JP2022121852A - ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
逆止弁から水源側への落水を抑止し、安定した自吸性能を得ることが可能なポンプ装置を提供する。
【解決手段】
電動機１に連結された羽根車５をケーシング３内に収納したポンプ装置１００であって、ケーシング３内に設けたケーシング吸込口３ａとケーシング吐出口３ｂと、ケーシング３上部に設けられ、水源側から水を吸い込む吸込通路２１と、ケーシング３上部に設けられ、ケーシング吐出口３ｂに連通した気水分離室２２と、水源側とケーシング吸込口３ａ間に設けた逆止弁９と、逆止弁９とケーシング吸込口３ａ間に設けた逆流水防止板６１と、を有する。
【選択図】 図２

Description

本発明はポンプ装置に関するものである。

従来のポンプ装置として特許文献１に示すものがある。特許文献１では、吸込管内の空気を脱気する自吸動作中、気水分離内の水が気水分離室吐出口から流出するのを抑制するため、気水分離室に自吸板を設け、自吸性能の安定化を図っていた。

特開２０１８－１７８８５５号公報

自吸動作中、気水分離室内の水は、気水分離室吐出口からの流出と、逆止弁から水源側に落下するため、徐々に少なくなる。

さらなる安定した自吸性能を得るには、気水分離室内に十分な水を溜めておく必要がある。

特許文献１の構成では、気水分離室吐出口からの流出は抑制できるが、逆止弁から水源側への落水が生じており、更なる安定した自吸性能を得るには不十分であった。

本発明の目的は、逆止弁から水源側への落水を抑止し、安定した自吸性能を得ることが可能なポンプ装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の電動機に連結された羽根車をケーシング内に収納したポンプ装置は、ケーシング内に設けたケーシング吸込口とケーシング吐出口と、ケーシング上部に設けられ、水源側から水を吸い込む吸込通路と、ケーシング上部に設けられ、ケーシング吐出口に連通した気水分離室と、水源側とケーシング吸込口間に設けた逆止弁と、逆止弁とケーシング吸込口間に設けた逆流水防止板と、を有する構成する。

本発明によれば、逆止弁から水源側への落水を抑止し、安定した自吸性能を得ることが可能なポンプ装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るポンプ装置の斜視図である。 本発明の一実施形態に係るポンプ装置の縦断面図である。 図１のバルブカバーの斜視図である。

以下、本発明の一実施例を図１から図３を用いて説明する。

ポンプ装置１００は、電動機１と、羽根車５と、この羽根車５を内置するケーシング３と、ケーシング３の前面を閉じるケーシングカバー４を有するポンプヘッド部１０１と、圧力タンク６と、圧力センサ７と、呼水給水用栓８と、ポンプカバー（不図示）とで概略構成されている。

圧力タンク６は、略円筒形状の部材である。圧力タンク６の上方には、圧力センサ７と、呼水給水用栓８と、ポンプヘッド部１０１とが構成され、圧力タンク６の上面に固定されている。

圧力タンク６は、ポンプヘッド部１０１で加圧した水を蓄水するものである。

圧力センサ７は、ポンプ部ヘッド１０１から吐出された液体が流れる通水路に取り付けられ、ポンプ室内の圧力値を検出するセンサである。

圧力センサ７の検出結果は、制御用コントローラ２０に入力され、制御用コントローラ２０により統合制御されることで、ポンプヘッド部１０１の起動・停止を制御するものである。

ポンプカバー（不図示）は、下面および一部側面が開口した略円筒体凹形状の部材である。ポンプカバー（不図示）は圧力タンク６に対し着脱自在である。これは、ポンプヘッド部１０１や制御用コントローラ２０等を操作、修理可能とするためである。

ポンプカバー（不図示）は、圧力タンク６に固定することで、ポンプカバーと圧力タンク６との間で、ポンプヘッド部１０１の大部分と、圧力センサ７と呼水給水用栓８全部を覆うものである。ポンプカバーにより、ポンプヘッド部１０１等から発生する騒音がポンプ装置１００の外に伝わる恐れを低減することができる。

