(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下が閉塞された筒状のタンク室を多段に重ねて構成される主管と、
多段に重ねられた前記タンク室のうち、相対的に下段のタンク室とは吸引逆止弁でつながれ、相対的に上段のタンク室とは押出逆止弁でつながれた転送側管と、
前記転送側管に下段のタンク室から液体を吸引するだけの余裕がある場合に、前記転送側管を減圧する減圧部と、
前記転送側管に下段のタンク室から液体を吸引するだけの余裕がない場合に、前記転送側管を加圧する加圧部と、
から構成され、
前記吸引逆止弁は、前記転送側管内を減圧した場合に下段のタンク室から転送側管への液体の移送を許容し、前記押出逆止弁は、前記転送側管内を加圧した場合に転送側管から上段のタンク室への液体の移送を許容する多段カスケード汲上ポンプ。
【請求項２】
前記減圧部と、前記加圧部とを駆動するための駆動部を有する請求項１に記載の多段カスケード汲上ポンプ。
【請求項３】
前記転送側管は、減圧と、加圧とを切り替えるための切替信号を出力する切替信号出力部を有する請求項１又は請求項２に記載の多段カスケード汲上ポンプ。
【請求項４】
前記減圧部は、減圧タンクを有し、前記加圧部は、加圧タンクを有する請求項１から請求項３のいずれか一に記載の多段カスケード汲上ポンプ。
【請求項５】
前記転送側管は、それぞれの主管の側部に複数本配置されるとともに、主管の主軸に対して点対称となるように配置される請求項１から請求項４のいずれか一に記載の多段カスケード汲上ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水や油等の液体を汲み上げるのに用いられる多段カスケード汲上ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、井戸や河川や池等の水源から水（液体）を汲み上げる場合には、電力会社から供給される電力で動作する電動式の汲上ポンプが主として採用される。この電力を必要とする電動式の汲上ポンプは、落雷や台風等の自然災害、或いは、事故によって電力供給が途絶える停電時において、非常用電力が装備されている場合以外は使用することができない。
【０００３】
このような場合には、急場を凌ぐ手立てとして、電動式の汲上ポンプに代えて古くからある手動式の汲上ポンプを用いた水の汲み上げが行われることになるが、この人力に頼る手動式の汲上ポンプでは、理論上約１０ｍ以上汲み上げることができず、１０ｍ以下であったとしても、体力がある成人以外の体力的に劣る婦女子や老人にとっては、十分な量の水を汲み上げることが簡単ではない。特に高低差のある水源からの汲み上げは、従来の汲上ポンプでは事実上不可能である。
【０００４】
従来において、このような電力の供給が途絶えた停電時に、比較的簡単に水を汲み上げることができるポンプとして、例えば、特許文献１に記載された汲み上げポンプが知られている。
【０００５】
この特許文献１に記載された汲み上げポンプは、吸い込み口と吐き出し口とを有する中空構造の外管と、外管内部に往復可能に挿通した中空構造の操作棒とにより構成されている。
この際、外管内面と操作棒外面との間には通水用の間隙が形成されており、操作棒の下端部には、吸い込み孔を有するピストンが設けられていると共に、吸い込み孔を開閉する吐き出し弁が設けられている。そして、この操作棒を上下動させることによって、吸い込み口及び吸い込み孔を通して上記隙間に汲み上げた液体を加圧し、外管の吐き出し口に設けた逆流防止弁を介して揚水するようになっている。
【０００６】
この汲み上げポンプでは、中空構造の外管の内部に往復可能に挿通した操作棒を中空構造とすることで、操作棒自体に浮力が作用するようにしており、この操作棒に働く浮力を併用することで、汲み上げに必要とする操作力を軽減するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開Ｗ０２００７／０６３７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、上記した従来の汲み上げポンプにあっては、操作棒に浮力が働くようにしているので、汲み上げに必要とする操作力をそれ相応に軽減することができるものの、人力に頼る以上、かなり高低差のある水源から水を汲み上げる場合には、やはり多大な労力を必要とすることから、水の汲み上げをより簡単に行い得る手動の汲上ポンプの構築が望まれており、この問題を解決することが従来の課題となっている。
【０００９】
本発明は、上記した従来の課題を解決するために成されたものであり、電力の供給が途絶えた停電時において、例えば、井戸や河川や池等の水源から水を汲み上げる場合に、水源から相当大きな高低差があったとしても、僅かな労力で水を汲み上げることが可能である多段カスケード汲上ポンプを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、以下の多段カスケード汲上ポンプを提供する。
