JP2638857B2 - ポンプ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は、水利施設等に設けられた渦巻ポンプ等の
送水ポンプを起動するに際し、確実に呼び水を該送水ポ
ンプに充満させて該送水ポンプをスムーズに運転するよ
うにする技術の分野に属する。

而して、この発明は１台、乃至、複数台の所定台数の
送水ポンプの起動時に該各送水ポンプに対し呼び水を充
満状態にさせるように前設した真空ポンプを作動させ、
その後に該真空ポンプを停止させて送水ポンプをスムー
ズに稼動するようにしたポンプ装置に関する発明であ
り、特に、該真空ポンプによりまず送水ポンプを負圧状
態にし、該負圧によって吸引される呼び水の水位が送水
ポンプを満たして、更に、所定水位に達すると、当該負
圧を検出して真空ポンプを停止し、併せて送水ポンプの
駆動の前後に於ける落水を防止して確実に起動すること
が出来るようにするポンプ装置に係る発明である。

〈従来の技術〉 周知の如く、生産用、民生用を問わず、冷暖房施設や
洗浄施設のブース等には送水設備が不可欠であり、かか
る送水設備には渦巻ポンプ等の送水ポンプが設けられて
いるのが一般的態様である。

そして、該種送水ポンプには通常揚水ポンプが用いら
れているが、該送水ポンプの始動時の揚水の空運転を防
止して、該送水ポンプの各機構部の損傷防止や揚水効率
を向上させるために予め送水ポンプ内に呼び水を充分に
満たしてから起動するようにするために該送水ポンプの
満水検知装置が用いられている。

例えば、自動車の製造工場に於ける洗浄ブース等に設
けられる第６図に示す様なポンプ装置１に於いては、各
々モータ２、２′、２″…に連結された送水ポンプ３、
３′、３″…（当該態様においては３台の送水ポンプを
示すものであるが３台とは限らない。）が図示しない揚
水管を介し水槽から水を揚水して同じく図示しない送水
管により所定部位に適宜に送水するようにされており、
その起動に際しての揚水の上記空運転を防止するための
呼び水の各送水ポンプ３、３′、３″…に対する充満を
行うに際しては、該各送水ポンプ３、３′、３″…に各
々満水検知装置４、４′、４″…を設けてバルブ５、
５′、５″…を介し負圧通路６によりモータ７によって
作動される真空ポンプ８によって各送水ポンプ３、
３′、３″…内を負圧にして満水検知装置４、４′、
４″…に水を充満状態にさせて真空ポンプ８を停止させ
た後、各送水ポンプ３、３′、３″…を起動するように
され、これらを各機構部の制御は電気的に接続された所
定の制御装置９により適宜に制御するようにされてい
る。

〈発明が解決しようとする課題〉 而して、かかるポンプ装置１に於ける満水検知装置
４、４′、４″…に於いては通常ロッド付きのフロート
式レベル計が用いられているが、電極等を用いたレベル
スイッチにより通電して検出を行うようにされているた
めに、満水検知装置４、４′、４″…の容量が相当に大
きくない場合には、該満水検知装置４、４′、４″…に
水が流入する時に水が飛散したり、或いは、揺動波が生
じて当該レベルスイッチに誤動作が生じたり、ロッド付
フロートの場合や電極式の場合には満水検知手段として
は必ずしも充分に機能するようなものではないネックが
あった。

即ち、例えば、特公昭56−47399号公報発明等に示さ
れているものでは満水検知装置に電磁式の遮断弁が設け
られており、したがって、送水ポンプ側からの水に異物
が混入している場合には弁の機構部に各異物の噛み込み
現象が起きて該弁にリークが生じたり、電磁コイルが焼
損したり、弁の開閉がスムーズには行われ難いという難
点があった。

又、上記真空ポンプには水封式の真空ポンプを用いて
いるために、該真空ポンプに対する給水配管や補給水タ
ンクが必要となり、それに伴ってレベルスイッチ等が装
備されねばならず、したがって、構造的に複雑になり設
備費等が高くつき、コスト高になるという不利点もあっ
た。

かかる満水検知装置の検知性の向上を図るため、例え
ば、実公昭55−50388号公報考案等も案出されている
が、電極式の構造であるため、電極間に非導電性物質が
付着したりする等の介在トラブルがあると、非通電状態
を生じ検知能力が著しく低下し、逆に導電性の物質が付
着すると、短絡して検知不能状態になるという欠点があ
った。

