JP2019132135A - 自吸ポンプ及びポンプユニット - Google Patents

Abstract

【課題】正確にポンプ及び吸込管内の満水を検出することができる自吸ポンプ及びポンプユニットを提供する。【解決手段】ポンプ１１は、羽根車１１ａと、羽根車１１ａを収納するポンプケーシング１１ｂと、羽根車１１ａの二次側における液体の水位が所定の呼び水時水位ＷＬ１よりも高い予め規定された水位よりも高くなった場合に、第１状態から第２状態に切り替わるスイッチ３３と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、自吸ポンプ及びポンプユニットに関する。

現在まで、用途に応じた様々なポンプが開発されているが、その一種に自吸ポンプがある。この自吸ポンプは、羽根車と、羽根車を収納するポンプ室及びポンプ室よりも吐出し口側（羽根車の二次側）に配置される気液分離室が形成されたポンプケーシングとを備えており、ポンプケーシング内部が液体で満たされていれば、自身の運転によって吸込管内の空気を排出して揚液することが可能なポンプである。自吸ポンプは、例えば設置時等において、まずポンプや吸込管内の空気を排出してポンプ及び吸込管内を満水にする自吸運転を行い、その後に揚液した液体を吐出し口から排出する揚液運転を行う。

以下の特許文献１，２には、自吸ポンプが自吸運転をしているか、揚液運転をしているかを判定する方法の一例が開示されている。具体的に、以下の特許文献１には、自吸ポンプの吐出圧力値が所定値以下であることを検知して自吸作用中であることを検出する方法が開示されている。また、以下の特許文献２には、自吸ポンプを駆動する電動機の駆動電流の変化に基づいて、自吸ポンプが自吸運転をしているか、揚液運転をしているかを判定する方法が開示されている。

特公平７−５８０７８号公報 特許第６１８５７３７号公報

ところで、自吸ポンプの呼び水作用は、羽根車の回転速度に大きく影響されることが知られている。具体的には、自吸運転は、羽根車の回転速度が高速な程ポンプ及び吸込管内が満水になるまでの時間が短く、羽根車の回転速度が低速な程ポンプ及び吸込管内が満水になるまでに長時間を要する。このため、自吸運転時は、自吸運転用の回転速度（例えば、予め規定された羽根車の最高回転速度）で羽根車が回転されることが多い。通常、ポンプは供給先で必要な圧力が確実に保証されるよう供給先で必要な圧力よりも高い吐出し圧力が出力できるポンプが選定される。そのため、ポンプ及び吸込管内が満水となった後にも、自吸運転用の回転速度で長時間羽根車が回転されると、供給先で必要な圧力以上の吐出し圧力にて長時間運転することになり、エネルギーロスとなる。よって、ポンプ及び吸込管内が満水か否かを正確に検出する必要がある。

また、自吸ポンプの性能、電動機の出力、自吸ポンプの運転状況、及び供給先の液体の使用状況等によって、自吸運転が完了した時の電動機の駆動電流や自吸ポンプの吐出し圧力は変動する。上述した特許文献１，２に開示された技術は、変動する電動機の駆動電流や自吸ポンプの吐出し圧力に基づいて、自吸ポンプが自吸運転をしているか、揚液運転をしているかを判定しており、自吸完了を判定するための閾値等の調整が必要になる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、正確にポンプ及び吸込管内の満水を検出することができる自吸ポンプ及びポンプユニットを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様による自吸ポンプ（１１、１１Ａ、１１Ｂ）は、羽根車（１１ａ）と、前記羽根車を収納するポンプケーシング（１１ｂ）と、前記羽根車の二次側における液体の水位が所定の呼び水時水位（ＷＬ１）よりも高い予め規定された水位よりも高くなった場合に、第１状態から第２状態に切り替わるスイッチ（３３、３５、３６）と、を備える。
また、本発明の一態様による自吸ポンプは、前記ポンプケーシングが、前記羽根車の二次側に形成された気液分離室（２２）を備えており、前記スイッチが、前記気液分離室内の液体の水位が前記予め規定された水位よりも高くなった場合に、前記第１状態から前記第２状態に切り替わる。
また、本発明の一態様による自吸ポンプは、前記スイッチが、前記気液分離室に液体を供給するための液体供給口（３１）に取り付けられる栓（３２、３２Ａ、３２Ｃ）に設けられている。
或いは、本発明の一態様による自吸ポンプは、前記ポンプケーシングが、前記羽根車の二次側に形成された気液分離室（２２）を備えており、前記スイッチが、前記気液分離室の下流且つ前記気液分離室に連通し、排気弁（８６）によって流路が開放又は閉鎖される排気管（８５）に設けられており、前記排気管内の液体の水位が前記予め規定された水位よりも高くなった場合に、前記第１状態から前記第２状態に切り替わる。
また、本発明の一態様による自吸ポンプは、前記気液分離室内の液体の水位に応じて上下する浮体（３０）を備えており、前記スイッチが、前記浮体の上方への移動により前記第１状態から前記第２状態に切り替わる。
また、本発明の一態様による自吸ポンプは、前記スイッチが、検出素子（２９ｂ、３６ｅ）と前記呼び水時水位よりも高い位置に設けられたコモン素子（３３、３６ｆ）とによって液体の水位を検出し、前記検出素子と前記コモン素子とは、前記第１状態及び前記第２状態の何れの状態においても所定の間隔をもって離間される。
また、本発明の一態様による自吸ポンプは、前記スイッチが、前記間隔をもって離間された一対の電極（３５）であって、前記一対の電極のうち少なくとも一方はコモン素子として呼び水時水位よりも高い位置に設けられ、前記一対の電極が共に液体に浸されると前記第１状態から前記第２状態に切り替わる。
また、本発明の一態様による自吸ポンプは、前記スイッチが、液体の水位に応じて回動する回動部材（３６ａ）と、前記回動部材に設けられた前記検出素子（３６ｅ）と、前記コモン素子（３６ｆ）と、を備えており、前記検出素子と前記コモン素子との間隔が予め規定された基準距離（Ｌ１）以下となると前記第１状態から前記第２状態に切り替わる。
本発明の一態様によるポンプユニット（１〜６）は、上記の何れかに記載の自吸ポンプを備えるポンプユニットであって、前記スイッチが前記第１状態である場合には自吸運転用の回転速度で前記羽根車を回転させ、前記スイッチが前記第２状態である場合には揚液運転用の回転速度で前記羽根車を回転させる制御を行う制御装置（１３）を備える。
或いは、本発明の一態様によるポンプユニット（１〜６）は、上記の排気弁を備えるポンプユニットであって、前記スイッチが前記第１状態である場合には前記排気弁を開弁状態にし、前記スイッチが前記第２状態である場合には前記排気弁を閉弁状態にする制御を行う。
また、本発明の一態様によるポンプユニットは、前記制御装置が、前記スイッチが前記第１状態である場合に、自吸運転中である旨を示す情報を表示する。
また、本発明の一態様によるポンプユニットは、前記制御装置が、前記スイッチが前記第１状態である場合に、第１近距離通信（Ｃ１）を行って自吸運転中である旨を示す情報を送信する制御部（５０）を備える。
また、本発明の一態様によるポンプユニットは、前記ポンプケーシングを覆うユニットカバー（１５）に取り付けられ、前記制御部との間で前記第１近距離通信を行って前記情報を取得し、取得した前記情報を、第２近距離通信（Ｃ２）を行って前記ユニットカバーの外部の機器（７０）に送信する通信器（６０）を備える。
また、本発明の一態様によるポンプユニットは、前記通信器が、前記第１近距離通信を行って取得した前記情報を表示する表示部（６４）を備える。
また、本発明の一態様によるポンプユニットは、前記通信器が、前記制御部から非接触で供給される電力と、前記外部の機器から非接触で供給される電力との少なくとも一方によって動作する。
本発明の他の態様によるポンプユニットは、羽根車（１１ａ）と、前記羽根車を収納するポンプケーシング（１１ｂ）と、を備える自吸ポンプ（１１、１１Ａ、１１Ｂ）と、前記自吸ポンプを制御する制御装置（１３）と、を備え、前記制御装置が、前記羽根車の二次側における液体の水位が所定の呼び水時水位（ＷＬ１）よりも高い予め規定された水位よりも高くなった場合に、第１状態から第２状態に切り替わるスイッチ（３３、３５、３６）が接続される入力部（５１ａ）を備える。
また、本発明の他の態様によるポンプユニットは、前記制御装置が、前記スイッチが前記第１状態である場合には自吸運転用の回転速度で前記羽根車を回転させ、前記スイッチが前記第２状態である場合には揚液運転用の回転速度で前記羽根車を回転させる制御を行う。
また、本発明の他の態様によるポンプユニットは、前記ポンプケーシングが、前記羽根車の二次側に形成された気液分離室（２２）を備えており、前記制御装置が、前記気液分離室の下流且つ前記気液分離室に連通した排気管（８５）に設けられた排気弁（８６）を開弁状態又は閉弁状態にする制御信号を出力する出力部（５１ｂ）を備え、前記スイッチが前記第１状態である場合には前記排気弁を開弁状態にし、前記スイッチが前記第２状態である場合には前記排気弁を閉弁状態にする制御を行う。
また、本発明の他の態様によるポンプユニットは、前記制御装置が、前記スイッチが前記第１状態である場合に、自吸運転中である旨を示す情報を表示する。

本発明によれば、正確にポンプ及び吸込管内の満水を検出することができるという効果がある。これにより、適切なタイミングで自吸運転を終了して揚液運転に移行することで、自吸ポンプは適切な回転速度にて揚液ができる。

本発明の第１実施形態によるポンプユニットのユニットカバーの内部を示す正面図である。 本発明の第１実施形態によるポンプユニットを示す背面斜視透視図である。 本発明の第１実施形態におけるポンプの内部構造を示す縦断面図である。 本発明の第１実施形態において気水分離室の補助室に収容される弁体及び支持部材を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態においてポンプの内部が満水になった状態を示す図である。 本発明の第１実施形態によるポンプユニットの動作例を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態によるポンプユニットの要部構成を模式的に示す分解斜視図である。 本発明の第２実施形態におけるポンプの内部構造を模式的に示す縦断面図である。 本発明の第２実施形態によるポンプユニットの第１変形例を模式的に示す縦断面図である。 本発明の第２実施形態によるポンプユニットの第２変形例を模式的に示す縦断面図である。 本発明の第３実施形態によるポンプユニットを模式的に示す図である。 本発明の第３実施形態によるポンプユニットに設けられる制御部及び表示器並びに外部表示器の要部構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態において外部表示器の表示画面に表示される情報の一例を示す図である。 本発明の第４実施形態におけるポンプの内部構造を示す縦断面図である。 本発明の第４実施形態の変形例に係るポンプの内部構造を示す縦断面図である。 本発明の第５実施形態におけるポンプの内部構造を示す縦断面図である。 本発明の第５実施形態で用いられる可動スイッチを示す断面図である。 本発明の第６実施形態によるポンプユニットの要部構成を示す図である。 本発明の第６実施形態の変形例に係るポンプの内部構造を示す縦断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態による自吸ポンプ及びポンプユニットについて詳細に説明する。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態によるポンプユニットのユニットカバーの内部を示す正面図である。図２は、本発明の第１実施形態によるポンプユニットを示す背面斜視透視図である。本実施形態のポンプユニット１は、例えば井戸や貯水槽等の水源から水を汲み上げて水を供給する用途に使用される。ポンプユニット１は屋外に設置され、農業用水、洗車、庭木の散水等として用いられる中水を給水したり、建物の２階床又は３階床で水道本管圧では圧力が不足したりしてしまう場合の水道加圧給水にも用いられる。

