JP2584561B2 - Vibrating column pump - Google Patents

Vibrating column pump

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JP2584561B2
JP2584561B2 JP4016714A JP1671492A JP2584561B2 JP 2584561 B2 JP2584561 B2 JP 2584561B2 JP 4016714 A JP4016714 A JP 4016714A JP 1671492 A JP1671492 A JP 1671492A JP 2584561 B2 JP2584561 B2 JP 2584561B2
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vibrating tube
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、振動柱ポンプ、即ち、
一端を水中に浸漬し他端を空中にあるように配し且つ該
他端をばねで弾接された弁板を介して吐出側導液管に連
通させるようにしたパイプ(振動管)を、長手方向に振
動させ、該パイプ内を経て揚液させるようにしたポンプ
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a vibrating column pump,
A pipe (vibration pipe) having one end immersed in water and the other end arranged in the air and the other end being communicated with the discharge-side liquid guide pipe through a valve plate elastically contacted by a spring, The present invention relates to a pump that vibrates in a longitudinal direction and pumps liquid through the inside of the pipe.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の振動柱ポンプとしては、
(イ)振動管の加振手段として、不釣合重量をもつ回転
体を電動機により回転させるもの又は電磁石を用い、こ
れらの加振器の出力部に振動管を固設したものがある。
(特開昭58−144700号公報、特開昭58−18
3900号公報参照)
2. Description of the Related Art Conventionally, as a vibrating column pump of this kind,
(A) As a vibrating means of the vibrating tube, there is a vibrating means in which a rotating body having an unbalanced weight is rotated by an electric motor, or an electromagnet is used, and a vibrating tube is fixedly provided at an output portion of these vibrators.
(JP-A-58-144700, JP-A-58-18)
No. 3900)

【0003】また(ロ)小ストロークの加振源により大
ストロークの振動管の振動が得られるように、加振手段
を、振動管に板ばねの一端を固定し、該板ばね又は該板
ばねに固定した弾性体を間にして電磁石を対向して固設
して構成したものがある。(特開昭61−275600
号公報参照)
[0003] Also, (b) a vibrating means is fixed to one end of a leaf spring to the vibrating tube so that vibration of the vibrating tube of a large stroke can be obtained by a vibrating source of a small stroke. There is a configuration in which an electromagnet is fixedly opposed to an elastic body fixed to the electromagnet. (Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-275600)
No.)

【0004】また(ハ)加振手段を、永久磁石とばねを
介して対極する電磁石の一方の磁石を、振動管に固定
し、他の磁石を固設するようにして構成し、電磁石の永
久磁石に対極する極を永久磁石と周波的に同極性になる
ように付勢することにより、振動管に固定した磁石を上
下動させて該振動管を振動させ揚水するようにしたもの
がある。(実開昭61−110900号公報参照)
Further, (c) the vibrating means is constituted such that one of the electromagnets opposite to the permanent magnet via a spring is fixed to the vibrating tube and the other magnet is fixed, so that the permanent magnet of the electromagnet is There is a type in which a magnet opposite to a magnet is urged to have the same polarity in frequency as a permanent magnet so that a magnet fixed to a vibrating tube is moved up and down to vibrate the vibrating tube to pump water. (See Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 61-110900)

【0005】また(ニ)加振手段を、すべりが大なる方
からすべりが小なる方に向って推力が増大しすべりが零
の近傍に最大推力を有するすべり−推力特性を持つリニ
アモータの固定子を不動部分に固定し、該固定子に対極
させて振動管を配し、該振動管を軸方向に移動自在に軸
受にて支持して構成し、リニアモータの推力−すべり特
性により自励振動系が成立するので、リニアモータを付
勢して振動管を振動させ、振動管が上昇するとき該振動
管下端から液体を上昇させ、振動管が下降するとき振動
管上端部に弾接された弁板を経て吐出させるようにした
ものもある。(実開昭60−197300号公報)
[0005] (d) The vibrating means is fixed to a linear motor having a slip-thrust characteristic in which the thrust increases from the direction of the larger slip to the direction of the smaller slip and the slip has a maximum thrust near zero. The vibrating tube is fixed to the stationary part, the vibrating tube is arranged opposite to the stator, and the vibrating tube is supported by a bearing movably in the axial direction, and self-excited by the thrust-slip characteristics of the linear motor. Since the vibration system is established, the linear motor is energized to vibrate the vibrating tube. When the vibrating tube rises, the liquid rises from the lower end of the vibrating tube, and when the vibrating tube descends, it is elastically contacted with the upper end of the vibrating tube. In some cases, the liquid is discharged through a valve plate. (Japanese Utility Model Publication No. 60-197300)

