(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下水を揚水するための揚水装置であって、地中に配され、地下水導入部を有し、内部に地下水を貯留し得る地下水貯留体が設けられ、この地下水貯留体内に流体を圧送する流体圧送部が前記地下水貯留体内に設けられ、この流体圧送部から前記地下水貯留体内に流体を圧送した際、この流体により押圧された該地下水貯留体内の地下水を地下水貯留体外に導出する地下水導出部が該地下水貯留体内に設けられ、更に、前記地下水導入部には該地下水導入部から前記地下水貯留体への地下水の導入を許容し且つ前記流体圧送部からの流体の圧送により該地下水導入部を閉塞して該地下水貯留体への地下水の導入を遮断する弁体が設けられ、前記地下水貯留体には、管状の打ち込み体が被嵌され、この打ち込み体の下部には先細り体が連結され、また、打ち込み体の上部にはノッキングヘッドが連結され、このノッキングヘッドの上部にはガイド棒が連結され、このガイド棒には重り体がスライド移動自在に被嵌され、前記地下水貯留体は前記重り体を落下せしめて前記ノッキングヘッド及び前記打ち込み体を打撃若しくは押圧することで地中に設置されるように構成されていることを特徴とする揚水装置。
【請求項２】
請求項１記載の揚水装置において、前記地下水導入部は前記液体貯留体に地下水を通過せしめる通過部を設けて構成され、また、前記地下水導入部には弁体が設けられ、この弁体は、前記流体圧送部から流体を圧送した際には、この流体の送り圧に押圧されて前記地下水導入部を閉塞状態とすることで地下水の該地下水貯留体内への導入を阻止し、また、前記流体圧送部から流体を圧送していない際には、前記通過部を介して前記地下水導入部から前記地下水貯留体内に導入される地下水の導入圧に押圧されて該地下水導入部を開放状態とすることで地下水の該地下水貯留体内への導入を許容するように構成されていることを特徴とする揚水装置。
【請求項３】
請求項１，２いずれか１項に記載の揚水装置において、前記地下水貯留体には、地上に配置された流体圧送手段から延設される流体圧送管材が連結され、この流体圧送管材から地下水貯留体内に流体を圧送した際、この流体により押圧された地下水貯留体内の地下水を地上に導出せしめる地下水導出管材が前記地下水導出部に連結されていることを特徴とする揚水装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地下水を揚水するための揚水装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来から、例えば地質汚染などの地下の状況を把握する為の地質調査に際して採水作業が行なわれている。
【０００３】
この採水作業は、地中の数ｍ〜１５ｍ位までの深さ位置まで掘削形成した所定径の掘削孔に管部材を設置した構造の井戸を形成し、この井戸にベーラーと称される採水容器を降下させ、この採水容器内に水が入った時点で採水容器に連結したロープを引き上げる要領で行われる。
【０００４】
ところが、この採水作業は、採水容器の降下及び上昇が作業者の手作業で行なわれる故に非常に厄介であり作業能率が悪く作業面に問題点があると指摘されている（一つの地質調査地域に多いところでは何十箇所・何百箇所にて採水作業が行われる。）。
【０００５】
そこで、この採水作業に際して、ポンプ装置を利用する方法も考えられるが、従来から提案されるポンプ構造の場合、所定深さ位置の地下水を吸い上げるには気圧の関係から非常に力の強い大きなポンプ装置が必要となる為、採水作業自体が大掛かりとなってしまいコスト面に問題が生じてしまう。つまり、この地質調査では、地下水の汚染度合いを調査できる程度の量、即ち、それ程多くの量の地下水は必要ではなく大きなポンプ装置は必要としない為、実際の採水作業は、前述したように作業者が手作業で汲み上げているのが現状である。
【０００６】
以上のように、所定深さ位置の地下水を良好に揚水でき、採水作業がコスト安に行える揚水装置の提案が望まれている。
【０００７】
本発明者は、上述した問題点に着目し、種々の実験研究を重ねた結果、極めて商品価値の高い画期的な揚水装置を開発した。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【０００９】
