２補助静止室２７Ｂへ移す。尚その為に、巻回状導管通路体１８Ｂは巻回内径Ｄ＝１ｍ、巻回外径３ｍとして、ピッチは１／２ｍになる。一方で、第２制御戻し導管４２Ｂは同量（π／２立方メートル）の水を第１補助静止室２７Ａへ戻す。尚、気体は第２補助静止室２７Ｂで０．３気圧に昇圧されて、０．２気圧での体積（π／２立方メートル）の２／３になっている。即ち気体の体積はπ／３立方メートルになっている。
【００５９】
定常状態で、引き続く第３段の巻回状導管通路体１８Ｃは、その１回転で、第２補助静止室２７Ｂから気体（０．３気圧でπ／３立方メートル）及び同量（π／３立方メートル）の水を第３補助静止室２７Ｃへ移す。尚そのために、巻回状導管通路体１８Ｃは巻回内径Ｄ＝１ｍ、巻回外径３ｍとして、ピッチは１／３ｍとなる。一方で第３制御戻し導管４２Ｃは同量（π／３立方メートル）の水を第２補助静止室２７Ｂ戻す。尚、気体は第３補助静止室２７Ｃで０．４気圧に昇圧されて、０．３気圧での体積（π／３立方メートル）の３／４になっている。即ち気体の体積はπ／４立方メートルになっている。
【００６０】
定常状態で、引き続く第４段の巻回状導管通路体１８Ｄは、その１回転で、第３補助静止室２７Ｃから気体（０．４気圧でπ／４立方メートル）及び同量（π／４立方メートル）の水を第４補助静止室２７Ｄへ移す。尚その為に、巻回状導管通路体１８Ｄは、巻回内径Ｄ＝１ｍ、巻回外径３ｍとして、ピッチは１／４ｍとする。一方で、第４制御戻し導管４２Ｄは同量（π／４立方メートル）の水を第３補助静止室２７Ｃへ戻す。ところで、この第４段の場合、巻回状導管通路体１８Ｄの巻回数が１巻回では、気体の昇圧は０．１気圧で、到達点気圧が０．５気圧で、気体収縮率は０．８である。巻回状導管通路体１８の巻回数を２巻回にしても気体収縮率は０．７であるので、この第４段の巻回状導管通路体１８Ｄの巻回数は２巻回とした。  従って気体は第４補助静止室２７Ｄで０．６気圧に昇圧され、０．４気圧での体積（π／４立方メートル）の４／６になっている。即ち気体の体積はπ／６立方メートルになっている。
【００６１】
定常状態で、引き続く第５段の巻回状導管通路体１８Ｅは、その１回転で、第４補助静止室２７Ｄから気体（０．６気圧でπ／６立方ｍ）及び同量（π／６立方ｍ）の水を第５静止補助室２７Ｅへ移す。尚そのために、巻回状導管通路体１８Ｅは巻回内径Ｄ＝１ｍ、巻回外径３ｍとして、ピッチは１／６ｍになる。一方で第５制御戻し導管４２Ｅは同量（π／６立方メートル）の水を第４補助静止室２７Ｄへ戻す。ところで、第５段の場合、巻回状導管通路体１８Ｅの巻回数が１巻回では、気体の昇圧は０．１気圧で、到達点気圧が０．７気圧であり、気体収縮率は約０．９である。巻回状導管通路体１８の巻回を３巻回にしても気体収縮率は約０．７であるので、この第５段の巻回状導管通路体１８Ｅの巻回は３巻回とした。
従って気体は第５補助静止室２７Ｅで０．９気圧に昇圧され、０．６気圧での体積（π／６立方メートル）の６／９になっている。即ち気体の体積はπ／９立方メートルになっている。
【００６２】
定常状態で、引き続く第６段の巻回状導管通路体１８Ｆは、その１回転で、第５補助静止室２７Ｅから気体（０．９気圧でπ／９立方メートル）及び同量（π／９立方メートル）の水を第６補助静止室２７Ｆへ移す。尚その為に、巻回状導管通路体１８Ｆは巻回内径Ｄ＝１ｍ、巻回外径３ｍとして、ピッチは１／９ｍとなる。一方で、第６制御戻し導管４２Ｆは同量（π／９立方メートル）の水を第５補助静止室２７Ｅへ戻す。ところで、この第６段では、気体の昇圧は０．１気圧、到達点気圧が１気圧であり、気体収縮率は０．９であり、導管通路体は巻回数を増すことが出来るが、到達点気圧が１気圧であるので巻回状導管通路体１８Ｆの巻回は１巻回で良い。
【００６３】
