JP2007327441A

JP2007327441A - 補助加圧給水ポンプ装置、給水又は給湯設備、給水又は給湯方法

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Publication number: JP2007327441A
Application number: JP2006160089A
Authority: JP
Inventors: Eiji Isobe; 英次磯部; Mutsumi Tadakuma; 睦只熊
Original assignee: KPS KOGYO KK; Ebara Techno Serve Co Ltd
Current assignee: KPS KOGYO KK; Ebara Corp
Priority date: 2006-06-08
Filing date: 2006-06-08
Publication date: 2007-12-20

Abstract

【課題】屋内設置が可能な補助加圧給水ポンプ装置、及び該補助加圧給水ポンプ装置を備えた給水又は給湯設備を提供すること。
【解決手段】給湯管１９から分岐された分岐管２５の途中に接続され該分岐管２５を通る高温湯１０２を加圧する加圧ポンプ３２と、該加圧ポンプを駆動するキャンドモータと、該加圧ポンプの運転制御を行なう制御盤とを備え、キャンドモータのフレームと加圧ポンプのケーシングは密接し、且つポンプ取扱液が外部に漏出しない密封された構造とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、給水設備又は給湯設備において、給水栓やシャワー等の末端機器の圧力不足を補うために該末端機器が設置されている屋内の該末端機器の近傍に設置するのに好適な補助加圧給水ポンプ装置、補助加圧給水ポンプ装置を備えた給水又は給湯設備、及び給水又は給湯方法に関するものである。

従来の給水設備として、建物の屋上に設置した高架水槽に水を一旦蓄えて、その水槽の落差を利用して給水する給水設備が広く普及している。この給水設備では、上層階の末端機器に対して、十分な落差がとれずに給水栓やシャワー等の末端機器に圧力不足が発生し、十分な水圧を得ることができない場合があった。

また、従来の給水設備として、地上部又は地下に受水槽を設け、該受水槽に蓄えている水を加圧ポンプにより各階へ直接給水する給水設備も広く普及している。この給水設備では、加圧ポンプより最も遠い高い部分の末端機器で、配管の経年変化に伴い配管抵抗が高くなり、十分な水圧を得ることができなくなる場合があった。

また、従来の給湯設備では、熱源機より加熱して得られたお湯を貯湯槽に一旦蓄えて、貯湯槽許容圧力以下にて給湯する給湯設備が広く普及している。この場合の機器の端末圧力は、貯湯槽内圧力が労働安全衛生法に基づいて圧力容器の区分により０．１７ＭＰａ以下に抑えられているため、特殊なシャワーヘッド等通常の末端機器より高い給湯圧力を要求する機器に対しては、シャワーに十分な圧力を得ることができない場合があった。なお、給湯設備の一例として特許文献１に開示されたものがある。

上記給水設備、給湯設備において、圧力不足が起こった場合、補助加圧給水ポンプ装置を追加して圧力不足を補う技術は従来からあった。図１は補助加圧給水ポンプ装置を備えた給湯設備の構成例を示す図である。図１において、１０は屋外１１０に設置された貯湯ユニットであり、該貯湯ユニット１０は貯湯槽１１を備えている。該貯湯槽１１の湯は循環配管１３を通って給湯器ユニット１２により加熱され、所定の高温（例えば９０℃）に維持されている。貯湯槽１１内の湯量が不足すると加圧給水管１４から加圧された水１００が減圧弁１５を介して減圧され、給水管１６及び分岐管１７を通って補給水１０１として補給される。

１８は高温湯１０２を供給する給湯管１９に設けられた補助加圧給水ポンプ装置であり、該補助加圧給水ポンプ装置１８は加圧ポンプ２０を備え、該加圧ポンプ２０で加圧された高温湯１０２は給湯管１９を通って屋内１２０に供給される。屋内１２０はシャワー２１やカラン２２等末端機器が設置されており、給湯管１９の高温湯１０２は混合弁２３、２４で給水管１６からの水１００と所定の割合で混合され、所定の温度に調節されたお湯１０３、１０４としてシャワー２１やカラン２２に供給される。また、図示は省略するが給水管の給水圧力が低い場合も、該給水管から分岐した分岐管に上記のような加圧ポンプを備えた補助加圧給水ポンプ装置１８を設け、該分岐管を通る水を加圧するようにしている。このような従来の補助加圧給水ポンプ装置は、下記のようなポンプ軸封部の液漏れの問題があり、屋内に設置できない状況であった。
特開２００５−３０８２５１号公報

