加壓式液體提升裝置以及液體提升方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設及使用加壓式氣累而用于將位于低位置的液體向高位置提升的加壓式 液體提升裝置W及液體提升方法。
【背景技術(shù)】
[0002] W主，通過專利文獻1等而公知有使用了加壓式氣累（微型鼓風機）的液體提升 裝置。例如圖8所示，該液體提升裝置將液體提升管101的一端與封閉容器100連接，將液 體提升管101的另一端立于高位置，并利用氣累102對封閉容器100內(nèi)進行加壓，由此經(jīng)由 液體提升管101將封閉容器100內(nèi)的液體向高位置提升。
[0003] 專利文獻1 ;日本特開2012 - 11304號公報
[0004] 但是，在使用該液體提升裝置的情況下，無法使液體提升至與氣累102所產(chǎn)生的 最大排出壓力對應的可提升液體高度W上的高度。例如，在液體為水且氣累102所產(chǎn)生的 最大排出壓力為2kPa的情況下，利用氣累102而能夠從封閉容器100內(nèi)的液面提升液體的 高度hO約為20cm。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供使用加壓累而能夠?qū)⒁后w提升至該累的可提升液體高度 W上的高度的加壓式液體提升裝置W及液體提升方法。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種加壓式液體提升裝置，其特征在于，具備：封 閉構(gòu)造的液體提升容器，其存積液體；氣累，其對上述液體提升容器內(nèi)進行加壓；液體提升 管，其一端連通于上述液體提升容器內(nèi)的液體中，另一端部朝上方立起，并在另一端部前端 形成有送液口，從上述液體提升容器的液面高度到上述送液口為止的高度比上述加壓累的 可提升液體高度大；供氣管，其一端部與設置于上述液體提升管的中途的分支部連接，并在 另一端部具有朝上方立起的立起部；氣閥，其設置于上述供氣管的另一端部，能夠相對于大 氣進行開閉；W及儲液部，其形成于上述送液口與上述分支部之間的液體提升管的部分，并 位于比上述分支部靠下方的位置，能夠存積規(guī)定量的液體，上述分支部位于比上述液體提 升容器的液面高度高、且比上述氣累的可提升液體高度低的位置。
[0007] 在本發(fā)明中，若在儲液部未存積有液體的狀態(tài)下驅(qū)動氣累，并對液體提升容器內(nèi) 進行加壓，則液體會上升至液體提升管內(nèi)的可提升液體高度。此時，液體的一部分越過分支 部并進入儲液部。接下來，若在打開氣閥的狀態(tài)下停止氣累，由于分支部位于比液體提升容 器的液面高度高且比氣累的可提升液體高度低的位置，因此液體提升管內(nèi)的液面下降且空 氣層會經(jīng)由供氣管而向分支部流入，由該空氣層而分割為儲液部的液體和比分支部靠容器 側(cè)的液體提升管內(nèi)的液體。在該狀態(tài)下，在儲液部殘留有規(guī)定量的液體。接下來，若關(guān)閉氣 閥并驅(qū)動氣累，則液體提升管中途的空氣層被從液體提升容器擠出的液體擠壓，因此能夠 經(jīng)由空氣層而將殘留于儲液部的液體向液體提升管的另一端送液口側(cè)頂起，從而將其從送 液口排出。其結(jié)果是，能夠?qū)⒁后w提升至比與氣累的最大排出壓力相當?shù)母叨龋商嵘?體高度）更高的位置。
[000引儲液部的形狀是任意的，但需要能夠存積規(guī)定量的液體，并且具有整體被液封的 剖面形狀。目P，需要具備利用液體提升管內(nèi)的空氣層將存積的液體向下游側(cè)（液體提升管 的送液口側(cè)）壓出的功能。作為氣累，可W是任意形式的累。優(yōu)選為如壓電鼓風機那樣可 瞬間進行驅(qū)動/停止、并且在停止狀態(tài)下排出口與吸入口連通的構(gòu)造（不具有止回閥的構(gòu) 造）的累。該是因為，由于在停止狀態(tài)下排出口與吸入口連通，從而能夠使容器內(nèi)迅速回至 大氣壓，并通過在短時間內(nèi)反復驅(qū)動/停止，從而提高液體提升效率。
[0009] 優(yōu)選供氣管的立起部延伸至比氣累的可提升液體高度高的位置，在供氣管的立起 部的比氣累的可提升液體高度高的位置安裝有氣閥。該情況下，即使在因某些原因而導致 液體流入供氣管內(nèi)的情況下，由于氣閥位于比氣累的可提升液體高度高的位置，所W液體 也不會與氣閥接觸。因此，液體中的雜質(zhì)不會附著于閥，從而能夠長時間地維持閥的開閉性 能。此外，氣閥的安裝位置并不限定于供氣管的立起部，例如也可W在供氣管的另一端部連 續(xù)地形成向上的立起部與向下部，并在該向下部安裝氣閥。在該情況下，只要立起部的上端 位于比氣累的可提升液體高度高的位置，液體就無法越過立起部，因此液體不會與氣閥接 觸。
