加压式液体提升装置以及液体提升方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及使用加压式气累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W及液体提升方法。
【背景技术】
[0002] W主，通过专利文献1等而公知有使用了加压式气累（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，并利用气累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。
[0003] 专利文献1 ;日本特开2012 - 11304号公报
[0004] 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累102所产生的 最大排出压力对应的可提升液体高度W上的高度。例如，在液体为水且气累102所产生的 最大排出压力为2kPa的情况下，利用气累102而能够从封闭容器100内的液面提升液体的 高度hO约为20cm。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供使用加压累而能够将液体提升至该累的可提升液体高度 W上的高度的加压式液体提升装置W及液体提升方法。
[0006] 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；气累，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累的 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；W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、且比上述气累的可提升液体高度低的位置。
[0007] 在本发明中，若在储液部未存积有液体的状态下驱动气累，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累，由于分支部位于比液体提升容 器的液面高度高且比气累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 阀并驱动气累，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累的最大排出压力相当的高度（可提升液 体高度）更高的位置。
[000引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。目P，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。作为气累，可W是任意形式的累。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）的累。该是因为，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。
[0009] 优选供气管的立起部延伸至比气累的可提升液体高度高的位置，在供气管的立起 部的比气累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，由于气阀位于比气累的可提升液体高度高的位置，所W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W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 位于比气累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。
[0010] 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W是任意的阀，但 也可W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W不需要气阀的开闭控制，仅通过气累的驱动/停 止的控制就能够进行液体提升。
[0011] 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累 的可提升液体高度之积。良P，
[0012] (储液部的容积）<(液体提升管的截面积）X(可提升液体高度）
[0013] 通过将储液部的容积设定为小于液体提升管的截面积与气累的可提升液体高度 之积，从而在驱动气累使液面上升至可提升液体高度时，能够可靠地对储液部的液体进行 液体提升。
[0014] 如上述那样，即使在储液部未存积有液体的状态下驱动气累，虽然第一次驱动时， 液体仅存积于储液部，且无法该就样使其从液体提升管的送液口排出，但只要满足W下的 条件，就可W借助第二次W后的气累的驱动而将液体可靠地从送液口排出。良P，
[0015] 空气层的容积>(液体提升管的截面积）X(液体提升管的送液口与容器内的液 面的高低差一可提升液体高度）
[0016] 在使空气层经由供气管而向分支部流入的阶段中，使该空气层的容积大于W下乘 积：从液体提升管的送液口与液体提升容器内的液面之间的高低差中减去气累的可提升液 体高度而得到的值与液体提升管的截面积的乘积，从而能够借助第二次的气累的驱动而连 续地排出液体。在不满足上述条件的情况下，能够借助=次W上的气累的驱动来连续地排 出液体。
[0017] 如上所述，根据本发明，在液体提升管的中途经由分支部而连接有具有气阀的供 气管，并在液体提升管的比分支部靠送液口侧设置有储液部，因此，暂且在储液部存积有液 体后，通过关闭气阀并驱动气累，从而能够经由空气层而将残留于储液部的液体向液体提 升管的送液口顶起。其结果是，能够将液体提升至比气累的可提升液体高度高的位置。
【附图说明】
[0018] 图1是本发明所设及的加压式液体提升装置的第一实施例的简图。
[0019] 图2是作为气累的一个例子的压电微型鼓风机的剖视图。
[0020] 图3是表示第一实施例的液体提升装置的动作例的图。
[0021] 图4是表示作为气阀的一个例子的止回阀的构造的图。
[0022] 图5是本发明所设及的加压式液体提升装置的第二实施例的简图。
[0023] 图6是本发明所设及的加压式液体提升装置的第=实施例的简图。
[0024] 图7是本发明所设及的加压式液体提升装置的第四实施例的简图。
[0025] 图8是现有的加压式液体提升装置的一个例子的简图。
【具体实施方式】
[0026]-第一实施例一
[0027] 图1表示本发明所设及的加压式液体提升装置的第一实施例。该装置1具备设置 于低位置的封闭构造的液体提升容器2、W及设置于容器2的加压累亦即气累10。此外，虽 未图示，但在容器2设置有能够通过盖体（cap)进行开闭的液体供给口。在容器2内存积 有液体（例如水），该液体存积至比后述分支部4低的程度。气累10的吸入口 19a向外部 开放，排出口 13c向容器2内开口。在后面对气累10进行详细叙述。在本实施例中，气累 10安装于容器2的上壁部，W便其不与存积于容器2内的液体L接触。
[002引在容器2的底部连接有液体提升管3的一端部3a，另一端侧向上方立起，并在其前 端开口有送液口 3b。容器2内的液面（气累的非驱动时）与送液口 3b的高低差h2大于气 累10的自容器2内的液面的可提升液体高度hO。此外，优选使容器2的截面积与液体提升 管3的截面积相比足够大（例如100倍W上），从而使得在气累10的驱动时与非驱动时容 器2内的液面变化不大。
[0029] 液体提升管3沿上下屈曲为S字状，在其中途设置有分支成两股的分支部4。分支 部4位于比容器2内的液面高的位置，容器2内的液面与分支部4的高低差hi比气累10 的可提升液体高度hO小。在该分支部4连接有供气管5的一端部，供气管5的另一端部5a 向上方立起。供气管5的另一端部5a的上端向大气开放，在其上端部安装有能够进行开闭 的气阀6。对于气阀6而言，只要是