図２に示す通り、電動機１に連結された羽根車５はケーシング３内に収納されている。このケーシング３はケーシング吸込口３ａおよびケーシング吐出口３ｂを有している。

ケーシング３上面には、吸込通路２１および気水分離室２２を有するヘッドチャンバー２３が固定されている。

この吸込通路２１はケーシング吸込口３ａに連通し、気水分離室２２の下面左側部分がケーシング吐出口３ｂの上面に連通している。

気水分離室２２内には、衝突板、主板５０ｂ、分離板、分流板５０ｄ、水平板５０ｅ、巻き込み防止板を備えた自吸板５０が下面から挿入されている。

衝突板は、自吸板５０の下端部に設けられ、図２によれば、気水分離室２２の紙面手前側のみ塞ぐ場所に配される。

主板５０ｂは、鉛直方向に気水分離室２２内の下端面から上端面まで設けられている。また、分離板は、衝突板の反対側で気水分離室２２内の下端面と上端面の中間に位置し、衝突板側の端部が上側になる様傾斜して設けられている。

ヘッドチャンバー２２の上面には、呼水注水用栓８が設けられている。

次に自吸作用について説明する。呼水注水用栓８を外して気水分離室２２内に呼び水を注水した後に、羽根車５を回転させると、吸込側の空気と呼び水とは混合された気水混合液の大部分が分流板５０ｄの紙面左側を流れＶのように上昇する（図２参照）。

この気水混合液は、衝突板に衝突して分離板側に偏向されて気水分離室２２内に流入上昇する流れＷとなる。

次いで、分離板に至り、この部分にて２つの流れＸとＹとに分流する。流れＸはほとんどが水であり、分離板の下側を通過し、主板５０ｂの反対側に至る。又、流れＹは空気を多く含んだ気水混合液であり、分離板の上方から主板５０ｂの反対側に至る間に空気が上方へ分離され、水のみとなる。

図２に示すように、流れＸ、Ｙは流れＺとなって衝突板の下側に流入する。この戻り水は、分流板５０ｄ側面で流れＺを形成し、羽根車５に供給され、吸込側の空気と再度気水混合液を形成する。この動作を繰り返すことにより自吸作業を完了する。

従来例（特開昭６１－２７７８９３号公報）の第１図にあるように自吸式ウエスコポンプには、流れＥの戻り水の通路となる分流壁が必要である。一方で、ケーシング３の材質は従来の砲金製等の鋳造加工品から、安価で加工レスとなる合成樹脂製が主流になりつつある。しかしながら、ケーシングに形成している分流壁では、合成樹脂製ケーシングでは金型構造上、一体成型ができず追加部品によるコスト増加が懸念される。

本発明によると自吸板５０の下方に従来例の分離壁と同等の機能を有する分流板５０ｄを一体で形成しており安価に構成が可能である。

自吸時の留意点として、呼び水量の減少による自吸作用不可がある。自吸中は吸込管からの脱気の際、気水分離室２２内の水面に波を発生させ、気水分離室吐出口２２ａに流出するため、呼び水量が減少し羽根車５上端付近まで水位が低下すると、自吸作用しなくなる。そのため、気水分離室２２には気水分離室吐出口２２ａへの流出による減少分の蓄水が必要となり安易にケーシング３を小形化することは困難である。

対応としては、気水分離室２２の容積を拡大させ呼び水容量を増加させる、気水分離室吐出口２２ａの高さを上げて流入を防止する等があるがいずれもポンプ本体の大形化に繋がる。

本発明によると、気水分離室吐出口２２ａ下端とほぼ同じ高さで水平に形成された水平板５０ｅとその水平板５０ｅ上の気水分離室吐出口２２ａの側面に略直交して形成された巻き込み防止板を備えた自吸板５０を設けたことにより、水平板５０ｅで波の発生を抑制し、さらに気水分離室２２内壁から伝って気水分離室吐出口２２ａに流出する水の流れを抑制することで、自吸時の呼び水量減少を抑制しつつポンプの小形化を図る効果を奏する。