すなわち、本発明における第１の発明は、上下が閉塞された筒状のタンク室を多段に重ねて構成される主管と、多段に重ねられた前記タンク室のうち、相対的に下段のタンク室とは吸引逆止弁でつながれ且つ相対的に上段のタンク室とは押出逆止弁でつながれた転送側管と、前記転送側管に下段のタンク室から液体を吸引するだけの余裕がある場合に、前記転送側管を減圧する減圧部と、前記転送側管に下段のタンク室から液体を吸引するだけの余裕がない場合に、前記転送側管を加圧する加圧部と、から構成され、前記吸引逆止弁は、前記転送側管内を減圧した場合に下段のタンク室から転送側管への液体の移送を許容し、前記押出逆止弁は、前記転送側管内を加圧した場合に転送側管から上段のタンク室への液体の移送を許容するように構成されている。
【００１１】
また、本発明における第２の発明は、前記減圧部と、前記加圧部とを駆動するための駆動部を有する構成としている。
【００１２】
さらに、本発明における第３の発明において、前記転送側管は、減圧と、加圧とを切り替えるための切替信号を出力する切替信号出力部を有する構成としている。
【００１３】
さらにまた、本発明における第４の発明において、前記減圧部は、減圧タンクを有し、前記加圧部は、加圧タンクを有する構成としている。
【００１４】
さらにまた、本発明における第５の発明において、前記転送側管は、それぞれの主管の側部に複数本配置されるとともに、主管の主軸に対して点対称となるように配置される構成としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電力の供給が途絶えた停電時において、例えば、井戸の地下水や河川や池等の水源の水を汲み上げるに際して、高低差のある水源からでも僅かな労力によって水を汲み上げることが可能であるという非常に優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】実施例１の多段カスケード汲上ポンプを示す全体構成概略図
【図１Ｂ】図１Ａの長円で囲んだ部分の一部を破断して示す拡大図
【図１Ｃ】図１Ａに示した多段カスケード汲上ポンプにおける減圧部及び加圧部共通の手動操作部の拡大図
【図１Ｄ】図１Ａに示した多段カスケード汲上ポンプにおける減圧部及び加圧部共通の手動操作部の断面図
【図１Ｅ】図１Ｂ矢印方向からの部分拡大図
【図１Ｆ】図１Ａに示した多段カスケード汲上ポンプによる揚水時の制御タイムチャート
【図１Ｇ】図１Ａに示した多段カスケード汲上ポンプによる揚水時の水の移送状況説明図
【図２】実施例２の多段カスケード汲上ポンプにおける主管に対する転送側管，減圧ライン及び加圧ラインの配置図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。実施例１は主に請求項１〜４、実施例２は主に請求項５について説明している。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得る。
≪実施例１≫
＜概要＞
【００１８】
本実施例の多段カスケード汲上ポンプは、上下が閉塞された筒状のタンク室を多段に重ねて主管を形成すると共に、この主管に沿うようにして複数の転送側管を配置し、転送側管を下段のタンク室と吸引逆止弁でつなぐ一方で上段のタンク室とは押出逆止弁でつなぎ、減圧部及び加圧部によって転送側管内を交互に減圧及び加圧することで、転送側管を介して主管の下段のタンク室から上段のタンク室に液体を移送することを特徴としている。
【００１９】
この多段カスケード汲上ポンプによれば、タンク室を多段に重ねて成る主管の隣接する各タンク室間のそれぞれにおいて、上記のごとく転送側管を用いた液体の移送を同様に行うことで、主管の下段側のタンク室から上段側のタンク室に順次液体を移送することができる、すなわち、主管を通して液体を汲み上げることができる。
＜構成＞
【００２０】
図１Ａに示すように、この実施例に係る多段カスケード汲上ポンプ０１００は、地面Ｅに掘られた水源である深井戸（深さ５０ｍ超の井戸）Ｈから水（液体）を汲み上げる汲上ポンプであって、複数の転送側管０１２０を伴って深井戸Ｈに挿入される主管０１１０を備えている。
【００２１】
また、この多段カスケード汲上ポンプ０１００は、後述するように、減圧ラインＬＡを介して転送側管０１２０の内部を減圧する減圧部としての減圧ポンプ０１４０Ａ、及び、加圧ラインＬＢを介して転送側管０１２０の内部を加圧する加圧部としての加圧ポンプ０１４０Ｂを備えているほか、転送側管０１２０の減圧及び加圧をコントロールする制御部０１７０を備えており、これらの減圧ポンプ０１４０Ａ，加圧ポンプ０１４０Ｂ及び制御部０１７０は、深井戸Ｈ近傍の地面Ｅに配置されている。
【００２２】
主管０１１０は、下端に取水管０１１１を有していると共に、殺菌用の紫外線ランプ０１１２を内蔵した排出管０１１３を上端に有しており、取水管０１１１及び排出管０１１３の間に位置する中間部は、上下が閉塞された筒状のタンク室０１１４を多段に重ねて形成されている。