図１及び図２に示す通り、ポンプユニット１は、水（液体）を汲み上げるポンプ１１（自吸ポンプ）、ポンプ１１の背面側に設けられてポンプ１１を駆動する電動機１２、及び電動機１２を制御する制御装置１３を備える。電動機１２は、ポンプ１１に固定されており、ポンプ１１及び制御装置１３は、ユニットベース１４上に固定されている。ユニットカバー１５は、ユニットベース１４上のポンプ１１、電動機１２、制御装置１３を覆っている。ユニットベース１４及びユニットカバー１５は、例えば合成樹脂製である。

ポンプ１１は、揚液用の羽根車１１ａが呼び水作用も行うことができるようにした構造の自吸ポンプであって、羽根車１１ａと、羽根車１１ａを収納するポンプ室２１（図３参照）及び揚水の流路を形成するポンプケーシング１１ｂとを備える。また、ポンプ１１は、摩擦ポンプとも称されるカスケードポンプであって、羽根車１１ａは、周縁部に多数の溝Ｇ（図３参照）が切られた円板状に形成されており、その周縁部によってポンプ室２１に存在する水を、ほぼ１回転させながら昇圧させるものである。このポンプ１１は小型であるが、１個の羽根車１１ａで数段の渦巻ポンプに匹敵する揚程を得られ、小容量高揚程の目的に適している。また、このポンプ１１は、自吸性を有するので、ポンプ１１よりも低い位置に設置された受水槽に蓄えた水や井戸水を揚水するのに適している。尚、ポンプ１１の詳細については後述する。

電動機１２は、羽根車１１ａを回転させることによりポンプ１１を駆動させる。本実施形態では、電動機１２の駆動は、制御装置１３によって制御されており、ポンプ１１の回転速度の可変速運転が可能とされている。ここで、制御装置１３にて可変速運転する必要がない場合は、制御装置１３は可変速手段を有さなくてもよい。

制御装置１３は、ポンプ１１の可変速手段として不図示のインバータ装置を備えており、ポンプケーシング１１ｂに設けられた圧力センサ３４（図３参照）による吐出し圧力の検出結果に応じて、電動機１２を制御することによってポンプ１１の回転速度を制御する。例えば、制御装置１３は、公知の吐出圧一定制御や推定末端圧一定制御等の目標圧力と当該検出結果に基づいてポンプ１１の吐出し圧力を制御する。また、制御装置１３は、ポンプケーシング１１ｂに設けられた検出スイッチ３３（図３参照）の状態に応じて自吸運転と揚液運転との何れの運転を行うかを制御する。

図１に示す通り、ポンプユニット１の正面には、ユニットカバー１５から露出する吸込口１６と吐出し口１７とが設けられている。吸込口１６は、ポンプケーシング１１ｂの内部に形成された内部流路ＦＰ（図３参照）の一端部Ｅ１と連通しており、吐出し口１７は、内部流路ＦＰの他端部Ｅ２と連通している。尚、羽根車１１ａによって加圧された水が吐出される吐出流路ＦＰ３（図３参照）には、吐出し量や吐出し圧力の瞬時的変動を緩和する圧力タンク１８（図２参照）が設けられている。尚、圧力タンク１８は、ポンプ１１の下にユニットベース１４と一体的に形成されてもよい。

次に、ポンプ１１について詳細に説明する。図３は、本発明の第１実施形態におけるポンプの内部構造を示す縦断面図である。図３に示す通り、ポンプケーシング１１ｂの内部流路ＦＰには、ポンプ室２１と気水分離室２２（気液分離室）とが形成されている。内部流路ＦＰのうち、一端部Ｅ１からポンプ室２１までの吸込流路ＦＰ１には、フローチェッキ弁２３が設けられている。フローチェッキ弁２３は、ポンプ室２１よりも高い位置に設けられ、ポンプ１１の駆動に先立ち、ポンプ室２１の内部を満水させて自吸に必要な水位を確保するとともに、ポンプ１１の停止時の水の逆流を防止し、常にポンプ室２１を満水にする役割を有する。即ち、フローチェッキ弁２３は、ポンプ１１の停止時、自重によって吸込流路ＦＰ１を閉じ、ポンプ１１の駆動時には、吸込流路ＦＰ１を上ってくる水（始動時は空気を含む）によって押し上げられて吸込流路ＦＰ１を開く。

ポンプ室２１の下流側には、気水分離室２２が配置されている。内部流路ＦＰのうち、ポンプ室２１と気水分離室２２との間の接続流路ＦＰ２には、ポンプ室２１から吐出された水が衝突するバッフル２４が配置されている。気水分離室２２の底部には、ポンプ室２１と連通する還流流路ＲＰが形成されている。還流流路ＲＰは、ポンプ１１の始動時の自吸運転時に、気水分離室２２で空気と分離した水を、ポンプ室２１に再び戻す（還流させる）ものである。還流流路ＲＰによって還流される水（空気と分離した水）と空気とを再度混合し、吸込流路ＦＰ１内の空気を排出した後に、ポンプ１１は、水源の水を吸い上げることができる。

また、気水分離室２２の底部には、還流流路ＲＰと連通するとともに、上部に形成された開口ＯＰを通じて気水分離室２２と連通する補助室２５が設けられている。この補助室２５内には、開口ＯＰを開閉する弁体２６（開閉機構）、弁体２６を下方に向けて付勢するバネ部材２７、及び弁体２６を下方から支持する支持部材２８が収容されている。弁体２６は、例えばゴム製又は樹脂製の円錐台形状の弁部材２６ａと、弁部材２６ａの底面に取り付けられた円板状の板部材２６ｂとを備える。尚、開口ＯＰは、例えば円形形状であり、弁体２６の弁部材２６ａの形状に合わせて下方に向かって拡径していることが望ましい。

バネ部材２７は、例えば圧縮バネであり、弁体２６の底面が支持部材２８によって支持されている状態において、ある程度縮んだ状態で補助室２５内に収容されている。バネ部材２７の径は、弁体２６の弁部材２６ａの外径よりも大きく板部材２６ｂの外径よりも小さい径に設定されている。支持部材２８は、例えばバネ部材２７と同程度の径を有し、補助室２５の底部から上方向に向かって立設された円環状の部材である。

図４は、本発明の第１実施形態において気水分離室の補助室に収容される弁体及び支持部材を示す斜視図である。図４に示す通り、支持部材２８は、その側面に複数の孔部２８ｃが形成された円環状の部材であり、上端部２８ａを弁体２６側に向けた状態で、下端部２８ｂが補助室２５の底部に固定されている。支持部材２８の側面に形成された孔部２８ｃは、支持部材２８の上端部２８ａが弁体２６によって塞がれても、還流流路ＲＰが気水分離室２２と連通するようにするためのものである。つまり、支持部材２８の上端部２８ａが弁体２６によって塞がれた状態であっても、気水分離室２２から開口ＯＰを介して補助室２５に流入した水が、孔部２８ｃを介して還流流路ＲＰに流れ込むようにするためのものである。尚、支持部材２８の側面に形成される孔部２８ｃの形状及び数は任意である。

弁体２６の上部には、開口ＯＰに介挿されて上下方向に延びる棒状の連結部材２９の一端２９ａ（図４参照）が取り付けられている。この連結部材２９の他端２９ｂ側には浮体３０が取り付けられている。つまり、弁体２６と浮体３０とは、連結部材２９によって連結されている。尚、連結部材２９は、図３に例示する棒状部材であっても良く、チェーンのような紐状部材であっても良い。

浮体３０は、例えば水よりも比重が軽い樹脂等で形成された部材、或いは内部が中空とされた部材であり、気水分離室２２内に配置される。この浮体３０は、気水分離室２２内の水によって浮力を受け、気水分離室２２内の水の水位に応じて上下する。連結部材２９によって浮体３０と弁体２６とが連結されていることから、弁体２６は、浮体３０の上下に合わせて上下する。

浮体３０が受ける浮力は、気水分離室２２内の水の水位が呼び水時水位ＷＬ１（基準水位）以下の場合には、バネ部材２７の付勢力よりも小さくなるように設定され、気水分離室２２内の水の水位が呼び水時水位ＷＬ１よりも高い場合には、バネ部材２７の付勢力よりも大になるように設定されている。ここで、呼び水時水位ＷＬ１とは、気水分離室２２を形成する壁面２２ａの上端の高さ位置と同じ高さ位置である。尚、ポンプケーシング１１ｂの上部１１Ｕの内壁面の高さ位置と気水分離室２２を形成する壁面２２ａの上端の高さ位置との差をＨ１とすると、呼び水時水位ＷＬ１とは、ポンプケーシング１１ｂの上部１１Ｕの内壁面の高さ位置からＨ１だけ下がった位置ということもできる。尚、気水分離室２２内の水の水位が呼び水時水位ＷＬ１よりも高い場合とは、例えば気水分離室２２及び気水分離室２２より下流側のポンプケーシング１１ｂ内が水で満たされた場合である（図５参照）。

従って、気水分離室２２内の水の水位が呼び水時水位ＷＬ１以下の場合には、弁体２６はバネ部材２７によって支持部材２８の上部に押し当てられた状態になるため、図３に示す通り、開口ＯＰは開放される。これに対し、気水分離室２２内の水の水位が呼び水時水位ＷＬ１よりも高い場合（例えば、気水分離室２２及び気水分離室２２より下流側が水で満たされた場合）には、浮体３０とともに弁体２６が上方向に移動し、図５に示す通り、開口ＯＰは弁体２６によって閉鎖され、これにより還流流路ＲＰが閉鎖された状態になる。図５は、本発明の第１実施形態においてポンプの内部が満水になった状態を示す図である。

ポンプケーシング１１ｂの上部１１Ｕ（気水分離室２２の上方（浮体３０の上方））には、呼び水口３１（液体供給口）が形成されている。呼び水口３１は、呼び水栓３２（栓）によって閉止されている。呼び水栓３２は、ポンプ１１の設置時等でポンプケーシング１１ｂ内に水が満たされていない状態で、且つ、ポンプ１１の始動前に開けられ、呼び水口３１から呼び水を注水する。この状態で、上述したポンプ１１の駆動によって、自吸運転が行われ、吸込流路ＦＰ１内の空気がなくなり、水源の水が上がってくると、自吸運転は終わり、気水分離室２２及び気水分離室２２より下流側が水で満たされた後は、ポンプ１１の駆動によって揚液運転がなされる。

呼び水栓３２には、自吸完了を検出するための検出スイッチ３３（スイッチ）が設けられている。この検出スイッチ３３は、気水分離室２２内の水の水位が呼び水時水位ＷＬ１よりも高くなり、浮体３０が上方へ移動して連結部材２９の他端２９ｂが当接したら、オフ状態（第１状態）からオン状態（第２状態）に切り替わる。例えば、図５に示す通り、気水分離室２２内の水の水位が呼び水時水位ＷＬ１よりもＨ１だけ上昇した場合に、検出スイッチ３３は、オフ状態からオン状態に切り替わる。また、オン状態の検出スイッチ３３は、気水分離室２２内の水の水位が下がり、浮体３０が下方へ移動したらオフ状態に切り替わるとよい。例えば、気水分離室２２内の水の水位が呼び水時水位ＷＬ１よりもＨ１だけ上昇してオン状態となった後に、気水分離室２２内の水の水位が呼び水時水位ＷＬ１以下になったら、検出スイッチ３３は、オン状態からオフ状態に切り替わる。尚、検出スイッチ３３の検出結果は、制御装置１３に出力される。