本発明によれば、ケーシング吐出口３ｂから上昇する気水混合液の上方向の流れを分離板にて上下の２つの流れに分流するので、その際の水と空気の分離が良好に行われる。また、吐出水流と戻り水流とが衝突せず効率よく流れる様に旋回防止用として主板５０ｂが設けられているので、この点からも自吸性能が向上するものである。したがって、気水分離室２２の容積を小さくすることができる。

尚、自吸板５０はヘッドチャンバー２３と別体に形成して挿入して取付けているので、ポンプのモータ出力に応じて羽根車５、ケーシング３等が異なっても、ヘッドチャンバー２３を同一のものを使用して、自吸板５０のみを取り換えて効率のよい自吸性能を得ることができる。

一方、自吸動作中、気水分離室２２内の水は、気水分離室吐出口２２ａからの流出と、逆止弁９から水源側に落下するため、徐々に少なくなる。

安定した自吸性能を得るためには、気水分離室２２内に十分な水を溜めておく必要がある。これまで、気水分離室吐出口２２ａから流出について説明してきたが、以下水源側とケーシング吸込口３ａ間に設けた逆止弁９から水源側への落水を抑制する構成について説明する。

図２、図３に記載のように、本発明は、バルブカバー６０に逆流水防止板６１を設ける構成とした。

逆流水防止板６１は、ケーシング吸込口３ａと逆止弁９の間に設け、逆止弁９側へ逆流した水の流れＪに対して、逆止弁９から水源側への落水を抑止し、ケーシング吸込口３ａ側へ水を戻すことが可能となる。また、逆流水防止板６１は、ケーシング吸込口３ａからの逆流水を受け止めやすいように、ケーシング吸込口３ａ側に凹んだ曲面形状とする。

なお、水源側からの水がケーシング吸込口３ａ側へ流れる隙間（所定の間隔）は必要な為、完全に水路を防ぐものでは無い。

これにより、いままで逆止弁９から水源側への落水していた水を逆流水防止板６１にてケーシング吸込口３ａ側へ水を戻すことが可能となり、気水分離室２２内に十分な水を溜めておくことが可能となり、安定した自吸性能を得ることが可能となる。

なお、本実施例では図３のようにバルブカバー６０に逆流水防止板６０を一体形成したが、物理的に分離されていても、逆流水を抑止できるなら問題ない。つまり、バルブカバー６０と逆流水防止板６１を別部材で設けても良い。ただ、一体形成することで、部品点数を下げ、低コスト化を図ると共に、製造し易くする効果がある。

１・・・電動機、３・・・ケーシング、３ａ・・・ケーシング吸込口、３ｂ・・・ケーシング吐出口、４・・・ケーシングカバー、５・・・羽根車、６・・・圧力タンク、７・・・圧力センサ、８・・・呼水給水用栓、９・・・逆止弁、１３・・・水通路、１７・・・隔壁、１８・・・空気補給装置、２０・・・制御用コントローラ、２１・・・吸込通路、２２・・・気水分離室、２２ａ・・・気水分離室吐出口、２３・・・ヘッドチャンバー、５０・・・自吸板、５０ｂ・・・主板、５０ｄ・・・分流板、５０ｅ・・・水平板、６０・・・バルブカバー、６１・・・逆流水防止板、１００・・・ポンプ装置、１０１・・・ポンプヘッド部

Claims (3)

1. 電動機に連結された羽根車をケーシング内に収納したポンプ装置であって、
   前記ケーシング内に設けたケーシング吸込口とケーシング吐出口と、
   前記ケーシング上部に設けられ、水源側から水を吸い込む吸込通路と、
   前記ケーシング上部に設けられ、前記ケーシング吐出口に連通した気水分離室と、
   水源側と前記ケーシング吸込口間に設けた逆止弁と、
   前記逆止弁と前記ケーシング吸込口間に設けた逆流水防止板と、
   を有することを特徴とするポンプ装置。
2. 請求項１記載のポンプ装置であって、
   前記逆流水防止板は、曲面形状である、ポンプ装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のポンプ装置であって、
   前記気水分離室に上下方向に延びる主板と、前記主板に前記ケーシング吐出口まで伸びる分流板とを設けた自吸板を有することを特徴とする、ポンプ装置。

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