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のものに
おける(イ)のものは、振動柱の必要な変位例えば10
mmを発生し且つ振動数を所要振動数例えば60Hzと
するのが困難であり、たとえ製造しても加振手段が大き
なものとなり、また、加振器の出力部に振動管を固定し
ているので、加振装置とポンプが別装置となり、コンパ
クトな形状にすることが不可能であるという問題点があ
った。
In the above-mentioned conventional device (a), the required displacement of the vibrating column, for example, 10
mm and it is difficult to set the vibration frequency to a required frequency, for example, 60 Hz. Even if it is manufactured, the vibration means becomes large, and the vibration tube is fixed to the output part of the vibration device. Therefore, there is a problem that the vibration device and the pump are separate devices, and it is impossible to make the device compact.

【0007】また上記(ロ)及び(ハ)のものは、振幅
や加振波形の制御が比較的困難であるという問題点があ
った。
[0007] In the above (b) and (c), there is a problem that it is relatively difficult to control the amplitude and the excitation waveform.

【0008】また上記(ニ)のものは、自励系を形成さ
せているため効率は良いが、振動の制御性に難点があっ
た。
[0008] In the above (d), the self-excited system is formed so that the efficiency is high, but there is a problem in the controllability of vibration.

【0009】本発明は、上記した従来技術の有する各問
題点に鑑みてなされたものであり、無漏洩化が可能で加
振力が大きく、しかもヨークをユニット化することで最
大加振力の設定を容易にすると共に、部品形状を単純化
した振動柱ポンプを提供することを技術的課題(目的)
としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and it is possible to prevent leakage and to increase the exciting force. Technical problem (Purpose) to provide a vibrating column pump that facilitates setting and simplifies part shape.
And

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の技術的課題を解決
するために、本発明は、下端が液中に浸漬し上端が弾接
された弁を介して導液管中に開口している振動管を長手
方向に加振する加振手段を備えた振動柱ポンプにおい
て、振動管を磁性材料で作り、該振動管の外周に、半径
方向に磁化したそれぞれ磁極の異なる永久磁石を交互に
管軸方向に間隔を置いて配して可動子とし、該可動子の
外側に、軟磁性体からなるコ型の電磁ヨーク内に電磁コ
イルを設置して固定子としたものを、複数個管軸方向に
配置して固設し、上記振動管を含む可動子を軸方向に摺
動自在に往復運動させるようにした加振手段を設けたこ
とを特徴としている。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above technical problem, the present invention provides a liquid guide tube having a lower end immersed in a liquid and an upper end resiliently connected to the liquid guide tube. In a vibrating column pump provided with a vibrating means for vibrating a vibrating tube in a longitudinal direction, a vibrating tube is made of a magnetic material, and permanent magnets having different magnetic poles magnetized in a radial direction are alternately formed on an outer periphery of the vibrating tube. A plurality of shafts are arranged at intervals in the axial direction to form a mover, and a plurality of stators are provided outside the mover by installing an electromagnetic coil in a U-shaped electromagnetic yoke made of a soft magnetic material and forming a stator. A vibrating means is provided which is arranged and fixed in the direction, and which allows the movable element including the vibrating tube to reciprocate slidably in the axial direction.

【0011】また、上記のように断面形状をコ型とし、
その内側に電磁コイルを配した電磁ヨークをユニット化
し、該ユニットを軸方向に積み重ね、その段数によって
発生する最大加振力を可変にすることを特徴としてい
る。
Further, as described above, the cross-sectional shape is U-shaped,
An electromagnetic yoke having an electromagnetic coil disposed inside the unit is unitized, the units are stacked in the axial direction, and the maximum excitation force generated by the number of stages is variable.

