JP2010285972A

JP2010285972A - 自吸式ポンプ

Info

Publication number: JP2010285972A
Application number: JP2009142641A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Miyata; 充宮田; Shinji Matsui; 伸次松井
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2009-06-15
Filing date: 2009-06-15
Publication date: 2010-12-24

Abstract

【課題】ケーシングと、モータと、モータにより回転駆動される羽根車とを備え、ケーシングは、羽根車を収納する羽根車室と、羽根車室の吸込部に連通する吸込室１５と、羽根車室の吐出部に連通する吐出室１６とを有する自吸式ポンプにおいて、モータの回転数を高く設定してもキャビテーションの発生を防止できるようにする。
【解決手段】吐出室１６の水を羽根車室の吸込部に臨む吸込室１５の下流端部に還流させる、常時開通する還流路１８を設ける。
【選択図】図４

Description

本発明は、風呂追い焚き機能を有する熱源機等に組み込まれる自吸式ポンプに関する。

従来、この種の自吸式ポンプとして、ケーシングと、モータと、モータにより回転駆動される羽根車とを備え、ケーシングに、羽根車を収納する羽根車室と、羽根車室の吸込部に連通する吸込室と、羽根車室の吐出部に連通する吐出室と、吐出室内の水を吸込室に還流する還流路とを形成して成るものが知られている（例えば、特許文献１参照）。尚、このもので還流路は、吐出室の水を羽根車室の吸込部に臨む吸込室の下流端部に還流させるように構成されており、後述する通常運転状態に移行したときに閉じる開閉弁を還流路に介設している。

自吸式ポンプは、起動時に自吸運転を行う。自吸運転では、空気が混入した水を羽根車の回転で吐出室に送り、吐出室で気液分離した水を還流路を介して吸込室に戻し、再度空気と共に吐出室に送ることを繰り返す。これによりケーシング内の空気が次第に排出されて吸込室が負圧になり、吸込室に連なる吸込管内の水位が上昇して、遂には吸込管からの水でケーシング内が満たされ、ポンプは水のみの揚水を行う通常運転状態に移行する。

ところで、風呂追い焚き機能を有する熱源機に浴槽の水を循環させるために自吸式ポンプを組み込む場合、モータとしてＤＣモータを用いることが考えられる。ＤＣモータは印加電圧に応じて回転数が変化するため、各家庭で熱源機と浴槽との高低差が異なっても、この高低差に応じた所要の揚水能力が得られるようにモータの回転数を可変設定することができ、有利である。

然し、熱源機と浴槽との高低差が大きく、モータの回転数を高く設定した場合、上記従来例の自吸式ポンプでは以下の不具合を生ずることが判明した。即ち、従来例の自吸式ポンプでは、通常運転状態に移行すると、還流路に介設した開閉弁が閉じられて、吐出室から吸込室への水の還流が停止されるため、モータの回転数を高く設定すると、吸込管の管路抵抗が大きな場合、羽根車室の吸込部の負圧が過大になり、キャビテーションを生じて、これによる異音が発生してしまう。

特開２００４−１６２５９１号公報

本発明は、以上の点に鑑み、モータの回転数を高く設定してもキャビテーションの発生を防止できるようにした自吸式ポンプを提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、ケーシングと、モータと、モータにより回転駆動される羽根車とを備え、ケーシングは、羽根車を収納する羽根車室と、羽根車室の吸込部に連通する吸込室と、羽根車室の吐出部に連通する吐出室とを有する自吸式ポンプにおいて、吐出室の水を羽根車室の吸込部に臨む吸込室の下流端部に還流させる、常時開通する還流路を備えることを特徴とする。

本発明によれば、還流路が常時開通しているため、通常運転状態に移行しても吸込室の下流端部に吐出室からの水が還流される。従って、モータとしてＤＣモータを用い、所要の揚水能力を得られるようにモータの回転数を高く設定した場合でも、羽根車室の吸込部の負圧が過大にならず、キャビテーションの発生を防止できる。尚、羽根車室の吸込部から離れた吸込室の部分に水を還流させることも考えられるが、吸込部の近傍に水を還流させる本発明と比較して、吸込部の負圧が大きくなり勝ちであり、キャビテーションの発生を有効に防止することはできない。

本発明の実施形態の自吸式ポンプの断面図。図１のポンプのケーシングカバー及び仕切り板を取り外した状態の側面図。図１のポンプのケーシングカバーを取り外した状態の側面図。図１のポンプのケーシングカバーの斜視図。

図１は、風呂追い焚き機能を有する熱源機に浴槽ａ（図４参照）の水を循環させるために組み込む自吸式ポンプを示している。このポンプは、ケーシング１と、ＤＣモータから成るモータ２と、モータ２により回転駆動される羽根車３とを備えている。

ケーシング１は、モータ２側のケーシング本体１１と、ケーシング本体１１のモータ２とは反対側の側面にパッキン１２ａ付きの仕切り板１２を挟み込んだ状態で取り付けたケーシングカバー１３とで構成されている。ケーシング本体１１には、図２に示す如く、羽根車３を収納する羽根車室１４と、羽根車室１４の吐出部となる上部の吐出通路１４ｂとが形成されている。これら羽根車室１４と吐出通路１４ｂは仕切り板１２で覆われている。仕切り板１２には、図１及び図３に示す如く、羽根車３と同心の開口から成る羽根車室１４の吸込部１４ａと、吐出通路１４ｂに臨む連通孔１４ｃとが形成されている。