【００２３】
タンク室０１１４には、径４０φ長さ９ｍ程度の塩ビ管の両端部を閉塞したものが採用されており、隣接するタンク室０１１４，０１１４同士は、接着剤により接合されている。取水管０１１１にも、径４０φの塩ビ管の両端部を閉塞したものが採用されており、この取水管０１１１は、隣接する上側のタンク室０１１４に対して接着剤により接合されている。この取水管０１１１の下端部には、フィルタを兼ねた多数の小孔０１１１ａが形成されている。なお、排出管０１１３にも、径４０φの塩ビ管が採用されているが、この排出管０１１３の下端及びこれと隣接する下側のタンク室０１１４の上端はいずれも開口していて、互いに連通した状態で接合されている。
【００２４】
一方、転送側管０１２０には、径３０φ長さ９ｍ弱の塩ビ管の下端部を閉塞したものが採用されている。この転送側管０１２０は、複数のタンク室０１１４の数に合わせて複数配置されており、それぞれの下端部が互いに隣接するタンク室０１１４，０１１４間（主管０１１０の下端部では隣接するタンク室０１１４と取水管０１１１との間）に跨るようにして配置されている。この実施例では、２本の転送側管０１２０が主管０１１０のタンク室０１１４を挟むようにしてそれぞれタンク室０１１４の側部に配置されている。
【００２５】
この場合、転送側管０１２０は、図１Ｂに示すように、その下端部において下段のタンク室０１１４（主管０１１０の最下端では取水管０１１１）と吸引逆止弁０１３０Ａを介してつながれている。この吸引逆止弁０１３０Ａは、導入孔０１３１及び排出孔０１３２を有するケース０１３３内に弁体０１３４及びコイルばね０１３５を収容して、コイルばね０１３５の弾性力で弁体０１３４を導入孔０１３１に押し付けるように構成されている。
【００２６】
一方、下段のタンク室０１１４と吸引逆止弁０１３０Ａを介してつながるこの転送側管０１２０は、その下端部において上段のタンク室０１１４と押出逆止弁０１３０Ｂを介してつながれている。この押出逆止弁０１３０Ｂは、吸引逆止弁０１３０Ａと同じ構造を成しており、これらの吸引逆止弁０１３０Ａ及び押出逆止弁０１３０Ｂは、タンク室０１１４に対する向きを互いに逆にして取り付けてある。
【００２７】
すなわち、吸引逆止弁０１３０Ａは、転送側管０１２０内を減圧した場合に下段のタンク室０１１４から転送側管０１２０への水の移送を許容し、一方、押出逆止弁０１３０Ｂは、転送側管０１２０内を加圧した場合に転送側管０１２０から上段のタンク室０１１４への水の移送を許容するものとなっている。
【００２８】
また、転送側管０１２０の下端部における押出逆止弁０１３０Ｂのやや上方及び転送側管０１２０の上端部には、水位センサ０１８０がそれぞれ配置してある。これらの水位センサ０１８０，０１８０は、転送側管０１２０内の水位を検出して、すなわち、転送側管０１２０内に下段のタンク室０１１４から水を吸引するだけの余裕の有無を検出して、転送側管０１２０内の圧力状態を切り替えるための切替信号を制御部０１７０に対して出力するものとなっている。
【００２９】
この実施例において、転送側管０１２０の内部を減圧する減圧ポンプ０１４０Ａ、及び、転送側管０１２０の内部を加圧する加圧ポンプ０１４０Ｂは、図１Ｃに示すように、いずれも手動の渦巻ポンプから構成されており、減圧ポンプ０１４０Ａには減圧タンク１５５Ａが接続され、加圧ポンプ０１４０Ｂには、加圧タンク１５５Ｂが接続されている。減圧ポンプ０１４０Ａ及び減圧タンク１５５Ａ側には、上記減圧ラインＬＡが接続され、加圧ポンプ０１４０Ｂ及び加圧タンク１５５Ｂ側には、上記加圧ラインＬＢが接続されている。
【００３０】
この渦巻ポンプから構成される減圧ポンプ０１４０Ａ及び加圧ポンプ０１４０Ｂは、共通の手動操作部０１４０を有している。この手動操作部０１４０は、地面Ｅに互いに対向して配置される一対のスタンド０１４１（図１Ｃでは片側のみ示す）と、スタンド０１４１間に架け渡した支持軸０１４２を中心にして揺動可能な操作横木０１４３を具備しており、スタンド０１４１間には、クランク部０１４４ａを有するクランク軸０１４４が支持軸０１４２と同様に架け渡してある。
【００３１】
操作横木０１４３とクランク軸０１４４との間には、一端部が操作横木０１４３に配置された軸０１４３ａに回動可能に支持され且つ他端部がクランク軸０１４４のクランク部０１４４ａに回動可能に支持されたコネクティングロッド０１４５が配置してある。このコネクティングロッド０１４５は、操作横木０１４３の支持軸０１４２周りの矢印に示す揺動運動をクランク軸０１４４に回転運動として伝達するようになっている。
【００３２】
このクランク軸０１４４には、図１Ｄに示すように、減圧側プーリー０１４６Ａ及び加圧側プーリー０１４６Ｂがフライホイール０１４６とともに一体で回転するように取り付けられており、減圧側プーリー０１４６Ａ及び加圧側プーリー０１４６Ｂの各回転を渦巻ポンプである減圧ポンプ０１４０Ａ及び加圧ポンプ０１４０Ｂの各ベーン回転軸０１４０ａ，０１４０ｂにＶベルト０１４７を介してそれぞれ伝達するようになっている。