【0012】[0012]

【作用】本発明の振動柱ポンプでは、最低磁化方向の異
なる1対の永久磁石と、2組の電磁ヨークユニットが用
意される。この場合、二つのコイルユニットに逆向きに
交番電流を流すことにより、可動子が付勢される。加振
振幅はコイル電流を制御することにより行われる。
In the vibrating column pump of the present invention, a pair of permanent magnets having different minimum magnetization directions and two sets of electromagnetic yoke units are prepared. In this case, the mover is energized by passing an alternating current through the two coil units in opposite directions. The vibration amplitude is controlled by controlling the coil current.

【0013】可動子である振動管の制御弁(弁板)が弾
接している管軸上端と反対側の管軸下端に、静止揚液管
を接続すれば、振動管の往復運動により静止揚液管内の
液体は揚液され、振動管端の制御弁(弁板)を通過して
導液管中に吐出される。
[0013] If a stationary pumping tube is connected to the lower end of the tube shaft opposite to the upper end of the tube shaft where the control valve (valve plate) of the vibrating tube, which is the mover, resiliently contacts, the stationary pump is reciprocated by the reciprocating motion of the vibrating tube. The liquid in the liquid pipe is pumped, passed through a control valve (valve plate) at the end of the vibrating pipe, and discharged into the liquid guide pipe.

【0014】当該振動柱ポンプの吐出圧力を増加するた
めには、加振力を増加すればよい。そのため、ユニット
化した電磁ヨークとそれに対向する永久磁石を増加する
ことにより、電磁ユニットの数に比例して加振力が増減
される。また、振動管を構成する磁性材料部と永久磁石
とコ型の電磁ヨークとを通って、振動管の中心軸を含む
断面(第1図)上で磁気回路を形成する磁束を、該磁束
が貫通する振動管の磁性材料部の断面積で割った磁束密
度は、本発明では、振動管そのものが磁性材料で構成さ
れているので、振動管を非磁性材料で作り外周に円筒状
の軟磁性体を装着したものと比べて、振動管の外形寸法
が同一の場合、振動管の磁性材料部を磁束が貫通する断
面積が大きいので、磁束密度が小さくなる。一方、電気
回路に模すことのできる永久磁石を起磁力(電気回路で
の電圧に対応するもの)とする磁気回路においては、磁
気抵抗は、磁束(同じく電流に対応するもの)の貫通す
る断面積の大きさに反比例するので、上記のように振動
管の磁性材料部を磁束が貫通する断面積の大きい本発明
では、該貫通部における磁気抵抗が小さくなる。これに
より、残留磁束、又は起磁力の同じ永久磁石を用いて、
発生する磁束を増加させることが可能となるので、電磁
コイルと協同して発生する推力を大きくして、最大揚水
量等のポンプの諸性能を向上させることが可能となる。
他方、上記振動管を構成する磁気材料部を貫通する磁束
密度が同一の動作点とする場合、振動管そのものが磁性
材料で構成された本発明のものは、振動管を非磁性材料
で作り外周に円筒状の軟磁性体を装着したものと比べ
て、振動管の外径を小さくすることができるので、当該
振動ポンプの外形を小型化することが可能となる。
In order to increase the discharge pressure of the vibrating column pump, the vibrating force may be increased. Therefore, by increasing the unitized electromagnetic yoke and the permanent magnets opposed thereto, the exciting force is increased or decreased in proportion to the number of the electromagnetic units. Also, the magnetic material part and the permanent magnet that constitute the vibrating tube
And the center axis of the vibrating tube
The magnetic flux forming the magnetic circuit on the cross section (FIG. 1) is
Flux density divided by the cross-sectional area of the magnetic material part of the vibrating tube through which
According to the present invention, the vibration tube itself is made of a magnetic material.
The vibrating tube is made of a non-magnetic material
External dimensions of the vibrating tube compared to those equipped with a soft magnetic material
Are the same, the magnetic flux penetrates through the magnetic material part of the vibrating tube.
Since the area is large, the magnetic flux density is small. Meanwhile, electricity
The magnetomotive force of a permanent magnet that can be imitated
Magnetic circuit).
The air resistance penetrates the magnetic flux (also corresponding to the current)
Vibration is inversely proportional to the size of the
The present invention having a large cross-sectional area through which magnetic flux penetrates the magnetic material portion of the tube
Then, the magnetic resistance in the penetrating portion is reduced. to this
From the residual magnetic flux, or using the same permanent magnet of magnetomotive force,
Since it is possible to increase the generated magnetic flux,
Increase the thrust generated in cooperation with the coil to maximize pumping
It is possible to improve various performances of the pump, such as the amount.
On the other hand, the magnetic flux penetrating the magnetic material part constituting the vibrating tube
When operating points with the same density, the vibrating tube itself is magnetic
In the present invention, which is made of a material, the vibrating tube is made of a non-magnetic material.
Compared to those with cylindrical soft magnetic material attached to the outer periphery
Therefore, the outer diameter of the vibrating tube can be reduced,
The outer shape of the vibration pump can be reduced.

