JP2007262922A - 排水ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】水位がポンプ本体の高さより低い場合にも運転可能な排水ポンプを提供する。
【解決手段】排水ポンプは、主軸１を回転させるモータ２と主軸１の先端側に装着した羽根車３を有するポンプ本体４と、上下方向に貫通形成されたポンプ用開口部５を有するフロート６とを備える。ポンプ本体４は、羽根車３を下にしフロート６の上面よりもモータ部を上方となる縦置き状態でポンプ用開口部５に取付けられ、フロート６はポンプ本体４を水面上に浮かせる水平方向断面積を有する扁平型のフロートである。
【選択図】図１

Description

本発明は、緊急災害時や土木工事等において排水ポンプに関する。

従来の排水ポンプとしては、主軸を回転させるモータと前記主軸の先端側に装着した羽根車とを有するポンプ本体と、上下方向に貫通形成されたポンプ用開口部を有するフロートとを備えたものがある（特許文献１参照）。この従来の排水ポンプでは、ポンプ本体全てを羽根車を下にした縦置き状態でフロートのポンプ用開口部に収納し、羽根車の回転によってフロート下面のポンプ用開口部からポンピング対象流体を吸い込むように構成されている。

特開２００３−２０６８８６号公報

上記従来の排水ポンプでは、フロートの体積がポンプ本体を水中に浮かせる大きさに設定されているので、運転時にはポンプ本体全てが特許文献１の図６に示されるように水面下に位置することになり、水位がポンプ本体の高さより低くなると、フロート下方において吸い込み空間を確保できず運転が困難になるおそれがある。

本発明は、上記問題を解決すると共に、水位がポンプ本体の高さより低い場合にも運転可能な排水ポンプを提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、主軸を回転させるモータと前記主軸の先端側に装着した羽根車を有するポンプ本体と、上下方向に貫通形成されたポンプ用開口部を有するフロートとを備え、前記ポンプ本体は、前記羽根車を下にし前記フロート上面よりもモータ部が上方となる縦置き状態で前記ポンプ用開口部に取付けられ、前記フロートの体積は前記ポンプ本体を水面上に浮かせる大きさに設定されている排水ポンプである。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記ポンプ本体は前記フロートに着脱自在に取付けられている排水ポンプである。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に係る発明において、前記フロート下面の前記ポンプ用開口部を下方から覆うストレーナを備え、前記ストレーナの側部は接地時に支持脚となる強度を有する排水ポンプである。

請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明において、前記フロートは環状に形成され、前記フロートの下面は、前記ストレーナの側部から吸い込まれた水を羽根車へ誘導する案内面である排水ポンプである。

請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれかの発明において、前記フロートは内部室を有し、前記内部室に連通する挿通孔が前記フロート外周面に設けられている排水ポンプである。

請求項１に係る発明では、運転時にポンプ本体が水面上に位置するため水位がポンプ本体高さより低くなってもフロート下面と水底との間にポンピング対象流体が流れる空間（以下、吸い込み空間）を確保できるので、羽根車の回転によってフロート下面に貫通形成されたポンプ用開口部からポンピング対象流体を容易に吸い込むことができ、低水位運転が可能になる。

請求項２に係る発明は、水深が浅いために低水位運転が要求される場合にはポンプ本体をフロートに取付けた状態で使用する一方、その他の場合（水深が深いことを確認でき、低水位運転が要求されない場合）にはポンプ本体単独で使用することが可能である。またポンプ本体とフロートを別々にすることで運搬が容易になり、コンパクトに収納保管することもできるようになる。

請求項３に係る発明では、低水位のためにストレーナが接地した場合に、ストレーナの側部が支持脚となり、排水ポンプを下から支持するので、フロート下面と接地面との間の一定空間を吸い込み空間として確保でき、このため低水位運転が可能になる。またストレーナによってポンプのゴミ詰りを防ぐことができる。

請求項４に係る発明では、フロートの下面が、ストレーナの側部から吸い込まれた水を羽根車へ誘導する案内面となるため、フロート周囲での吸込み速度を低減し、空気の吸込み渦の発生を抑制できるので、より低水位までの排水が可能となる。

請求項５に係る発明では、排水ポンプを水中に沈めて利用する場合には、フロートの内部室に挿通孔を介して液体を充填することによってフロートの浮力を低減させ、ポンプ本体の自重によって水中に沈ませることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明にする。
図１は本施形態である排水ポンプの一例を示す縦断面図である。

排水ポンプは、主軸１を回転させるモータ２と主軸１の先端側に装着した羽根車３とを有する流体吐出用のポンプ本体（水中モータである）４と、上下方向（厚さ方向）に貫通形成されたポンプ用開口部５を有するフロート６とを備える。ポンプ本体４は、羽根車３を下にしフロート６の上面よりもモータ２を上方に配置し、かつポンプ本体４を露出させた縦置き状態でポンプ用開口部５に取付けられ、フロート６の体積はポンプ本体４を水面Ｆ上に浮かせる大きさ、例えばポンプ本体４を取り付けた状態でフロート６の上面を水面Ｆ上に位置させる浮力を有するように設定される。フロート６は厚さ方向長さが水平方向長さ（即ち径）より短い扁平な円環状であり、フロート６の水平断面積が水面Ｆ上で安定姿勢を維持する大きさに設定される。なお本発明のようにポンプ本体を縦置き状態でフロートに取り付けた排水ポンプは、同じポンプ本体を横置き状態にしてフロートに吊下げ、ポンプ本体を水中に浮かせる横型排水ポンプに比べると、以下のような利点がある。

