JP2539611Y2 - 自吸式ポンプ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、初期に補給した呼水を作動流体として負圧
を発生させるようにした自吸式ポンプを備えたモータ駆
動又はエンジン駆動ポンプに関する。

〔従来の技術〕

ポンプの吸込側に吸込逆止弁を設け、ポンプが停止し
たときポンプ胴体内の水が吸込側に逆流しないようにし
て、ポンプの運転開始時にポンプ吸込側に一定量の水
（呼水）が確保されているようにした型式の自吸式ポン
プは従来からよく知られている。

第４図は、上記従来公知の自吸式ポンプに属する本出
願人の出願に係るモータポンプの縦断面図であって、ポ
ンプ外胴１は、下部にポンプケーシング21を具えたモー
タポンプ本体２を囲繞して設けられ、羽根車22によるポ
ンプ吐出液は、上記ポンプ外胴１とポンプ本体２との間
に形成された空洞６を経て、図示しない吐出口を経て外
部へ吐出するようになっており、一方ポンプ部への揚液
（吸込液体）は、ポンプ外胴１の外部から吸込導管26を
経てポンプ部吸込口25へ導くようにすると共に、該ポン
プの外胴１内で自吸水の循環流を形成して自吸機能を持
たせるようになっている。

上記自吸機能は、ポンプケーシング吸込口25の近傍に
突設され、ポンプ室吸込口24への通路24aへ向けて開口
する出口ノズル9aを下端に有し、上端に、上記空洞６に
向けて開口した循環液の吸込口9bを有する循環液吸込管
９によって行われるようになっている。

図中、３はモータヘッドカバー、４は底板、７は吸込
口、7aは吸込逆止弁である。

ポンプ始動時、ポンプ外胴１内に所要の自吸用呼水を
補給してポンプを起動すると、ポンプ部がポンプ外胴１
内の呼水を循環液吸込管９、通路24aを経てポンプケー
シング21内に吸い込んで羽根車21により昇圧して再び外
胴１内へ吐出する循環流を形成し、この過程で循環液吸
込管９の出口ノズル9a近傍に形成されるエゼクタ作用
（負圧作用）によって、吸込導管26を経て吸込側の空気
を吸い込んで自吸作用を行ない、その際吸い込まれた空
気は、気液混合体となってポンプ外胴１内で分離され、
空気は吐出口より外部へ排除され、液のみが上記循環流
に合流する。

そして自吸作用が終了して正規のポンプ運転に移行し
た後は、通常のモータポンプとしてポンプ外胴１の外部
より上記吸込導管26を経て吸い込まれた揚液は、羽根車
22で加圧され、ポンプ外胴１内を液で満たした状態で吐
出口より所定の場所へ吐出される。（実願昭62−145396
号、実開昭64−51791号公報参照） 〔考案が解決しようとする課題〕 上記のような自吸式ポンプにおいては、吸込口７より
揚水（冷却水）を吸込まない状態での運転（以下、空運
転という。）を続けると、ポンプ外胴１内の水（呼水）
が循環液吸込管９、吸込通路24a、ポンプケーシング21
の吐出口、ポンプ外胴１内の空胴６を通過する循環作用
を繰り返えすだけであるため、呼水温度が上昇する。こ
れは、回転体の損失或いは特に内装型構造をとる場合の
モータ発熱が原因である。

上記のように呼水温度が上昇すると、蒸気圧が上昇す
るため、ポンプの発生する真空度は低下し、自吸（吸い
上げ）作用は不能に至る。そこで、連続空運転の場合に
自吸性能を維持するためには、次のような方法がある。

（ｉ）呼水量を増やし、熱の仕事当量（単位熱量と等価
な機械的エネルギ量）を増加させ、呼水温度上昇の勾配
を緩やかにする。

（ii）呼水を囲むタンクの外部表面積が大にして外部へ
の熱伝達を促進することにより、呼水を低温度で飽和さ
せる。

ところが、これらのことを実施するためには、何れも
ポンプは大型で大重量となるという問題点があった。

一方、例えば残水排水用途向けの可搬式自吸式ポンプ
等では、可搬性を求められるため、小型でなければなら
ず、且つ仮設で使用されるために、連続空運転される場
合が多かった。特に、ポンプ外胴とポンプケーシング部
とを弾性体で一体に構成したものでは、上記のような呼
水温度の上昇により弾性体が軟化して強度が低下すると
いう問題点があった。