【００３３】
そして、このように手動操作部０１４０の操作横木０１４３を支持軸０１４２周りに揺動させて、減圧ポンプ０１４０Ａ及び加圧ポンプ０１４０Ｂの各ベーン回転軸０１４０ａ，０１４０ｂをそれぞれ回転させることで、減圧タンク１５５Ａ内を減圧状態に蓄圧すると共に加圧タンク１５５Ｂ内を加圧状態に蓄圧するようにしている。
【００３４】
本実施例における多段カスケード汲上ポンプ０１００は、電力の供給時に減圧ポンプ０１４０Ａ及び加圧ポンプ０１４０Ｂを駆動するためのモータ（駆動部）０１４８を有しており、クランク軸０１４４には、チェーン０１４９を介してモータ０１４８の出力軸０１４８ａの回転が伝達されるフリーホイールギヤ０１５０が取り付けられている。このフリーホイールギヤ０１５０は、電力供給途絶時には電磁クラッチ０１５１によりその回転が規制され、一方、電力の供給時には電磁クラッチ０１５１による規制が解除されて減圧側プーリー０１４６Ａ及び加圧側プーリー０１４６Ｂと一体で回転するようになっている。
【００３５】
つまり、電力の供給時には、モータ０１４８の出力により深井戸からでも手動の操作を必要とすることなく、そして、少ない消費電力で水を汲み上げ得ることとなる。
【００３６】
この際、転送側管０１２０の上端部には、図１Ｅに示すように、微小電力（５０ｍＡ程度）で動作する３個の減圧側ソレノイドバルブ０１６０Ａ，加圧側ソレノイドバルブ０１６０Ｂ，排気用ソレノイドバルブ０１６０Ｃがいずれも連通状態で配置されており、減圧側ソレノイドバルブ０１６０Ａには減圧ラインＬＡが接続され、加圧側ソレノイドバルブ０１６０Ｂには加圧ラインＬＢが接続されている。つまり、転送側管０１２０内を減圧して下段のタンク室０１１４から水を吸引する場合には、減圧ポンプ０１４０Ａの減圧タンク１５５Ａに減圧ラインＬＡを介して連通する減圧側ソレノイドバルブ０１６０Ａのみを開状態とするようになっている。
【００３７】
一方、転送側管０１２０内を加圧して下段のタンク室０１１４からの水を上段のタンク室０１１４に移送する場合には、加圧ポンプ０１４０Ｂの加圧タンク１５５Ｂに加圧ラインＬＢを介して連通する加圧側ソレノイドバルブ０１６０Ｂのみを開状態とし、転送側管０１２０内の加圧が終了した時点で、排気用ソレノイドバルブ０１６０Ｃを開状態とするようになっており、これらのソレノイドバルブ０１６０Ａ，０１６０Ｂ，０１６０Ｃの各開閉制御は、上記した制御部０１７０により成されるようになっている。
【００３８】
具体的には、転送側管０１２０内に下段のタンク室０１１４から水を吸引するだけの余裕があること（転送側管０１２０内に水が満たされていないこと）を水位センサ０１８０，０１８０が検出すると、減圧ポンプ０１４０Ａの減圧タンク１５５Ａに連通する減圧側ソレノイドバルブ０１６０Ａに対して、バルブを開状態とする指令が制御部０１７０から出力される。
【００３９】
一方、転送側管０１２０内に下段のタンク室０１１４から水を吸引するだけの余裕がないこと（転送側管０１２０内に水が満たされていること）を水位センサ０１８０，０１８０が検出すると、加圧ポンプ０１４０Ｂの加圧タンク１５５Ｂに連通する加圧側ソレノイドバルブ０１６０Ｂに対して、バルブを開状態とする指令が制御部０１７０から出力される。
【００４０】
そして、転送側管０１２０を加圧することによって上段のタンク室０１１４に水が移送された時点で、排気用ソレノイドバルブ０１６０Ｃを開状態とする指令が制御部０１７０から出力される。この排気用ソレノイドバルブ０１６０Ｃによる高圧状態にある転送側管０１２０の排気は、転送側管０１２０の加圧後の減圧を効率よく行うための処理であり、必ずしも必要とするものではない。
【００４１】
なお、図１Ａにおける符号０１９０は太陽電池パネルであり、この太陽電池パネル０１９０からは、シーケンス制御を行う制御部０１７０や複数の転送側管０１２０の各上端部に配置した３個のソレノイドバルブ０１６０Ａ，０１６０Ｂ，０１６０Ｃに対して、作動用の微小電力が供給されるようになっている。
【００４２】
また、図１Ａにおける符号Ｖは電線であり、複数の転送側管０１２０の各上端部に配置した３個のソレノイドバルブ０１６０Ａ，０１６０Ｂ，０１６０Ｃと制御部０１７０とを電気的に接続している。
【００４３】
さらに、太陽電池パネル０１９０からの電力供給が成されない場合や、電力の供給量が少ない場合に備えて、太陽電池パネル０１９０に代わる図示しない車載用の電源が装備されている。
＜作用＞
【００４４】
そこで、この多段カスケード汲上ポンプ０１００による水の汲み上げ要領を図１Ｆ，図１Ｇを用いて説明する。図１Ｇ中、主管０１１０の右側に位置する転送側管０１２０を右側転送側管０１２０Ｒと称し、主管０１１０の左側に位置する転送側管０１２０を左側転送側管０１２０Ｌと称する。また、図１Ｇにおける白抜き矢印は減圧ラインＬＡを介しての吸引動作を示し、黒太矢印は加圧ラインＬＢを介しての押圧動作を示している。