地下水を揚水するための揚水装置であって、地中に配され、地下水導入部１を有し、内部に地下水２を貯留し得る地下水貯留体３が設けられ、この地下水貯留体３内に流体を圧送する流体圧送部４が前記地下水貯留体３内に設けられ、この流体圧送部４から前記地下水貯留体３内に流体を圧送した際、この流体により押圧された該地下水貯留体３内の地下水２を地下水貯留体３外に導出する地下水導出部５が該地下水貯留体３内に設けられ、更に、前記地下水導入部１には該地下水導入部１から前記地下水貯留体３への地下水２の導入を許容し且つ前記流体圧送部４からの流体の圧送により該地下水導入部１を閉塞して該地下水貯留体３への地下水２の導入を遮断する弁体７が設けられ、前記地下水貯留体３には、管状の打ち込み体12が被嵌され、この打ち込み体12の下部には先細り体11が連結され、また、打ち込み体12の上部にはノッキングヘッド15が連結され、このノッキングヘッド15の上部にはガイド棒17が連結され、このガイド棒17には重り体18がスライド移動自在に被嵌され、前記地下水貯留体３は前記重り体18を落下せしめて前記ノッキングヘッド15及び前記打ち込み体12を打撃若しくは押圧することで地中に設置されるように構成されていることを特徴とする揚水装置に係るものである。
【００１０】
また、請求項１記載の揚水装置において、前記地下水導入部１は前記液体貯留体３に地下水２を通過せしめる通過部６を設けて構成され、また、前記地下水導入部１には弁体７が設けられ、この弁体７は、前記流体圧送部４から流体を圧送した際には、この流体の送り圧に押圧されて前記地下水導入部１を閉塞状態とすることで地下水２の該地下水貯留体３内への導入を阻止し、また、前記流体圧送部４から流体を圧送していない際には、前記通過部６を介して前記地下水導入部１から前記地下水貯留体３内に導入される地下水２の導入圧に押圧されて該地下水導入部１を開放状態とすることで地下水２の該地下水貯留体３内への導入を許容するように構成されていることを特徴とする揚水装置に係るものである。
【００１１】
また、請求項１，２いずれか１項に記載の揚水装置において、前記地下水貯留体３には、地上に配置された流体圧送手段10から延設される流体圧送管材８が連結され、この流体圧送管材８から地下水貯留体３内に流体を圧送した際、この流体により押圧された地下水貯留体３内の地下水２を地上に導出せしめる地下水導出管材９が前記地下水導出部５に連結されていることを特徴とする揚水装置に係るものである。
【００１２】
【発明の作用及び効果】
本発明は、例えば地下に配された地下水貯留体３内へ地下水導入部１から地下水２が導入され、この状態で、流体圧送部４から流体を圧送すると、地下水貯留体３内に貯留された地下水２は押圧されて地下水導出部５から導出されることになる。
【００１３】
従って、本発明は、流体を圧送することで地下水貯留体３内の地下水２を移動させる（揚水する）という構造を採用した為、地下の深さに関係なく（気圧に関係なく）所定深さ位置の地下水２を良好に揚水することができることになり、しかも、構造が何ら複雑なものでない故に装置自体の小型化が可能であるから、例えば前述したような地質調査における採水作業など、大掛かりな設備を必要としない地下水の揚水作業には特に有効であり、当該採水作業が確実且つコスト安に行えることになる。
【００１４】
以上のように、本発明は、従来にない画期的な作用効果を発揮し、極めて商品価値の高いものになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図面は本発明の一実施例を図示したものであり、以下に説明する。
【００１６】
本実施例は、地下水を揚水するための揚水装置であって、地中に配され、地下水導入部１を有し、内部に地下水２を貯留し得る地下水貯留体３が設けられ、この地下水貯留体３内に流体を圧送する流体圧送部４が前記地下水貯留体３内に設けられ、この流体圧送部４から前記地下水貯留体３内に流体を圧送した際、この流体により押圧された該地下水貯留体３内の地下水２を地下水貯留体３外に導出する地下水導出部５が該地下水貯留体３内に設けられ、更に、前記地下水導入部１には該地下水導入部１から前記地下水貯留体３への地下水２の導入を許容し且つ前記流体圧送部４からの流体の圧送により該地下水導入部１を閉塞して該地下水貯留体３への地下水２の導入を遮断する弁体７が設けられ、前記地下水貯留体３には、管状の打ち込み体12が被嵌され、この打ち込み体12の下部には先細り体11が連結され、また、打ち込み体12の上部にはノッキングヘッド15が連結され、このノッキングヘッド15の上部にはガイド棒17が連結され、このガイド棒17には重り体18がスライド移動自在に被嵌され、前記地下水貯留体３は前記重り体18を落下せしめて前記ノッキングヘッド15及び前記打ち込み体12を打撃若しくは押圧することで地中に設置されるように構成されているものである。