[0010] 作為氣閥，只要是可瞬間進行開閉并且空氣泄漏較少的閥，就可W是任意的閥，但 也可W使用僅允許空氣從外部向供氣管流入的止回閥。在該情況下，由于止回閥是因供氣 管內(nèi)的空氣壓而自動開閉的被動閥，所W不需要氣閥的開閉控制，僅通過氣累的驅(qū)動/停 止的控制就能夠進行液體提升。
[0011] 作為用于液體提升的條件，需要使儲液部的容積小于液體提升管的截面積與氣累 的可提升液體高度之積。良P，
[0012] (儲液部的容積）<(液體提升管的截面積）X(可提升液體高度）
[0013] 通過將儲液部的容積設定為小于液體提升管的截面積與氣累的可提升液體高度 之積，從而在驅(qū)動氣累使液面上升至可提升液體高度時，能夠可靠地對儲液部的液體進行 液體提升。
[0014] 如上述那樣，即使在儲液部未存積有液體的狀態(tài)下驅(qū)動氣累，雖然第一次驅(qū)動時， 液體僅存積于儲液部，且無法該就樣使其從液體提升管的送液口排出，但只要滿足W下的 條件，就可W借助第二次W后的氣累的驅(qū)動而將液體可靠地從送液口排出。良P，
[0015] 空氣層的容積>(液體提升管的截面積）X(液體提升管的送液口與容器內(nèi)的液 面的高低差一可提升液體高度）
[0016] 在使空氣層經(jīng)由供氣管而向分支部流入的階段中，使該空氣層的容積大于W下乘 積：從液體提升管的送液口與液體提升容器內(nèi)的液面之間的高低差中減去氣累的可提升液 體高度而得到的值與液體提升管的截面積的乘積，從而能夠借助第二次的氣累的驅(qū)動而連 續(xù)地排出液體。在不滿足上述條件的情況下，能夠借助=次W上的氣累的驅(qū)動來連續(xù)地排 出液體。
[0017] 如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在液體提升管的中途經(jīng)由分支部而連接有具有氣閥的供 氣管，并在液體提升管的比分支部靠送液口側(cè)設置有儲液部，因此，暫且在儲液部存積有液 體后，通過關(guān)閉氣閥并驅(qū)動氣累，從而能夠經(jīng)由空氣層而將殘留于儲液部的液體向液體提 升管的送液口頂起。其結(jié)果是，能夠?qū)⒁后w提升至比氣累的可提升液體高度高的位置。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明所設及的加壓式液體提升裝置的第一實施例的簡圖。
[0019] 圖2是作為氣累的一個例子的壓電微型鼓風機的剖視圖。
[0020] 圖3是表示第一實施例的液體提升裝置的動作例的圖。
[0021] 圖4是表示作為氣閥的一個例子的止回閥的構(gòu)造的圖。
[0022] 圖5是本發(fā)明所設及的加壓式液體提升裝置的第二實施例的簡圖。
[0023] 圖6是本發(fā)明所設及的加壓式液體提升裝置的第=實施例的簡圖。
[0024] 圖7是本發(fā)明所設及的加壓式液體提升裝置的第四實施例的簡圖。
[0025] 圖8是現(xiàn)有的加壓式液體提升裝置的一個例子的簡圖。
【具體實施方式】
[0026]-第一實施例一
[0027] 圖1表示本發(fā)明所設及的加壓式液體提升裝置的第一實施例。該裝置1具備設置 于低位置的封閉構(gòu)造的液體提升容器2、W及設置于容器2的加壓累亦即氣累10。此外，雖 未圖示，但在容器2設置有能夠通過蓋體（cap)進行開閉的液體供給口。在容器2內(nèi)存積 有液體（例如水），該液體存積至比后述分支部4低的程度。氣累10的吸入口 19a向外部 開放，排出口 13c向容器2內(nèi)開口。在后面對氣累10進行詳細敘述。在本實施例中，氣累 10安裝于容器2的上壁部，W便其不與存積于容器2內(nèi)的液體L接觸。
[002引在容器2的底部連接有液體提升管3的一端部3a，另一端側(cè)向上方立起，并在其前 端開口有送液口 3b。容器2內(nèi)的液面（氣累的非驅(qū)動時）與送液口 3b的高低差h2大于氣 累10的自容器2內(nèi)的液面的可提升液體高度hO。此外，優(yōu)選使容器2的截面積與液體提升 管3的截面積相比足夠大（例如100倍W上），從而使得在氣累10的驅(qū)動時與非驅(qū)動時容 器2內(nèi)的液面變化不大。
[0029] 液體提升管3沿上下屈曲為S字狀，在其中途設置有分支成兩股的分支部4。分支 部4位于比容器2內(nèi)的液面高的位置，容器2內(nèi)的液面與分支部4的高低差hi比氣累10 的可提升液體高度hO小。在該分支部4連接有供氣管5的一端部，供氣管5的另一端部5a 向上方立起。供氣管5的另一端部5a的上端向大氣開放，在其上端部安裝有能夠進行開閉 的氣閥6。對于氣閥6而言，只要是