上記のように従来の給水設備や給湯設備の末端機器の圧力不足に対しては、メカニカルシール型の加圧ポンプが用いられていた。軸封にメカニカルシールを採用した加圧ポンプは、メカニカルシールの寿命の点から数年ごとに軸封部の定期交換や、漏水発生後の部品交換を行わなければならなかった。また、漏水の問題より加圧ポンプ設備を屋外設置とし、定期的な保守点検を行う必要があった。

上記の理由で加圧ポンプ設備を屋外に設置した場合は、圧力不足を起こしている末端機器に個別に加圧ポンプ設備を設置することが難しく、設備全体の給水量をカバーする加圧ポンプ設備となるため、ポンプやモータ容量が大きくなる傾向があった。また、屋外設置により風雨対策や凍結防止策等を施すなど必要以上の装備を設ける必要があり、過剰なコストも発生するという問題があった。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、屋内設置が可能な補助加圧給水ポンプ装置、補助加圧給水ポンプ装置を備えた給水又は給湯設備、及び給水又は給湯方法を提供することを目的とする。

上気課題を解決するため請求項１に記載の発明は、給水管から分岐された分岐管の途中に接続され該分岐管を通る給水を加圧する加圧ポンプと、該加圧ポンプを駆動するキャンドモータと、該加圧ポンプの運転制御を行なう制御盤とを備え、前記キャンドモータのフレームと前記加圧ポンプのケーシングは密接し、且つポンプ取扱液が外部に漏出しない密封構造であることを特徴とする補助加圧給水ポンプ装置にある。

請求項２に記載の発明は、給湯管から分岐された分岐管の途中に接続され該分岐管を通る給湯を加圧する加圧ポンプと、該加圧ポンプを駆動するキャンドモータと、該加圧ポンプの運転制御を行なう制御盤とを備え、前記キャンドモータのフレームと前記加圧ポンプのケーシングは密接し、且つポンプ取扱液が外部に漏出しない密封構造であることを特徴とする補助加圧給水ポンプ装置にある。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の補助加圧給水ポンプ装置において、前記分岐管の前記加圧ポンプより下流側には前記加圧ポンプの発停に伴って水圧の変動を防止するアキュムレータタンク及び圧力スイッチを設けたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、給水源からの水を給水管及び該給水管から分岐する分岐管を通して末端機器に給水する給水設備、又は給湯源からの湯を給湯管及び給湯管から分岐する分岐管を通して末端機器に給湯する給湯設備において、前記分岐管の途中に請求項１乃至３のいずれか１項に記載の補助加圧給水ポンプ装置を設けたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、給水管又は給湯管及び該給水管又は給湯管から分岐する分岐管を通して末端機器に給水又は給湯する給水又は給湯方法であって、加圧ポンプと該加圧ポンプを駆動するキャンドモータがポンプケーシングとモータフレームが密接し、且つポンプ取扱液が外部に漏出しない密封構造となっている該加圧ポンプを用い、前記分岐管を通る水又は湯を加圧することを特徴とする。

請求項１及び２に記載の発明によれば、加圧ポンプを駆動するモータにキャンドモータを用い、該キャンドモータのフレームと加圧ポンプのケーシングは密接し、且つポンプ取扱液が外部に漏出しない密封構造の補助加圧給水ポンプ装置を採用することにより、漏水が発生することなく、屋内の末端機器の近傍に設置することが可能となる。その結果、圧力不足を起こしている特定の末端機器に絞り込んで、補助加圧給水ポンプ装置を設置すればよく、加圧に必要な給水量が給水栓又はシャワー等の末端機器１個分に特定することも可能である。よって、補助加圧給水ポンプ装置を小型で安価な装置とすることが可能で、モータ容量も小さく消費電力も最小にすることができる。また、他の機器への給水又は給湯圧を無駄に上昇させることなく、他の機器の使い勝手への影響もない。

