JP2014037802A

JP2014037802A - プランジャポンプ及び洗浄機

Info

Publication number: JP2014037802A
Application number: JP2012180517A
Authority: JP
Inventors: Kazuro Higashimura; 和朗東村; Hiromichi Tai; 啓道田井
Original assignee: Koshin Ltd
Current assignee: Koshin Ltd
Priority date: 2012-08-16
Filing date: 2012-08-16
Publication date: 2014-02-27

Abstract

【課題】弁が乾燥状態にあっても、高い吸い込みヘッドで水を吸い込むことができるプランジャポンプを提供する。
【解決手段】吸水一方向弁１９を備えた吸水口５と排水一方向弁２０を備えた排水口９に連通するシリンダ１５と、シリンダ１５の少なくとも一部に往復移動可能に収容されたプランジャ１６とを有するプランジャポンプ１において、プランジャポンプ１の始動時にシリンダ１５内に呼び水を供給する呼び水供給口１１を備えた。
【選択図】図５

Description

本発明は、家、車等の洗浄用、農業用の高圧洗浄機に使用されるプランジャポンプ及びこのプランジャポンプを用いた洗浄機に関する。

高圧洗浄機に使用されるプランジャポンプは、吸入弁と吐出弁を備えるシリンダと、該シリンダに往復移動可能に収容されたプランジャとを有している。プランジャを往復移動させると、吸入弁と吐出弁が交互に開閉し、吸入弁からシリンダに吸い込まれた水は加圧されて吐出弁から吐出される。吸入弁と吐出弁は、弁座に金属又はプラスチック接触しているので、これらの弁の周囲に水が存在している場合には、水がシール剤となり、弁機能が十分に発揮される。しかし、ポンプの不使用期間が長く、ポンプ内部に残留していた水が蒸発して弁の周囲に水が存在しない乾燥した状態になっている場合には、弁のシールが不十分となり、弁機能が発揮されず、著しく吸い込み能力が低下する。

吸入口に水道を直結する場合には、水道の圧力によってシリンダ内部に水が強制的に供給されて弁が濡らされるので、弁機能が十分に発揮され、吸い込み不良の問題は生じない。しかし、水道設備が無い場所では、タンクに水を入れてそこから水を吸引したり、用水路、川、溜め池などから水を吸引する必要がある。この場合、弁周辺が乾燥した状態では、弁機能が低下しているので、吸い込みヘッドを低くしなければならない。吸い込みヘッドが高い状態で場合には、吸い込み不良となり、ポンプが焼き付き、故障する等の問題が生じる。このため、従来のプランジャポンプは、吸引できる水の高さを見極めてから設置場所を決める必要があった。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、弁が乾燥状態にあっても、高い吸い込みヘッドで水を吸い込むことができるプランジャポンプ及びこのプランジャポンプを用いた洗浄機を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明のプランジャポンプは、
吸水一方向弁を備えた吸水口と排水一方向弁を備えた排水口に連通するシリンダと、
前記シリンダの少なくとも一部に往復移動可能に収容されたプランジャとを有するプランジャポンプにおいて、
前記プランジャポンプの始動時に前記シリンダ内に水を供給する呼び水供給口を備えたものである。

始動時に、呼び水供給口から水を供給すると、吸水一方向弁及び排水一方向弁を濡らす。この結果、乾燥状態にあったこれらの弁のシール性が確保され、高い吸い込みヘッドでも水を吸い込むことができる。

前記プランジャポンプは、水を収容するタンクと、前記タンクと前記呼び水供給口を接続する接続チューブをさらに備える。ポンプにタンクと接続チューブを予め備えていけば、ポンプ運転前に水を供給する設備を準備することなく、タンクに水を入れるだけでポンプを始動することができる。

前記呼び水供給口は、前記吸水一方向弁の上流側の吸水路に連通するように設ける。これにより、ポンプの吸引力によって水を吸引することができるので、水を重力落下させたり、強制的に吸引する必要がなくなる。