本実施形態では、検出スイッチ３３が呼び水栓３２に設けられていることから、検出スイッチ３３の交換を容易に行うことができる。尚、浮体３０が上方へ移動した状態で検出スイッチ３３がオフ状態からオン状態に切り替わる位置であれば、呼び水栓３２以外の場所に検出スイッチ３３を設けてもよい。また、本実施形態において、検出スイッチ３３は、連結部材２９の他端２９ｂが当接することでオフ状態からオン状態に切り替わるが、連結部材２９の他端２９ｂに浮体３０を設けて、検出スイッチ３３に浮体３０が当接することで、検出スイッチ３３がオフ状態からオン状態に切り替わるようにしてもよい。また、検出スイッチ３３は、浮体３０の上下位置が確認できればよく、例えば磁気センサや赤外線センサのような非接触型のスイッチ等を用いてもよい。このような非接触型のスイッチ等を用いる場合には、例えば検出スイッチ３３（コモン素子）と、検出スイッチ３３より高い位置の他端２９ｂ（検出素子）との距離が所定の距離以上になった場合にオフ状態からオン状態に切り替わるようにすれば良い。

内部流路ＦＰのうち、気水分離室２２から他端部Ｅ２までの吐出流路ＦＰ３には、圧力センサ３４が設けられている。圧力センサ３４は、呼び水時水位ＷＬ１よりも上方に配置され、自吸運転が完了し、水で満たされた吐出流路ＦＰ３の圧力を検出する。圧力センサ３４の検出結果は、制御装置１３に出力され、制御装置１３は、公知の吐出圧一定制御や推定末端圧一定制御等の目標圧力と当該検出結果に基づいて、電動機１２の回転速度を制御する。

また、吐出流路ＦＰ３には、前述の通り、圧力タンク１８が設けられている。圧力タンク１８は、耐圧容器内にゴム製のブラダが内蔵されており、ポンプ１１の吐出圧力が上昇するとブラダの外側の空気を圧縮し水が加圧状態で貯留される。また、例えば、水の使用に伴い、吐出流路ＦＰ３内の圧力が低下するにつれて、圧縮された空気が膨張し、貯留された水を吐出流路ＦＰ３に押し出す。このようにして、ポンプ１１の起動直後で、給水に十分な回転速度まで上昇していなくても、しばらくは圧力タンク１８から吐出流路ＦＰ３に水を供給することができる。

次に、以上説明した構成のポンプユニット１の自動運転の動作について説明する。図６は、本発明の第１実施形態によるポンプユニットの動作例を示すフローチャートである。尚、図６に示すフローチャートは、ポンプ１１の始動にて開始され、ポンプ１１の停止にて中断される。例えば、ポンプ１１は、制御装置１３に設けられている運転スイッチがオン状態にされ、且つ圧力センサ３４にて検出された吐出し圧力が所定の始動圧力以下である場合に開始され、給水先の水使用量の減少でフローチェッキ弁２３が小水量を検知した場合やポンプ１１の異常等で停止される。ポンプ１１が始動されると、まず検出スイッチ３３がオフ状態であるか否かが制御装置１３で判断される（ステップＳ１１）。

検出スイッチ３３がオフ状態であると判断された場合（ステップＳ１１の判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、制御装置１３によって電動機１２が制御され、ポンプユニット１において自吸運転が実行される（ステップＳ１２）。つまり、ポンプ１１は、自吸運転用の回転速度で運転される。ここで、自吸運転は、揚水を行わないため、ポンプユニット１の２次側に接続された機器（例えば蛇口）に影響を与えることがない。このため、自吸運転用の回転速度は、例えば予め規定された羽根車１１ａの最高回転速度にすることができる。自吸運転で羽根車１１ａが高速に回転するほど自吸運転は短時間で完了し、揚水運転にて水を供給することができる。自吸運転中は、検出スイッチ３３がオフ状態からオン状態に切り替わったか否かが制御装置１３で判断される（ステップＳ１３）。検出スイッチ３３がオン状態になっていないと判断された場合（ステップＳ１３の判断結果が「ＮＯ」である場合）には、ステップＳ１２の処理が繰り返され、ポンプ１１は、自吸運転用の回転速度での運転が継続される。

フローチェッキ弁２３の上流側に空気があると、羽根車１１ａの回転によって、吸込口１６を介して吸込管と連通する吸込流路ＦＰ１の空気がフローチェッキ弁２３を押し上げ、ポンプ室２１内に吸い込まれる。吸い込まれた空気とポンプケーシング１１ｂ内の水の混合液は、ポンプ室２１から吐出される。尚、上記の吸込管は、井戸等の水源とポンプユニット１の吸込口１６に接続される配管であり、吸込管の一端は水源に潜没している。

吐出された混合液は、ポンプケーシング１１ｂ内に設けられたバッフル２４にぶつかり気水分離室２２へ流れ、空気と水に分離される。気水分離室２２で分離された空気は吐出流路ＦＰ３を介して吐出し口１７から排出される。これに対し、気水分離室２２で分離された水の一部は、図３に示す通り、開口ＯＰから補助室２５を介して還流流路ＲＰに流れ込み、還流流路ＲＰを介してポンプ室２１に還流される。還流流路ＲＰを介してポンプ室２１に還流される水と吸い込まれた空気が、自吸運転用の回転速度で回転する羽根車１１ａによって混合されることで、自吸運転にかかる時間が短縮できる。尚、この動作が繰り返されている間は、ポンプ室２１に吸い込まれた空気が吐出し口１７から排出されるため、ポンプケーシング１１ｂ内の水量は呼び水した時のままであり、気水分離室２２内の水の水位は、ほぼ呼び水時水位ＷＬ１に維持されるため、開口ＯＰは開放された状態のままである。

以上の動作が繰り返されることで、フローチェッキ弁２３の上流側の空気が無くなり水が上がってくる。そして、ポンプケーシング１１ｂ内の吸込流路ＦＰ１が水で満たされると、ポンプ室２１に吸い込まれた水が吐出し口１７から吐出されるため、気水分離室２２内の水の水位が上昇する。すると、浮体３０が上方に移動するとともに、弁体２６が上方に移動する。図５に示す通り、気水分離室２２及び気水分離室２２より下流側が水で満たされた状態になると、開口ＯＰが弁体２６によって閉鎖されるとともに、検出スイッチ３３がオン状態になる。尚、開口ＯＰが弁体２６によって閉鎖されることにより、気水分離室２２から補助室２５を介して還流流路ＲＰに流れ込む水が無くなることから、還流流路ＲＰが閉鎖された状態と同じ状態になる。つまり、開口ＯＰが閉鎖されることによって、還流流路ＲＰが間接的に閉鎖される。気水分離室２２から還流流路ＲＰに流れ込む水を無くすことで、揚水運転時のポンプ効率を向上させることができる。

浮体３０が上方に移動すると、検出スイッチ３３の検出結果に基づいて、検出スイッチ３３がオン状態になったと制御装置１３で判断され（ステップＳ１３の判断結果が「ＹＥＳ」になり）、制御装置１３の制御の下で、揚液運転が開始される（ステップＳ１４）。つまり、揚液運転用の回転速度での運転が開始される。ここで、揚水運転を開始する前に一旦ポンプ１１を停止し、ポンプ１１を再起動してもよい。

他方、ステップＳ１１において、検出スイッチ３３がオフ状態ではないと判断された場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）には、制御装置１３によって電動機１２が制御されて、揚液運転が実行され（ステップＳ１４）、再びステップＳ１１の処理に戻る。このようにしてポンプユニット１が運転する。

尚、ステップＳ１４の揚液運転におけるポンプ１１の回転速度の制御方法の例としては、吐出し圧力一定制御、推定末端圧力一定制御、電流一定制御、流量一定制御、回転数一定制御等が挙げられる。吐出し圧力一定制御は、所定の目標圧力ＳＶを所定の設定圧力ＰＡとし、ポンプ１１の吐出し圧力を設定圧力ＰＡとするようにポンプ１１を制御する制御方法である。推定末端圧力一定制御は、給水先の末端の圧力が所定の設定圧力ＰＡとなるように目標圧力ＳＶを算出しポンプ１１の吐出し圧力ＰＶを算出した目標圧力ＳＶとするようにポンプ１１を制御する制御方法である。電流一定制御は、電動機１２に流れる電流を測定する不図示の電流センサを設け、制御装置１３は電流センサから入力された電動機１２に流れる電流値が所定の値となるようにポンプ１１を制御する制御方法である。流量一定制御は、不図示の流量計を用いてポンプ１１の吐出し流量が所定の値となるようにポンプ１１を制御する制御方法である。回転数一定制御は、電動機１２の回転速度が所定の値となるようにポンプ１１を制御する制御方法である。

以上の通り、本実施形態では、気水分離室２２の底部に、還流流路ＲＰと連通するとともに、上部に形成された開口ＯＰを通じて気水分離室２２と連通する補助室２５を設け、補助室２５内に収容された弁体２６と浮体３０とを、開口ＯＰに介挿された連結部材２９によって連結するようにしている。そして、気水分離室２２内の水の水位に応じて弁体２６を上下させることにより、開口ＯＰを開放又は閉鎖するようにしている。このため、還流流路ＲＰを、自吸運転時には確実に開状態にすることができ、揚液運転時には確実に閉状態にすることができる。これにより、自吸運転時及び揚液運転時の何れの運転時においても運転効率を高めることができる。

また、本実施形態では、浮体３０の上方に位置する呼び水口３１を、検出スイッチ３３が設けられた呼び水栓３２によって閉止するようにしている。そして、気水分離室２２内の水の水位が呼び水時水位ＷＬ１よりも高くなり、浮体３０が上方へ移動して連結部材２９の他端２９ｂが検出スイッチ３３に当接した場合に、検出スイッチ３３がオフ状態からオン状態に切り替わるようにしている。このため、自吸完了を容易に検出することができる。

〔第２実施形態〕
図７は、本発明の第２実施形態によるポンプユニットの要部構成を模式的に示す分解斜視図である。図８は、本発明の第２実施形態におけるポンプの内部構造を模式的に示す縦断面図である。尚、図７では、主要な構成のみを図示しており、主要な構成以外の構成については図示を省略している。また、本実施形態では、第１実施形態で説明した構成に相当する構成については、第１実施形態で用いた符号と同一の符号を用い、一部説明を省略する。

上述した第１実施形態のポンプ１１は、主軸が水平に配置されている横軸ポンプであった。これに対し、本実施形態のポンプ１１Ａは、主軸が鉛直に配置されている立軸ポンプである。

図７，図８に示す通り、本実施形態のポンプユニット２は、インナーケーシング４１と自吸部４２とを備える。尚、図８ではインナーケーシング４１の図示を省略している。インナーケーシング４１は、その内部に電動機１２の回転軸に取り付けられた羽根車１１ａが配置される有底円環状の部材である。このインナーケーシング４１の上方にカバー４３が取り付けられることで、ポンプ室２１が形成される（図８参照）。ポンプ１１Ａの揚水の流路を形成するポンプケーシング１１ｂは、インナーケーシング４１、カバー４３、及び自吸部４２である。