請求項３に記載の発明によれば、分岐管の加圧ポンプより下流側にアキュムレータタンク及び圧力スイッチを設けたので、加圧ポンプの発停に伴って水圧の変動を吸収し、防止することができる。

請求項４に記載の発明によれば、分岐管の途中に請求項１乃至３のいずれか１項に記載の補助加圧給水ポンプ装置を設けたので、該分岐管に接続された末端機器に必要で且つ十分な水圧の給水又は給湯を供給できる給水又は給湯設備を安価な費用で提供することできる。

請求項５に記載の発明によれば、加圧ポンプと該加圧ポンプを駆動するキャンドモータがポンプケーシングとモータフレームが密接し、且つポンプ取扱液が外部に漏出しない密封構造となっている該加圧ポンプを用い、分岐管を通る水又は湯を加圧して末端機器に給水又は給湯するので、漏水が発生することなく、圧力不足を起こしている特定の末端機器に絞り込んで給水又は給湯量を加圧すればよく、加圧のための消費電力も最小にすることができる。また、他の機器への給水又は給湯圧を無駄に上昇させることなく、他の機器の使い勝手への影響もない。

以下、本願発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図２は本発明に係る補助加圧給水ポンプ装置を備えた給湯設備の構成例を示す図である。図２において、図１と同一符号を付した部分は同一又は相当部分を示す。貯湯ユニット１０は貯湯槽１１を備え、該貯湯槽１１の湯は循環配管１３を通って給湯器ユニット１２により加熱され、所定の高温（例えば９０℃）に維持されている。貯湯槽１１内の湯量が不足すると、給水管１６及び分岐管１７を通って補給水１０１が補給される点は、図１に示す給湯設備と同一である。

給湯管１９から分岐した分岐管２５の途中に補助加圧給水ポンプ装置３０が接続され、該補助加圧ポンプ装置３０の出口側には管２６を介してアキュムレータタンク３１及び圧力スイッチ３３が接続されている。補助加圧給水ポンプ装置３０は後に詳述するように、加圧ポンプ３２と該加圧ポンプ３２を駆動するキャンドモータ等を備え、分岐管２５を通る高温湯１０２を加圧水ポンプ３２で加圧し、管２６に吐出すようになっている。加圧された高温湯１０２は混合弁２３で給水管１６からの水１００と所定の割合で混合され、所定の温度に調節されたお湯１０３となってシャワー２１に供給される。また、混合弁２４では給湯管１９からの高温湯１０２と給水管１６からの水１００を所定の割合で混合し、所定の温度に調節されたお湯１０４となってカラン２２に供給される。補助加圧給水ポンプ装置３０は後に詳述するように、ポンプ取扱液（ここでは高温湯１０２）が外部に漏出しない構造であり、屋内１２０のシャワー２１の近傍に設置されている。

図３乃至図５は補助加圧給水ポンプ装置３０の構成例を示す図であり、図３平面図、図４は側面一部断面図、図５は正面図（図４のＡ矢視図）である。補助加圧給水ポンプ装置３０は加圧ポンプ３２とキャンドモータＭを備えている。加圧ポンプ３２は、吸込口４０ａ及び吐出口４０ｂを備えたポンプケーシング４０内にインペラ（羽根車）４１が回転自在に配置された構成である。吸込口４０ａの先端部にはフランジパッキン４４を介在させてチャッキ弁（逆止弁）４３が組み込まれた中間弁ケース４２が接続されている。また、吐出口４０ｂの後端部にはフランジパッキン４５を介在させて流量スイッチ４６を取り付けた流量スイッチ取付ケーシング４７が接続されている。