【００１７】
尚、本実施例では、地質調査における採水作業で使用される地下水採取用の揚水装置Ａとして構成しているが、これに限られないのは勿論である。
【００１８】
以下、本実施例に係る構成各部について詳細な説明をする。
【００１９】
地下水貯留体３は、図１に図示したように適宜な金属製の部材を円筒ケース状に形成したものであり、内部に所定量の地下水２を貯留し得るように構成されている。
【００２０】
この地下水貯留体３内には、その上部に図示したように地上に配置される流体圧送手段10から延設される所定長の流体圧送管材８を連結して成る流体圧送部４が設けられており、本実施例では、流体圧送手段10から流体圧送管材８を介して流体としてのエアーを地下水貯留体３内に圧送し得るように構成されている。
【００２１】
尚、流体圧送手段10から圧送される流体としては、エアー（空気）に限らず、窒素ガスや、気体に限らず液体なども適宜採用するものであり、例えば地下水２を揚水する目的が地質調査における採水作業であった場合に地下水２の水質に影響を与えないものを採用するなど、本実施例の特性を発揮するものであれば適宜採用するものである。
【００２２】
また、地下水貯留体３の上部には、地下水２を導出する地下水導出部５としての所定長の地下水導出管材９が連結されている。
【００２３】
この地下水導出管材９は、前述した流体圧送管材８と異なり、その先端部が地下水貯留体３内の下方部位まで垂設されており、地下水貯留体３内に貯留された地下水に浸かり易い位置となるように構成されている。よって、流体圧送管材８から地下水貯留体３内にエアーを圧送した際、このエアーにより押圧された地下水貯留体３内の地下水２が地下水導出管材９から導出されるように構成されている。
【００２４】
また、地下水貯留体３の下部には地下水導入部１が設けられている。
【００２５】
この地下水導入部１は、前記液体貯留体３に地下水２を通過せしめる通過部６を設けて構成され、具体的には、通過部６は、地下水貯留体３の下面に垂設される円筒体であり、この通過部６の周囲には小孔６ａが複数形成されており、この小孔６ａを通過した地下水２が地下水貯留体３内へ導入されるように構成されている。
【００２６】
また、地下水導入部１（通過部６）には弁体７が設けられている。
【００２７】
この弁体７は、図１に図示したように前述した地下水導入部１の通過部６を閉塞し得る所定径を有した金属製の球状体であり、通常、流体圧送部４からエアーを圧送していない際には、この弁体７は、地下水２の導入圧（進入圧）により浮いた状態となって、通過部６を閉塞しない開放状態となり、且つ、流体圧送部４からエアーを圧送した際には、弁体７はエアー圧により押し込まれて通過部６を閉塞するように構成されている。尚、弁体７は金属製に限られるものではない。
【００２８】
以上の構成から、本実施例に係る揚水装置Ａは、地下水貯留体３を地下に配すると、地下水導入部１にて、弁体７は地下水２の導入圧により浮上して通過部６が開放されることになり、地下水貯留体３内には地下水２が導入される（図１参照）。
【００２９】
地下水貯留体３内に所定量の地下水２が貯留された後、流体圧送手段10を作動し、流体圧送部４からエアーを圧送すると、弁体７がエアーの送り圧に押されて通過部６を閉塞した状態となり、エアー圧に押されて地下水２は唯一の逃げ場となる地下水導出部５としての地下水導出管材９から導出されて地上まで揚水されることになる（図２参照）。
【００３０】
また、本実施例には、揚水装置Ａを地中に設置するための設置装置Ｂが具備せしめられている。
【００３１】