【００４５】
まず、渦巻ポンプから構成される減圧ポンプ０１４０Ａ及び加圧ポンプ０１４０Ｂの手動操作部０１４０の操作横木０１４３を支持軸０１４２周りに揺動させ、コネクティングロッド０１４５，減圧側プーリー０１４６Ａ，加圧側プーリー０１４６Ｂ及びＶベルト０１４７を介して減圧ポンプ０１４０Ａ及び加圧ポンプ０１４０Ｂの各ベーン回転軸０１４０ａ，０１４０ｂを回転させることで、減圧タンク１５５Ａ内を減圧状態に蓄圧すると共に加圧タンク１５５Ｂ内を加圧状態に蓄圧する。
【００４６】
そして、これらの減圧タンク１５５Ａ及び加圧タンク１５５Ｂの各内部圧力が所定圧力（１〜２気圧程度）に達した時点で、最下段（一段目）に位置する右側転送側管０１２０Ｒに配置されたソレノイドバルブ０１６０Ａ，０１６０Ｂ，０１６０Ｃの制御部０１７０による各開閉制御（シーケンス制御）が開始される。
【００４７】
（１）図１Ｆに示すように、減圧ポンプ０１４０Ａの減圧タンク１５５Ａに連通する減圧側ソレノイドバルブ０１６０Ａ（ＳＶ１）が開状態（ＯＮ）となり、一段目の右側転送側管０１２０Ｒ内が減圧されることで、主管０１１０の下端に位置する取水管０１１１を通して水が吸引されて右側転送側管０１２０Ｒ内に移送される（図１Ｇ（１）→（２））。
【００４８】
（２）右側転送側管０１２０Ｒ内が水で満たされると、加圧ポンプ０１４０Ｂの加圧タンク１５５Ｂに連通する加圧側ソレノイドバルブ０１６０Ｂ（ＳＶ２）が開状態（ＯＮ）となり、右側転送側管０１２０Ｒ内が加圧されることで、右側転送側管０１２０Ｒ内の水が押圧されて取水管０１１１の上側に位置する一段目のタンク室０１１４に移送される。
【００４９】
このとき、一段目の左側転送側管０１２０Ｌに配置されたソレノイドバルブ０１６０Ａ，０１６０Ｂ，０１６０Ｃの制御部０１７０による各開閉制御（シーケンス制御）も同時に開始され、減圧側ソレノイドバルブ０１６０Ａ（ＳＶ４）が開状態（ＯＮ）となり、取水管０１１１内の水が吸引されて左側転送側管０１２０Ｌ内に移送される。また、二段目の右側転送側管０１２０Ｒ-２に配置されたソレノイドバルブ０１６０Ａ，０１６０Ｂ，０１６０Ｃの制御部０１７０による各開閉制御（シーケンス制御）も同時に開始され、減圧側ソレノイドバルブ０１６０Ａ（ＳＶ７）が開状態（ＯＮ）となり、二段目の右側転送側管０１２０Ｒ-２内が減圧される（図１Ｇ（２）→（３））。
【００５０】
（３）一段目のタンク室０１１４に水が移送されることで一段目の右側転送側管０１２０Ｒ内に水を吸引するだけの余裕が生じると、排気用ソレノイドバルブ０１６０Ｃ（ＳＶ３）が開状態となって右側転送側管０１２０Ｒの排気が成されるのに続いて、減圧側ソレノイドバルブ０１６０Ａ（ＳＶ１）が再度開状態（ＯＮ）となり、上記と同様に、取水管０１１１内の水が吸引されて右側転送側管０１２０Ｒ内に移送される。
【００５１】
これと同時に、水で満たされた一段目の左側転送側管０１２０Ｌの加圧側ソレノイドバルブ０１６０Ｂ（ＳＶ５）が開状態（ＯＮ）となり、左側転送側管０１２０Ｌ内が加圧されることで、左側転送側管０１２０Ｌ内の水が押圧されて一段目のタンク室０１１４に移送される。
【００５２】
この際、二段目の左側転送側管０１２０Ｌ-２に配置されたソレノイドバルブ０１６０Ａ，０１６０Ｂ，０１６０Ｃの制御部０１７０による各開閉制御（シーケンス制御）も開始され、減圧側ソレノイドバルブ０１６０Ａ（ＳＶ１０）が開状態（ＯＮ）となり、この時点まで一段目のタンク室０１１４に充填されていた水が吸引されて二段目の左側転送側管０１２０Ｌ−２内に移送される（図１Ｇ（３）→（４））。
【００５３】
（４）一段目の右側転送側管０１２０Ｒ内が水で満たされると、加圧側ソレノイドバルブ０１６０Ｂ（ＳＶ２）が開状態（ＯＮ）となり、右側転送側管０１２０Ｒ内の水が押圧されて一段目のタンク室０１１４に移送される。
【００５４】
これと同時に、水を吸引するだけの余裕が生じている一段目の左側転送側管０１２０Ｌの排気用ソレノイドバルブ０１６０Ｃ（ＳＶ６）が開状態（ＯＮ）となって排気が成されるのに続いて、減圧側ソレノイドバルブ０１６０Ａ（ＳＶ４）が再度開状態（ＯＮ）となり、下段の取水管０１１１内の水が吸引されて左側転送側管０１２０Ｌ内に移送される。
【００５５】
また、これと同時に、二段目の右側転送側管０１２０Ｒ−２では、排気用ソレノイドバルブ０１６０Ｃ（ＳＶ９）が開状態となって右側転送側管０１２０Ｒ−２の排気が成されるのに続いて、減圧側ソレノイドバルブ０１６０Ａ（ＳＶ７）が開状態（ＯＮ）となり、この時点で一段目のタンク室０１１４に充填されている水が吸引されて二段目の右側転送側管０１２０Ｒ−２内に移送される。
【００５６】
さらに、これと同時に、この時点で二段目の左側転送側管０１２０Ｌ−２内に充填されている水が、開状態（ＯＮ）となった加圧側ソレノイドバルブ０１６０Ｂ（ＳＶ１１）により押圧されて二段目のタンク室０１１４−２に移送される（図１Ｇ（４）→（５））。