本考案は、上記した従来技術の問題点を解決し、特に
ポンプ外胴とポンプケーシング部とをゴム弾性体で一体
に構成したポンプの吸込側に水が供給されない連続空運
転時にも、ゴム弾性体の強度低下並びに負圧発生（自
吸）不能に陥るのを防ぐように構成した自吸式ポンプを
備えた小型のポンプを提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本考案は、初期に補給
した呼水を作動流体として負圧を発生させる自吸式ポン
プにおいて、下部にポンプケーシングを具えたモータポ
ンプ本体を囲繞し、その間に羽根車からの吐出液を通す
空室を形成したポンプ外胴とポンプケーシング部とをゴ
ム弾性体で一体に構成し、該ゴム弾性体の軸方向の上部
側及び下部側を剛性体の部材でそれぞれ押えるように
し、本体内部に、呼水温度を感知し易い伝熱性良好な金
属製部材を介して、呼水温度制御用のサーモスタットを
取付け、呼水温度がゴム弾性体の軟化温度も含めて所定
温度以上に上昇したときポンプを停止し、所定温度以下
に低下したときポンプを再起動させるように構成したこ
とを特徴としている。

また上記サーモスタットを取付けたものにおいて、ポ
ンプの停止原因を確かめ、且つポンプの停止及び再起動
の時間的経過を目視確認できるようにするために、本体
外部に、呼水温度を検知して表示する可逆性温度管理材
からなる温度シールを装着したことを特徴としている。

また、上記温度シールを本体外部に取付けるようにし
たものにおいて、ポンプのおかれている状態が正常か異
常かを明瞭に把握できるようにするために、該温度シー
ルの温度表示幅を、呼水温度制御範囲よりも広くとった
ことを特徴としている。

また、ポンプ停止時間中に、ポンプの吸込側に緊急に
吸上げるべき水が生じた場合などに対処するために、本
体内部に取付けられるサーモスタットを電気回路上短絡
させる手動スイッチを取付けたことを特徴としている。

〔作用〕

本考案は上記のように構成されているので、ポンプ始
動時、ポンプ本体を取り巻くゴム弾性体からなるポンプ
外胴内に所要の呼水を補給してポンプを起動すると、ポ
ンプ部が上記ポンプの外胴内の呼水を吸い込んで、同じ
く外胴内へ吐出する循環流を形成し、その過程で負圧を
発生し、該負圧の発生により真空ポンプ作用を行ない、
吸込側の空気を吸い込んで自吸作用を行ない、その際吸
い込まれた空気は、気液混合体となってポンプ外胴内で
分離され、空気は吐出口より外部へ排除され、液のみが
上記循環流と合流して自吸作用を行なうことは従来のも
のと変りはない。

ところで、上記自吸式ポンプの吸込側から水を吸込ま
ない状態、例えば、吸込槽（ピット）から所要の水をす
べて吸い上げた状態で引き続いて当該自吸式ポンプを運
転し続けると、回転体の損失又は特に内装型構造をとる
場合のモータ発熱等が原因となって、ポンプ本体内を循
環する呼水の温度が上昇する。

本考案では、上記のように呼水温度が上昇して所定温
度、例えば、ゴム弾性性からなるポンプ外胴の変形温度
（約50〜60℃）に達すると、ポンプ本体内部に、呼水温
度に感知し易い伝熱性良好な金属製部材を介して取付け
られた呼水温度制御用のサーモスタットが作動してポン
プを停止させる。

ポンプの停止により、呼水温度は自然冷却により徐々
に低下するので蒸気圧が降下し、ポンプの発生する真空
度は再び上昇する。そして呼水温度が所定温度（再起動
温度）まで低下すると、上記サーモスタットが再び作動
して、ポンプは再起動され、自吸作用を続ける。

なお、呼水温度が上昇しても停止温度に達しないうち
に自吸作用が終了して正規の揚水作用に移行すると、連
続して吸込まれる揚水（冷却水）により呼水温度は強制
的に低下されるので、呼水温度上昇に伴う不都合は起こ
らず、引続いて運転される。

次に、ポンプ本体外部に、呼水温度を検知して表示す
る可逆性温度管理材からなる温度シールを装着したもの
では、本体の温度が該温度シールに表示されるので、ポ
ンプが停止している場合、その原因がサーモスタット動
作によるものか、又は単なる故障等によるものかを外部
から判別することができるばかりでなく、サーモスタッ
ト動体によるポンプ停止の場合も、時間的にあとどの位
経過すれば再起動するかを判断することができる。