【0015】[0015]

【実施例】次に、本発明の実施例を図面と共に説明す
る。図1は、本発明の一実施例を示す縦断面図である。
図において、1は磁性材料で作られた振動管で、該振動
管1の上端には、ばね2で弾発された板状の弁3が圧接
(弾接)されている。上記振動管1の外周には、半径方
向に磁化された永久磁石4が非磁性体のスペーサ5を介
して管軸方向に固着されている。該永久磁石4は、磁極
方向の異なるものを交互に配置され、これら振動管1と
永久磁石4とスペーサ5とによって可動子を構成してい
る。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of the present invention.
In the figure, reference numeral 1 denotes a vibration tube made of a magnetic material, and a plate-shaped valve 3 resiliently pressed by a spring 2 is pressed (elastically contacted) at the upper end of the vibration tube 1. A permanent magnet 4 magnetized in the radial direction is fixed to the outer circumference of the vibrating tube 1 in the tube axis direction via a nonmagnetic spacer 5. The permanent magnets 4 having different magnetic pole directions are alternately arranged, and the vibrating tube 1, the permanent magnets 4, and the spacers 5 constitute a mover.

【0016】一方、固定子側は、磁性材料で作られたコ
型の電磁ヨーク6の内側(内周溝)に、固定子コイル7
が、振動管1を中心にして輪状に巻かれて構成され、こ
れを1ユニットとし、本実施例では、管軸方向に4段連
結されている。
On the other hand, the stator side has a stator coil 7 inside the U-shaped electromagnetic yoke 6 (inner groove) made of a magnetic material.
Are wound in a loop around the vibrating tube 1 and constitute one unit. In the present embodiment, four units are connected in the tube axis direction.

【0017】上記電磁ヨーク6の内周の各磁極間には、
非磁性体で作られたスペーサ8が介装され、固定子コイ
ル7側と可動子側との間を密封している。また可動子
は、振動管1の下端と、電磁ヨーク6の最下端に連接さ
れ使用時、下端の吸入口9が液中に挿入される静止揚液
管10の内壁との間に装着されたばね11によって、静
止時(運転停止時)に、管軸方向の作動行程(ストロー
ク)の中心行程を保持するように支持されており、該可
動子は、固定子に僅かな隙間で挿通されている。なお、
図中12は吐出口13を有する吐出ケーシングで、弁3
を弾圧するばね2の一端を支持している。
Between the magnetic poles on the inner periphery of the electromagnetic yoke 6,
A spacer 8 made of a non-magnetic material is interposed to seal between the stator coil 7 side and the mover side. The movable element is connected to the lower end of the vibrating tube 1 and the lowermost end of the electromagnetic yoke 6 and, when used, has a spring mounted between the inner wall of the stationary pumping tube 10 into which the suction port 9 at the lower end is inserted into the liquid. The movable element 11 is supported by the stator 11 with a small gap when the actuator is stationary (when operation is stopped) so as to maintain the center stroke of the operating stroke (stroke) in the tube axis direction. . In addition,
In the figure, reference numeral 12 denotes a discharge casing having a discharge port 13, and a valve 3 is provided.
One end of a spring 2 for resiliently supporting the spring 2 is supported.

