JP4037634B2 - 浅井戸用水中ポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は浅井戸用水中ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビルの給水や受水槽の揚水などでは浅井戸用水中ポンプが用いられている。
【０００３】
こうした浅井戸用水中ポンプのポンプ本体は、自立可能な水中モータにポンプ部を組合わせて構成される。そして、水（液体）で満たされる受水槽内やピット内などにポンプ本体を据付け、このポンプ本体の吐出部に地上へ向かう配管部材を接続して、水中モータを作動させれば、水中モータで駆動されるポンプ部により、受水槽内やピット内の水が地上へ揚水される。
【０００４】
一般に浅井戸用水中ポンプは、大きな揚程を必要としない場所に多く用いられるので、ウォータハンマの問題に対する心配がない。
【０００５】
ところが、近時では、ビルの構造や浅井戸用水中ポンプが据え付く場所が複雑になって、水中に有る浅井戸用水中ポンプから地上へ向かう吐出配管長が長くなるなど配管の敷設状況からウォータハンマの発生を心配するケースが出てきた。
【０００６】
このような場合、従来、浅井戸用水中ポンプから地上へ向かう配管部材の途中に、汎用のチェック弁（逆止弁）装置を介装する工事を施して、吐出側の水の動きを規制することが行われている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、汎用のチェック弁装置は、地上での使用を考慮した製品であるので、据付けは地上に出ている配管部材に対して行われる。
【０００８】
ところが、地上に出ている配管部材にチェック弁装置を据付ける工事なので、地上のチェック弁装置から浅井戸用水中ポンプまでの区間は、かなり離れた状態となる。
【０００９】
このため、水中ポンプの運転停止時、チェック弁装置から浅井戸用水中ポンプまでの間で負圧（水の重量による）が発生するおそれが多く、ウォータハンマが発生しやすくなっていた。特にウォータハンマは、ポンプ部に衝撃を与えるので、ポンプ部に影響（破損など）を与える心配がある。
【００１０】
本発明は上記事情に着目してなされたものでその目的とするところは、吐出側の管路の状況に関わらず、ウォータハンマの発生の抑制が行なえる浅井戸用水中ポンプを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載した浅井戸用水中ポンプは、ポンプ部の吐出部にチェック弁を組込む構造を採用した。
【００１２】
これにより、負圧が発生しやすいとされるチェック弁からポンプ部へ至るまでの区間は、ほとんど無くなる。
【００１３】
それ故、ポンプ運転停止時、管内における負圧発生を要因としたウォータハンマの発生は抑制され、どのような据付環境でも、支障のない良好なポンプの運転が行なえる。
【００１４】
また、簡単な構造で、チェック弁がポンプ部に組付くよう、ポンプ部は、水中モータ側から、吸込フレーム、羽根車が回転自在に収められた中間ケーシング、吐出口を有するとともにその周囲に締結座を有する吐出ケーシングを直列に組付けて構成されることを前提として、チェック弁には、一端側に入口を有しその周囲に第１フランジ部を有し、他端側に出口を有しその周囲に第２フランジ部を有し、第１フランジ部が締結座に締結されて入口が吐出口と連通するように組付き、吐出ケーシングと共にポンプ部の吐出部を形成する弁室部、この弁室部内に弁座を開閉するように収められ、吐出口からの吐出流に対して開く弁体を有した構造を採用した。
【００１５】
さらに、容易にチェック弁の交換や修理が行なえるよう、第１フランジ部を締結座に対して脱着可能に締結させる構成としたことにある。
また、請求項１に記載した浅井戸用水中ポンプは、上記目的に加え、さらに、一層、良好にウォータハンマの発生が防げるよう、チェック弁には、弾性部材で弁体が閉方向に付勢される衝撃吸収式を用いた。
【００１６】
