专利名称：液体输送管和包括该液体输送管的液体输送装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液体输送管和包括该液体输送管的液体输送装置。
背景技术：
液体输送装置是这样一种装置:它将液体从一个位置引导到另一个位置，并例如用于将容纳在储水槽内的水引导到盆栽植物的根部。例如，专利文献I至3中公开的发明已知为这种液体输送装置。专利文献I中公开的发明提供了位于培养容器和用于储存液体的贮存器之间的供给管/排放管，并使用泵作为动力源，以便将液体从贮存器单元经由供给管/排放管引导到培养容器。专利文献2中描述的发明通过利用填充有沙子的多孔管中的毛细管作用来将水从储水槽引导到植物单元，而不需动力源。专利文献3中描述的发明通过使用液体输送构件来引导水，该液体输送构件由陶瓷多孔材料构成，其中，具有预定直径的连通孔被单向地定向。引用文件列表专利文献专利文献1:日本专利申请特开N0.2004-024029专利文献2:日本专利申请特开平11-181775号专利文献3:日本专利申请特开N0.2008-301744
发明内容
本发明要解决的问题本发明人已经研究了常规的液体输送装置，结果发现了以下问题:S卩，专利文献I中描述的液体输送装置需要动力源，以将液体从贮存器单元、经由供给管/排放管引导到培养容器，因此需要能量。与之相比，专利文献2和3中描述的液体输送装置不需要动力源。然而，专利文献2中描述的液体输送装置利用了填充有沙子的多孔管中的毛细管作用，并不能控制沙子的颗粒尺寸、多孔管的孔尺寸、孔的定向、孔彼此之间的连接方式等，因此，在可利用毛细管作用克服重力而实现的液体输送高度方面受到限制。在专利文献3描述的液体输送装置中，其布置自由度较低，这是因为:由陶瓷多孔材料构成的液体输送构件需要根据其用途和布置条件而具有预定的形式。为了解决上述问题，已经开发出了本发明。本发明的一个目的是提供一种液体输送管和包括该液体输送管的液体输送装置，该液体输送管的结构使得能够将液体输送到足够的高度、同时不需要用于液体输送的能量，并且该液体输送管具有高的布置自由度。问题解决方案根据本发明的液体输送装置至少包括液体输送管和过滤器。该液体输送管具有第一端以及与该第一端相反的第二端。该液体输送管包括微小管，该微小管从所述第一端延伸到所述第二端并具有通孔，该通孔具有在其整个长度方向上基本均一的内径。该过滤器布置在所述液体输送管的第一端侧。该过滤器具有比所述微小管的通孔的内径小的网眼尺寸。在如此构造的液体输送装置中，所述液体输送管利用所述通孔中的毛细管作用、把穿过所述过滤器的网眼的液体从所述第一端引导到所述第二端。优选地，在根据本发明的液体输送装置中，所述微小管的通孔的内径大于等于
0.1 ym，但小于等于100 Pm。所述微小管可具有包括上述通孔在内的多个通孔。所述液体输送管也可通过将包括上述微小管在内的多个微小管捆扎在一起而构成。根据本发明的液体输送装置还可包括一个或多个毛细管体，该一个或多个毛细管体在液体输送管的第二端处插入在所述通孔中。由此，通过所述毛细管体从所述通孔内取出液体。优选地，每个毛细管体的直径以及相邻毛细管体之间的间距均小于所述通孔的直径。优选地，每个毛细管体的长度均大于所述通孔的直径。优选地，每个毛细管体均通过纳米压印技术来制造。优选地，根据本发明的液体输送管是通过将多个微小管捆扎在一起而构成的。优选地，在此情况下，所述多个微小管中的每个微小管均具有多个通孔，所述通孔具有在其整个长度方向上基本均一的内径，所述多个通孔中的每个通孔均具有大于等于0.1il m、但小于等于100 li m的内径。本发明的效果根据本发明的液体输送装置能够将液体输送到足够的高度，同时不需要用于液体输送的能量，并且该液体输送装置具 有高的布置自由度。