前記呼び水供給口を開閉する呼び水開閉弁を設ける。呼び水供給口に呼び水を供給してポンプの運転が正常に行われると、水開閉弁を閉じることで、吸い込み性能を維持することができる。

前記排水一方向弁の下流側に出水一方向弁を設け、前記排水一方向弁と前記出水一方向弁の間に排気弁を設けることが好ましい。始動時に排気弁を開けることで、ポンプの排気機能によってシリンダ内の空気を迅速に排気することができる。

本発明の洗浄機は、
吸水一方向弁を備えた吸水口と排水一方向弁を備えた排水口に連通するシリンダと、前記シリンダの少なくとも一部に往復移動可能に収容されたプランジャとを有し、前記プランジャポンプの始動時に前記シリンダ内に水を供給する呼び水供給口を備えたプランジャポンプと、
前記プランジャポンプを駆動する駆動装置と、
水を収容するタンクと、
前記タンクと前記プランジャポンプの呼び水供給口を接続する呼び水供給管と、
前記プランジャポンプ、前記駆動装置、前記タンク及び前記呼び水供給管のうち少なくとも前記駆動装置を支持するフレームとからなる。

本発明によれば、始動時に、呼び水供給口から呼び水を供給することで、吸水一方向弁及び排水一方向弁のシール性が確保され、高い吸い込みヘッドでも水を吸い込むことができるので、水道水以外の用水路や川、溜め池などの低い位置にある水を吸引することができ、ポンプの設置場所を自由に選定することができる。

本発明のプランジャポンプの正面図。図１のプランジャポンプの平面図。図１のプランジャポンプのIII−III線断面図。図２のプランジャポンプのIV−IV線断面図。図２のプランジャポンプのV−V線断面図。本発明のプランジャポンプの系統図。本発明のプランジャポンプを有する高圧洗浄機の概略正面図。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。

図１−５は、本発明のプランジャポンプ１を示す。プランジャポンプ１は、第１ケーシング２ａと、第１ケーシング２ａの一端に接続された第２ケーシング２ｂと、第１ケーシング２ａの他端に接続された第３ケーシング２ｃとからなるケーシング２を有している。

第１ケーシング２ａには、水平方向（図１においては左右方向）に吸水孔３と排水孔４が平行に形成されている。吸水孔３は、第１ケーシング２ａに設けた吸水口５と連通するとともに、３つの吸水連通孔６が分岐している。排水孔４は、３つの排水連通孔７とオーバーフロー孔８が分岐するとともに、第１ケーシング２ａの排水口９に連通している。オーバーフロー孔８は図５に示すように、排水孔４から上方に立ち上がる第１垂直部８ａと、該第１垂直部８ａの上端から水平に延びる水平部８ｂと、該水平部８ｂの左端から下方に延びて吸水孔３に連通する第２垂直部８ｃとからなっている。オーバーフロー孔８の第１垂直部８ａと水平部８ｂの角部には、オーバーフロー弁１０が設けられている。オーバーフロー孔８の水平部８ｂと第２垂直部８ｃの角部には、呼び水供給口１１が形成され、該呼び水供給口１１にボール弁からなる呼び水開閉弁１２が設けられている。排水口９には、出口一方向弁１３と、該出口一方向弁１３の下流側に取水弁１４が設けられている。

また、第１ケーシング２ａには、図１において表裏即ち前後方向に３つのシリンダ１５が同一円周上に形成されている。各シリンダ１５には、プランジャ１６が摺動可能に挿入されている。プランジャ１６は、シリンダ１５から第３ケーシング２ｃ側に向かって突出するようにバネ１７により付勢されている。

第２ケーシング２ｂには、図４に示すように，上下方向に３つの給排水孔１８が平行に形成されている。各給排水孔１８は、第１ケーシング２ａの吸水連通孔６に吸水一方向弁１９を介して連通し、また第１ケーシング２ａの排水連通孔７に排水一方向弁２０を介して連通している。さらに各給排水孔１８は、第１ケーシング２ａのシリンダ１５と連通するシリンダヘッド空間２１を有している。また、各給排水孔１８は排水一方向弁２０の下流側で排気孔２２が分岐し、該排気孔２２は第２ケーシング２ｂに設けた排気口２３に連通している。排気口２３には排気弁２４が設けられている。