インナーケーシング４１の側面には、吸込孔部４１ａ、吐出孔部４１ｂ、及び還流孔部４１ｃが形成されている。吸込孔部４１ａは、揚水（自吸時は空気を含む）が流入する孔部であり、不図示のポンプユニット２の吸込口と連通している。吐出孔部４１ｂは、ポンプ室２１で加圧された水（自吸時は水と空気の混合液を含む）が流出する孔部であり、自吸部４２の内部に設けられた気水分離室２２の吐出し流路と連通している。還流孔部４１ｃは、還流流路ＲＰの一部を形成する孔部であり、ポンプ室２１と気水分離室２２と連通し、気水分離室２２で空気と分離した水をポンプ室２１に再び戻す。

気水分離室２２の側部（図８の紙面左側部）には補助室２５が設けられており、気水分離室２２の上部（補助室２５の上方）には浮体室４４が設けられている。補助室２５は、還流流路ＲＰ及び気水分離室２２と連通しており、その内部には弁体２６が収容されている。補助室２５の内径は、弁体２６の形状（円錐台形状）に合わせて下方に向かって拡径している。浮体室４４は、上方に延びるように形成されており、その内部に浮体３０が収容されている。また、浮体室４４の上部には呼び水口３１が形成されており、呼び水口３１は呼び水栓３２によって閉止されている。尚、図８では、呼び水栓３２に設けられた検出スイッチ３３の図示を省略している。浮体室４４は、浮体３０の上下方向のストロークを確保するために設けられる。補助室２５に収容された弁体２６と浮体室４４に収容された浮体３０は、連結部材２９によって連結されている。

以上の構成のポンプユニット２において、自吸運転中は、図８（ａ）に示す通り、浮体室４４内の水位がほぼ呼び水時水位ＷＬ２に維持される。このため、還流流路ＲＰの開口端（気水分離室２２側の開口端）は開放された状態のままである。これに対し、自吸が完了すると、浮体室４４内の水位が上昇し、浮体３０が上方に移動するとともに、弁体２６が上方に移動する。すると、図８（ｂ）に示す通り、還流流路ＲＰの開口端が弁体２６によって閉鎖されるとともに、連結部材２９の他端２９ｂが呼び水栓３２に設けられた検出スイッチ３３に当接して検出スイッチ３３がオン状態になる。

以上の通り、本実施形態では、気水分離室２２の側部に還流流路ＲＰ及び気水分離室２２と連通する補助室２５を設けるとともに、気水分離室２２の上部に浮体室４４を設け、補助室２５内に収容された弁体２６と浮体室４４に収容された浮体３０とを連結部材２９によって連結するようにしている。そして、浮体室４４内の水の水位に応じて弁体２６を上下させることにより、還流流路ＲＰの開口端を閉鎖するようにしている。このため、還流流路ＲＰを、自吸運転時には確実に開状態にすることができ、揚液運転時には確実に閉状態にすることができる。これにより、自吸運転時及び揚液運転時の何れの運転時においても運転効率を高めることができる。また、本実施形態においても、検出スイッチ３３によって自吸完了を容易に検出することができる。

〈変形例〉
図９は、本発明の第２実施形態によるポンプユニットの第１変形例を模式的に示す縦断面図である。上述した第２実施形態では、弁体２６が円錐台形状であり、補助室２５の内径が弁体２６の形状に合わせて下方に向かって拡径していた。これに対し、第１変形例では、弁体２６が直方体形状又は平板形状であり、補助室２５の紙面左右方向の幅は一定である。

第１変形例において、自吸運転中は、図９（ａ）に示す通り、浮体室４４内の水位がほぼ呼び水時水位ＷＬ２に維持される。このため、還流流路ＲＰの開口端（気水分離室２２側の開口端）は開放された状態のままである。これに対し、自吸が完了すると、浮体室４４内の水位が上昇して浮体３０が上方に移動する。すると、弁体２６は、補助室２５の側壁（紙面左右方向の側壁）にガイドされて上方にスライド移動し、図９（ｂ）に示す通り、還流流路ＲＰの開口端が弁体２６によって閉鎖される。また、浮体３０が上方に移動すると、連結部材２９の他端２９ｂが呼び水栓３２に設けられた検出スイッチ３３よりも上方に移動して検出スイッチ３３がオン状態になる。

図１０は、本発明の第２実施形態によるポンプユニットの第２変形例を模式的に示す縦断面図である。上述した第２実施形態及び第１変形例は、弁体２６によって還流流路ＲＰの開口端を閉鎖するものであった。これに対し、第２変形例では、還流流路ＲＰの開口端を直接的には閉鎖せずに、第１実施形態と同様に、補助室２５に設けられた開口ＯＰを閉鎖することによって、還流流路ＲＰを間接的に閉鎖するものである。

第２変形例では、図１０に示す通り、開口ＯＰは、補助室２５の側部（紙面右方向の側部）に形成されている。また、気水分離室２２内の特定位置には、ガイド部材４５が形成されている。ここで、上記の特定位置とは、開口ＯＰから紙面右方向に延びる線と、浮体室４４の中央部から鉛直下方向（紙面手前側）に延びる線とが交差する位置である。補助室２５に収容された弁体２６と浮体室４４に収容された浮体３０は、紐状の連結部材２９によって連結されている。弁体２６から紙面右方向に延びる連結部材２９は、ガイド部材４５によって上方に折り返されて浮体３０に連結されている。従って、浮体３０が上下方向に移動すると、弁体２６は左右方向に移動することとなる。

第２変形例において、自吸運転中は、図１０（ａ）に示す通り、浮体室４４内の水位がほぼ呼び水時水位ＷＬ２に維持される。このため、開口ＯＰは開放された状態のままである。これに対し、自吸が完了すると、浮体室４４内の水位が上昇して浮体３０が上方に移動する。すると、弁体２６は、紙面右方向に移動し、図１０（ｂ）に示す通り、開口ＯＰが弁体２６によって閉鎖される。また、浮体３０が上方に移動すると、例えば浮体３０が呼び水栓３２に設けられた不図示の検出スイッチ３３に当接して検出スイッチ３３がオン状態になる。

図９に示す第１変形例及び図１０に示す第２変形例の何れにおいても、還流流路ＲＰを、自吸運転時には確実に開状態にすることができ、揚液運転時には確実に閉状態にすることができる。これにより、自吸運転時及び揚液運転時の何れの運転時においても運転効率を高めることができる。尚、検出スイッチ３３によって自吸完了を容易に検出することもできる。

〔第３実施形態〕
図１１は、本発明の第３実施形態によるポンプユニットを模式的に示す図である。図１１（ａ）は、図１１（ｂ）中のＡ−Ａ線に沿う模式的な断面矢視図であり、図１１（ｂ）は、平面図であり、図１１（ｃ）は表示部の一例を示す図である。図１１では、主要な構成のみを図示しており、主要な構成以外の構成については図示を省略している。本実施形態のポンプユニット３の要部構成（還流流をＲＰを開閉する構成）は、第１実施形態のポンプユニット１と同様であっても良く、第２実施形態のポンプユニット２と同様であっても良い。また、本実施形態では、第２実施形態と同様に、第１実施形態で説明した構成に相当する構成については、第１実施形態で用いた符号と同一の符号を用いるものとする。

図１１に示す通り、本実施形態のポンプユニット３は、制御装置１３の上部に設けられた制御部５０と、ユニットカバー１５に取り付けられた表示器６０とを備えており、制御部５０と表示器６０との間で無線通信（或いは、有線通信）を行って、ポンプユニット３の状態を示す情報をユニットカバー１５に取り付けられた表示器６０に表示するものである。また、本実施形態のポンプユニット３は、ユニットカバー１５の外部の機器である外部表示器７０と無線通信を行って、ポンプユニット３の状態を示す情報を外部表示器７０の表示画面ＤＰに表示可能とするものである。

尚、以下では、制御部５０と表示器６０との間の通信を第１近距離通信Ｃ１とし、表示器６０と外部表示器７０との間の通信を第２近距離通信Ｃ２とする。ここで、第１近距離通信Ｃ１及び第２近距離通信Ｃ２は、例えばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信、或いはＮＦＣ（Near Field Communication）等の近距離無線通信である。また、ＲＳ２３２ＣやＲＳ４８５等にてシリアル通信を行ってもよいし、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）にてパケット通信を行ってもよい。本実施形態では、第１近距離通信Ｃ１並びに第２近距離通信Ｃ２が、ＮＦＣである場合を例に挙げて説明する。

表示器６０は、ユニットカバー１５の上面１５Ｕに形成された窓部１５ａを介して外部から視認可能な状態で、ユニットカバー１５に取り付けられている。窓部１５ａは、例えばユニットカバー１５の上面１５Ｕに矩形形状の切り欠きを形成し、その切り欠きに透明窓ＴＷを取り付けたものである。透明窓ＴＷは、変形しにくい透明樹脂（例えば、透明な強化プラスチック）によって形成されている。このような窓部１５ａでは、透明窓ＴＷを介してユニットカバー１５の内部を覗き込むことで、表示器６０の表示内容を視認することができる。このように、表示器６０の表示部６４（詳細は後述する）は、窓部１５ａの透明窓ＴＷを介して、外部から視認可能である。尚、表示器６０は、ユニットカバー１５の上面１５Ｕの内壁に着脱可能に取り付けられていても良い。

図１１（ｃ）に示す通り、表示器６０の表示部６４には複数の表示ランプＬＰ１〜ＬＰ６が設けられている。表示ランプＬＰ１は、ポンプユニット３が運転状態であるか否かを表示するための表示ランプである。表示ランプＬＰ２は、ポンプユニット３が自吸運転中であるか否かを表示するための表示ランプである。具体的には、検出スイッチ３３がオフ状態であれば、表示ランプＬＰ２を出力し、検出スイッチ３３がオン状態であれば、表示ランプＬＰ２の出力を停止するとよい。表示ランプＬＰ３は、ポンプユニット３が故障状態であるか否かを表示するための表示ランプである。表示ランプＬＰ４〜ＬＰ６は、ポンプユニット３の設定圧ＰＡを表示するための表示ランプである。具体的に、表示ランプＬＰ４，ＬＰ５，ＬＰ６はそれぞれ、ポンプユニット３の設定圧ＰＡが「高」，「中」，「低」に設定された旨を表示するものであり、何れか１つのみが排他的に点灯する。

図１２は、本発明の第３実施形態によるポンプユニットに設けられる制御部及び表示器並びに外部表示器の要部構成を示すブロック図である。図１２に示す通り、制御部５０は、Ｉ／Ｏ部５１、演算部５２、記憶部５３、メンテナンスポート５４、ＤＣ電源５５、リーダライタ５６、及び制御部側アンテナ部５７を備える。Ｉ／Ｏ部５１は、入力部５１ａ及び出力部５１ｂを備える。Ｉ／Ｏ部５１は、制御装置１３に設けられた不図示のインバータ、並びに検出スイッチ３３及び圧力センサ３４等の各種センサと接続されており、入力部５１ａにて検出スイッチ３３及び各種センサから入力した検出結果を演算部５２に出力するとともに、出力部５１ｂにて演算部５２からの指令信号（例えば、ポンプ１１の回転速度）を電動機１２等の各機器に出力する。また、Ｉ／Ｏ部５１の出力部５１ｂは、ポンプユニット３の各種状態を接点信号で出力する不図示の外部出力端子を備えてもよい。具体的には、出力部５１ｂは、検出スイッチ３３がオフ状態であれば、自吸運転の状態を示す接点信号を出力するとよい。

演算部５２は、例えばＣＰＵ（中央処理装置）によって実現され、Ｉ／Ｏ部５１を介して入力される検出スイッチ３３及び各種センサ等の検出結果に基づいて、電動機１２に出力する指令信号を演算し、その指令信号をＩ／Ｏ部５１に出力する。また、演算部５２は、ポンプユニット３の状態を示す情報（自吸運転中、揚水運転中、吐出し圧力、回転速度、積算運転時間、積算運転回数等）を求めて記憶部５３に記憶させる。記憶部５３は、演算部５２で用いられる各種情報、及び演算部５２で求められた各種情報を記憶する各種メモリを備える。