【発明の効果】
従来の図１６乃至図１８の揚水機やポンプでは低い場所から高い場所へ斜め直線状にポンプ本体を設置しなければならないので、揚水施設の設計に大きな制限が課せられる。これに対し、本発明１のポンプではポンプ本体はコンパクトになり、且つ吐出管は自由に曲げて設置出来るので、揚水施設の設計が容易になる。又、本発明１のポンプ主要体は螺旋管や螺旋状仕切板を用いなくとも、例えば図１３に示す巻回単体４３ー４５から形成できるので、ポンプを非常に安価に製造できる。更に、本発明１では気体の加圧・減圧にも利用できる。それも、大容量の加圧ポンプや減圧ポンプが本発明１により非常に安価に得られる。これは従来の回転水銀ポンプでは容易に達成し得ないものである。
又、本発明２の多段ポンプは本発明１のポンプでは有効に作動しなくる程の大きな減圧・加圧度でも有効に作動すると言う効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明１の揚水兼曝気ポンプ（第一実施例）を説明する為の図（要部概略側面図）。
【図２】本発明１の減圧ポンプ（第二実施例）を説明する為の図（要部概略斜視図）。
【図３】図２の減圧ポンプの液溜の動きを説明する為の概略正面図。
【図４】図２の減圧ポンプの要部の概略側面図（但し最高減圧状態）。
【図５】本発明１の別の減圧ポンプ（第三実施例）を説明する為の図（要部概略側面図）。
【図６】本発明１の別の揚水ポンプ（第四実施例）の斜視図。
【図７】本発明１のポンプの作動原理を説明する為の図。
【図８】図４のポンプと等価の図。
【図９】図５のポンプと等価の図。
【図１０】本発明１のポンプの作動原理を補足説明する図。
【図１１】本発明１のポンプの作動原理を更に補足説明する図。
【図１２】本発明１の主要構成要素である巻回状導管通路体の巻回状態の改変例を示す図。
【図１３】本発明１の主要構成要素である巻回状導管通路体を安価に製造する一例を説明する図。
【図１４】出発点気圧が高くなる程、同じ気体収縮率（例えば０．７）になるには、加圧値（水柱差）は大きく成るということを説明する為の図。
【図１５】本発明２の粗引き真空ポンプ（第五実施例）を説明する為の図（の概略側面図）。
【図１６】従来のスクリュー揚水機の概略側面図。
【図１７】従来の別のスクリュー揚水機の概略側面図。
【図１８】従来の螺旋管ポンプの概略側面図。
【図１９】従来の回転水銀ポンプの概略正面図。
【符号の説明】
７：排気
９：水銀；水銀液
１０：円柱軸；回転駆動軸；回転軸
１１：螺旋状仕切板
１２：樋
１３：水；水面；水中；液体
１４：高所
１５：部分水
１６：中空円筒体
１７：長い管
１８：巻回状導管通路体；螺旋管体；巻回した部分；螺旋状巻回部分
２３、２３Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ：回転シール
２４：静止室；第二空間、分離手段
２５：水吐出管
２６：空気吐出管
２７：静止室；第一空間；分離手段
２７Ａ：補助静止室；第二空間；分離手段
３０：プーリ；駆動手段
３１：液回収導管
３２：液溜
３３：揺動補給管
３８：電磁弁
４１：隔壁；分離手段
４２：戻し導管
４２Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ：制御戻し導管
４３，４４，４５：巻回単体
Ｄ：巻回内径；円柱軸１０の直径；巻回の内径寸法
ｎ：巻回状導管通路体１８の巻回数
Ｌ：最大揚水高さ
Ｐ：大気圧
Ｈ：最大圧力差
ρ：液体の比重
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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