图1是示出了根据第一实施例的液体输送装置I的结构的视图；图2是液体输送装置I中包括的液体输送管10的横截面图；图3是液体输送管10中包括的微小管11的横截面图；图4是用于制作该微小管11的微小管基材50的横截面图；图5是示出了通孔14的内径与液体输送高度之间的关系的图；图6是示出了根据第二实施例的液体输送装置2的结构的视图；图7是示出了根据第三实施例的液体输送装置中包括的纤维材料片40和毛细管体41的结构的视图；并且图8是示出了根据第三实施例的液体输送装置中包括的微小管11、纤维材料片40及毛细管体41的结构的视图。附图标记说明I, 2…液体输送装置；10…液体输送管；11…微小管；12…护套；13…玻璃部分；14…通孔；15…覆层；20…过滤器;30…储水槽;31…水;40…纤维材料片;41…毛细管体；50…微小管基材；51…玻璃管；52…玻璃管。
具体实施例方式下面，将参照图1至图8来详细说明本发明的各个实施例。在这些附图的描述中，相同或相应的部件由相同的附图标记表示，并将省略重复的描述。(第一实施例)
图1是示出了根据第一实施例的液体输送装置I的结构的视图。图1不仅示出了包括液体输送管10和过滤器20的液体输送装置1，而且示出了储水槽30和纤维材料片40。图2是液体输送装置I中包括的液体输送管10的横截面图。图3是液体输送管10中包括的微小管11的横截面图。液体输送管10包括微小管11，每个微小管11均具有通孔，所述通孔具有在其整个长度方向上基本均一的内径。过滤器20具有比微小管11的所述通孔的内径小的网眼尺寸。过滤器20布置在所述液体输送管的第一端侧，具体地，该过滤器20固定到第一端，从而覆盖该第一端的端面。液体输送管10的第一端浸没在储水槽30内的水31中。液体输送管10的第二端处的通孔的开口与纤维材料片40接触。当水31供应到液体输送装置I中的液体输送管10的第一端时，穿过该过滤器20的网眼的水31利用所述通孔中的毛细管作用而被从液体输送管10的第一端引导到第二端，从而最终到达与液体输送管10的第二端接触的纤维材料片40。如图2的横截面图所示,液体输送管10是通过将多个(图2中为109个)微小管11捆扎在一起而构成的，同时，所得到的这一捆多个微小管11的外周覆盖有护套12。如图3的横截面图所示，液体输送管10中包括的每个微小管11均具有多个(图3中为91个)通孔14，这些通孔14纵向形成在沿其纵向方向具有基本均一外径的玻璃部分13中。该玻璃部分13的外周覆盖有覆层15。每个通孔14具有在其整个长度方向上基本均一的内径。优选地，每个通孔14的内径例如大于等于0.1ii m，但小于等于100 iim。在一实例中，每个通孔14的内径大约为8 ii m，玻璃部分13的外径大约为125 U m,覆层15的外径大约为170pm，而护套12的外径大约为2mm。优选地，过滤器20的网眼尺寸小于等于每个通孔14的内径的1/2，S卩，在该情况中，小于等于4 iim。图4是用于制作该微小管11的微小管基材50的横截面图。微小管基材50是通过将具有相同形式的多个(图4中为91个)玻璃管51捆扎在一起并将它们插入到具有更大内径的玻璃管52内而构成的。如此构成的微小管基材50通过加热和拉拔而成为一体。在该拉拔过程中，拉拔部分(玻璃部分13)的表面适当地覆盖有由UV硬化树脂等构成的覆层15，以便制造图3所示的微小管11。图5是示出了通孔14的内径与液体输送高度之间的关系的图。如图5所示，可利用毛细管作用实现的液体输送的高度取决于通孔14等的内径。当通孔14的内径为Sym时，该液体输送能够实现大约3m的高度。因此，即使在附有纤维材料片40的所述第二端比储水槽30中的水31的水面高大约3m时，也能将水供应到所述第二端。结果，到达液体输送管10的第二端的水由于在该第二端处与通孔14的开口接触的纤维材料片40的毛细管作用而扩散到整个纤维材料片40。通过将纤维材料片40置于容纳有需要供水的植物等的花盆(pot)、花槽(planter)等上,允许在不使用动力源的情况下自动供水，直到储水槽30干涸。