メンテナンスポート５４は、ポンプユニット３のメンテナンス時に、作業者によって使用されるポートである。このポートは、通常は、カバー等によって覆われて外部から隠された状態にされている。このポートは、通信（無線・有線）にてメンテナンスで用いられる保守機器（パソコン、スマートフォン、タブレット等の汎用の情報機器や専用の情報機器等）が接続可能であり、例えば記憶部５３に記憶された各種情報を保守機器に読み出すために用いられる。

ＤＣ電源５５は、制御部側アンテナ部５７等に対する電力の供給を行う電源であり、ポンプユニット３の主電源より不図示のＡＣ／ＤＣコンバータを介して供給される。リーダライタ５６は、記憶部５３に記憶された各種情報を読み出して、制御部側アンテナ部５７を介して表示器６０に送信し、或いは、制御部側アンテナ部５７で受信された各種情報を読み出して記憶部５３に記憶させる。制御部側アンテナ部５７は、ＤＣ電源５５から供給される電力を用いて、表示器６０を動作させるための電力を非接触で表示器６０に給電する。また、制御部側アンテナ部５７は、リーダライタ５６から出力される各種情報を無線信号にして外部に送信する。

図１２に示す通り、表示器６０は、表示部側アンテナ部６１、制御部用集積回路６２、リーダライタ６３、表示部６４、外部表示器用集積回路６５、及び表示器側アンテナ部６６を備える。表示部側アンテナ部６１、制御部用集積回路６２、リーダライタ６３、及び表示部６４は、制御部５０から非接触で給電される電力によって動作し、外部表示器用集積回路６５及び表示器側アンテナ部６６は、外部表示器７０から非接触で給電される電力によって動作する。尚、外部表示器用集積回路６５は、制御部用集積回路６２にて代用してもよい。その場合、制御部用集積回路６２と表示器側アンテナ部６６とが接続される。また、表示器６０が独自の電源で動作できれば、制御部５０又は外部表示器７０は、表示器６０に給電しなくてもよい。

表示部側アンテナ部６１は、制御部５０に設けられた制御部側アンテナ部５７から非接触で給電される電力を受電するとともに、制御部側アンテナ部５７との間で第１近距離通信Ｃ１を行って制御部５０から送信されてくる各種情報を受信する。制御部用集積回路６２は、制御部５０から送信されてきて、表示部側アンテナ部６１で受信された各種情報を記憶するとともに、これら各種情報に基づいて表示部６４の表示制御を行う。リーダライタ６３は、表示部側アンテナ部６１と外部表示器用集積回路６５との間で各種情報の授受を行う。表示部６４は、７セグメントＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）、ＬＥＤ等の表示ランプ、或いは液晶表示素子の表示素子を備えており、制御部用集積回路６２の制御の下で、ポンプユニット３の状態を示す情報を表示する。具体的には、検出スイッチ３３がオフ状態であれば、自吸運転の状態を示す情報を表示するとよい。

外部表示器用集積回路６５は、外部表示器７０から送信されてきて、表示器側アンテナ部６６で受信された各種情報を記憶する。表示器側アンテナ部６６は、外部表示器７０に設けられた外部表示器側アンテナ部７１から非接触で給電される電力を受電するとともに、外部表示器側アンテナ部７１との間で第２近距離通信Ｃ２を行って外部表示器７０から送信されてくる各種情報を受信する。

図１２に示す通り、外部表示器７０は、外部表示器側アンテナ部７１、バッテリ７２、リーダライタ７３、及び表示部７４を備えており、表示器６０と第２近距離通信Ｃ２を行って、ポンプユニット３の状態を示す情報を表示部７４である外部表示器７０の表示画面ＤＰに表示する。この外部表示器７０は、例えばスマートフォン、タブレット、パソコン等の汎用情報機器によって実現される。外部表示器側アンテナ部７１は、バッテリ７２から供給される電力を用いて、表示器６０を動作させるための電力を非接触で表示器６０に給電する。また、外部表示器側アンテナ部７１は、表示器側アンテナ部６６から出力される各種情報を受信する。

バッテリ７２は、外部表示器側アンテナ部７１等に対する電力の供給を行う電源である。リーダライタ７３は、外部表示器側アンテナ部７１で受信された各種情報を読み出して表示部７４に出力する。或いは、リーダライタ７３は、不図示の入力部から入力された設定値やポンプユニット３の運転や停止指令等を外部表示器側アンテナ部７１に送ることによって、第２近距離通信Ｃ２から第１近距離通信Ｃ１を経て記憶部５３に記憶させることもできる。表示部７４は、例えば液晶表示器等の表示器を備えており、表示器６０から得られたポンプユニット３の状態を示す情報を表示する表示画面ＤＰである。尚、外部表示器７０がスマートフォンやタブレット等によって実現される場合には、表示画面ＤＰがタッチパネルを備えていることから、表示画面ＤＰが上記の入力部になる。

次に、上記構成におけるポンプユニット３の状態を示す情報を表示する動作について説明する。ポンプユニット３の状態を示す情報を表示する動作は、制御部５０から表示器６０へポンプユニット３の状態を示す情報を送信する動作（第１動作）と、外部表示器７０がポンプユニット３の状態を示す情報を表示器６０から取得して、表示画面ＤＰに表示する動作（第２動作）とに大別される。以下、これらの動作を順に説明する。

〈第１動作〉
制御部５０は、通電中は常に表示器６０の電力供給用の電波を発する。表示器６０が、制御部５０の近傍に位置する表示部側アンテナ部６１で、その電波を受信すると、表示部側アンテナ部６１において起電力が生ずる。この起電力は、表示器６０の制御部用集積回路６２及び表示部６４に供給され、これにより表示器６０の表示部側アンテナ部６１、制御部用集積回路６２、及び表示部６４が通電状態になる。

制御部５０では、記憶部５３に記憶された各種情報がリーダライタ５６によって読み出される。例えば、ポンプユニット３の運転状態を示す情報、故障を示す情報、及び吐出し圧力を示す情報等が読み出される。リーダライタ５６によって読み出された情報は、制御部側アンテナ部５７に出力され、第１近距離通信Ｃ１によって表示器６０に送信される。

制御部５０から表示器６０に送信された情報は、表示器６０の表示部側アンテナ部６１で受信された後に制御部用集積回路６２に出力されて記憶される。そして、表示器６０では、制御部用集積回路６２によって、制御部５０から表示器６０に送信された情報に基づく表示部６４の表示制御が行われる。例えば、ポンプユニット３の運転状態を示す情報が「運転中」である旨を示す場合には、図１１（ｃ）に示す表示ランプＬＰ１を点灯させる表示制御が行われ、更にポンプユニット３の運転状態を示す情報が「自吸運転中」である旨を示す場合には、図１１（ｃ）に示す表示ランプＬＰ２を点灯させる表示制御が行われる。また、ポンプユニット３の故障を示す情報に応じて、図１１（ｃ）に示す表示ランプＬＰ３を点灯又は点滅させる表示制御が行われる。更に、ポンプユニット３の設定圧を示す情報に応じて、図１１（ｃ）に示す表示ランプＬＰ４〜ＬＰ６の何れかを点灯させる表示制御が行われる。

以上説明した表示器６０が通電状態となった以降の一連の制御部５０と表示器６０との通信に関わる動作は、予め規定された周期で繰り返し行われる。これにより、表示器６０の表示部６４には、上記の周期に応じてポンプユニット３の状態を示す情報が連続的、或いは間欠的に更新される。具体的に、上記の周期が短い場合（例えば、１秒以下の場合）には、ポンプユニット３の状態を示す情報が連続的に更新され、上記の周期が長い場合（例えば、数十秒程度以上の場合）には、ポンプユニット３の状態を示す情報が間欠的に更新される。表示部６４には、更新のタイミングにて最新の情報が表示されるとよい。上記の周期は、制御部用集積回路６２や演算部５２が実行する処理量にて規定されることもある。

〈第２動作〉
ポンプユニット３に装着されたユニットカバー１５の上面１５Ｕに形成された窓部１５ａに対し、外部表示器７０が近接配置された状態にされたとする。この状態のときに、外部表示器７０から電力供給用の電波が発せられると、その電波は、表示器６０の表示器側アンテナ部６６で受信される。すると、表示器側アンテナ部６６において起電力が生ずる。この起電力は、表示器６０の外部表示器用集積回路６５に供給され、これにより外部表示器用集積回路６５が通電状態になる。

すると、外部表示器用集積回路６５は記憶しているデータ（例えば、ポンプユニット３の運転状態を示す情報、故障を示す情報、及び吐出し圧力を示す情報等）を、表示器側アンテナ部６６に出力し、第２近距離通信Ｃ２によって外部表示器７０に送信される。尚、説明を簡単にするために、表示器６０に設けられた制御部用集積回路６２及び外部表示器用集積回路６５には同じ情報が記憶されているとしている。

表示器６０から外部表示器７０に送信されたポンプユニット３の状態を示す情報は、外部表示器７０の外部表示器側アンテナ部７１で受信された後にリーダライタ７３を介して表示部７４に出力される。そして、表示部７４では、表示器６０から外部表示器７０に送信されたポンプユニット３の状態を示す情報に基づいた表示が行われる。前述の通り、外部表示器７０の表示部７４には、例えば液晶表示器等の表示器が設けられていることから、多様な表示が可能である。

図１３は、本発明の第３実施形態において外部表示器の表示画面に表示される情報の一例を示す図である。図１３において、外部表示器７０の表示画面ＤＰに表示されている情報Ｗ１は、ポンプユニット３の現在状態を示す情報である。図１３に示す例では、ポンプユニット３の現在状態を示す情報Ｗ１として、ポンプユニット３が運転状態である旨の情報と、ポンプユニット３の検出スイッチ３３がオフ状態にて自吸運転中である旨の情報とが表示されている。尚、自吸運転が終了した場合には、ポンプユニット３が自吸運転中である旨の情報に代えて、ポンプユニット３が揚液運転中である旨の情報を表示しても良い。尚、これらの情報Ｗ１は、例えばアイコン等を用いてアニメーションにて表示しても良い。

以上の通り、本実施形態では、ユニットカバー１５に形成された窓部１５ａを介して外部から視認可能なように、第１近距離通信Ｃ１及び第２近距離通信Ｃ２が可能な表示器６０をユニットカバー１５に取り付けている。そして、ポンプユニット３の状態を示す情報を、制御部５０から表示器６０に第１近距離通信Ｃ１によって送信して表示器６０の表示部６４に表示するとともに、制御部５０から送信されてきた情報を表示器６０から外部表示器７０に第２近距離通信Ｃ２によって送信して外部表示器７０の表示部７４に表示するようにしている。これにより、ポンプユニット３の運転状態や警報等の多様な情報を容易に確認することができる。また、ユニットベース１４に固定された制御部５０と、ユニットカバー１５に取り付けられた表示器６０との間では第１近距離通信Ｃ１によって情報の送受信及び非接触給電が行われることから、ユニットカバー１５を取り外すときに配線を気にする必要が無い。

尚、上述した第３実施形態の変形例として、表示器６０に代えて、表示器６０から表示部６４が省略されたもの（通信器）を用いることができる。この通信器は、制御部５０との間の第１近距離通信Ｃ１及び外部表示器７０との間の第２近距離通信Ｃ２がＮＦＣによって可能であり、制御部５０との外部表示器７０との間の通信を中継する中継器ということもできる。