即ちポンプ本体を横置きにするとポンプ本体の水平方向羽根車側に吸い込み空間が必要となる。ピットの様な狭い空間で使用する場合、ピットの径は、ピットの径を横型排水ポンプの水平方向長さ（フロートの径よりポンプ本体の全長が長い場合にはポンプ本体）に吸い込み空間を含めて設定せねばならない。これに対し、本発明のようにポンプ本体が縦置きである場合には吸い込み空間がフロート下方に位置するので土木工事用のピットの径は排水ポンプの水平方向長さ（即ちフロートの径）に吸い込み空間を含めずに設定すれば済み、横型排水ポンプに比べ、ピットの径の設定が容易にでき、さらにフロートの径よりポンプ本体の全長が長い場合にはピットの径をより小さくできるので、ピットを作る土木的な負担が少なくなる。また上方へ水を排出するための吐出しホースの取り回しも、横置きの場合よりも容易になる。なお、フロートは円環状に限定されるものではなく、外周部を多角形状にするなど任意に設計することができる。

ポンプ本体４のモータ２はモータフレーム７に収容されている。モータ２と羽根車３との間の主軸１には、メカニカルシール８がモータ２と羽根車３との間をシールすべく取付けられ、モータフレーム７のメカニカルシール８とは反対側（モータフレーム７の上側）には上部カバー９が液密に設けられ、モータ２を防水している。メカニカルシール８は、モータフレーム７に一体形成されたシール部７ａに収容されている。

モータ２上側の主軸１の上端部１ａは上部軸受１０によって回転自在に支持され、モータ２とメカニカルシール８との間の主軸部分は軸受１１によって回転自在に支持されている。上部軸受１０は上部カバー９とモータフレーム７との接続部において軸受支持部１２によって支持され、軸受１１はモータフレーム７に設けられた軸受支持部１３によって支持されている。

羽根車３は吸込みベル１４に収容され、吸込みベル１４の上端部に径方向外側に向って形成されたフランジ１４ａをフロート６上面のポンプ用開口部５の周縁部６ａに載置した状態でフランジ１４ａ以下の吸込みベル１４をポンプ用開口部５に上下方向に挿入している。吸込みベル１４の下端部１４ｂには吸い込み口１５が設けられる一方、下端部１４ｂの外周面にはフロート６の下面６ｃの内周部６ｂが接続されている。なお、吸込みベル１４は用いず、ポンプ用開口部５の形状を羽根車３に沿うようにしてもよい。

吸込みベル１４の上側には揚水管１６が接続され、揚水管１６の内部にはモータフレーム７および上部カバー９が支持されている。揚水管１６は、揚水管下部１６ａと、揚水管下部１６ａの上側に接続された揚水管中間部１６ｂと、揚水管中間部１６ｂの上側に接続された揚水管上部１６ｃとから構成される。揚水管下部１６ａの下側には径方向外向きに取付けフランジ１６ｄが設けられている。取付けフランジ１６ｄとポンプ用開口部５の周縁部６ａとで吸込みベル１４のフランジ１４ａを挟持した状態で、取付けフランジ１６ｄとポンプ用開口部５の周縁部６ａと吸込みベル１４のフランジ１４ａとをボルト締結で着脱可能に固定している。揚水管下部１６ａの上側には径方向外側に接続フランジ１６ｅが形成され、この接続フランジ１６ｅに、揚水管中間部１６ｂの下側に径方向外側に向って形成された接続フランジ１６ｆを戴置しボルトで締結固定している。揚水管中間部１６ｂの上側には径方向外側に向って接続フランジ１６ｇが形成され、接続フランジ１６ｇに、揚水管上部１６ｃの下側に径方向外側に向って形成された接続フランジ１６ｈを戴置している。

接続フランジ１６ｇおよび接続フランジ１６ｈには複数の挿通孔が上下に貫通形成されている。各挿通孔には、チェーン取付け用のリング部１７ａを一端に有した複数のボルト部材１７が接続フランジ１６ｈ側から挿入されている。各ボルト部材１７は接続フランジ１６ｇ側でナット部材１８によって固定され、リング部１７ａには排水ポンプ吊下げ運搬用チェーン１９が取り付けられている。揚水管下部１６ａ内にはシール部２ａが複数の支持部２０によって支持されている。

揚水管上部１６ｃ内には上部カバー９が支持部２１によって支持されている。揚水管上部１６ｃの上側には吐出し管２２が接続されている。吐出しホース２２には、羽根車３の回転によって吸い込み口１５から吸い込まれ、揚水管１６と、モータフレーム７および上部カバー９との間を通過したポンピング対象流体が送出される。