(第二实施例)图6是示出了根据第二实施例的液体输送装置2的结构的视图。图6不仅示出了包括液体输送管IO1至IO5以及过滤器20i至203的液体输送装置2，而且示出了储水槽30和纤维材料片40。液体输送管IO1至IO5中的每一个均具有与第一实施例中的液体输送管10的结构类似的结构。
过滤器20i至203依次布置在用于将水31供给到储水槽30中的路径上。过滤器20:至203具有由所供给的水31中含有的异物的预期尺寸决定的相应网眼尺寸。第二级上的过滤器202的网眼尺寸小于第一级上的过滤器20i的网眼尺寸，而第三级上的过滤器203的网眼尺寸小于第二级上的过滤器202的网眼尺寸。第三级上的过滤器203的网眼尺寸小于液体输送管IO1至IO5的每个通孔的内径。由此，使过滤器20i至203沿着该供水路径依次减小其网眼尺寸，这有利于有效去除异物(即，防止异物进入所述通孔中)。这对于过滤器20:至203的维护来说也是合适的。本实施例不需要固定地设置的过滤器来覆盖所述液体输送管IO1至IO5各自的第一端的端面。(第三实施例)在第一实施例和第二实施例的每一个中，纤维材料片40设置在液体输送管10的第二端，以从微小管11的通孔14的开口中取出水，从而，到达液体输送管10的第二端的水由于纤维材料片40的毛细管作用而扩散到整个纤维材料片40。在第三实施例中，为了在液体输送管10的第二端处从通孔14的开口中有效地取出水，纤维材料片40设有毛细管体41。图7是示出了根据第三实施例的液体输送装置中包括的纤维材料片40和毛细管体41的结构的视图。图8是示出了根据第三实施例的液体输送装置中包括的微小管11、纤维材料片40及毛细管体41的结构的视图。第三实施例中的其他组成部分与第一实施例中相同。在纤维材料片40的一个主表面上设置有多个毛细管体41。毛细管体41可通过纳米压印技术来制造。每个毛细管体41的直径以及相邻毛细管体41之间的间距均小于通孔14的直径，但每个毛细管体41的长度大于通孔14的直径。例如，当每个通孔14具有大约8 ii m的内径时,毛细管体41之间的间距是5 ii m,且每个毛细管体41具有10 y m的长度。每个毛细管体41均是柔性 的。在液体输送管10的第二端处，一个或多个毛细管体41插入到通孔14中。在具有上述比例的示例中，每个通孔14中大约插入有四个毛细管体41。由于每个毛细管体41均是柔性的，所以，未插入到通孔14中的、与微小管11的端面处的所述玻璃部分相抵靠的毛细管体41弯曲(挠曲)，从而不妨碍其他毛细管体41插入到通孔14中。在到达液体输送管10的第二端后，利用毛细管作用、经由通孔14提升的水由于插入到通孔14中的毛细管体41的毛细管作用而到达毛细管体41的根部，然后离开通孔14。此外，离开通孔14的水由于设置在毛细管41的根部中的纤维材料片40的毛细管作用而扩散到整个纤维材料片40。与纤维材料片40和通孔14直接接触的第一实施例相比，考虑了通孔14的尺寸的、使用毛细管体41的第三实施例能够更可靠地从通孔14内取出水，从而提高液体输送的效率并简化安装。变型例本发明不限于上述实施例，而是能够以各种方式进行变型。例如，作为微小管基材50的材料，能够在加热和拉拔时减小其直径并延长其长度的材料都是合适的，由此，不仅可以使用玻璃，而且也可以使用塑料等。