このような通信器を用いる場合には、ユニットカバー１５の内部を視認するための窓部１５ａを省略することが可能である。但し、ＮＦＣは通信距離が数センチメートルと短いため、外部表示器７０が通信器に近接配置されなければ、外部表示器７０と通信器との間のＮＦＣが行われず、ポンプユニット３の状態を示す情報が外部表示器７０に表示されない。また、外部表示器７０と通信器との間に電波を妨害するような障害（例えば金属製の板）があると通信できない。このため、ユニットカバー１５の上面には、通信器との間のＮＦＣが可能な部位（視認可能部）である旨を示すマークを付すのが望ましい。

ポンプユニット３によって自吸運転が実行されている最中は水が出ないため、ユーザーは、ポンプユニット３の故障が原因で揚水できないと誤認してしまう虞がある。本実施形態のように、自吸運転中である旨の情報が表示等されることで、ユーザーは、ポンプユニット３の運転状態が自吸運転の実行中であることを正しく認識することができる。これにより、ユーザーの利便性が向上する。

〔第４実施形態〕
図１４は、本発明の第４実施形態におけるポンプの内部構造を示す縦断面図である。図１４（ａ）は、自吸運転時の状態を示す図であり、図１４（ｂ）は、自吸が完了した状態を示す図である。尚、本実施形態では、第１実施形態で説明した構成に相当する構成については、第１実施形態で用いた符号と同一の符号を用い、説明を省略する。

前述した第１実施形態のポンプユニット１は、ポンプ１１内に設けられた浮体３０の上下方向への移動に応じて還流流路ＲＰを開閉し、浮体３０の上下方向への移動によってオフ状態とオン状態とが切り替わる検出スイッチ３３を用いて自吸完了を検出するものであった。これに対し、本実施形態のポンプユニット４は、ポンプ１１内に設けられた浮体３０の上下方向への移動に応じて還流流路ＲＰを開閉する点は第１実施形態と同様であるが、ポンプ１１内の水の水位を直接的に検出するスイッチを用いて自吸完了を検出するものである。

本実施形態のポンプユニット４が備えるポンプ１１は、図１４に示す通り、図３に示すポンプ１１の連結部材２９及び呼び水栓３２を、それぞれ連結部材２９Ａ及び呼び水栓３２Ａに代えたものである。連結部材２９Ａは、図３に示す連結部材２９よりも長さが短く、他端２９ｂに浮体３０が取り付けられるものである。本実施形態と第１実施形態とでは、ポンプ１１内の水の水位を検出する方法が異なるため、図３に示す連結部材２９よりも長さが短い連結部材２９Ａが用いられる。

呼び水栓３２Ａには、自吸完了を検出するための一対の電極３５（スイッチ）が設けられている。この一対の電極３５は、予め規定された間隔をもって離間されており、一方がコモン電極（コモン素子）とされ、他方が検出電極（検出素子）とされる。ポンプ１１内の水の水位が、一対の電極３５の高さ位置よりも高くなり、一対の電極３５が共に水に浸されたら、一対の電極３５の間が非導通状態（第１状態）から導通状態（第２状態）に切り替わる。つまり、一対の電極３５の間が非導通状態から導通状態に切り替わることで自吸完了が検出される。また、ポンプ１１内の水の水位が、一対の電極３５の高さ位置よりも低くなり、一対の電極３５の少なくとも一方が水に浸されなくなったら、一対の電極３５の間は導通状態から非導通状態に切り替わる。このような一対の電極３５を用いてポンプ１１内の水の水位を直接的に検出することができる。尚、一対の電極３５は制御装置１３に接続されており、一対の電極３５の検出結果は、制御装置１３に出力される。

尚、電極３５は、気水分離室２２内の水位が呼び水時水位ＷＬ１以下のときには、少なくとも一方の電極が気中に露出している状態となるように配置される。また、電極３５は、非接触型の水位検知器であるため、錆や液中の成分等によって導通状態を誤検知する虞が少ない。

以上の構成のポンプユニット４において、自吸運転中は、図１４（ａ）に示す通り、気水分離室２２内の水の水位がほぼ呼び水時水位ＷＬ１に維持される。このため、開口ＯＰは開放された状態のままである。また、一対の電極３５は、水に浸されていないから非導通状態である。これに対し、自吸が完了すると、気水分離室２２内の水の水位が上昇し、浮体３０が上方に移動するとともに、弁体２６が上方に移動する。すると、図１４（ｂ）に示す通り、開口ＯＰが弁体２６によって閉鎖される。また、気水分離室２２内の水の水位が上昇し、呼び水栓３２Ａに設けられた一対の電極３５が共に水に浸されると、電極３５間が導通状態になる。この一対の電極３５の検出結果が制御装置１３に出力されることで、制御装置１３は自吸が完了した旨を知ることができる。

以上の通り、本実施形態では、気水分離室２２内の水の水位に応じて弁体２６を上下させることにより、開口ＯＰを閉鎖するようにしている。このため、還流流路ＲＰを、自吸運転時には確実に開状態にすることができ、揚液運転時には確実に閉状態にすることができる。これにより、自吸運転時及び揚液運転時の何れの運転時においても運転効率を高めることができる。また、本実施形態では、呼び水栓３２Ａに設けられた一対の電極３５によって自吸完了を容易に検出することができる。

尚、一対の電極３５は、揚液運転中の水流の影響を受けにくくするため、ポンプケーシング１１ｂの上部１１Ｕの内壁面の高さ位置よりも上に配置されるのが好ましい。また、ポンプケーシング１１ｂに通電できる場合には、コモン電極に代えてポンプケーシング１１ｂをコモン素子とすることができる。かかる場合には、ポンプ１１内の水の水位に応じて、呼び水栓３２Ａに設けられた１つの電極３５とポンプケーシング１１ｂとの間が非導通状態又は導通状態になる。また、本実施形態では、一対の電極３５が呼び水栓３２Ａに設けられていることから、電極３５の交換を容易に行うことができる。

〈変形例〉
図１５は、本発明の第４実施形態の変形例に係るポンプの内部構造を示す縦断面図である。図１５（ａ）は、自吸運転時の状態を示す図であり、図１５（ｂ）は、自吸が完了した状態を示す図である。尚、図１５においては、図１４に示した構成に相当する構成については同一の符号を付してある。

上述した第４実施形態のポンプユニット１は、呼び水栓３２Ａに設けられた一対の電極３５によって自吸完了を検出するものであった。これに対し、本変形例は、ポンプ１１の吐出流路ＦＰ３に設けられた一対の電極３５によって自吸完了を検出するものである。本変形例に係るポンプ１１は、図１５に示す通り、図１４に示す呼び水栓３２Ａを呼び水栓３２Ｂに代え、一対の電極３５をポンプケーシング１１ｂの吐出流路ＦＰ３に取り付けたものである。

呼び水栓３２Ｂは、検出スイッチ３３や電極３５が設けられておらず、呼び水口３１を閉止するためだけに用いられる栓である。一対の電極３５は、ポンプケーシング１１ｂの外部からポンプケーシング１１ｂを貫通して吐出流路ＦＰ３内に延在するように設けられている。尚、一対の電極３５は、ポンプケーシング１１ｂとは電気的に絶縁されている。図１５に示す例では、一対の電極３５は、ポンプケーシング１１ｂの上部１１Ｕに取り付けられており、吐出流路ＦＰ３内において下方に延在するように設けられている。尚、一対の電極３５の取り付け位置は、図１５に示す位置に制限される訳ではなく、吐出流路ＦＰ３（気水分離室２２から他端部Ｅ２までの流路）の任意の位置に取り付けることも可能である。尚、一対の電極３５は制御装置１３に接続されており、一対の電極３５の検出結果は、制御装置１３に出力される。

以上の構成において、自吸運転中は、図１５（ａ）に示す通り、気水分離室２２内の水の水位がほぼ呼び水時水位ＷＬ１に維持され、吐出流路ＦＰ３は空気で満たされている。このため、開口ＯＰは開放された状態のままであり、一対の電極３５の間は非導通状態である。これに対し、自吸が完了すると、気水分離室２２内の水の水位が上昇し、吐出流路ＦＰ３が水で満たされる。これにより、浮体３０が上方に移動するとともに、弁体２６が上方に移動する。すると、図１５（ｂ）に示す通り、開口ＯＰが弁体２６によって閉鎖される。また、吐出流路ＦＰ３に設けられた一対の電極３５が共に水に浸され、電極３５間が導通状態になる。この一対の電極３５の検出結果が制御装置１３に出力されることで、制御装置１３は自吸が完了した旨を知ることができる。

以上の通り、本変形例では、自吸運転時及び揚液運転時の何れの運転時においても運転効率を高めることができるとともに、吐出流路ＦＰ３に設けられた一対の電極３５によって自吸完了を容易に検出することができる。尚、気水分離室２２から飛来した水（しぶき）が一対の電極３５間に保持されると誤検出になる。このため、本変形例では、気水分離室２２から飛来したしぶきが一対の電極３５にかからないようにするための覆いを設けるのが好ましい。

〔第５実施形態〕
図１６は、本発明の第５実施形態におけるポンプの内部構造を示す縦断面図である。図１６（ａ）は、自吸運転時の状態を示す図であり、図１６（ｂ）は、自吸が完了した状態を示す図である。尚、本実施形態では、第１実施形態で説明した構成に相当する構成については、第１実施形態で用いた符号と同一の符号を用い、説明を省略する。

本実施形態のポンプユニット５は、前述した第１実施形態のポンプユニット１とは、還流流路ＲＰを開閉する機構（補助室２５、弁体２６、バネ部材２７、支持部材２８、連結部材２９、及び浮体３０）が省略され、呼び水栓３２Ａに代えて呼び水栓３２Ｃが設けられている点が相違する。呼び水栓３２Ｃには、自吸完了を検出するための可動スイッチ３６（スイッチ）が設けられている。

図１７は、本発明の第５実施形態で用いられる可動スイッチを示す断面図である。図１７に示す通り、可動スイッチ３６は、回動部材３６ａ、回動軸３６ｂ、フロート３６ｃ、軸受部材３６ｄ、磁石３６ｅ（検出素子）、及び磁気センサ３６ｆ（コモン素子）を備える。回動部材３６ａは、棒状又は平板状の部材であり、一端部に回動軸３６ｂが設けられており、他端部にフロート３６ｃが設けられている。回動部材３６ａの長さは、例えば図１６（ａ）に示す通り、鉛直下方に延びている状態で、フロート３６ｃが呼び水時水位ＷＬ１よりも上方に配置される程度の長さに設定されている。

回動軸３６ｂは、呼び水栓３２Ｃに設けられた軸受部材３６ｄに、回動可能に嵌め込まれる。尚、回動軸３６ｂは、回動部材３６ａと一体に形成されていても良く、回動部材３６ａとは異なる部材として形成されて、回動部材３６ａの一端部に固定されていても良い。フロート３６ｃは、例えば水よりも比重が軽い樹脂等で形成された部材、或いは内部が中空とされた部材である。このフロート３６ｃは、気水分離室２２内の水の水位が呼び水時水位ＷＬ１を超えてフロート３６ｃの高さ位置よりも高くなると浮力を受ける。