ケーシングカバー１３には、図４に示す如く、羽根車室１４の吸込部１４ａに連通する吸込室１５と、吐出通路１４ｂに連通孔１４ｃを介して連通する吐出室１６とが隔壁１３ａにより相互に仕切られた状態で形成されている。吐出室１６は、内部で気液分離できるように、下方から上方に亘って延在している。

また、ケーシングカバー１３の上面には、吸込室１５に連通し、浴槽ａ内の水を吸込む吸込管ｂを接続する吸込口１７_１と、吐出室１６に連通し、熱源機に設けた風呂追い焚き用の熱交換器ｃを介して浴槽ａに水を送る吐出管ｄを接続する吐出口１７_２とが設けられ、ケーシングカバー１３の下面には、吐出室１６の下端に連通する水抜き口１７_３が設けられている。尚、吸込管ｂには、電磁弁ｅを介設した湯張り管ｆが接続されている。

ケーシングカバー１３には、更に、吐出室１６の水を羽根車室１４の吸込部１４ａに臨む吸込室１５の下流端部に還流させる還流路１８が設けられている。本実施形態では、還流路１８を、吸込室１５の下流端部を囲う隔壁１３ａの部分に形成した所定の大きさ（例えば、１ｍｍ×１ｍｍ）の切欠きで構成している。そして、還流路１８は常時開通している。

風呂の追い焚き時には、先ず、湯張り管ｆから呼び水として所定量の水を供給した後、モータ２を駆動して自吸運転を行う。自吸運転では、空気が混入した水が羽根車３の回転で吐出室１６に送られ、吐出室１６で気液分離した空気が吐出管１７_２から排出されると共に、気液分離後の水が還流路１８を介して吸込室１５の下流端部に戻され、再度空気と共に吐出室１６に送られる。この繰り返しにより、ケーシング１内から次第に空気が排出されて吸込室１５が負圧になり、吸込室１５に連なる吸込管ｂ内の水位が上昇して、遂には吸込管ｂからの水でケーシング１内が満たされ、ポンプは水のみの揚水を行う通常運転状態に移行する。

ここで、本実施形態の如くモータ２としてＤＣモータを用いれば、印加電圧に応じて回転数を可変できるため、各家庭で熱源機と浴槽ａとの高低差が異なっても、この高低差に応じた所要の揚水能力が得られるようにモータ２の回転数を可変設定することができ、有利である。尚、モータ２の回転数は、熱源機に内蔵するモータ用制御基板に付設されているディップスイッチの操作で可変される。また、熱源機を設置した後の試運転時に熱源機と浴槽ａとの高低差を自吸運転にかかる時間等から自動的に計測し、この高低差に応じてモータ２の回転数を自動的に可変設定することも可能である。

ところで、熱源機と浴槽ａとの高低差が大きく、モータ２の回転数を高く設定すると、吸込管ｂの管路抵抗が大きな場合、通常運転状態において羽根車室１４の吸込部１４ａの負圧が大きくなり易く、この負圧が過大になるとキャビテーションを生じて、これによる異音が発生してしまう。

これに対し、本実施形態では、還流路１８が常時開通しているため、通常運転状態においても吸込室１５の下流端部に吐出室１６からの水が還流される。従って、モータ２の回転数を高く設定した場合でも、羽根車室１４の吸込部１４ａの負圧が過大にならず、キャビテーションの発生を防止できる。尚、羽根車室１４の吸込部１４ａから離れた吸込室１５の部分に水を還流させることも考えられるが、吸込部１４ａの近傍に水を還流させる本実施形態と比較して、吸込部１４ａの負圧が大きくなり勝ちであり、キャビテーションの発生を有効に防止することはできない。

但し、還流路１８からの水の還流量が増大すると、ポンプの効率が低下するため、還流路１８の開口面積は、吸込部１４ａの負圧が過大にならない範囲で可及的に小さくする必要がある。ここで、モータ２の回転数が低い場合は、吸込部１４ａの負圧は然程大きくならない。そのため、図示しないが、還流路１８の開口面積を可変する可変絞り手段を設け、モータ２の回転数が低下するのに伴い開口面積を減少させるようにしてもよい。これによれば、キャビテーションの発生を防止して、且つ、モータ２の回転数が低い場合の効率低下を防止できる。

ところで、従来、吐出室１６からの水を直接羽根車室１４に還流させる還流路を形成したものが知られている。本実施形態の還流路１８に加えてこのような従来の還流路を設けることも考えられる。然し、この場合には、還流路１８からの還流量が減少し、モータ２の回転数を高く設定した場合、吸込部１４ａの負圧が大きくなって、キャビテーションの発生を有効に防止できなくなる。そのため、本実施形態の還流路１８のみを介して水を還流させることが必要である。

以上、風呂追い焚き機能を有する熱源機に組み込む自吸式ポンプに本発明を適用した実施形態について説明したが、ヒートポンプ装置等の他の装置に組み込む自吸式ポンプにも同様に本発明を適用できる。

１…ケーシング、１４…羽根車室、１４ａ…吸込部、１４ｂ…吐出通路（吐出部）、１５…吸込室、１６…吐出室、１８…還流路、２…モータ、３…羽根車。

Claims

ケーシングと、モータと、モータにより回転駆動される羽根車とを備え、ケーシングは、羽根車を収納する羽根車室と、羽根車室の吸込部に連通する吸込室と、羽根車室の吐出部に連通する吐出室とを有する自吸式ポンプにおいて、
吐出室の水を羽根車室の吸込部に臨む吸込室の下流端部に還流させる、常時開通する還流路を備えることを特徴とする自吸式ポンプ。
前記モータとしてＤＣモータを用いることを特徴とする請求項１記載の自吸式ポンプ。