上記目的に加え、さらに容易に浅井戸用水中ポンプの吊下げや吊り上げが行なえるよう、高い剛性を有する第１フランジ部と第２フランジ部との間を渡すようにアーム部を形成した。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１ないし図４に示す一実施形態にもとづいて説明する。
【００１９】
図１は、浅井戸用水中ポンプの全体を示し、図中１はベースである。このベース１は、例えば有底の筒部２の周りに台状の座３を形成してなる。
【００２０】
この筒部２の底面中央には、出力軸４ａを上側に向けて水中モータ４が配置されている。そして、この水中モータ４の下端部が、筒部２の底面に形成してある凹部２ａに嵌まり込んでいる。この水中モータ４には、深井戸用水中ポンプで使用される深井戸用水中モータが使用されている。
【００２１】
この水中モータ４の周りには、該水中モータ４を囲むように筒状の吸込ケーシング６が縦向きに配置してある。そして、この吸込ケーシング６の下端部がベース１の筒部２に嵌挿されて座３に固定してある。これで、吸込ケーシング６を自立させている。なお、吸込ケーシング６の下部周壁にはストレーナ部８が形成してある。
【００２２】
この吸込ケーシング６の上部端には、ポンプ部１０が直列に組付けてある。すなわち、ポンプ１０は、例えば上段に薄皿状の吐出ケーシング１１が配置してある。この吐出ケーシング１１には、端壁の中央に弁座孔１１ａ（吐出口に相当）を有し、その周囲の外面に環状の締結座１１ｂを有した構造が用いてある。また下段には吸込ケーシング端に嵌まる環状の吸込フレーム１２が配置してある。さらに吐出ケーシング１１と吸込フレーム１２との間には、羽根車１３を回転自在に収めた複数の薄皿状の中間ケーシング１４が配置してある。これらの軸心には各羽根車１３とつながるポンプ軸１５が配置してある。そして、上段の吐出ケーシング１１と、下段の吸込ケーシング６および吸込ケーシング６との三者が、複数本のボルト軸１６ａ（１本しか図示せず）とこれに螺合するナット１６ｂとにより挟み付けてある。これで、吸込ケーシング６の上部に直列にポンプ部１０を組付かせている。
【００２３】
また吸込フレーム１２の内面からは、アーム状の吊持部１７が突き出ている。そして、この吊持部１７の先端部で水中モータ４を吊持させている。
【００２４】
そして、水中モータ４の出力軸４ａとポンプ部１０のポンプ軸１５の下端部とが、継ぎ手、例えばスリーブ継ぎ手１８で連結され、水中モータ４の回転力が羽根車１３へ伝達されるようにしている。
【００２５】
こうした構造により、自立可能な浅井戸用水中ポンプのポンプ本体１９を構成している。
【００２６】
このポンプ本体１９の吐出側にチェック弁２０が一体に組込んである。チェック弁２０は、図２および図３に示されるように吐出ケーシング１１と一緒になってポンプ本体１９の吐出部１９ａを形成する構造が用いられている。
【００２７】
チェック弁２０について説明すれば、図２および図３中２１は弁ケーシング（弁室部に相当）である。弁ケーシング２１は、短筒状の胴部２２を有している。そして、胴部２２の下端部には、上記吐出ケーシング１１の弁座孔１１ａの周りを囲う大きさの入口２３が形成され、胴部２２の上端部には、それより小さい出口２４が形成してある。さらに下端部外周には、ポンプ側取付用のフランジ２５（第１フランジ部に相当）が形成してあり、上端部外周には、配管側取付用のフランジ２６（第２フランジ部に相当）が形成してある。また内部中央には、凸側を上向きにして傘形状の壁部２７が設けてある。そして、フランジ２５が、締結具、例えばボルト軸２５ａおよびナット２５ｂを用いて、吐出ケーシング１１の締結座１１ｂに脱着可能に締結させてある。これで、弁ケーシング２１を吐出ケーシング１１に組付け、入口２３と吐出ケーシング１１の弁座孔１１ａとを連通させている。この弁ケーシング２１と吐出ケーシング１１との組合わせから、ポンプ本体１９の吐出部１９ａを形成している。
【００２８】