中間弁ケース４２の先端部には分岐管２５（図２参照）の端部が接続され、流量スイッチ取付ケーシング４７の後端部には管２６（図２参照）の端部が接続されている。加圧ポンプ３２のインペラ４１はキャンドモータＭの回転軸４８の先端にナット４９で締付け固定されている。キャンドモータＭの運転によりインペラ４１が回転すると、中間弁ケース４２の先端に接続された分岐管２５からの高温湯１０２はチャッキ弁４３を通って吸込口４０ａに吸い込まれ、吐出口４０ｂに接続された流量スイッチ取付ケーシング４７及び管２６を通って混合弁２３（図２参照）に送られる。流量スイッチ取付ケーシング４７内を流れる高温湯１０２の流量は流量スイッチ４６で検出される。なお、ポンプケーシング４０の下端部にはドレン抜き栓５０が設けられ、ポンプケーシング４０の側部にはコック５１が設けられている。

キャンドモータＭは筒状のモータフレーム５２を備え、該モータフレーム５２内にステータ５３が挿入固着されている。モータフレーム５２の先端はポンプケーシング４０の後端に密接して接続されている。ポンプケーシング４０の後端にはＯリング５４を介在させてケーシングカバー５５が取付けられている。キャンドモータＭのステータ５３の内周面はキャン５６で覆われ、該キャン５６の先端部はケーシングカバー５５の中央部に形成された軸受ブラケット５５ａの外周にＯリング５７を介して密封状態で装着されている。モータフレーム５２の後端中央部には筒状の軸受ブラケット５２ａが一体に形成されている。該軸受ブラケット５２ａの内周部には軸受ブッシュ５９がＯリング５８を介在させて密封状態で装着されている。上記キャン５６の後端は軸受ブラケット５２ａに端部に密着されている。これにより、モータのステータ５３は外部や加圧ポンプ３２で取り扱われるポンプ取扱液から完全に遮蔽された状態になっている。

キャンドモータＭの回転軸４８は上記軸受ブッシュ５９とケーシングカバー５５の軸受ブラケット５５ａにメタル６１とスリーブ軸受６０を介して回転自在に支持されている。該回転軸４８の中央部にはモータのロータ６２が固着している。また、モータフレーム５２の軸受ブラケット５２ａに装着された軸受ブッシュ５９の後端部にはＯリング６３を介してキャップ６４が気密状態で取り付けられている。これにより、ポンプ取扱液（ここでは高温湯１０２）がキャン５６の内部には侵入するが、外部に漏出しない密封構造となっている。

モータフレーム５２の上部には電装ケース６５が取り付けられ、電装ケース６５内にはモータ起動用のコンデンサ６６や該コンデンサ６６をステータ５３に接続するための配線やステータ５３に電力を供給する配線が通るリードハトメ６７が収納されている。また、電装ケース６５の端部には電源コード７１を取り付けるコードステー６８が設けられている。また、モータフレーム５２の側部には、電装台６９が設けられ、該電装台６９には加圧ポンプ３２を運転するための制御盤を構成する各種部品が実装される。上記モータフレーム５２はモータ脚７０に支持されている。

図６はキャンドモータＭや制御盤の結線図であり、キャンドモータＭは主巻線Ｌ１と補助巻線Ｌ２を具備する単相交流電動機であり、コンデンサ６６は主巻線Ｌ１と補助巻線Ｌ２の間に接続されている。プリント基板７２には加圧ポンプ３２（キャンドモータＭ）を運転するための制御盤を構成する各種電子部品が実装されている。電源プラグ７３に接続された電源コード７１の各芯線７１ａ、７１ｂはプリント基板７２の端子７２ａに接続され、該プリント基板７２から過負荷保護装置７４を介して主巻線Ｌ１と補助巻線Ｌ２電力を供給することにより、ステータ５３内に回転磁界が発生し、該回転磁界によりロータ６２が回転する。プリント基板７２は流量スイッチ４６が接続され、加圧ポンプ３２が空運転することを防止するようになっている。また、水圧の変動を防止する為の圧力スイッチ３３が接続される。なお、図４において、７５は緩撃ワッシャー、７６はスラストカラーである。