軸受部材３６ｄには、切り欠きＮＴが形成されており、回動部材３６ａは、切り欠きＮＴを介して軸受部材３６ｄの外部に突出している。切り欠きＮＴによって、回動部材３６ａの回動動作の範囲が制限される。具体的に、切り欠きＮＴの一方の端部ｅ１に回動部材３６ａの一側面が接触しているときに、回動部材３６ａは自吸時位置にあり、切り欠きＮＴの一方の端部ｅ１よりも上方に位置する切り欠きＮＴの他方の端部ｅ２に回動部材３６ａの他側面が接触しているときに、回動部材３６ａは自吸完了位置にある。従って、軸受部材３６ｄに形成された切り欠きＮＴによって、回動部材３６ａは、自吸時位置と自吸完了位置との間で回動することが許容される。回動部材３６ａの自吸時位置は、該回動部材３６ａが鉛直下方に延びる位置（図１７の実線参照）であり、回動部材３６ａの自吸完了位置は、回動部材３６ａが斜め下方に延びる位置である（図１７の点線参照）。

磁石３６ｅは、回動部材３６ａの他側面に設けられており、磁気センサ３６ｆは、呼び水栓３２Ｃに設けられている。磁石３６ｅ及び磁気センサ３６ｆは、お互いの位置関係を考慮して、回動部材３６ａ及び呼び水栓３２Ｃにそれぞれ設けられている。例えば、磁石３６ｅ及び磁気センサ３６ｆは、回動部材３６ａが自吸時位置にある場合に、磁石３６ｅと磁気センサ３６ｆとの距離が予め規定された基準距離Ｌ１よりも長くなり、回動部材３６ａが自吸完了位置にある場合に、磁石３６ｅと磁気センサ３６ｆとの距離が上記の基準距離Ｌ１以下となるように設置される。ここで、上記の基準距離Ｌ１は、磁気センサ３６ｆで検出される磁場の大きさが予め設定された閾値以上になる距離である。可動スイッチ３６は、磁石３６ｅと磁気センサ３６ｆとの距離が上記の基準距離Ｌ１よりも長い場合にはオフ状態（第１状態）になり、磁石３６ｅと磁気センサ３６ｆとの距離が上記の基準距離Ｌ１以下の場合にはオン状態（第２状態）になる。

回動部材３６ａの自吸時位置は、磁石３６ｅと磁気センサ３６ｆとが基準距離Ｌ１よりも離れる状態、つまり可動スイッチ３６がオフ状態の位置である。回動部材３６ａの自吸完了位置は、磁石３６ｅと磁気センサ３６ｆとが基準距離Ｌ１よりも近く、且つ磁石３６ｅと磁気センサ３６ｆとが接触しない、つまり可動スイッチ３６がオン状態の位置である。具体的に、可動スイッチ３６は、回動部材３６ａが鉛直下方に延びる位置（図１７の実線参照）で自吸時位置となり、回動部材３６ａが斜め下方に延びる位置（図１７の二点鎖線参照）で自吸完了位置となるように切り欠きＮＴが形成されるとよい。このように、可動スイッチ３６は、オフ状態（第１状態）及びオン状態（第２状態）の何れの場合でも磁石３６ｅと磁気センサ３６ｆとが接触しないため、錆や液中の成分等によって磁石３６ｅと磁気センサ３６ｆとが接触した状態で固着するのを防ぐことができる。

以上の構成において、自吸運転中は、図１６（ａ）に示す通り、気水分離室２２内の水の水位がほぼ呼び水時水位ＷＬ１に維持される。可動スイッチ３６に設けられたフロート３６ｃは、気水分離室２２内の水によって浮力を受けないことから、回動部材３６ａは、その自重により自吸時位置にあり、可動スイッチ３６はオフ状態である。これに対し、自吸が完了すると、気水分離室２２内の水の水位が上昇し、吐出流路ＦＰ３が水で満たされる。これにより、可動スイッチ３６に設けられたフロート３６ｃが浮力を受け、回動部材３６ａが上方に回動して自吸完了位置に配され、可動スイッチ３６はオン状態になる。

以上の通り、本実施形態では、呼び水栓３２Ｃに設けられた可動スイッチ３６によって自吸完了を容易に検出することができる。また、本実施形態では、可動スイッチ３６が呼び水栓３２Ｃに設けられていることから、可動スイッチ３６の交換を容易に行うことができる。尚、本実施形態のポンプユニット５は、還流流路ＲＰを開閉する機構（補助室２５、弁体２６、バネ部材２７、支持部材２８、連結部材２９、及び浮体３０）が省略された構成であった。しかしながら、本実施形態のポンプユニット５に、還流流路ＲＰを開閉する機構を設けて、自吸運転時及び揚液運転時の何れの運転時においても運転効率を高めるようにしつつ、呼び水栓３２Ｃに設けられた可動スイッチ３６によって自吸完了を容易に検出するようにしても良い。また、第４実施形態の変形例と同様に、可動スイッチ３６にて吐出流路ＦＰ３の水位を検出するようにポンプケーシング１１ｂに可動スイッチ３６を設けてもよい。

尚、第４，第５実施形態と第１実施形態とでは、ポンプ１１内の水の水位を検出する方法が異なるため、図３に示す連結部材２９よりも長さが短い連結部材２９Ａが用いられるとよい。但し、これに限らず、本実施形態と第１実施形態のポンプ１１内の水位を検出する方法（連結部材２９の他端２９ｂと検出スイッチ３３とによって検出する方法）と、電極３５及び可動スイッチ３６の少なくとも一方によって検出する方法とを併用してもよい。そうすれば、故障等によって何れか一方の検出方法を用いることができなくなったとしても、何れか他方の検出方法を用いることができれば、ポンプ１１内の水位を検出することができる。

ここで、上述した可動スイッチ３６は、磁石３６ｅと磁気センサ３６ｆとの距離が基準距離Ｌ１よりも長い場合にはオフ状態（第１状態）になり、磁石３６ｅと磁気センサ３６ｆとの距離が上記の基準距離Ｌ１以下の場合にはオン状態（第２状態）になるものであった。この可動スイッチ３６は、回動部材３６ａの回動量が予め規定された量以下の場合にはオフ状態（第１状態）になり、回動部材３６ａの回動量が予め規定された量よりも大になるとオフ状態からオン状態（第２状態）に切り替わるスイッチということもできる。尚、回動部材３６ａの回動量は、上記の磁石３６ｅと磁気センサ３６ｆとの組み合わせに制限されることはなく、他の検出方法によって検出しても良い。例えば回動軸３６ｂにロータリーエンコーダを取り付けて、回動部材３６ａの回動量を検出しても良い。

〔第６実施形態〕
図１８は、本発明の第６実施形態によるポンプユニットの要部構成を示す図である。尚、図１８では、主要な構成のみを図示しており、主要な構成以外の構成については図示を省略している。また、本実施形態では、第１実施形態で説明した構成に相当する構成については、第１実施形態で用いた符号と同一の符号を用い、一部説明を省略する。

上述した第１実施形態のポンプ１１は、周縁部に多数の溝Ｇが切られた円板状に形成された羽根車１１ａによってポンプ室２１に存在する水を、ほぼ１回転させながら昇圧させるカスケードポンプ（摩擦ポンプ）であった。これに対し、本実施形態のポンプユニット６が備えるポンプ１１Ｂ（自吸ポンプ）は、羽根車１１ａを回転させることにより、ポンプケーシング１１ｂ内の水に遠心力を与えて移送する遠心ポンプである。

図１８に示す通り、本実施形態のポンプ１１Ｂは、吸込口１６に連通された吸込室８１が、隔壁８２によってポンプ室２１と隔離して設けられている。ポンプ室２１には、電動機１２の回転軸１２ａに取り付けられた羽根車１１ａが収納されている。このポンプ室２１には、羽根車１１ａを取り巻くディフューザ８３が設けられており、ポンプ室２１の上部には気水分離室２２が設けられている。

吸込室８１の上部の吸込口１６に連通する部位には、逆止弁（フラップ弁）８４が設けられている。この逆止弁８４は、ポンプ１１Ｂの運転に先立ち、ポンプ１１Ｂの内部を満水して自吸を行わせるに必要な水を確保すると共に、ポンプ１１Ｂの停止時の水の逆流を防止し、常にポンプ１１Ｂの内部を満水にする役割を有する。

ポンプケーシング１１ｂの上部には、気水分離室２２と連通する吐出し口１７が設けられている。また、気水分離室２２と吐出し口１７との間には、横方向（紙面左右方向）に延びる排気管８５が設けられている。この排気管８５は、自吸運転時に気水分離室２２で分離された空気を外部に排出するための配管である。排気管８５には、排気管８５を開閉する排気弁８６が設けられている。排気弁８６は、制御装置１３の制御の下で、自吸運転中は開弁状態にされ、自吸完了後（揚液運転中）は閉弁状態にされる。排気弁８６としては、例えば電動弁又は電磁弁を用いることができる。

また、排気管８５には、排気弁８６よりも吐出し口１７側に、第４実施形態で説明した一対の電極３５が取り付けられている。ポンプ１１Ｂ内の水の水位が排気管８５の高さ位置よりも高くなり、排気管８５内に流入する水に一対の電極３５が共に水に浸されたら、一対の電極３５の間が非導通状態（第１状態）から導通状態（第２状態）に切り替わる。また、ポンプ１１Ｂ内の水の水位が排気管８５の高さ位置よりも低くなり、排気管８５内の水が排出されて一対の電極３５の少なくとも一方が水に浸されなくなったら、一対の電極３５の間は導通状態から非導通状態に切り替わる。

ここで、上述の通り、排気弁８６は、揚液運転中は閉弁状態にされる。このため、揚液運転中は排気管８５内の水は滞留することになるから、排気管８５内に設けられた一対の電極３５は、ポンプ１１Ｂが吐出す水の流れの影響を受けない。このような一対の電極３５を用いてポンプ１１Ｂ内の水の水位を直接的に検出することができる。尚、一対の電極３５は制御装置１３に接続されており、一対の電極３５の検出結果は、制御装置１３に出力される。

以上の構成において、自吸運転が開始されると、制御装置１３の制御によって、排気弁８６が開弁状態にされ、ポンプ１１Ｂが自吸運転用の回転速度で運転される。自吸運転用の回転速度は、例えば第１実施形態と同様に、予め規定された羽根車１１ａの最高回転速度にすることができる。自吸運転中は、気水分離室２２内の水の水位がほぼ呼び水時水位（図示省略）に維持され、気水分離室２２の上方の吐出流路（吐出し口１７及び排気管８５を含む流路）は空気で満たされている。

これに対し、自吸が完了すると、気水分離室２２内の水の水位が上昇し、気水分離室２２の上方の吐出流路（吐出し口１７及び排気管８５を含む流路）が水で満たされる。これにより、排気管８５に設けられた一対の電極３５が共に水に浸され、電極３５間が導通状態になる。この一対の電極３５の検出結果が制御装置１３に出力されると、制御装置１３の制御によって、排気弁８６が閉弁状態にされる。

排気管８５は、上述した通り、自吸運転時に気水分離室２２で分離された空気を外部に排出するための配管であり、排気管８５を通過してポンプ１１Ｂ外に排出された水は、衛生上の問題から再利用されずに排水される場合が多い。そこで、自吸完了を検知して直ちに排気弁８６を閉弁状態とすることで、ポンプ１１Ｂの効率を向上させると共に、排水を減らすことができる。

以上の通り、本実施形態では、排気管８５に設けられた一対の電極３５によって自吸完了を容易に検出することができる。また、本実施形態では、一対の電極３５の検出結果に基づいて、制御装置１３が排気弁８６を制御することで、排気管８５を自動的に閉鎖することもできる。尚、排気管８５に栓を設け、この栓に一対の電極３５を取り付けることで、第４実施形態と同様に、電極３５の交換を容易に行うことができる。