【0018】図2は、磁極ユニットの単体を示す要部断
面図で、固定子側は、磁性材料の継鉄で構成されたコ型
の電磁ヨーク6と固定子コイル7とで固定子磁極が形成
され、可動子側は、半径方向に磁化された永久磁石4と
非磁性材料のスペーサ5とで構成されている。上記磁極
ユニットは通常2段以上連結して使用される。また、固
定子磁極6、7と、永久磁石4との重なりlrは、該永
久磁石4の両端で等しく取ってユニット化を可能にして
いる。
FIG. 2 is a sectional view of a main part showing a single magnetic pole unit. On the stator side, a stator magnetic pole is formed by a U-shaped electromagnetic yoke 6 and a stator coil 7 made of a yoke of a magnetic material. The movable element side is formed of a permanent magnet 4 radially magnetized and a spacer 5 of a nonmagnetic material. The above-mentioned magnetic pole units are usually used in combination of two or more stages. Further, the overlap lr between the stator magnetic poles 6, 7 and the permanent magnet 4 is equal at both ends of the permanent magnet 4, thereby enabling unitization.

【0019】上記のように構成されているので、運転
時、各電磁コイル7に交互に逆向きに交番電流を流す
と、各固定子磁極6、7によって生じる管軸方向の電磁
力が、半径方向に磁化した磁極の異なる永久磁石4を交
互に配した可動子に、管軸方向の往復推力を作用させ、
振動管1を上下動させる。加振振幅はコイル電流を制御
することにより行われる。
With the above configuration, when an alternating current is alternately applied to each of the electromagnetic coils 7 during operation, an electromagnetic force in the tube axis direction generated by each of the stator magnetic poles 6 and 7 has a radius A reciprocating thrust in the tube axis direction is applied to a mover in which permanent magnets 4 having different magnetic poles magnetized in different directions are alternately arranged,
The vibration tube 1 is moved up and down. The vibration amplitude is controlled by controlling the coil current.

【0020】図3は、この時の可動子1、4、5の中立
位置からの軸方向変位を横軸とし、推力を縦軸とした変
位−推力の静特性線図で、第1象限には変位−推力反対
方向の部分が、また第2象限には変位−推力同方向の部
分がそれぞれ示されており、基本的には第1象限に示さ
れた変位−推力が反対方向の部分で使用する。
FIG. 3 is a static-displacement-thrust characteristic diagram in which the horizontal axis represents the axial displacement from the neutral position of the movers 1, 4, and 5 at this time, and the vertical axis represents the thrust. Indicates a portion in the opposite direction of displacement-thrust, and the second quadrant indicates a portion in the same direction as displacement-thrust. Basically, the portion of displacement-thrust shown in the first quadrant is in the opposite direction. use.

【0021】また図4は、ユニット段数を横軸とし、中
立位置での振動管に働く推力を縦軸とした段数−推力の
関係を示す線図で、段数に比例して推力が変化すること
を示している。従って、ユニットの段数を調節すること
によって、振動管に働く推力の大きさを変え、最大揚水
量を変更することが可能となる。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the number of stages and the thrust with the horizontal axis representing the number of unit stages and the vertical axis representing the thrust acting on the vibrating tube at the neutral position. The thrust varies in proportion to the number of stages. Is shown. Therefore, by adjusting the number of stages of the unit, it is possible to change the magnitude of the thrust acting on the vibrating tube and change the maximum pumping amount.