この弁ケーシング２１内には弁体２８が収められている。弁体２８は、壁部２７の中央を軸心沿いに摺動自在に貫通する軸部２８ａと該軸部２８ａの弁座孔１１側の端部に形成された弁部２８ｂとを有して構成される。これにより、弁部２８ｂは、弁座孔１１ａの開口縁と壁部２７の下端との間を移動自在としてある。そして、弁部２８は、これら部分（開口縁、下端）に突き当て可能、さらには弁座孔１１を開閉とする盤状に形成されていて、弁座孔１１ａへ向かう吐出流が作用すると、図２中の二点鎖線に示されるように弁部２８ｂが壁部２７の下端と突き当るまで押し上げられ（開）、流れがなくなると、実線に示されるように弁部２８ｂが弁座孔１１ａの周縁部と密接（閉）するようにしてある。つまり、弁体２８は、弁座孔１１ａからの吐出流に対して開く。また向き合う弁体２８の側面と壁部２７の内面との間には、弾性部材、例えばコイルばね２９が介装されていて、コイルばね２９の弾性力で弁体２８を閉方向に付勢している。これで、閉動作の応答性を高めたチェック弁、すなわち衝撃吸収式のチェック弁２０を構成している。
【００２９】
またフランジ２５とフランジ２６との間における複数箇所、例えば図４に示される軸心を挟んだ２個所には、図２および図３に示されるようにフランジ２５の部位、例えば端面と、フランジ２６の部位、例えば側面外周部との間を掛け渡すようにアーム部３０（引掛け用）が形成されていて、アーム部３０を用いて、ポンプ本体１９の吊下げや吊り上げなどが行なえるようにしている（図２および図３には片側しか図示せず）。
【００３０】
なお、図１において、３１は水中モータ４から延びるケーブル、３２は該ケーブル３１を吸込ケーシング６内でガイドするガイド部、３３は吸込ケーシング６外へ導出したケーブル３１を保持するブラケットを示す。
【００３１】
このように構成された浅井戸用水中ポンプを用いて、例えばビルに形成されているピットから水を揚水するとする。このときは、例えば浅井戸用水中ポンプをピット内（図示しない）に据付け、該浅井戸用水中ポンプの出口２４に有るフランジ２６に、該フランジ２６と取合う接続側フランジ２６ａを介して、地上に向かう配管部材３４を接続する。
【００３２】
この状態から、水中モータ４を作動する。すると、ポンプ部１０の各羽根車１３は回転し、ストレーナ部８から水を吸込む。そして、水は、各段の羽根車１３にて次第に増圧されながら、吐出ケーシング１１へ至る。この吐出ケーシング１１からの吐出流が、チェック弁２０の弁体２８を図２の二点鎖線で示される状態のように押し上げる。これにより、吐出流は、弁座孔１１ａおよび弁ケーシング２１を通過して出口２４から、地上へ向かう配管部材３４へ吐出される。これにより、ピット内の水が、配管部材３４を通じて、地上の設備（図示しない）へ揚水される。
【００３３】
また水中モータ４が停止すると、チェック弁２０の弁体２８が、コイルばね２９の復元力により、図２の実線で示される状態のように強制的に閉方向へ移動され、弁体２８を弁座孔１１ａに密接させる。つまり、ポンプ運転停止の伴ない、すぐさまチェック弁２０は弁座孔１１ａを閉じ、ポンプ部１０の内部や配管内部における水の流動を抑える。
【００３４】
ここで、浅井戸用水中ポンプは、吐出部１９ａにチェック弁２０を内蔵してあるから、負圧が発生しやすいチェック弁２０からポンプ部１０の出口までの区間は短く、ほとんど無い状態になる。
【００３５】
このことにより、たとえビル構造などで浅井戸用水中ポンプから地上へ向かう吐出配管長が長くなる吐出側の管路状況でも、ポンプ運転停止時、管内における負圧発生は抑制される。
【００３６】
したがって、管内における負圧の発生を要因としたウォータハンマの発生は抑制され、浅井戸用水中ポンプは、どのような据付環境でも、支障のない良好な運転を継続させることができる。特にチェック弁２０には、弾性力で閉方向へ付勢される衝撃吸収式を用いてあるので、閉じる動作は速く、一層、良好にウォータハンマの発生を防ぐことができる。
【００３７】
しかも、チェック弁２０は、両端にフランジ２５，２６をもち、内部に弁体２８を収めた弁ケーシング２１を吐出ケーシング１１に締結する構造なので、簡単な構造すむ。特にチェック弁２０は、吐出ケーシング１１を流用して構成する構造なので、コスト的な負担が小さく、安価ですむ。
【００３８】