〈変形例〉
図１９は、本発明の第６実施形態の変形例に係るポンプの内部構造を示す縦断面図である。本変形例は、図１８に示すポンプユニット６のポンプ１１Ｂに設けられた一対の電極３５を、図１７に示す可動スイッチ３６に代えた構成である。つまり、本変形例において、ポンプ１１Ｂの排気管８５には、排気弁８６よりも吐出し口１７側に可動スイッチ３６が取り付けられている。

ポンプ１１Ｂ内の水の水位が排気管８５の高さ位置よりも高くなり、排気管８５内に水が流入すると、可動スイッチ３６に設けられたフロート３６ｃが浮力を受け、回動部材３６ａが上方に回動して自吸完了位置に配され、可動スイッチ３６はオフ状態からオン状態に切り替わる。また、ポンプ１１Ｂ内の水の水位が排気管８５の高さ位置よりも低くなり、排気管８５内の水が排出されると、回動部材３６ａが下方に回動して自吸時位置に配され、可動スイッチ３６はオン状態からオフ状態に切り替わる。

ここで、排気弁８６は、揚液運転中は閉弁状態にされる。このため、揚液運転中は排気管８５内の水は滞留することになるから、排気管８５内に設けられた可動スイッチ３６は、ポンプ１１Ｂの吐出し水の流れの影響を受けない。尚、可動スイッチ３６は制御装置１３に接続されており、可動スイッチ３６の検出結果は、制御装置１３に出力される。尚、本変形例の動作は、上述の第６実施形態とほぼ同様であるため、説明を省略する。

以上の通り、本変形例では、排気管８５に設けられた可動スイッチ３６によって自吸完了を容易に検出することができる。また、本実施形態では、可動スイッチ３６の検出結果に基づいて、制御装置１３が排気弁８６を制御することで、排気管８５を自動的に閉鎖することもできる。尚、排気管８５に栓を設け、この栓に可動スイッチ３６を取り付けることで、第５実施形態と同様に、可動スイッチ３６の交換を容易に行うことができる。

また、上述した排気管８５は、気水分離室２２と吐出し口１７との間に横方向（紙面左右方向）に延びる配管に限らず、自吸運転中に気水分離室２２で分離される空気がポンプ１１Ｂの２次側の機器に流入するまでに外部に排出できればよく、形状や配置は本実施形態に依らない。例えば、吐出し口１７とポンプ１１Ｂの２次側の機器の間に設けられてもよいし、気水分離室２２の上部に設けられてもよい。また、例えば、横方向（紙面左右方向）に延びるポンプ１１Ｂの吐出し管に排気管８５を設ける場合は、排気管８５は立て方向（紙面上下方向）に延びる配管でもよい。

以上、本発明の実施形態による自吸ポンプ及びポンプユニットについて説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態で説明したポンプユニット１〜６は、１つの自吸ポンプを備えるものであったが、自吸ポンプの数は２つ以上であっても良い。また、上述した第３実施形態を、第２，第４〜６実施形態に適用することも可能である。

また、上述した実施形態及び変形例の何れにおいても、制御装置１３は、ポンプ１１，１１Ａ，１１Ｂの可変速手段として不図示のインバータ装置を備えていても良い。そして、制御装置１３は、気液分離室２２内の液体の水位が予め規定された呼び水時水位ＷＬ１よりも高い所定の水位になった場合に、第１状態から第２状態に切り替わるスイッチの状態に応じて、自吸運転用の回転速度と揚液運転用の回転速度との何れかの回転速度にて運転を行うかを制御してもよい。

また、ポンプ１１，１１Ａ，１１Ｂの可変速手段としては、不図示のインバータ装置に限らず、電動機１２とポンプ１１，１１Ａ，１１Ｂとの間に設けられた不図示の歯車等の変速機構であっても良い。このような可変速手段が設けられている場合には、制御装置１３は、自吸運転時には自吸運転用の回転速度となる変速機構で羽根車１１ａを回転させ、揚液運転中には揚液運転用の回転速度となる変速機構で羽根車１１ａを回転させてもよい。

更には、制御装置１３は、自吸運転が完了したら一旦ポンプ１１，１１Ａ，１１Ｂを停止させてから揚液運転を開始するようしてもよい。ポンプ１１，１１Ａ，１１Ｂの運転中に過大な圧力変動が発生することでポンプ１１，１１Ａ，１１Ｂの２次側の機器に影響を与える場合には、自吸運転から揚液運転に切り替えるときに、制御装置１３が、一旦ポンプ１１，１１Ａ，１１Ｂを停止させることで、ポンプ１１，１１Ａ，１１Ｂの２次側の機器を保護することができる。

また、上述した第３実施形態では、自吸運転中である旨の情報を表示器６０又は外部表示器７０に表示する例について説明したが、自吸運転中である旨の情報を制御装置１３に設けられた表示器（例えば、ＬＥＤ等）に表示するようにしても良い。制御装置１３に設けられた表示器の表示内容は、例えば表示器６０が取り付けられていない窓部１５ａを介して、或いはユニットカバー１５を取り外すことによって視認することができる。

１〜６ ポンプユニット
１１ ポンプ（自吸ポンプ）
１１Ａ ポンプ（自吸ポンプ）
１１Ｂ ポンプ（自吸ポンプ）
１１ａ 羽根車
１１ｂ ポンプケーシング
１３ 制御装置
１５ ユニットカバー
２２ 気水分離室
２９ｂ 他端
３０ 浮体
３１ 呼び水口
３２ 呼び水栓
３２Ａ 呼び水栓
３２Ｃ 呼び水栓
３３ 検出スイッチ
３５ 電極
３６ 可動スイッチ
３６ａ 回動部材
３６ｅ 磁石
３６ｆ 磁気センサ
５０ 制御部
５１ａ 入力部
５１ｂ 出力部
８５ 排気管
８６ 排気弁
Ｃ１ 第１近距離通信
Ｃ２ 第２近距離通信
６０ 表示器
６４ 表示部
７０ 外部表示器
ＷＬ１ 呼び水時水位

Claims (19)

1. 羽根車と、
   前記羽根車を収納するポンプケーシングと、
   前記羽根車の二次側における液体の水位が所定の呼び水時水位よりも高い予め規定された水位よりも高くなった場合に、第１状態から第２状態に切り替わるスイッチと、
   を備える自吸ポンプ。
2. 前記ポンプケーシングは、前記羽根車の二次側に形成された気液分離室を備えており、
   前記スイッチは、前記気液分離室内の液体の水位が前記予め規定された水位よりも高くなった場合に、前記第１状態から前記第２状態に切り替わる、
   請求項１記載の自吸ポンプ。
3. 前記スイッチは、前記気液分離室に液体を供給するための液体供給口に取り付けられる栓に設けられている、請求項２記載の自吸ポンプ。
4. 前記ポンプケーシングは、前記羽根車の二次側に形成された気液分離室を備えており、
   前記スイッチは、前記気液分離室の下流且つ前記気液分離室に連通し、排気弁によって流路が開放又は閉鎖される排気管に設けられており、前記排気管内の液体の水位が前記予め規定された水位よりも高くなった場合に、前記第１状態から前記第２状態に切り替わる、
   請求項１記載の自吸ポンプ。
5. 前記気液分離室内の液体の水位に応じて上下する浮体を備えており、
   前記スイッチは、前記浮体の上方への移動により前記第１状態から前記第２状態に切り替わる、請求項２又は請求項３記載の自吸ポンプ。
6. 前記スイッチは、検出素子と前記呼び水時水位よりも高い位置に設けられたコモン素子とによって液体の水位を検出し、
   前記検出素子と前記コモン素子とは、前記第１状態及び前記第２状態の何れの状態においても所定の間隔をもって離間される請求項１から請求項５の何れか一項に記載の自吸ポンプ。
7. 前記スイッチは、前記間隔をもって離間された一対の電極であって、
   前記一対の電極のうち少なくとも一方はコモン素子として呼び水時水位よりも高い位置に設けられ、前記一対の電極が共に液体に浸されると前記第１状態から前記第２状態に切り替わる、請求項６記載の自吸ポンプ。
8. 前記スイッチは、液体の水位に応じて回動する回動部材と、前記回動部材に設けられた前記検出素子と、前記コモン素子と、を備えており、前記検出素子と前記コモン素子との間隔が予め規定された基準距離以下となると前記第１状態から前記第２状態に切り替わる、請求項６記載の自吸ポンプ。
9. 請求項１から請求項８の何れか一項に記載の自吸ポンプを備えるポンプユニットであって、
   前記スイッチが前記第１状態である場合には自吸運転用の回転速度で前記羽根車を回転させ、前記スイッチが前記第２状態である場合には揚液運転用の回転速度で前記羽根車を回転させる制御を行う制御装置を備えるポンプユニット。
10. 請求項４記載の自吸ポンプを備えるポンプユニットであって、
    前記スイッチが前記第１状態である場合には前記排気弁を開弁状態にし、前記スイッチが前記第２状態である場合には前記排気弁を閉弁状態にする制御を行う制御装置を備えるポンプユニット。
11. 前記制御装置は、前記スイッチが前記第１状態である場合に、自吸運転中である旨を示す情報を表示する、請求項９又は請求項１０記載のポンプユニット。
12. 前記制御装置は、前記スイッチが前記第１状態である場合に、第１近距離通信を行って自吸運転中である旨を示す情報を送信する制御部を備える、請求項９から請求項１１の何れか一項に記載のポンプユニット。
13. 前記ポンプケーシングを覆うユニットカバーに取り付けられ、前記制御部との間で前記第１近距離通信を行って前記情報を取得し、取得した前記情報を、第２近距離通信を行って前記ユニットカバーの外部の機器に送信する通信器を備える請求項１２記載のポンプユニット。
14. 前記通信器は、前記第１近距離通信を行って取得した前記情報を表示する表示部を備える請求項１３記載のポンプユニット。
15. 前記通信器は、前記制御部から非接触で供給される電力と、前記外部の機器から非接触で供給される電力との少なくとも一方によって動作する、請求項１３又は請求項１４記載のポンプユニット。
16. 羽根車と、前記羽根車を収納するポンプケーシングと、を備える自吸ポンプと、
    前記自吸ポンプを制御する制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、前記羽根車の二次側における液体の水位が所定の呼び水時水位よりも高い予め規定された水位よりも高くなった場合に、第１状態から第２状態に切り替わるスイッチが接続される入力部を備えるポンプユニット。
17. 前記制御装置は、前記スイッチが前記第１状態である場合には自吸運転用の回転速度で前記羽根車を回転させ、前記スイッチが前記第２状態である場合には揚液運転用の回転速度で前記羽根車を回転させる制御を行う、請求項１６記載のポンプユニット。
18. 前記ポンプケーシングは、前記羽根車の二次側に形成された気液分離室を備えており、
    前記制御装置は、前記気液分離室の下流且つ前記気液分離室に連通した排気管に設けられた排気弁を開弁状態又は閉弁状態にする制御信号を出力する出力部を備え、前記スイッチが前記第１状態である場合には前記排気弁を開弁状態にし、前記スイッチが前記第２状態である場合には前記排気弁を閉弁状態にする制御を行う請求項１６又は請求項１７記載のポンプユニット。
19. 前記制御装置は、前記スイッチが前記第１状態である場合に、自吸運転中である旨を示す情報を表示する、請求項１６から請求項１８の何れか一項に記載のポンプユニット。

Images