微小管基材50可通过任何方法来制造，只要能够在所期望的位置处沿轴向实现具有所期望的形状和尺寸的通孔即可。这些通孔不仅可通过堆积多个管来形成，还可通过对杆状材料进行穿孔来形成。微小管11中的通孔14的尺寸不限于第一实施例中所示的值，而是可根据图5所示的直径与液体输送高度之间的关系来确定。所述通孔的数量还可根据所期望的液体输送量等来确定。可以从保护和操作该微小管11的角度来决定是否为微小管11设有覆层15以及该覆层15使用什么材料。即使在覆层15必要时，其材料也不限于第一实施例中描述的UV硬化树脂。对于护套12来说也是如此。液体输送管10的第二端需要有从微小管11的通孔14的开口中取出水的功能，该第二端利用了第一实施例中的由纤维材料制成的纤维材料片40的毛细管作用，但在类似地利用毛细管作用的情况中，也可采用微小多孔体以及诸如沙子的粉末。虽然第一实施例例示了其用途是将水供给到植 物，但它也可用于需要水的各种其他目的，例如通过气化热进行的冷却。虽然使用了诸如“液体输送”和“储水器”等的术语，但液体不限于水。
权利要求
1.一种液体输送装置，包括: 液体输送管，所述液体输送管具有第一端以及与所述第一端相反的第二端，所述液体输送管包括微小管，所述微小管从所述第一端延伸到所述第二端并具有通孔，所述通孔具有在所述通孔的整个长度方向上基本均一的内径；以及 过滤器，所述过滤器布置在所述液体输送管的第一端侧，并具有比所述微小管的所述通孔的内径小的网眼尺寸， 其中，所述液体输送管利用所述通孔中的毛细管作用、把穿过所述过滤器的网眼的液体从所述第一端引导到所述第二端。
2.根据权利要求1所述的液体输送装置，其中，所述微小管的所述通孔的内径大于等于0.1 u m,但小于等于100 u m。
3.根据权利要求1所述的液体输送装置，其中，所述微小管具有包括所述通孔在内的多个通孔。
4.根据权利要求1所述的液体输送装置，其中，所述液体输送管是通过将包括所述微小管在内的多个微小管捆扎在一起而构成的。
5.根据权利要求1所述的液体输送装置，还包括一个或多个毛细管体，在所述液体输送管的第二端侧，每个所述毛细管体的至少一部分插入在所述通孔中，由此，通过所述毛细管体从所述通孔内取出所述液体。
6.根据权利要求5所述的液体输送装置，其中，每个毛细管体的直径以及相邻毛细管体之间的间距均小于所述通孔的直径，并且每个毛细管体的长度均大于所述通孔的直径。
7.根据权利要求5 所述的液体输送装置，其中，每个所述毛细管体均通过纳米压印技术来制造。
8.一种液体输送管，所述液体输送管是通过将多个微小管捆扎在一起而构成的， 其中，所述多个微小管中的每个微小管均具有多个通孔，所述通孔具有在所述通孔的整个长度方向上基本均一的内径；并且 其中，所述多个通孔中的每个通孔均具有大于等于0.1y m、但小于等于lOOym的内径。
全文摘要
本发明涉及一种水泵送装置等，其不需要用于泵送水的能量，并且具有高的安装自由度，其结构使得能够将水泵送到足够的高度。该水泵送装置(1)包括水泵送管(10)和过滤器(20)。水泵送管(10)包括具有通孔的非常细的管，这些通孔具有沿着所述非常细的管的整个纵向长度基本均一的内径。过滤器(20)的网眼小于所述非常细的管中的通孔的内径。当已经穿过所述过滤器(20)的网眼的液体被供应到水泵送管(10)的第一端时，通过所述通孔的毛细管作用，该液体被从水泵送管(10)的第一端引导到水泵送管(10)的第二端。
文档编号A01G27/00GK103153042SQ20118004820
公开日2013年6月12日 申请日期2011年10月3日 优先权日2010年10月4日
发明者笹冈英资 申请人:住友电气工业株式会社