【００５７】
（５）次いで、水を吸引するだけの余裕が生じている一段目の右側転送側管０１２０Ｒの排気用ソレノイドバルブ０１６０Ｃ（ＳＶ３）が開状態（ＯＮ）となって、右側転送側管０１２０Ｒの排気が成されるのに続いて、減圧側ソレノイドバルブ０１６０Ａ（ＳＶ１）が再度開状態（ＯＮ）となり、上記と同様に、下段の取水管０１１１内の水が吸引されて右側転送側管０１２０Ｒ内に移送される。
【００５８】
同時に、水で満たされた一段目の左側転送側管０１２０Ｌの加圧側ソレノイドバルブ０１６０Ｂ（ＳＶ５）が再度開状態（ＯＮ）となり、左側転送側管０１２０Ｌ内の水が押圧されて一段目のタンク室０１１４に移送される。
【００５９】
このとき、二段目の左側転送側管０１２０Ｌ−２では、排気用ソレノイドバルブ０１６０Ｃ（ＳＶ１２）が開状態となって左側転送側管０１２０Ｌ−２の排気が成されるのに続いて、減圧側ソレノイドバルブ０１６０Ａ（ＳＶ１０）が開状態（ＯＮ）となり、この時点で一段目のタンク室０１１４に充填されている水が吸引されて二段目の左側転送側管０１２０Ｌ−２内に移送される。
【００６０】
一方、水で満たされた二段目の右側転送側管０１２０Ｒ−２の加圧側ソレノイドバルブ０１６０Ｂ（ＳＶ８）が開状態（ＯＮ）となって、右側転送側管０１２０Ｒ−２内の水が押圧されて二段目のタンク室０１１４−２に移送される（図１Ｇ（５）→（６））。
【００６１】
（６）一段目の右側転送側管０１２０Ｒでは、この右側転送側管０１２０Ｒ内が水で満たされているので、加圧側ソレノイドバルブ０１６０Ｂ（ＳＶ２）が開状態（ＯＮ）となり、右側転送側管０１２０Ｒ内の水が押圧されて一段目のタンク室０１１４に移送され、これと同時に、水を吸引するだけの余裕が生じている一段目の左側転送側管０１２０Ｌの排気用ソレノイドバルブ０１６０Ｃ（ＳＶ６）が開状態（ＯＮ）となって排気が成されるのに続いて、減圧側ソレノイドバルブ０１６０Ａ（ＳＶ４）が再度開状態（ＯＮ）となり、下段の取水管０１１１内の水が吸引されて左側転送側管０１２０Ｌ内に移送される。
【００６２】
また、これと同時に、二段目の右側転送側管０１２０Ｒ−２では、排気用ソレノイドバルブ０１６０Ｃ（ＳＶ９）が開状態となって右側転送側管０１２０Ｒ−２の排気が成されるのに続いて、減圧側ソレノイドバルブ０１６０Ａ（ＳＶ７）が開状態（ＯＮ）となり、この時点で一段目のタンク室０１１４に充填されている水が吸引されて二段目の右側転送側管０１２０Ｒ−２内に移送され、さらに、この時点で二段目の左側転送側管０１２０Ｌ−２内に充填されている水が、開状態（ＯＮ）となった加圧側ソレノイドバルブ０１６０Ｂ（ＳＶ１１）により押圧されて二段目のタンク室０１１４−２に移送される。
【００６３】
そして、この時点から三段目の左側転送側管０１２０Ｌ-３に配置された図示しない３個のソレノイドバルブの制御部０１７０による各開閉制御（シーケンス制御）も開始され、減圧側ソレノイドバルブが開状態（ＯＮ）となることで、この時点まで二段目のタンク室０１１４−２に充填されていた水が吸引されて二段目の左側転送側管０１２０Ｌ-３内に移送される（図１Ｇ（６）→（７））。
【００６４】
（７）水を吸引するだけの余裕が生じている一段目の右側転送側管０１２０Ｒでは、排気用ソレノイドバルブ０１６０Ｃ（ＳＶ３）が開状態（ＯＮ）となって排気が成されるのに続いて、減圧側ソレノイドバルブ０１６０Ａ（ＳＶ１）が開状態（ＯＮ）となり、下段の取水管０１１１内の水が吸引されて一段目の右側転送側管０１２０Ｒ内に移送される。
【００６５】
同時に、水で満たされた一段目の左側転送側管０１２０Ｌの加圧側ソレノイドバルブ０１６０Ｂ（ＳＶ５）が再度開状態（ＯＮ）となり、左側転送側管０１２０Ｌ内の水が押圧されて一段目のタンク室０１１４に移送される。
【００６６】
このとき、二段目の左側転送側管０１２０Ｌ−２では、排気用ソレノイドバルブ０１６０Ｃ（ＳＶ１２）が開状態となって左側転送側管０１２０Ｌ−２の排気が成されるのに続いて、減圧側ソレノイドバルブ０１６０Ａ（ＳＶ１０）が開状態（ＯＮ）となり、この時点で一段目のタンク室０１１４に充填されている水が吸引されて二段目の左側転送側管０１２０Ｌ−２内に移送される。
【００６７】
一方、水で満たされた二段目の右側転送側管０１２０Ｒ−２の加圧側ソレノイドバルブ０１６０Ｂ（ＳＶ８）が開状態（ＯＮ）となって、右側転送側管０１２０Ｒ−２内の水が押圧されて二段目のタンク室０１１４−２に移送される。
【００６８】
そして、既に開閉制御（シーケンス制御）が開始されている三段目の右側転送側管０１２０Ｒ−３の図示しない減圧側ソレノイドバルブが開状態（ＯＮ）となることで、この時点で二段目のタンク室０１１４−２に充填されていた水が吸引されて三段目の右側転送側管０１２０Ｒ−３内に移送され、同じく、この時点で三段目の左側転送側管０１２０Ｌ−３内に充填されている水が、開状態（ＯＮ）となった加圧側ソレノイドバルブにより押圧されて三段目のタンク室０１１４−３に移送される（図１Ｇ（７）→（８））。