又、かかる検知方式においても構造が著しく複雑であ
るために、メンテナンスを含めてコスト高につながるデ
メリットもあった。

そして、これらに対処するべく、例えば、前記特公昭
56−47399号発明等も案出されているが、該種技術では
送水ポンプ内の圧力の変化を時間的に検出して演算装置
により圧力変化率を算出して満水状態を検知する方式を
採るようにされてあるために、タイマーや演算装置が必
要となり、この点から構造が複雑となり、結果的に同じ
く高価となる不利点は避けられず、又、圧力変化は送水
ポンプの吸込パイプや真空ポンプまでの抽出管のサイズ
により異なり、そのためパラつきが生じるという不具合
があった。

更に、真空ポンプの容量によって当然のことながら圧
力変化率が異なり、予め該真空ポンプごとに圧力変化率
を算出して設定しておく必要があり、複数台の送水ポン
プを設置する場合には著しくコスト高になるというデメ
リットが避けられず、又、該真空ポンプごとの変化率の
設定等のために管理や調整、制御が著しく煩瑣となる不
都合さがあった。

又、送水ポンプの吸込管のサイズが小さい場合には圧
力変化は顕著には現れず、設定圧力の上限値が見出せな
いというマイナス点の１つともなっていた。

又、例えば、実開昭61−113994号公報考案等の空調設
備の送水システム等の技術も開発されてはいるが、当該
技術は送水ポンプの起動装置に限定されているものであ
って、タイマーにより真空ポンプを停止させて送水ポン
プを起動するようにされたものであり、送水ポンプに対
する呼び水の満水状態を直接的に検知せず、該送水ポン
プのグランドパッキン等の摩耗による水のリークが発生
したりした場合、該送水ポンプの吸込管側が満水状態に
なるまでの時間は当該リークがない時に比べると、当然
ながら送水ポンプのメンテナンスの状態によりタイマー
設定時間を変化させねばならず、操作が面倒であるとい
う好ましくない点がある。

又、タイマー設定変更を忘れたような場合には送水ポ
ンプの空運転状態が生じ、著しく信頼性に欠ける点があ
り、縦管が長くなって配管工事費が大幅にアップする等
のマイナス点がある。

このように在来技術におけるポンプシステムでは１台
ごとの付帯装備が必要であるために構造が複雑で、管理
や制御が煩瑣であり、リミットスイッチの故障等が生じ
易く、検知部分に粘着性物質が付着すると誤動作が等が
起こるという不都合さがあった。

〈発明の目的〉 この発明の目的は上述従来技術に基づく送水ポンプに
係る満水の検知、及び、呼び水の問題点を解決すべき技
術的課題とし、単基、或いは、複数基の台数の送水ポン
プの選択的な設置が容易であり、しかも、当該送水ポン
プの満水検知が確実に行われるようにし、そのうえ、装
置構造も簡単であってリーク等が生ぜず、確実に送水ポ
ンプの稼動が保証されるようにして各種産業における水
利技術利用分野に益する優れたポンプ装置を提供せんと
するものである。

〈課題を解決するための手段〉 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの
発明の構成は前述課題を解決するために、所定台数併設
した送水ポンプが該送水ポンプに前設した真空ポンプに
負圧通路を介して接続されているポンプ装置において、
各送水ポンプがフロート式のエア抜きバルブを介して負
圧通路により真空ポンプに接続され、而して、該負圧通
路には該真空ポンプ側に落水防止用のエアチェックバル
ブが、又、エア抜きバルブ側には該負圧通路の負圧を検
出する圧力スイッチが直列的に介装され、該圧力スイッ
チは各送水ポンプ及び真空ポンプに電気的に接続され、
該真空ポンプの停止を行うと共に併せて前記送水ポンプ
の起動を行う制御装置に対し電気的に接続されている技
術的手段を講じたものである。

〈作 用〉 而して、単数、或いは、複数台の所定台数の送水ポン
プを起動するに際し、該各送水ポンプのケーシングにフ
ロート式エア抜きバルブを取り付け、該エア抜きバルブ
の出口を集合管を介して１本の負圧通路を介して真空ポ
ンプに接続させ、而して、該負圧通路には真空ポンプ側
にチェックバルブを、又、欠送水ポンプ側には圧力スイ
ッチを直列的に介装し、該圧力スイッチと真空ポンプ、
そして、送水ポンプは所定の制御装置に電気的に接続し
て発停制御がなされるようにされ、所定のプログラムに
従い所定の送水ポンプの起動を行うには該制御装置を介
して真空ポンプを作動させ、送水ポンプに負圧を作用さ
せて呼び水を吸引し送水ポンプの吸い込み側が該呼び水
により満水状態になってそのケーシングに取り付けられ
たフロート式のエア抜きバルブに水位が到達すると、送
水ポンプ側の水が遮断され、続いて負圧通路の圧力が大
きく変化し、この圧力変化を圧力スイッチによって確実
に検知し、設定圧力以上になると制御装置を介して真空
ポンプを停止し、併せて送水ポンプを起動させるように
し、その間、チェックバルブの負圧通路に介設すること
によりエアの逆流が阻止され、送水ポンプの駆動までの
間に落水が防止され、又、送水ポンプ停止後にあっても
再稼動に際し落水が防止され呼び水時間が短縮されポン
プ作動エネルギーの節約がなされるようにしたものであ
る。