また、上記温度管理材（温度シール）の温度表示幅を
呼水温度制御範囲よりも広くすると、次のようにポンプ
の状態を明瞭に把握することができる。即ち、 （ｉ）再起動温度以下でポンプが停止しているときは、
「異常」であることが分かる。

（ii）再起動温度と停止温度の間でポンプが停止又は運
転しているときは、「正常」であることが分かる。

（iii）停止温度以上でポンプが運転しているときは、
「異常」であることが分かる。

更にまた、上記サーモスタットを電気回路上短絡させ
る手動スイッチを取付けたものでは、当該自吸式ポンプ
が上記のように連続空運転により一旦停止されていて
も、従って仮に該手動スイッチを設けていないときは再
起動温度まで呼水温度が低下しない限り起動しないにも
拘らず、該停止時間中に、ポンプ吸込側に緊急に吸上げ
るべき水が生じた場合などには、手動スイッチをONにす
ることにより、該手動スイッチをONにしている間だけ、
ポンプを運転することができる。

そして、このようにして水（冷却水）を或る程度吸込
むと呼水温度は低下するので、手動スイッチをOFFにし
ても、吸込側に水がある間ポンプは連続運転される。

〔実施例〕

次に、本考案の実施例を図面と共に説明する。

第１図は、本考案の一実施例を示す自吸式ポンプを備
えたモータポンプの縦断面図であって、図中、第４図に
記載した符号と同一の符号は同一ないし同類部分を示す
ものとする。

図において、円筒形のポンプ外胴31aは、ポンプケー
シング部31bと一体化されて、ゴムの弾性体31で構成さ
れ、該ポンプケーシング部31bの上面は、中間ケーシン
グ32によって蓋され、内部に羽根車22が内蔵されてい
る。

上記ゴム弾性体からなるポンプケーシング部31bの下
部面には、流体が吸込まれる吸込口通路24aを隔てて、
剛性体からなる底板34が当接して押えられ、中間ケーシ
ング32の下面には、上記ポンプケーシング部31bを貫通
して延びる植込ボルト35が取付けられ、ナット35aによ
って、中間ケーシング32と底板34とでボルトケーシング
部31bを挟むようにして締結されている。35bはブッシュ
である。

また、弾性の外胴31aの上端部31cには環状の溝部が形
成され、外力に対して変形しにくい剛性体からなるモー
タヘッドカバー３の周辺部3aの下端に下向きに形成され
た突条部3bに嵌入されている。また、上記のようにして
ポンプケーシング部31bに締結された中間ケーシング32
は、ボルト33によってモータ2aの下面に締結されてい
る。

一方、ポンプ外胴31aの外部から揚液をポンプ部吸込
口25へ導く吸込導管36は、外胴31aの内壁に平行に一体
に成形されており、上端は、吸込口７に連通されたモー
タヘッドカバー３周辺部3aの開口に連通され、また下端
は、循環液吸込口9bに連通された出口ノズル9aの下流側
に形成されるエゼクタ部（負圧部）に開口されており、
自吸作用時、該エゼクタ部によって混合された気水混合
液は、吸込口通路24aから、ポンプ室吸込口24を経て、
羽根車室内へ吸込まれるようになっている。

そして本実施例（本考案）では、モータポンプ本体２
の内部に相当するモータ室上部に、呼水温度を感知し易
い伝熱性の良好な金属製部材47を介して呼水温度制御用
のサーモスタット41が取付けられ、モータ2aを含む電気
回路に挿入されており、またモータヘッドカバー３の側
面部に温度シールとして、可逆性温度管理材42が取付け
られている。該可逆性温度管理材42は、第３図に示すよ
うに、再起動温度ａと停止温度ｂを両端に有するポンプ
モータのON−OFF運動制御区域を表示する部分ｃ、上記
再起動温度ａより低温側（図で左側）に通常運転区域を
表示する部分ｄ、及び停止温度ｂより高温側（図で右
側）に異常高温区域を表示する部分ｅが並設されてお
り、これらの各部分d,c,eの下方には、その時の温度を
表示する温度表示部ｆが設けられている また、上記モータヘッドカバー３の頂部には、押しボ
タン式手動スイッチ43が、またモータ室上部にはモータ
保護用プロテクタ44がそれぞれ取付けられており、該手
動スイッチ43は、第２図に示すように、電源45、モータ
46、モータ保護用プロテクタ44及びサーモスタット41を
含む電気回路上の該サーモスタット41を短絡するように
取付けられており、従って、連続空運転により呼水温度
が上昇しサーモスタット41により上記電気回路が遮断
（OFF）されている時でも、吸上げるべき水がポンプ吸
込側に生じた場合、該手動スイッチ43をONにすることに
よりサーモスタット41を短絡させて、手動スイッチ43を
ONにしている間だけポンプが運転されるようになってい
る。