また弁ケーシング２１は、吐出ケーシング１１から取り外せるようにしてあるので、チェック弁２０を使用せずにすむ浅井戸水中ポンプの据付けにも対応できるうえ、チェック弁２０が故障したような場合の交換や修理にも容易に対応できる。
【００３９】
そのうえ、チェック弁２０のうち、高い剛性を示すフランジ２５，２６を利用してアーム部３０を設けたので、該アーム部３０を用いて、容易に浅井戸用水中ポンプの吊下げや吊り上げが行なえる。またアーム部３０が弁ケーシング２１の補強部材を兼ねる利点もある。
【００４０】
なお、一実施形態は、深井戸用水中モータを用いた浅井戸用水中ポンプに本発明を適用したが、もちろん浅井戸用水中モータを用いた浅井戸用水中ポンプに本発明を適用してもよい。むろん、チェック弁の構造には限定されず、例えば弁部に逃し用の通路を有するチェック弁でもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の発明によれば、ポンプ部の吐出部にチェック弁を組込む構造により、負圧が発生しやすいとされるチェック弁からポンプ部へ至るまでの区間は短く、ほとんど無くなるので、ポンプ運転停止時、管内における負圧発生を要因としたウォータハンマの発生を抑制できる。
【００４２】
それ故、吐出側の管路の状況に関わらず、どのような据付環境でも、支障のない良好なポンプの運転ができる。
【００４３】
また、簡単な構造でチェック弁をポンプ部に組付けることができる。しかも、吐出ケーシングを流用する構造なので、コスト的な負担が小さく、安価ですむ。
【００４４】
さらに、上記効果に加え、容易にチェック弁の交換や修理を行なうことができる。
さらに上記効果に加え、チェック弁は、閉じる動作が速くなるので、さらに良好にウォータハンマの発生を防ぐことができる。
【００４５】
さらに上記効果に加え、フランジ部間を渡すアーム部を設けたので、高い剛性を示す部分を活用して、容易に浅井戸用水中ポンプの吊下げや吊り上げを行なうことができる。しかも、アーム部が弁室部の強度向上を図る補強部材を兼ねる利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る浅井戸用水中ポンプを示す断面図。
【図２】同ポンプのチェック弁が内蔵されている吐出部を拡大して示す断面図。
【図３】同チェック弁を分解した断面図。
【図４】図３中Ａ〜Ａ線に沿う弁ケーシングの平面図。
【符号の説明】
４…水中モータ
１０…ポンプ部
１１…吐出ケーシング
１１ａ…弁座孔（吐出口）
１１ｂ…締結座
１２…吸込フレーム
１３…羽根車
１４…中間ケーシング
１５…ポンプ軸
１９…ポンプ本体
２０…チェック弁
２１…弁ケーシング（弁室部）
２３…入口
２４…出口
２５，２６…フランジ（第１），フランジ（第２）
２８…弁体
２９…コイルばね（弾性部材）
３０…アーム部。

Claims (1)

1. 水中モータにポンプ部を組付けてポンプ本体と、前記ポンプ部の吐出部に組み込まれたチェック弁とを備え、
   前記ポンプ部は、前記水中モータ側から、吸込フレーム、羽根車が回転自在に収められた中間ケーシング、吐出口を有するとともにその周囲に締結座を有する吐出ケーシングを直列に組付けて構成され、
   前記チェック弁は、一端側に入口を有しその周囲に前記締結座に対して脱着可能に締結される第１フランジ部を有し、他端側に出口を有しその周囲に第２フランジ部を有してなり、前記第１フランジ部が前記締結座に締結されて前記入口が前記吐出口と連通するように組付き、前記吐出ケーシングと共に前記ポンプ部の吐出部を形成する弁室部と、この弁室部内に前記吐出口を開閉するように収められ、前記吐出口からの吐出流れに対して開く弁体と、前記弁室部の前記第１フランジ部と前記第２フランジ部とに掛け渡されるとともに、少なくとも前記弁体の軸心を挟んで対向する２個所に設けられたアーム部とを有し、弾性部材で前記弁体が閉方向に付勢されてなる衝撃吸収式が用いられて構成されていることを特徴とする浅井戸用水中ポンプ。

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