[发明专利]加压式液体提升装置以及液体提升方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用加压式气泵而用于将位于低位置的液体向高位置提升的加压式液体提升装置以及液体提升方法。

背景技术

以往，通过专利文献1等而公知有使用了加压式气泵(微型鼓风机)的液体提升装置。例如图8所示，该液体提升装置将液体提升管101的一端与封闭容器100连接，将液体提升管101的另一端立于高位置，并利用气泵102对封闭容器100内进行加压，由此经由液体提升管101将封闭容器100内的液体向高位置提升。

专利文献1：日本特开2012－11304号公报

但是，在使用该液体提升装置的情况下，无法使液体提升至与气泵102所产生的最大排出压力对应的可提升液体高度以上的高度。例如，在液体为水且气泵102所产生的最大排出压力为2kPa的情况下，利用气泵102而能够从封闭容器100内的液面提升液体的高度h0约为20cm。

发明内容

本发明的目的在于提供使用加压泵而能够将液体提升至该泵的可提升液体高度以上的高度的加压式液体提升装置以及液体提升方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种加压式液体提升装置，其特征在于，具备：封闭构造的液体提升容器，其存积液体；气泵，其对上述液体提升容器内进行加压；液体提升管，其一端连通于上述液体提升容器内的液体中，另一端部朝上方立起，并在另一端部前端形成有送液口，从上述液体提升容器的液面高度到上述送液口为止的高度比上述加压泵的可提升液体高度大；供气管，其一端部与设置于上述液体提升管的中途的分支部连接，并在另一端部具有朝上方立起的立起部；气阀，其设置于上述供气管的另一端部，能够相对于大气进行开闭；以及储液部，其形成于上述送液口与上述分支部之间的液体提升管的部分，并位于比上述分支部靠下方的位置，能够存积规定量的液体，上述分支部位于比上述液体提升容器的液面高度高、且比上述气泵的可提升液体高度低的位置。

在本发明中，若在储液部未存积有液体的状态下驱动气泵，并对液体提升容器内进行加压，则液体会上升至液体提升管内的可提升液体高度。此时，液体的一部分越过分支部并进入储液部。接下来，若在打开气阀的状态下停止气泵，由于分支部位于比液体提升容器的液面高度高且比气泵的可提升液体高度低的位置，因此液体提升管内的液面下降且空气层会经由供气管而向分支部流入，由该空气层而分割为储液部的液体和比分支部靠容器侧的液体提升管内的液体。在该状态下，在储液部残留有规定量的液体。接下来，若关闭气阀并驱动气泵，则液体提升管中途的空气层被从液体提升容器挤出的液体挤压，因此能够经由空气层而将残留于储液部的液体向液体提升管的另一端送液口侧顶起，从而将其从送液口排出。其结果是，能够将液体提升至比与气泵的最大排出压力相当的高度(可提升液体高度)更高的位置。

储液部的形状是任意的，但需要能够存积规定量的液体，并且具有整体被液封的剖面形状。即，需要具备利用液体提升管内的空气层将存积的液体向下游侧(液体提升管的送液口侧)压出的功能。作为气泵，可以是任意形式的泵。优选为如压电鼓风机那样可瞬间进行驱动/停止、并且在停止状态下排出口与吸入口连通的构造(不具有止回阀的构造)的泵。这是因为，由于在停止状态下排出口与吸入口连通，从而能够使容器内迅速回至大气压，并通过在短时间内反复驱动/停止，从而提高液体提升效率。

优选供气管的立起部延伸至比气泵的可提升液体高度高的位置，在供气管的立起部的比气泵的可提升液体高度高的位置安装有气阀。该情况下，即使在因某些原因而导致液体流入供气管内的情况下，由于气阀位于比气泵的可提升液体高度高的位置，所以液体也不会与气阀接触。因此，液体中的杂质不会附着于阀，从而能够长时间地维持阀的开闭性能。此外，气阀的安装位置并不限定于供气管的立起部，例如也可以在供气管的另一端部连续地形成向上的立起部与向下部，并在该向下部安装气阀。在该情况下，只要立起部的上端位于比气泵的可提升液体高度高的位置，液体就无法越过立起部，因此液体不会与气阀接触。

作为气阀，只要是可瞬间进行开闭并且空气泄漏较少的阀，就可以是任意的阀，但也可以使用仅允许空气从外部向供气管流入的止回阀。在该情况下，由于止回阀是因供气管内的空气压而自动开闭的被动阀，所以不需要气阀的开闭控制，仅通过气泵的驱动/停止的控制就能够进行液体提升。

作为用于液体提升的条件，需要使储液部的容积小于液体提升管的截面积与气泵的可提升液体高度之积。即，

(储液部的容积)＜(液体提升管的截面积)×(可提升液体高度)