図７はアキュムレータタンク３１の断面構成を示す図である。アキュムレータタンク３１は、管２６（図２参照）が接続される接続部８０ａを有する半球状のセルカバー８０を備え、該セルカバー８０の側端部周縁に間にゴム膜８１の周縁部を介在させて半球状のセルケース８２の側端部周縁を当接し、ボルト・ナット８４で締め付け互いに固着した構造である。セルケース８２の中央部にはバルブ８３が設けられ、セルケース８２とゴム膜８１の間の空間には該バルブを通して圧力が調整された気体が封入されている。セルカバー８０とゴム膜８１の間には管２６内の高温湯１０２が流入しており、該高温湯１０２の圧力が加わっている。加圧ポンプ３２の始動の遅れによる圧力低下をアキュムレータタンク３１と圧力スイッチ３３により未然に防止することができる。

図１に示す、従来の補助加圧給水ポンプ装置１８では、加圧ポンプ２０の軸封部にメカニカルシールを用いるので、軸封部の液漏れに配慮し、補助加圧給水ポンプ装置１８を屋内１２０に設置することができなかった。これに対して上記構成の補助加圧給水ポンプ装置３０では、加圧ポンプ３２を駆動するモータにキャンとモータＭを用い、ポンプ取扱液がキャン内に侵入するのを許容し、メカニカルシールのような軸封部を設けないから、定期的にメカニカルシールの保守点検も必要ない。ステータ５３の内周面はキャン５６で覆われており、ポンプ取扱液が、ステータ５３内に侵入することない。従って、ステータ５３内で電気絶縁不良等の事故が発生することがない。

また、モータフレーム５２とポンプケーシング４０が密着状態（気密状態）で接続しており、該ポンプケーシング４０及びモータフレーム５２の内部は外部と完全に遮蔽された構造（密封構造）であるから、ポンプ取扱水（ここでは高温湯１０２）が外部、即ち屋内に漏出することがない。高温のお湯が屋内に噴出して、火傷を負うという危険がない。従って、補助加圧給水ポンプ装置３０をシャワー２１等の人間が近づく末端機器の近傍に設置しても危険がない。

また、補助加圧給水ポンプ装置を屋外に特定した場合は、給湯設備の末端機器が多数ある場合、加圧に必要な給湯量が多くなる傾向にあり、補助加圧給水ポンプ装置が高価なものになり、且つモータ容量も大きくなり消費電力も増大する。これに対して上記構成の補助加圧給水ポンプ装置３０では、屋内１２０に設置できるから、給水加圧を必要とする末端機器の近傍にすることが可能となる。その結果、圧力不足を起こしている特定の末端機器に絞り込んで補助加圧を行えばよく、加圧に必要な給湯量をシャワーや給水栓等の末端機器の１個分に特定することが可能なる。よって補助加圧給水ポンプ装置３０を小型で安価とすることができ、モータ容量も小さく消費電力も最小とすることが可能となる。

なお、上記実施形態例では、貯湯ユニット１０の貯湯槽１１から、給湯管１９や分岐管２５を通して末端機器に給湯する給湯設備を例に説明したが、給湯源はこれに限定されるものではなく、要は給湯源からの湯を給湯管及び給湯管から分岐する分岐管を通して末端機器に給湯する給湯設備であれば、その分岐管に本発明に係る補助加圧給水ポンプ装置を設けることにより、本発明に係る給湯設備を構成することができる。

また、上記実施形態例では、給湯設備を例に説明したが、給水設備であってもよい。即ち、給水源からの水を給水管及び該給水管から分岐する分岐管を通して末端機器に給水する給水設備の分岐管に本発明に係る補助加圧給水ポンプ装置を設けることにより、本発明に係る給水設備を構成することができる。

また、上記実施形態例では、チャッキ弁（逆止弁）４３をポンプケーシング４０の吸込口４０ａに接続された、中間弁ケース４２に組み込んでいるが、チャッキ弁（逆止弁）は給水管又は給湯管から分岐する分岐管に直接設けてもよい。また、このチャッキ弁（逆止弁）は必要ない場合もある。また、流量スイッチ４６を設けているが、この流量スイッチ４６も必要としない場合もある。

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書、図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお、直接明細書及び図面に記載のない何れの形状・構造であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば、加圧ポンプ３２の構造やキャンドモータＭの構造も上記実施形態に示すものには限定されない。