【0022】振動管1の上下動により、従来のものとほ
ぼ同様の次のようなポンプ作用が行われる。 弁3が振動管1に追随して運動するとき: (i)液面の上昇過程 弁3が振動管1に追随して運動するようにして、該振動
管を上下運動させると、管内気柱圧力の変動に伴って管
内の液面を上下運動する。この液面の上下運動は、気柱
の弾性と液柱の質量からなる一種のバネ−質量系の振動
現象に伴うものであり、従って摩擦などによる減衰が小
さいから振動管1の上下運動の振動管を管内の気柱−液
柱系の固有振動数に設定すると管内気柱の圧力は非常に
高くなる。そこで、弁3をある設定圧力以上で開放する
ようにすると、管内の気柱圧力が弁の設定圧力以上にな
ると弁が開放して、気柱圧力の上限を弁設定圧に保持す
るので、加振一周期当りの気柱圧力の平均値は大気圧以
下となり、その圧力減少に相当した液柱の上昇が起こ
る。これが連続的に起こり液面が振動管1の上端まで上
昇する。 (ii) 液の吐出過程 液面が振動管1の上端に達した後は、該振動管1より管
内液柱に作用する慣性力により、液柱が弁を押し上げ液
が振動管1の上端より流出する。
By the vertical movement of the vibrating tube 1, the following pump action substantially similar to the conventional one is performed. When the valve 3 moves following the vibrating tube 1: (i) Ascent process of the liquid level When the valve 3 moves following the vibrating tube 1 and the vibrating tube moves up and down, the air column in the tube The liquid level in the pipe moves up and down with the change in pressure. This vertical movement of the liquid surface is accompanied by the vibration phenomenon of a kind of spring-mass system composed of the elasticity of the air column and the mass of the liquid column. When the tube is set to the natural frequency of the gas column-liquid column system in the tube, the pressure of the gas column in the tube becomes very high. Therefore, if the valve 3 is opened above a certain set pressure, the valve will open when the air column pressure in the pipe becomes higher than the valve set pressure, and the upper limit of the air column pressure will be maintained at the valve set pressure. The average value of the air column pressure per shaking cycle is equal to or lower than the atmospheric pressure, and the liquid column rises corresponding to the pressure decrease. This occurs continuously and the liquid level rises to the upper end of the vibrating tube 1. (ii) Liquid discharging process After the liquid surface reaches the upper end of the vibrating tube 1, the liquid column pushes up the valve by the inertial force acting on the liquid column in the tube from the vibrating tube 1, and the liquid flows from the upper end of the vibrating tube 1. leak.

【0023】 弁が振動管1に追随せずに運動すると
き: (i)振動管1が図1において、下方へ移動する際に
は、弁3はこれに追随せず遅れて下方に移動し上部端で
は、振動管1と弁3との間に若干の隙間ができる。 (ii) 振動管1が下限にくると、弁3が追いついて弁口
を閉じる。 (iii) 次いで、弁3により弁口を閉じたまた振動管1が
上昇するとき、液が該振動管1と一緒に上昇する。 (iv) 更に振動管1が下降するときには、該振動管1中
の液は該液の慣性の影響により余り下がらない。
When the valve moves without following the vibrating tube 1: (i) When the vibrating tube 1 moves downward in FIG. 1, the valve 3 moves downward with a delay without following it. At the upper end, there is a slight gap between the vibrating tube 1 and the valve 3. (ii) When the vibration tube 1 reaches the lower limit, the valve 3 catches up and closes the valve port. (iii) Next, when the valve port is closed by the valve 3 and the vibration tube 1 rises, the liquid rises together with the vibration tube 1. (iv) When the vibrating tube 1 further descends, the liquid in the vibrating tube 1 does not drop much due to the inertia of the liquid.