〈実施例〉 次に、この発明の１実施例を第１〜５図に基づいて説
明すれば以下の通りである。尚、第６図と同一態様部分
は同一符号を用いて説明するものとする。

第１図に示す態様において、１′はこの発明の要旨の
中心を成すポンプ装置であって、各々駆動モータ２、
２′、２″に連結された送水ポンプ３、３′、３″が図
示しない揚水管、及び、送水管を有して水を所定に揚水
して次段に送給するようにされており、１台、或いは、
複数台、或いは、３台の送水ポンプ（図示態様に於ては
３台のみが示されているが３台に限るものではない）が
同時に運転可能にされている。

そして、各送水ポンプ３、３′、３″のケーシングに
は第３、４図に示す様なフロート式のエア抜きバルブ1
2、12′、が付設されており、送水ポンプ３、３′、
３″からの水位が上昇すると、そのボールバルブが上昇
してプレートに座着して水位が上がるのを阻止し、負圧
を上げることが出来るようにされている。

而して、各フロート式のエア抜きバルブ12、12′を介
装する負圧通路６、６、６は１本の負圧通路６に集合さ
れて、駆動モータ７により回転させられる真空ポンプ８
に接続されている。

而して、該真空ポンプ８の各送水ポンプ３、３′、
３″に接続する負圧通路６の間には真空ポンプ８寄りに
周知のエアチェックバルブ10がエアの逆流による落水防
止用に設けられてエアの逆流を防止するようにされ、
又、フロート式のエア抜きバルブ12、12′側には同じく
周公知の圧力スイッチ11が直列的に介装されている。

そして、９′は適宜の所定の制御装置であり、該圧力
スイッチ11、及び、真空ポンプ８の駆動モータ７、及
び、各送水ポンプ３、３′、３″の駆動モータ２、
２′、２″に電気的に接続されて各個独立に発停制御す
ることが出来るようにされている。

上述構成において、各送水ポンプ３、３′、３″の起
動は第５図に示すフローチャートに従って行われるが、
制御装置９′に送水ポンプ３、３′、３″のいづれかの
起動信号が入力されると（この場合送水ポンプ３、
３′、３″はいづれか１台、或いは、２台、或いは、３
台同時に起動されることも可能である。）制御装置９′
から真空ポンプ８に対する駆動モータ７への始動信号が
発されて該真空ポンプ８が稼動され、その負圧が負圧通
路６を介して各送水ポンプ３、３′、３″のエア抜きバ
ルブ12、12′を介して各送水ポンプ３、３′、３″に図
示しない吸込管を介して水が汲み上げられて各送水ポン
プ３、３′、３″に呼び水として入り、その水位は上昇
し、エア抜きバルブ12、12′に入り、そのフロートのボ
ールバルブを上昇させてその水位が上昇すると、該フロ
ートのボールバルブは該エア抜きバルブ12、12′内のプ
レートに座着し、真空ポンプ８による真空負圧による引
き抜きは停止される。

この間、第２図に示す様に、縦軸に負圧通路６の配管
圧力mmHg、横軸に時間ｔをとると、まず、真空ポンプ８
を起動させると、当該第２図に示す特性曲線の様に、次
第に負圧通路６内の負圧は高まり、Ａ点に達すると、送
水ポンプ３の呼び水の揚程から決められた値になり、エ
ア抜きバルブ12、12′が全て閉塞するまで続き、閉塞後
該負圧は再び急上昇してＢ点に達し、該Ｂ点の負圧は真
空ポンプ８の能力により予め決められている。

而して、この場合圧力スイッチ11の値を設定値、例え
ば、−300mmHgとしておくことにより、第２図のＡ点か
らＢ点までの特性曲線の−300mmHgに高まったところ
で、圧力スイッチ11がその負圧を検出してその検出信号
を制御装置９′に入力し、送水ポンプ３、３′、３″の
呼び水の満水状態を確実に検出し、真空ポンプ８の駆動
モータ７を停止して起動信号の対応する所定の送水ポン
プ３（３′、３″）を起動し、次第に送水していく。

又、この間各送水ポンプ３、３′、３″の満水状態現
出後チェックバルブ10によりエアの逆流が防止され、該
送水ポンプ３、３′、３″の駆動までの間にタイムラグ
があっても落水現象が生ぜず、又、各送水ポンプ３、
３′、３″の停止後再稼動に際しても各送水ポンプ３、
３′、３″の落水が防止されるため満水状態による呼び
水時間が短縮され、結果的にポンプ作動エネルギーの節
約が図れる。