第３ケーシング２ｃには、ロータ２５が前記プランジャ１６と平行に収容され、ベアリング２６により回転可能に支持されている。ロータ２５の第１ケーシング２ａ側の一端には、３つのプランジャ１６の頭部に当接するカム板２７が取り付けられている。ロータ２５の他端には、図示しないエンジンが連結され、エンジンが駆動すると、ロータ２５が回転し、カム板２７が３つのプランジャ１６をバネ１７の付勢力に抗して順次押圧することで、プランジャ１６をシリンダ１５内で往復移動させるように構成されている。

図６は、プランジャポンプ１の系統図である。これに基づき、プランジャポンプ１の接続状態を説明すると、シリンダ１５に収容されたプランジャ１６はエンジン３６により往復駆動される。プランジャポンプ１の吸水口５は、３つに分岐して３つの吸水一方向弁１９を介して３つのシリンダ１５に接続されている。吸水口５には、吸水管２８の一端が接続され、吸水管２８の他端は用水路、川、溜め池等の水源２９に侵漬される。呼び水供給口１１は呼び水開閉弁１２を介して３つの吸水一方向弁１９の上流側に接続されている。呼び水供給口１１には、呼び水供給管３０の一端が接続され、呼び水供給管３０の他端は、始動時にタンク３１に収容された水に浸漬される。シリンダ１５は３つの排水一方向弁２０を介して１つに合流し、出口一方向弁１３を介して排出口９に接続されている。排出口９には、排水管３２の一端が接続され、排水管３２の他端は図示しない使用箇所に向けられる。排気口２３は排気弁２４を介して排水一方向弁２０と出口一方向弁１３との間に接続されている。排気口２３には、排気管３３の一端が接続され、排気管３３の他端はバケツやトレイなどに導かれる。排水一方向弁２０の下流側でかつ出口一方向弁１３の上流側はオーバーフロー弁１０を介して吸水一方向弁１９の上流側に接続されている。

図７は、プランジャポンプ１を装着した高圧洗浄機３４を示す。適宜形状のフレーム３５にエンジン３６が搭載され、該エンジン３６にプランジャポンプ１が連結され、エンジン３６によりプランジャポンプ１のロータ２５が回転駆動されるように構成されている。フレーム３５は、手で持ち上げて運搬可能な形状を有し、あるいは、底に車を取り付けて手で押して運搬できるようにしてもよい。フレーム３５には、呼び水として使用される水を収容するタンク３１が取り付けられている。タンク３１は呼び水供給管３０を介してプランジャポンプ１の呼び水供給口１１に接続されている。排気口２３には、予め排気管３３が接続されている。前記タンク３１は、エンジン３６又はプランジャポンプ１に直接取り付けることもできる。また、エンジン３６に代わりに駆動装置として電気モータを使用することができる。

次に、以上の構成からなるプランジャポンプ１の動作を説明する。

プランジャポンプ１を始動するには、吸水口５に吸水管２８の一端を接続し、該吸水管２８の他端を河川、池、プール等の水源２９に侵漬する。排水口９に排水管３２の一端を接続する。タンク３１に水を投入し、タンク３１と呼び水供給口１１を呼び水供給管３０で接続する。呼び水開閉弁１２を開いて、タンク３１内の水を吸い込める状態にする。