【００６９】
（８）水で満たされている一段目の右側転送側管０１２０Ｒでは、加圧側ソレノイドバルブ０１６０Ｂ（ＳＶ２）が開状態（ＯＮ）となり、右側転送側管０１２０Ｒ内の水が押圧されて一段目のタンク室０１１４に移送され、これと同時に、水を吸引するだけの余裕が生じている一段目の左側転送側管０１２０Ｌの排気用ソレノイドバルブ０１６０Ｃ（ＳＶ６）が開状態（ＯＮ）となって排気が成されるのに続いて、減圧側ソレノイドバルブ０１６０Ａ（ＳＶ４）が再度開状態（ＯＮ）となり、下段の取水管０１１１内の水が吸引されて左側転送側管０１２０Ｌ内に移送される。
【００７０】
また、これと同時に、二段目の右側転送側管０１２０Ｒ−２では、排気用ソレノイドバルブ０１６０Ｃ（ＳＶ９）が開状態となって右側転送側管０１２０Ｒ−２の排気が成されるのに続いて、減圧側ソレノイドバルブ０１６０Ａ（ＳＶ７）が開状態（ＯＮ）となり、この時点で一段目のタンク室０１１４に充填されている水が吸引されて二段目の右側転送側管０１２０Ｒ−２内に移送され、さらに、この時点で二段目の左側転送側管０１２０Ｌ−２内に充填されている水が、開状態（ＯＮ）となった加圧側ソレノイドバルブ０１６０Ｂ（ＳＶ１１）により押圧されて二段目のタンク室０１１４−２に移送される。
【００７１】
そして、三段目の左側転送側管０１２０Ｌ-３に配置された図示しない減圧側ソレノイドバルブが開状態（ＯＮ）となることで、この時点まで二段目のタンク室０１１４−２に充填されていた水が吸引されて三段目の左側転送側管０１２０Ｌ-３内に移送される
【００７２】
さらに、三段目の右側転送側管０１２０Ｒ−３では、加圧側ソレノイドバルブが開状態（ＯＮ）となり、右側転送側管０１２０Ｒ−３内の水が押圧されて三段目のタンク室０１１４−３に移送される（図１Ｇ（８））。
【００７３】
以降、上段側に位置する右側転送側管０１２０Ｒ及び左側転送側管０１２０Ｌにそれぞれ配置されたソレノイドバルブ０１６０Ａ，０１６０Ｂ，０１６０Ｃの制御部０１７０による各開閉制御（シーケンス制御）によって、主管０１１０の最下端の取水管０１１１から上段側のタンク室０１１４にかけて順次水の移送が成される、すなわち、主管０１１０を通した水の汲み上げが成されることとなる。
【００７４】
このようにして、主管０１１０を通した水の汲み上げを行っている際に、減圧タンク１５５Ａ及び加圧タンク１５５Ｂの各内部圧力が所定圧力を下回った場合には、渦巻ポンプから構成される減圧ポンプ０１４０Ａ及び加圧ポンプ０１４０Ｂの手動操作部０１４０の操作横木０１４３を再度揺動させて、減圧ポンプ０１４０Ａの減圧タンク１５５Ａ及び加圧ポンプ０１４０Ｂの加圧タンク１５５Ｂの各内部圧力を所定圧力まで蓄圧する。
【００７５】
上記したように、この実施例に係る多段カスケード汲上ポンプ０１００は、長さが略９ｍのタンク室０１１４を多段に重ねて主管０１１０を形成して、同じく長さが９ｍ弱の複数の転送側管０１２０を介して下段のタンク室０１１４から上段のタンク室０１１４に水を移送するようにしているので、隣接するタンク室０１１４，０１１４間における転送側管０１２０を用いた水の移送は、大気圧程度の圧力で成されることとなる。
【００７６】
そして、この実施例に係る多段カスケード汲上ポンプ０１００では、渦巻ポンプから構成される減圧ポンプ０１４０Ａ及び加圧ポンプ０１４０Ｂの共通の手動操作部０１４０における操作横木０１４３の揺動操作によって、転送側管０１２０を用いた水の移送に必要な圧力を得るようにしているので、高低差のある水源からでも僅かな労力によって水を汲み上げ得ることとなる。
【００７７】
加えて、この実施例に係る多段カスケード汲上ポンプ０１００では、手動操作部０１４０の操作横木０１４３の揺動操作によって、減圧ポンプ０１４０Ａ及び加圧ポンプ０１４０Ｂの各タンク１５５Ａ，１５５Ｂを一旦蓄圧したうえで、これらのタンク１５５Ａ，１５５Ｂの圧力で、下段のタンク室０１１４から上段のタンク室０１１４に液体を移送するようにしているので、より簡単に水を汲み上げ得ることとなる。
【００７８】
また、この実施例に係る多段カスケード汲上ポンプ０１００は、複数の転送側管０１２０内の各水位を検出して、転送側管０１２０内の圧力状態を切り替えるための切替信号を制御部０１７０に対して出力する水位センサ０１８０を設けているので、制御部０１７０によるソレノイドバルブ０１６０Ａ，０１６０Ｂ，０１６０Ｃの各開閉制御（シーケンス制御）が効率よく的確に成されることとなる。
【００７９】
さらに、この実施例に係る多段カスケード汲上ポンプ０１００は、電力の供給時に減圧ポンプ０１４０Ａ及び加圧ポンプ０１４０Ｂを駆動するためのモータ（駆動部）０１４８を有しているので、電力の供給時には、モータ０１４８の出力により深井戸からでも手動の操作を必要とすることなく、そして、少ない消費電力で水を汲み上げ得ることとなる。