次に、作用について説明する。ポンプ始動時、ポンプ
外胴31a内に所要の自吸用呼水を補給すると、該呼水は
モータポンプ本体２とポンプ外胴31aとによって囲繞さ
れた空室（吐出室）６に貯留される。次いでポンプを起
動すると、上記空室６に開口された自吸用循環液吸込口
9bから呼水がポンプケーシング部31b内に吸込まれる。
この過程で、自吸用循環液吸込口9bから吸込まれた液
は、出口ノズル9aより、吸込口通路24aに向けて噴出す
る際のエゼクタ作用により、該出口ノズル9a部に負圧を
生じ、該負圧の発生により、モータヘッドカバー周辺部
3aの吸込口７を経て、該吸込口７に接続された図示しな
い吸込管路内の空気を吸込む。

上記のようにして吸込まれた吸込側の空気と、自吸用
循環液吸込口9bから吸込まれた液とが、気液混合体とな
ってポンプ室内で羽根車22によって加圧され、ポンプ室
吐出口より空室（吐出室）６内に吐出される。この吐出
された気液混合体は該空室６内で分離され、空気は吐出
口８より外部へ排除され、液のみが再び上記自吸用循環
液吸込口9bより吸込まれ、このようにして循環流が形成
されて自吸作用が行われる。

上記の自吸作用により、次第に吸込側の空気が抜かれ
るにつれて、ヘッドカバー部の吸込口７を経て図示しな
い吸込導管先端部の吸込口から液を吸込み、ポンプ室内
で上記した循環流と合流し、羽根車22で加圧されて空室
６内に吐出される。この吐出された液により上記空室６
内に満水にした状態で、モータヘッドカバー部の吐出口
８より吐出するようになって自吸作用を終了する。

このようにして自吸作用が終了して正規のポンプ運転
に移行した後は、通常のモータポンプとして作用し、モ
ータヘッドカバー部の吸込口７から吸込まれた液は、羽
根車22で加圧されて同吐出口８から所定の場所へ吐出さ
れる。

上記の作用中、当該自吸式ポンプの吸込側から水を吸
込まない状態で引き続いてポンプを運転し続けると、回
転体の損失やモータ発熱等が原因となってポンプ外胴31
a内を循環する呼水の温度が上昇するが、該呼水温度が
所定温度（第３図に示す停止温度ｂ）に達すると、サー
モスタット41が作動して、第２図に示す電気回路を遮断
し、ポンプを停止させる。この際、該サーモスタット41
を、ゴム弾性体で構成されたポンプ外胴31bの変形温度
（約60℃）以下に設定することにより、ゴム弾性体の軟
化による強度低下がなく、当該自吸式ポンプの機能が維
持される。

ポンプの停止により、呼水温度は自然冷却により徐々
に低下するので蒸気圧が降下し、ポンプの発生する真空
度は再び上昇する。そして呼水温度が所定温度（第３図
に示す再起動温度ａ）まで低下すると、上記サーモスタ
ット41が再び作動して、ポンプは再起動され、自吸作用
を続ける。なお、呼水温度が上昇しても停止温度に達し
ないうちに自吸作用が終了して正規の揚水作用に移行す
ると、連続して吸込まれる揚水（冷却水）により呼水温
度は強制的に低下されるので、呼水温度上昇に伴う不都
合は生じない。

上記の呼水温度は、モータポンプ本体２とほぼ同様の
温度を呈するモータヘッドカバー３に取付けられた可逆
性温度管理材からなる温度シール42に表示され、しかも
該温度シール42の温度表示幅を呼水温度制御範囲よりも
広く設定しているので、ポンプが正常に作動しているか
否かを明瞭に把握することができる。第３図の範囲ｃで
ポンプが停止又は運転しているときは、正常であり、範
囲ｄでポンプが停止していたり、範囲ｅでポンプが運転
しているときは、共に異常であることが分かる。

また、サーモスタット41を電気回路上短絡させる手動
スイッチ43（第２図）をONにすることにより、連続空運
転による停止時間中でも、ポンプ吸込側に緊急に吸上げ
るべき水が生じた場合等には、該手動スイッチ41をONし
ている間だけ、ポンプを運転することができる。このよ
うにして水（冷却水）を或る程度吸込むと呼水温度は低
下するので、手動スイッチをOFFにしてもポンプは連続
運転される。