次にエンジン３６を始動すると、プランジャ１６の吸い込み作用により、吸い込みヘッド（図６中Ｈ_１）の低いタンク３１内の水が、呼び水供給管３０、呼び水供給口１１、第１ケーシング２ａの吸水孔３、吸水連通孔６、吸水一方向弁１９を介して第２ケーシング２ｂの給排水孔１８及びシリンダヘッド空間２１内に吸い込まれる。給排水孔１８及びシリンダヘッド空間２１に吸い込まれた水は、プランジャ１６の排出作用により、排水一方向弁２０、排水連通孔７、出口一方向弁１３を経て、排水口９から排出される。この間、吸水一方向弁１９の弁体と弁座の間、及び排水一方向弁２０の弁体と弁座の間が呼び水で濡らされ、吸水一方向弁１９及び排水一方向弁２０のシール性が確保される。このため、プランジャポンプ１が長期間使用されず、吸水一方向弁１９又は排水一方向弁２０又はその両方が乾燥していても、高い吸い込みヘッド（図６中Ｈ_２）で水を吸い込むことが可能となる。このように、排水口９から水が排出されるようになると、呼び水開閉弁１２を閉じる。これにより、吸水口５に接続した吸水管２８から水源２９の水が吸引され、排水口９に接続した排水管３２から水が排出され、高い吸い込みヘッド（Ｈ_２）の水源２９からも水を吸引して安定したポンプ運転が継続される。

なお、始動時に、呼び水開閉弁１２を開くとともに、排気弁２４を開いて、シリンダ１５内の空気をポンプ作用で排気できるようにすると、ポンプの吸い込みを迅速に行える。

前記実施形態のプランジャポンプ１を使用した高圧洗浄機３４では、呼び水を収容したタンク３１と、該タンク３１と呼び水供給口１１を接続する呼び水供給管３０を備えているので、ポンプ運転前に水を供給する設備を準備することなく、タンク３１に水を入れるだけでポンプを始動することができる。このため、水道設備のない場所でも、吸い込みヘッドが高い水源２９から水を吸引することができる。

前記実施形態は、種々の修正や変更が可能である。例えば、前記実施例では、呼び水供給口１１は、吸水一方向弁１９の上流側の吸水孔３に連通するように設けたが、呼び水がシリンダ１５に供給されればよく、その場所は特に限定されない。例えば、呼び水は、吸水一方向弁１９の下流側と排水一方向弁２０の上流側の間、すなわち、第２ケーシング２ｂの給排水孔１８またはシリンダヘッド空間２１内に直接供給するようにしてもよい、また、排水一方向弁２０の下流側に呼び水を供給してもよい。この場合、ポンプの吸水作用により、呼び水を吸水出来ない場合は、タンク３１をプランジャポンプ１より上方に設けて重力により供給することができる。

１プランジャポンプ
５吸水口
９排水口
１１呼び水供給口
１２呼び水開閉弁
１３出口一方向弁
１５シリンダ
１６プランジャ
１９吸水一方向弁
２０排水一方向弁
２４排気弁
３０呼び水供給管
３１タンク

Claims

吸水一方向弁を備えた吸水口と排水一方向弁を備えた排水口に連通するシリンダと、
前記シリンダの少なくとも一部に往復移動可能に収容されたプランジャとを有するプランジャポンプにおいて、
前記プランジャポンプの始動時に前記シリンダ内に水を供給する呼び水供給口を備えたことを特徴とするプランジャポンプ。
水を収容するタンクと、
前記タンクと前記呼び水供給口を接続する呼び水供給管とをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のプランジャポンプ。
前記呼び水供給口は、前記吸水一方向弁の上流側の吸水孔に連通するように設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のプランジャポンプ。
前記呼び水供給口を開閉する呼び水開閉弁を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のプランジャポンプ。
前記排水一方向弁の下流側に出水一方向弁を設け、前記排水一方向弁と前記出水一方向弁の間に排気弁を設けたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のプランジャポンプ。
吸水一方向弁を備えた吸水口と排水一方向弁を備えた排水口に連通するシリンダと、前記シリンダの少なくとも一部に往復移動可能に収容されたプランジャとを有し、前記プランジャポンプの始動時に前記シリンダ内に呼び水を供給する呼び水供給口を備えたプランジャポンプと、
前記プランジャポンプを駆動する駆動装置と、
水を収容するタンクと、
前記タンクと前記プランジャポンプの呼び水供給口を接続する呼び水供給管と、
前記プランジャポンプ、前記駆動装置、前記タンク及び前記呼び水供給管のうち少なくとも前記駆動装置を支持するフレームとからなることを特徴とする洗浄機。