【0024】このような動作を繰り返すことにより、や
がて振動管1の上端まで液が達した状態で該振動管1が
下るときに液が吐出ケーシング12中に溢れ出て、吐出
口13の方向へ流れるようになり、あとは続いて揚液し
て吐出されることとなる。
By repeating such an operation, the liquid overflows into the discharge casing 12 when the vibrating tube 1 descends in a state where the liquid reaches the upper end of the vibrating tube 1, and moves toward the discharge port 13. It then flows, and is subsequently pumped and discharged.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で、次のような効果を奏する。磁性材料で作られた振動
管の外周に、半径方向に磁化したそれぞれ磁極の異なる
永久磁石を交互に管軸方向に間隔を置いて配して可動子
とし、その外側に軟磁性体からなるコ型の電磁ヨーク内
に電磁コイルを設置した固定子を複数個管軸方向に固設
し、上記可動子を管軸方向に摺動自在に往復運動させる
加振手段を設けたことにより、固定子コイル側と可動子
側との間が僅かな隙間で封鎖され、揚液の無漏洩化及び
装置の小型化が可能になり、当該振動柱ポンプの応用範
囲を拡大することができる。また、振動管を構成する磁
性材料部と永久磁石とコ型の電磁ヨークとを通って、振
動管の中心軸を含む断面(第1図)上で磁気回路を形成
する磁束を、該磁束が貫通する振動管の磁性材料部の断
面積で割った磁束密度は、本発明では、振動管そのもの
が磁性材料で構成されているので、振動管を非磁性材料
で作り外周に円筒状の軟磁性体を装着したものと比べ
て、振動管の外形寸法が同一の場合、振動管の磁性材料
部を磁束が貫通する断面積が大きいので、磁束密度が小
さくなる。一方、磁気回路においては、磁気抵抗は磁束
の貫通する断面積の大きさに反比例するので、上記のよ
うに振動管の磁性材料部を磁束が貫通する断面積の大き
い本発明では、該貫通部における磁気抵抗が小さくな
る。これにより、残留磁束、又は起磁力の同じ永久磁石
を用いて、発生する磁束を増加させることが可能となる
ので、電磁コイルと協同して発生する推力を大きくし
て、最大揚水量等のポンプの諸性能を向上させることが
可能となる。 他方、上記振動管を構成する磁気材料部を
貫通する磁束密度が同一の動作点とする場合、振動管そ
のものが磁性材料で構成された本発明のものは、振動管
を非磁性材料で作り外周に円筒状の軟磁性体を装着した
ものと比べて、振動管の外径を小さくすることができる
ので、当該振動ポンプの外形を小型化することが可能と
なる。
As described above, the present invention has the following advantages. A permanent magnet magnetized in the radial direction and having different magnetic poles is alternately arranged at intervals in the axial direction of the tube on the outer periphery of a vibrating tube made of a magnetic material to form a mover. A plurality of stators each having an electromagnetic coil installed in an electromagnetic yoke of a mold are fixedly arranged in the axial direction of the tube, and a vibrating means for reciprocatingly moving the mover slidably in the axial direction of the tube is provided. The gap between the coil side and the mover side is closed by a small gap, so that no pumping liquid leaks and the size of the device can be reduced, and the application range of the vibrating column pump can be expanded. In addition, the magnetic
Through the conductive material, the permanent magnet, and the U-shaped electromagnetic yoke.
A magnetic circuit is formed on a section including the central axis of the moving tube (Fig. 1).
Of the vibrating tube through which the magnetic flux penetrates.
In the present invention, the magnetic flux density divided by the area is
Is made of a magnetic material.
Compared to those with cylindrical soft magnetic material attached to the outer periphery
If the outer dimensions of the vibrating tube are the same,
The magnetic flux density is small because the cross-sectional area through which the magnetic flux penetrates is large.
It will be cheap. On the other hand, in a magnetic circuit, the magnetic resistance is the magnetic flux
Is inversely proportional to the size of the cross-sectional area through which
The size of the cross-sectional area through which magnetic flux penetrates the magnetic material part of the vibrating tube
In the present invention, the magnetic resistance in the through portion is reduced.
You. As a result, a permanent magnet with the same residual magnetic flux or magnetomotive force
Can be used to increase the generated magnetic flux
Therefore, increase the thrust generated in cooperation with the electromagnetic coil.
Therefore, it is possible to improve the pump performance such as the maximum pumping amount.
It becomes possible. On the other hand, the magnetic material part forming the vibrating tube is
When the operating point with the same magnetic flux density penetrates,
Of the present invention, wherein the vibrating tube is made of a magnetic material.
Made of non-magnetic material and fitted with a cylindrical soft magnetic material on the outer periphery
The outer diameter of the vibration tube can be made smaller than that of
Therefore, it is possible to reduce the size of the vibration pump.
Become.

【0026】また、加振手段の電極ヨークをユニット化
し、該ユニットを軸方向に積み重ね、その段数により最
大加振力を可変にしたことにより、当該振動柱ポンプの
最大揚水量を容易に変更することが可能となり、且つ保
守が容易になり、また生産性を向上させ応用範囲を拡大
することができる。
Also, the electrode yoke of the vibrating means is unitized, the units are stacked in the axial direction, and the maximum vibrating force is varied by the number of stages, so that the maximum pumping amount of the vibrating column pump can be easily changed. And maintenance can be facilitated, and productivity can be improved and the range of application can be expanded.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す振動柱ポンプの縦断面
図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a vibrating column pump showing one embodiment of the present invention.