【００８０】
なお、この実施例では、減圧部及び加圧部としての減圧ポンプ０１４０Ａ及び加圧ポンプ０１４０Ｂに渦巻ポンプを採用した場合を示しているが、これに限定されるものではなく、減圧部及び加圧部として、他のタイプのポンプを採用することが可能である。
＜効果＞
【００８１】
本実施例によれば、電力の供給が途絶えた停電時であったとしても、深井戸（深さ５０ｍ超の井戸）からでも僅かな労力によって水を汲み上げることが可能であるという非常に優れた効果が得られる。
≪実施例２≫
＜概要＞
【００８２】
本実施例は実施例１を基本とし、主管を形成する複数のタンク室の側部に転送側管を複数本ずつ配置し、これらの複数本の転送側管が主管（タンク室）の主軸に対して互いに点対称となるように配置されていることを特徴としている。
【００８３】
このように、主管を形成する複数のタンク室の側部に転送側管を複数本ずつ配置して、これらの転送側管をシーケンス制御によりタイミングよく減圧加圧することで、汲み上げ効率の向上が図られる。
また、タンク室の側部において、複数本の転送側管を各々が互いにタンク室の主軸に対して点対称となるように配置することで、転送側管の主管に対するバランスのとれた配置が成されることとなり、主管の曲りや反りを少なく抑え得ることとなる。
＜構成＞
【００８４】
図２に部分的に示すように、本実施例に係る多段カスケード汲上ポンプ０２００において、先の実施例１の多段カスケード汲上ポンプ０１００と相違するところは、主管０２１０を形成する複数のタンク室０２１４の側部に転送側管０２２０を４本配置し、これらの４本の転送側管０２２０を主管０２１０（タンク室０２１４）の主軸Ｃに対して互いに点対称となるように配置した点にあり、他の構成は先の実施例と同じである。
【００８５】
この場合、４本の転送側管０２２０を２本一組の束にして、これらの２つの転送側管０２２０の束で主管０２１０のタンク室０２１４を挟み込むようにしている。
【００８６】
本実施例では、主管０２１０を形成する複数のタンク室０２１４の側部に転送側管０２２０を４本ずつ配置するようにしていると共に、減圧ラインＬＡ及び加圧ラインＬを主管０２１０の側部に各々２本ずつ配置するようにしているので、減圧ラインＬＡ及び加圧ラインＬＡを介して複数の転送側管０２２０をシーケンス制御によりタイミングよく減圧加圧するように成すことで、汲み上げ効率の向上が図られることとなる。
【００８７】
また、タンク室０２１４の側部において、４本の転送側管０２２０を主管０２１０（タンク室０２１４）の主軸Ｃに対して互いに点対称となるように配置しているので、主管０２１０に対する転送側管０２２０の配置がバランスよく成されることとなり、汲み上げ時における主管０２１０の曲りや反りを少なく抑え得ることとなる。
＜効果＞
【００８８】
本実施例に係る多段カスケード汲上ポンプは、汲み上げ時における主管の曲りや反りを少なく抑えたうえで、汲み上げ効率の向上を実現することができるという効果を奏する。
【符号の説明】
【００８９】
０１００    多段カスケード汲上ポンプ
０１１０    主管
０１１４    タンク室
０１２０    転送側管
１３０Ａ    吸引逆止弁
１３０Ｂ    押出逆止弁
０１４０Ａ  減圧ポンプ（減圧部）
０１４０Ｂ  加圧ポンプ（加圧部）
０１５５Ａ  減圧タンク
０１５５Ｂ  加圧タンク
０１６０Ａ  減圧ソレノイドバルブ
０１６０Ｂ  加圧ソレノイドバルブ
０１６０Ｃ  排気ソレノイドバルブ
０１７０    制御部
０１８０    水位センサ（切替信号出力部）
【要約】
【課題】電力の供給が途絶えた停電時に、例えば、井戸や河川や池等の水源から水を汲み上げるに際して、高低差がある水源からでも、僅かな電力で或いは労力で水を汲み上げ得る多段カスケード汲上ポンプを提供する。
【解決手段】上下が閉塞された筒状のタンク室０１１４を多段に重ねて主管０１１０を形成すると共に、この主管０１１０に沿うようにして複数の転送側管０１２０を配置し、転送側管０１２０を下段のタンク室０１１４と吸引逆止弁１３０Ａでつなぐ一方で上段のタンク室０１１４とは押出逆止弁１３０Ｂでつなぎ、減圧ポンプ１４０Ａ及び加圧ポンプ１４０Ｂによって転送側管０１２０内を交互に減圧及び加圧することで、転送側管０１２０を介して主管０１１０の下段のタンク室０１１４０から上段のタンク室０１１４に水を移送する。
【選択図】図１Ａ【図１Ａ】
0006825795.tif 000002
【図１Ｂ】
0006825795.tif 000003
【図１Ｃ】
0006825795.tif 000004
【図１Ｄ】
0006825795.tif 000005
【図１Ｅ】
0006825795.tif 000006
【図１Ｆ】
0006825795.tif 000007
【図１Ｇ】
0006825795.tif 000008
【図２】
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