従来の給湯設備の構成例を示す図である。本発明に係る補助加圧給水ポンプ装置を備えた給湯設備の構成を示す図である。本発明に係る補助加圧給水ポンプ装置の構成例を示す平面図である。本発明に係る補助加圧給水ポンプ装置の構成例を示す側面一部断面図である。本発明に係る補助加圧給水ポンプ装置の正面図である。（図４のＡ矢視図である）本発明に係る補助加圧給水ポンプ装置のキャンドモータＭや制御盤の結線図である。アキュムレータタンクの断面図である。

符号の説明

１０貯湯ユニット
１１貯湯槽
１２給湯器ユニット
１３循環配管
１４加圧給水管
１６給水管
１７分岐管
１８補助加圧給水ポンプ装置
１９給湯管
２０加圧ポンプ
２１シャワー
２２カラン
２３混合弁
２４混合弁
２５分岐管
２６管
３０補助加圧給水ポンプ装置
３１アキュムレータタンク
３２加圧ポンプ
３３圧力スイッチ
４０ポンプケーシング
４１インペラ（羽根車）
４２中間弁ケース
４３チャッキ弁（逆止弁）
４４フランジパッキン
４５フランジパッキン
４６流量スイッチ
４７流量スイッチ取付ケーシング
４８回転軸
４９ナット
５０ドレン抜き栓
５１コック
５２モータフレーム
５３ステータ
５４Ｏリング
５５ケーシングカバー
５６キャン
５７Ｏリング
５８Ｏリング
５９軸受ブッシュ
６０スリーブ軸受
６１メタル
６２ロータ
６３Ｏリング
６４キャップ
６５電装ケース
６６コンデンサ
６７リードハトメ
６８コードステー
６９電装台
７０モータ脚
７１電源コード
７２プリント基板
７３電源プラグ
７４過負荷保護装置
７５緩撃ワッシャー
７６スラストカラー
８０セルカバー
８１ゴム膜
８２セルケース
８３バルブ
８４ボルト・ナット
Ｍキャンドモータ

Claims

給水管から分岐された分岐管の途中に接続され該分岐管を通る給水を加圧する加圧ポンプと、該加圧ポンプを駆動するキャンドモータと、該加圧ポンプの運転制御を行なう制御盤とを備え、
前記キャンドモータのフレームと前記加圧ポンプのケーシングは密接し、且つポンプ取扱液が外部に漏出しない密封構造であることを特徴とする補助加圧給水ポンプ装置。
給湯管から分岐された分岐管の途中に接続され該分岐管を通る給湯を加圧する加圧ポンプと、該加圧ポンプを駆動するキャンドモータと、該加圧ポンプの運転制御を行なう制御盤とを備え、
前記キャンドモータのフレームと前記加圧ポンプのケーシングは密接し、且つポンプ取扱液が外部に漏出しない密封構造であることを特徴とする補助加圧給水ポンプ装置。
請求項１又は２に記載の補助加圧給水ポンプ装置において、
前記分岐管の前記加圧ポンプより下流側には前記加圧ポンプの発停に伴って水圧の変動を防止するアキュムレータタンク及び圧力スイッチを設けたことを特徴とする補助加圧給水ポンプ装置。
給水源からの水を給水管及び該給水管から分岐する分岐管を通して末端機器に給水する給水設備、又は給湯源からの湯を給湯管及び給湯管から分岐する分岐管を通して末端機器に給湯する給湯設備において、
前記分岐管の途中に請求項１乃至３のいずれか１項に記載の補助加圧給水ポンプ装置を設けたことを特徴とする給水又は給湯設備。
給水管又は給湯管及び該給水管又は給湯管から分岐する分岐管を通して末端機器に給水又は給湯する給水又は給湯方法であって、
加圧ポンプと該加圧ポンプを駆動するキャンドモータがポンプケーシングとモータフレームが密接し、且つポンプ取扱液が外部に漏出しない密封構造となっている該加圧ポンプを用い、前記分岐管を通る水又は湯を加圧することを特徴とする給水又は給湯方法。