【図2】図1の要部拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of FIG.

【図3】図1に示す振動管の変位と推力との関係を示す
線図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between displacement and thrust of a vibration tube shown in FIG. 1;

【図4】中心位置におけるユニット段数と推力との関係
を示す線図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between the number of unit stages and a thrust at a center position.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 振動管 2 ばね 3 弁 4 永久磁石 5 スペーサ 6 コ型電磁ヨーク 7 電磁コイル 8 スペーサ 9 吸入口 10 静止揚水管 11 ばね 12 吐出ケーシング DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vibration pipe 2 Spring 3 Valve 4 Permanent magnet 5 Spacer 6 U-shaped electromagnetic yoke 7 Electromagnetic coil 8 Spacer 9 Suction port 10 Stationary pumping pipe 11 Spring 12 Discharge casing

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 敏 神奈川県藤沢市本藤沢4丁目2番1号 株式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 檜山 浩國 神奈川県藤沢市本藤沢4丁目2番1号 株式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 橋本 弘之 宮城県仙台市鶴ケ谷八丁目12の16 (56)参考文献 特開 平1−219400(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Satoshi Mori 4-2-1 Motofujisawa, Fujisawa-shi, Kanagawa Prefecture Inside Ebara Research Institute, Inc. (72) Inventor Hirokuni Hiyama 4-2-2 Motofujisawa, Fujisawa-shi, Kanagawa Prefecture No. 1 Inside Ebara Research Institute Co., Ltd. (72) Inventor Hiroyuki Hashimoto 8-12-16 Tsurugaya, Sendai City, Miyagi Prefecture (56) References JP-A-1-219400 (JP, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 下端が液中に連通し、上端が吐出口を備
えた導液管中に密封して挿通され該導液管中にて開口し
ている振動管と、不動部分に一端が当接して弾発してい
るばねの他端にて振動管の上端に当接している弁板と、
振動管を長手方向に加振する加振手段を備えた振動柱ポ
ンプにおいて、振動管を磁性材料で作り、該振動管の外
周に、半径方向に磁化したそれぞれ磁極の異なる永久磁
石を交互に管軸方向に間隔を置いて配して可動子とし、
該可動子の外側に、軟磁性体からなるコ型の電磁ヨーク
内に電磁コイルを設置して固定子としたものを、複数個
管軸方向に配置して固設し、上記振動管を含む可動子を
管軸方向に摺動自在に往復運動させるようにした加振手
段を有することを特徴とする振動柱ポンプ。
A vibrating tube having a lower end communicating with the liquid, an upper end sealingly inserted into a liquid guide tube having a discharge port, and an opening in the liquid guide tube; A valve plate abutting on the upper end of the vibrating tube at the other end of the spring abutting and resilient;
In a vibrating column pump provided with a vibrating means for vibrating a vibrating tube in a longitudinal direction, a vibrating tube is made of a magnetic material, and permanent magnets having different magnetic poles magnetized in a radial direction are alternately formed on an outer periphery of the vibrating tube. Arranged at a distance in the axial direction to form a mover,
On the outside of the mover, a plurality of stators each having an electromagnetic coil installed in a U-shaped electromagnetic yoke made of a soft magnetic material are fixedly arranged in the axial direction of the tube, and include the vibrating tube. A vibrating column pump comprising vibrating means for reciprocatingly moving a mover in a tube axis direction.
【請求項2】 加振手段の静止側電磁ヨークの軸を含む
断面形状をコ型とし、該コ型の内側に電磁コイルを配し
て該電磁ヨークをユニット化し、該ユニットを軸方向に
積み重ね、その段数によって発生する最大加振力を可変
にしたことを特徴とする請求項1記載の振動柱ポンプ。
2. A cross section including a shaft of a stationary side electromagnetic yoke of a vibration means has a U-shape, an electromagnetic coil is arranged inside the U-shape to make the electromagnetic yoke a unit, and the units are stacked in the axial direction. The vibrating column pump according to claim 1, wherein the maximum exciting force generated by the number of stages is variable.
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