上記した実施例において、自吸式ポンプを備えたモー
タポンプについて説明したが、モータ駆動でなく、エン
ジン駆動でも同じである。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、初期に補給し
た呼水を作動流体として負圧を発生させる自吸式ポンプ
のポンプ外胴とポンプケーシング部とをゴム弾性体で一
体に構成し、本体内部に、呼水温度を感知し易い伝熱性
良好な金属製部材を介して呼水温度制御用のサーモスタ
ットを取付け、呼水温度がゴム弾性体の軟化温度も含め
て所定温度以上に上昇したときポンプを停止し、所定温
度以下に低下したときポンプ再起動させるように構成し
たことにより、ポンプの吸込側に水が供給されない連続
空運転時、ゴム弾性体が軟化する前に自吸不能に至る前
の何れか早い時期にポンプを停止させるので、当該自吸
式ポンプのゴム弾性体からなるポンプ外胴を熱により変
形させることなく自吸機能を維持することができ、ま
た、ポンプケーシングとポンプ外胴とをゴム弾性体で一
体的に構成したことにより、部品点数が少なくなり、従
って、構造が極めて単純化され、組立・分解が容易とな
る。

また、ポンプ外胴をゴム弾性体で構成し、上部側と下
部側をそれぞれ剛性部材で押えるようにしたことによ
り、該ポンプ外胴は円周方向へ自由に変形することがで
き、従って、可搬時などに受ける衝撃等による外力を吸
収して、外力に強くなり、取付いも容易になる。

また、本体外部に、呼水温度を検知して表示する温度
シールを装着することにより、ポンプが停止している場
合にその原因がサーモスタット動作によるものか又は単
なる故障によるものかなど、ポンプの停止原因を確か
め、且つポンプの停止及び再起動の時間的経過を目視確
認することができる。

また、上記温度シールの温度表示幅を呼水温度制御範
囲よりも広くとることにより、ポンプが正常に作動して
いるのか或いは異常な状態にあるのかなど、ポンプのお
かれている状態を外部から明瞭に把握することができ
る。

また、前記サーモスタットを電気回路上短絡させる手
動スイッチを取付けることにより、連続空運転によるポ
ンプの停止時間中でも、ポンプ吸込側に吸上げるべき水
が生じた場合などには、該手動スイッチをONにしている
間だけポンプを運転することができる。この場合、水を
或る程度吸込むと呼水温度が低下するので、手動スイッ
チをOFFにしてもポンプは連続運転される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す自吸式ポンプを備えた
モータポンプの縦断面図、第２図は要部の電気回路図、
第３図は要部の説明図、第４図は従来例を示す縦断面図
である。 ２……モータポンプ本体、３……モータヘッドカバー、
７……吸込口、８……吐出口、9a……出口ノズル、22…
…羽根車、24……ポンプ室吸込口、31a……ポンプ外
胴、31b……ポンプケーシング部、32……中間ケーシン
グ、36……吸込導管、41……サーモスタット、42……温
度シール（温度管理材）、43……手動スイッチ、44……
モータ保護用プロテクタ、47……金属製部材。

Claims (4)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】初期に補給した呼水を作動流体として負圧
   を発生させる自吸式ポンプにおいて、下部にポンプケー
   シングを具えたモータポンプ本体を囲繞し、その間に羽
   根車からの吐出液を通す空室を形成したポンプ外胴とポ
   ンプケーシング部とをゴム弾性体で一体に構成し、該ゴ
   ム弾性体の軸方向の上部側及び下部側を剛性体の部材で
   それぞれ押えるようにし、本体内部に、呼水温度を感知
   し易い伝熱性良好な金属製部材を介して、呼水温度制御
   用のサーモスタットを取付け、呼水温度がゴム弾性体の
   軟化温度も含めて所定温度以上に上昇したときポンプを
   停止し、所定温度以下に低下したときポンプを再起動さ
   せるように構成したことを特徴とする自吸式ポンプ。
2. 【請求項２】本体外部に、呼水温度を検知して表示する
   可逆性温度管理材からなる温度シールを装着したことを
   特徴とする請求項１記載の自吸式ポンプ。
3. 【請求項３】本体外部に装着される温度シールの温度表
   示幅を、呼水温度制御範囲よりも広くとったことを特徴
   とする請求項２記載の自吸式ポンプ。
4. 【請求項４】本体内部に取付けられるサーモスタットを
   電気回路上短絡させる手動スイッチを取付けたことを特
   徴とする請求項１又は２記載の自吸式ポンプ。