この設置装置Ｂは、先細り体11と、この先細り体11の上側に設置してこの先細り体11を地中に打ち込む打ち込み体12とから構成し、この打ち込み体12を打撃若しくは押圧して打ち込み体12を地中に打ち込むことで先細り体11を所定深さまで打ち込んだ後、打ち込み体12を地中から引き抜いて先細り体11を地中に置き去り状態にすることで当該揚水装置Ａ（地下水貯留体３）を地中に設置し得るように構成したものである。
【００３２】
先細り体11は、図１，２に図示したように適宜な金属製の部材を形成したものであり、円柱形状の基部11ａの下端部には円錐形状の先細り部11ｂが設けられ、更に、上端部には当該基部11ａよりも径小の円柱形状の突部11ｃが設けられている（尚、先細り体11は金属製に限られるものではなく、例えばＦＲＰ製にするなど本実施例の特性を発揮する素材のものであれば適宜採用するものである。）。
【００３３】
この突部11ｃは、後述する打ち込み体12の下端部に設けた管状の係合部12ａを離脱自在に被嵌連結し得るように構成されている。
【００３４】
従って、この突部11ｃは、打ち込み体12を被嵌させた際、打ち込み体12の上方より打ち込んだ方向とは逆方向となる抜け方向への移動のみを許容して、左右方向（ずれ方向）への移動を確実に阻止することになる。
【００３５】
また、突部11ｃは、基部11ａよりも径小となるように構成されることで当該基部11ａとの連設部位に環状の段部が形成されており、この段部に突部11ｃに被嵌連結させた打ち込み体12の先端（係合部の先端）が当接するように構成されている。
【００３６】
従って、先細り体11の上側に打ち込み体12を配設し、この状態で打ち込み体12の上端部を打撃若しくは押圧することで打ち込み体12の先端が先細り体11を打撃若しくは押圧して先細り体11を地中に打ち込むことができる。
【００３７】
また、突部11ｃは、その上面部に本実施例に係る揚水装置Ａを設置し得るように構成されている。
【００３８】
打ち込み体12は、複数の金属製の管状部材を連結して構成され、具体的には、先細り体11に連結する第一管状部材13と、この第一管状部材13に連結される複数の第二管状部材14とで構成されている。尚、打ち込み体12は金属製に限られるものではなく、例えばＦＲＰ製にするなど本実施例の特性を発揮する素材のものであれば適宜採用するものである。
【００３９】
この第一管状部材13は、図示したように適宜な金属製の部材を形成したものであり、その管孔の径は、揚水装置Ａ及び配線（流体圧送管材８、地下水導出管材９）を内装し得る程度の径に設定されている。
【００４０】
また、第一管状部材13は、その下端部が前述した先細り体11の上端部に設けた突部11ｃに被嵌可能に設けられており、打ち込み体12の係合部として構成されている。
【００４１】
また、第一管状部材13は、その上端部内壁面に螺子溝が形成されており、後述する第二管状部材14の下端部に設けられた雄螺子部及びノッキングヘッド15を螺着し得る雌螺子部として構成されている。
【００４２】
第二管状部材14は、前述した第一管状部材13と同様、図示したように適宜な金属製の部材を形成したものであり、その外径及び管孔の径は、第一管状部材13の外径及びその管孔と同一径またはそれ以下に設定されている。
【００４３】
また、第二管状部材14は、その下端部外周面に螺子溝が形成されており、第一管状部材13の上端部に設けた雌螺子部及び第二管状部材14の上端部に設けた雌螺子部に螺着し得る雄螺子部として構成されている。
【００４４】
また、第二管状部材14は、その上端部内壁面に螺子溝が形成されており、他の第二管状部材14の下端部に設けられた雄螺子部及びノッキングヘッド15を螺着し得る雌螺子部として構成されている。
【００４５】
ノッキングヘッド15は、図示したように適宜な金属製の部材を形成したものであり、第一管状部材13の上端部及び第二管状部材14の上端部夫々に設けた雌螺子部に螺着し得るアタッチメント16を介して連結し得るように構成されている。
【００４６】
また、ノッキングヘッド15は、その上部に管状のガイド棒17を螺着し得る螺子部15ａが形成され、このガイド棒17にスライド移動自在に被嵌され、自重により落下せしめる重り体18により打撃されるように構成されている。
【００４７】
また、アタッチメント16は、その周面所定位置に開口窓16ａが形成されており、これはノッキングヘッド15を打撃する際、揚水装置Ａの配線（流体圧送管材８、地下水導出管材９）が挟まるのを防止するための構成である。