フロート６下面６ｃには、吸い込み口１５へのゴミ混入を防ぐストレーナ２３がフロート６の下面のポンプ用開口部５ａを下方から覆った状態で取付けられ、フロート６下方に吸い込み空間２４を確保している。ストレーナ２３は、フロート６下面６ｃの外周縁から下方に延出形成されたフロートの一部である側部２３ａと、側部２３ａの下側開口を覆う底部２３ｂとから構成される。側部２３ａは、水位が低いために底部２３ｂが接地面Ｇに接地した場合に排水ポンプを支持できる強度を有する。なお上記側部２３ａはフロートの一部として構成されているが、これに限定されず、図１の二点鎖線に囲まれた仮想図に図示されるようにパンチングメタルを用いてもよいし、バースクリーンを用いてもよい。また底部２３ｂとしてバースクリーンを用いているが、これに限定されず、パンチグメタルを用いてもよい。また、フロート６の下面６ｃが、ストレーナ２３の側部２３ａからの水液を羽根車３へ誘導する案内面となっており、フロート６の下面６ｃの外周部６ｅ付近の吸込み流速を低下させ、空気の吸込渦の発生を抑制している。さらにフロート６の下面６ｃを図２のように外周部６ｅから内周部６ｂへ向って上り勾配を持つようにしてもよい。こうすることで、フロート６の外径Ｄを小さくしても同じ浮力を得ることができ、かつ水面Ｆからストレーナ側部２３ａまでの距離が大きくなり、さらに低水位での排水が可能となる。

フロート６は樹脂製や金属製のものを任意に用いることができる。またフロート６は、内部室２５を有し、内部室２５に連通する挿通孔２６ａ，２６ｂがフロート外周面に設けられている。ここでフロート６の径方向長さ（外径）はマンホールの径方向長さ（内径）Ｄ_０より短く設定されているので（図１参照）、洪水等の水害によって町内が水浸しとなった場合に水を掻き出すためにマンホールを排水ポンプの緊急用ピットとして利用したいときには、挿通孔２６ａまたは挿通孔２６ｂを介して液体を内部室２５に充填させフロート６の浮力を低減させることで、ポンプ本体４の自重によって排水ポンプをマンホール内に沈めることができる。またマンホールを利用するのではなく、排水用のピットを作る場合にも、フロート６の径方向長さが小さいことによってピットが小さくて済むのでピットを作る土木工事の負担を減らすことができる。

挿通孔２６ａ，２６ｂは、具体的にはフロート６の上面における主軸１の立軸線Ｐの両脇二箇所に設けられている。各挿通孔２６ａ，２６ｂには配管２７が配管取付け部２８を介して接続され、排水ポンプを水中に沈めたい場合には、一方の挿通孔２６ａを介して液体を内部室２５に流入し、他方の挿通孔２６ｂを介して内部室２５からエア抜きをし、内部室２５に液体を充填させることでフロート６の浮力を低減させ、ポンプ本体の自重によって排水ポンプを水中に沈め、使用することができる。また一旦沈めた排水ポンプを浮かしたい場合には、一方の挿通孔２６ａを介して内部室２５から液体を吸い込み、他方の挿通孔２６ｂを介して内部室２５にエアを流入し、内部室２５にエアを充填させることでフロート６の浮力を回復させて排水ポンプを浮かせる。また、配管２７を用いなくとも、あらかじめ液体を挿通孔から内部室に入れておけば水中に沈めることが可能であることは言うまでもない。

以上のように説明してきた排水ポンプは、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明は、この実施形態に限定されることはなく、請求の範囲に基く技術的範囲内で適宜変更して実施することができる。

本施形態である排水ポンプの一例を示す縦断面図である。 本発明の排水ポンプのフロートの別実施例を示す図である

符号の説明

１ 主軸
２ モータ
３ 羽根車
４ ポンプ本体
５ ポンプ用開口部
６ フロート
２３ ストレーナ
２５ 内部室
２６ａ，２６ｂ 挿通孔

Claims (5)

1. 主軸を回転させるモータと前記主軸の先端側に装着した羽根車を有するポンプ本体と、上下方向に貫通形成されたポンプ用開口部を有するフロートとを備え、
   前記ポンプ本体は、前記羽根車を下にし前記フロート上面よりもモータ部が上方となる縦置き状態で前記ポンプ用開口部に取付けられ、前記フロートの体積は前記ポンプ本体を水面上に浮かせる大きさに設定されている排水ポンプ。
2. 前記ポンプ本体は前記フロートに着脱自在に取付けられている請求項１に記載の排水ポンプ。
3. 前記フロート下面の前記ポンプ用開口部を下方から覆うストレーナを備え、
   前記ストレーナの側部は接地時に支持脚となる強度を有する請求項１または請求項２に記載の排水ポンプ。
4. 前記フロートは環状に形成され、前記フロートの下面は、前記ストレーナの側部から吸い込まれた水を羽根車へ誘導する案内面である請求項３に記載の排水ポンプ。
5. 前記フロートは内部室を有し、前記内部室に連通する挿通孔が前記フロート外周面に設けられている請求項１〜４のいずれかに記載の排水ポンプ。
   
   
   
   
   

Images