尚、この発明の実施態様は上述実施例に限るものでな
いことは勿論であり、例えば、各エア抜きバルブ12、1
2′の上部にバルブや電磁弁等を設けて、使用しない送
水ポンプの呼び水を遮断するような構造にする等種々の
態様が採用可能である。

又、設計変更的にはエア抜きバルブ12、12′はフロー
ト式に代えてベローズ式に代えることは可能であること
は勿論のことである。

〈発明の効果〉 以上、この発明によれば、基本的に空調設備や洗浄装
置のブースに設ける等のポンプ装置の運転に際して、一
旦１台、或いは、所定数複数台の送水ポンプを真空ポン
プにより負圧を介して呼び水を汲み上げて送水ポンプ内
を充満状態にし、該呼び水が所定水位に達すると、その
時の負圧を検出することが出来ることにより、送水ポン
プ内が呼び水により満水状態になることを検知し、真空
ポンプを停止して送水ポンプを起動するようにするよう
にすることにより、送水ポンプの満水状態を検知ミスな
く検出して確実な満水状態で該送水ポンプの起動に移行
することが出来るという利点がある。

したがって、各送水ポンプは空運転等をすることな
く、又、故障や損傷を生ずることもなく、耐久性が良
く、又、送水効率を正確に設計通りに維持することが出
来るという優れた効果が奏される。

而して、ポンプ装置においては各送水ポンプにフロー
トバルブ等のフロート式のエア抜きバルブを介して負圧
通路により真空ポンプに接続させてあるために、該真空
ポンプからの負圧が該エア抜きバルブを介して送水ポン
プに呼び水を充満させ、負圧通路に介装したエアチェッ
クバルブと圧力スイッチ装置の圧力スイッチが所定水位
に上昇した呼び水に対する負圧を確実に検出するために
該検出を介して各送水ポンプの満水状態を確実に検知
し、その検知により制御装置を介して真空ポンプを停止
すると共に送水ポンプの起動を行うように出来、したが
って、在来態様の満水検知装置に電磁弁を併設するよう
な高価で複雑な装置構造とすることがなく、安価なフロ
ート式のエア抜きバルブと圧力スイッチを併設するだけ
で良いために、部品コストが1/10と安くなり、その圧力
スイッチは送水ポンプの台数に係わりなく全体で１つで
良く、コスト低減の効果をより大きくすることが出来る
という利点がある。

そして、エアチェックバルブを負圧回路に介設したこ
とにより、又、この間各送水ポンプの満水状態現出後チ
ェックバルブによりエアの逆流が防止され、該送水ポン
プの駆動までの間にタイムラグがあっても落水現象が生
ぜず、又、各送水ポンプの停止後再稼動に際しても各送
水ポンプの落水が防止されるため満水状態による呼び水
時間が短縮され、結果的にポンプ作動エネルギーの節約
が図れる。

又、在来態様の如く、直接呼び水を検出して満水状態
を検出するのではないために、呼び水の吸い込みによる
該呼び水の飛散や波動による誤動作がなく、又、導電性
や非導電性の物質の付着により検出能力の低下等の問題
も避けられ、正確な満水状態が検出出来るという優れた
効果が奏される。

したがって、ポンプ装置に対する信頼性が高くなると
いう効果があり、複数基のポンプを併設した場合に低コ
ストで、しかも、信頼性の高い呼び水検出が行えるとい
う効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図はこの発明の１実施例の説明図であり、第１
図はポンプ装置の構造模式図、第２図は真空ポンプによ
る負圧特性のグラブ図、第３、４図はフロート式エア抜
きバルブの断面図、第５図は作動のフローチャート図、
第６図は従来態様におけるポンプ装置の構造模式図であ
る。 ３、３′、３″……送水ポンプ、８……真空ポンプ、 ６……負圧通路、１′……ポンプ装置、 41、41′、41″……エア抜きバルブ、10……エアチェッ
クバルブ、 11……圧力スイッチ、９′……制御装置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定台数併設した送水ポンプが該送水ポン
   プに前設した１基の真空ポンプに負圧通路を介して接続
   されているポンプ装置において、各送水ポンプがエア抜
   きバルブを介して負圧通路により真空ポンプに接続さ
   れ、而して該負圧通路には該真空ポンプ側にエアチェッ
   クバルブが又エア抜きバルブ側には該負圧通路の負圧を
   検出する圧力スイッチが直列的に介装され、該圧力スイ
   ッチは各送水ポンプ及び真空ポンプに電気的に接続され
   該真空ポンプの停止を行うと共に前記送水ポンプの起動
   を行う制御装置に対し電気的に接続されていることを特
   徴とするポンプ装置。