【００４８】
尚、打ち込み体12を打ち込むための手段としては前述した場合に限らず、先細り体11が埋設できる手段（打ち込み手段や押圧手段（ねじ込み押圧も含む））であれば適宜採用するものである。
【００４９】
以上の構成からなる設置装置Ｂを使用した揚水装置Ａの地中への設置方法について説明する。
【００５０】
まず、先細り体11に一の打ち込み体12（第一管状部材13）を被嵌連結し、この状態で打ち込み体12の上端部を打ち込む。
【００５１】
続いて、図４に図示したように一の打ち込み体12（第一管状部材13）の上端部に他の打ち込み体12（第二管状部材14）を螺着連結し、この状態で打ち込み体12を打ち込む。
【００５２】
この要領で順次打ち込み体12（第二管状部材14）を継合させて打ち込み、先細り体11を所定の深さまで打ち込む（図５参照）。
【００５３】
その後、順次打ち込み体12同志の連結を解除しながら打ち込み体12を地中から引き抜く作業を行い、先細り体11を地中に置き去り状態にすることで揚水装置Ａも地中に置き去り状態となり、設置作業は完了する（図６参照）。
【００５４】
本実施例は上述のように構成したから、例えば地下に配された地下水貯留体３内へ地下水導入部１から地下水２が導入され、この状態で、流体圧送部４から流体を圧送すると、地下水貯留体３内に貯留された地下水２は押圧されて地下水導出部５から導出されることになる。
【００５５】
よって、本実施例によれば、流体を圧送することで地下水貯留体３内の地下水２を移動させる（揚水する）という構造を採用した為、地下の深さに関係なく（気圧に関係なく）所定深さ位置の地下水２を良好に揚水することができることになり、しかも、構造が何ら複雑なものでない故に装置自体の小型化が可能であるから、地質調査における採水作業など、大掛かりな設備を必要としない地下水の採取用の揚水装置Ａとしては最適であり、当該採水作業が確実且つコスト安に行えることになる。
【００５６】
また、本実施例は、設置装置Ｂにより、揚水装置Ａを埋める箇所ごとに井戸を形成する必要はなく、単なる先細り体11と打ち込み体12の打ち込み作業を行うだけで揚水装置Ａを簡易且つ迅速に地中に設置することができて飛躍的に作業能率を向上することができ、しかも、無駄な作業がなくなる分だけコスト安も達成されることになる。
【００５７】
また、本実施例は、一の先細り体11を地中に設置した後は、打ち込み体12は地中から引き抜かれることになるため、直ちに他の先細り体11の設置作業で使用することができる。
【００５８】
また、本実施例は、打ち込み体12の下端部に先細り体11の上部所定位置に上方より打ち込んだ方向とは反対の方向へのみ離脱自在に係合し得る係合部を設けたから、打ち込み体12を強く打撃しても先細り体11からずれて外れてしまうようなことは一切なく、良好な打ち込みが迅速且つ確実に行えることになる。
【００５９】
また、本実施例は、打ち込み体12として管状部材から成る打ち込み体12を採用して、先細り体11に設けられるポンプ装置Ａの配線（流体圧送管材８及び地下水導出管材９）を地上へ導出し得るように構成したから、この配線を有するポンプ装置Ａでも良好に打ち込むことができる。
【００６０】
尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施例に係る揚水装置Ａの概略動作説明図である。
【図２】  本実施例に係る揚水装置Ａの概略動作説明図である。
【図３】  本実施例に係る設置装置Ｂの使用状態説明図である。
【図４】  本実施例に係る設置装置Ｂの使用状態説明図である。
【図５】  本実施例に係る設置装置Ｂの使用状態説明図である。
【図６】  本実施例に係る揚水装置Ａ及び設置装置Ｂの使用状態説明図である。
【符号の説明】
１  地下水導入部
２  地下水
３  地下水貯留体
４  流体圧送部
５  地下水導出部
６  通過部
７  弁体
８  流体圧送管材
９  地下水導出管材
10  流体圧送手段
11 先細り体
12 打ち込み体
15 ノッキングヘッド
17 ガイド棒
18 重り体
【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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