JP4594668B2

JP4594668B2 - 自吸式ポンプ

Info

Publication number: JP4594668B2
Application number: JP2004219006A
Authority: JP
Inventors: 龍雄井上
Original assignee: 日本電産シバウラ株式会社
Priority date: 2004-07-27
Filing date: 2004-07-27
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2024-07-27
Also published as: JP2006037843A

Description

本発明は、自吸式ポンプに関するものである。

従来より、水を吸い込んでそれを所定の場所に送り込むための自吸式ポンプは種々提案されている（特許文献１）。

このような自吸式ポンプの中で、水を吸い込むための入口と、水を排出する出口とを有する第１ケーシングと、第２ケーシングと、この第１ケーシングと第２ケーシングとの間に設けられた仕切板と、第２ケーシング内部に配された羽根車とを有する自吸式ポンプがある。

この自吸式ポンプは、モータによって羽根車を回転させて、入口から水を吸い込み、出口から排出する構造のものである。
特開２００３−１１４０５２公報

上記のような自吸式ポンプにおいては、入口から水を吸い込む場合に空気も同時に吸い込むため、排出する際に気水分離を行う必要があり、その気水分離効果もより高い方が望ましい。

また、自吸式ポンプにおいては吸水高さが高くなると、自吸時間が長引き自吸不能となるという問題点もある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、気水分離の効果が高く、また、高い吸水揚程が得られる自吸式ポンプを提供する。

請求項１に係る発明は、合成樹脂製の第１ケーシングと合成樹脂製の第２ケーシングが仕切部を介して配され、前記仕切部にはマウス部が開口し、前記第１ケーシングの下部には流体の入口と出口が形成され、前記第１ケーシング内部には第１タンク室が形成され、前記第１タンク室の下部が前記出口と連通し、前記第１ケーシング内部には前記第１タンク室とは区画された入口管が形成され、前記入口管の下端は前記入口に連通し、前記入口管の上端は前記マウス部に連通し、前記第２ケーシング上部に第２タンク室が形成され、前記第２ケーシング下部にポンプ室が形成され、前記ポンプ室に羽根車が回転自在に配されると共に前記羽根車の一部が前記マウス部に挿入され、前記羽根車を回転させるモータが設けられ、前記第１タンク室と前記第２タンク室が連通する連通口が前記仕切部の上部に開口し、前記第１タンク室の壁部と前記入口管との間に流体が流れる回流用通路が形成され、前記モータによって前記羽根車を回転させて、前記入口から流体を吸い込み、前記入口管、前記ポンプ室、前記第２タンク室、前記第１タンク室を経て前記出口から排出することを特徴とする自吸式ポンプである。

請求項２に係る発明は、合成樹脂製の第１ケーシングと合成樹脂製の第２ケーシングが仕切部を介して配され、前記仕切部にはマウス部が開口し、前記第１ケーシングの下部には流体の入口と出口が形成され、前記第１ケーシング内部には第１タンク室が形成され、前記第１タンク室の下部が前記出口と連通し、前記第１ケーシング内部には前記第１タンク室とは区画された入口管が形成され、前記入口管の下端は前記入口に連通し、前記入口管の上端は前記マウス部に連通し、前記第２ケーシング上部に第２タンク室が形成され、前記第２ケーシング下部にポンプ室が形成され、前記ポンプ室に羽根車が回転自在に配されると共に前記羽根車の一部が前記マウス部に挿入され、前記羽根車を回転させるモータが設けられ、前記第１タンク室と前記第２タンク室が連通する連通口が前記仕切部の上部に開口し、第１タンク室には、前記出口が開口した壁部近傍から前記第１ケーシングの壁部に沿って区画板が前記第１タンク室の上部近傍まで延び、前記第１タンク室には、前記連通口の近傍から前記出口に向かって先端ほど下方に傾斜するように整流板が形成され、前記モータによって前記羽根車を回転させて、前記入口から流体を吸い込み、前記入口管、前記ポンプ室、前記第２タンク室、前記第１タンク室を経て前記出口から排出することを特徴とする自吸式ポンプである。

請求項３に係る発明は、前記モータが、ブラシレスＤＣモータであることを特徴とする請求項１または２記載の自吸式ポンプである。

請求項１に係る発明の自吸式ポンプにおいては、第１タンク室の壁部と入口管との間に流体が流れる回流用通路が形成されているため、第２タンク室から第１タンク室に流れた水が、この回流用通路によって第１タンク室内を回流することができるため、連通口から出てきたときに気水混合液であってもこの回流効果によって気水分離を行うことができる。そのため、高い吸水揚程を得ることができる。

請求項２に係る発明の自吸式ポンプにおいては、第１タンク室の上部近傍まで出口から区画板が延び、また、連通口の近傍から出口に向かって先端ほど下方に傾斜する整流板が形成されているため、連通口から出てきたときに気水混合液であってもこの整流板に沿って流れているときに気水分離を行うことができる。そのため、高い吸水揚程を得ることができる。

以下、本発明の一実施形態の自吸式ポンプ１０について、図１から図３に基づいて説明する。

図１は、自吸式ポンプ１０の縦断面図であって、図２は図１におけるＡ−Ａ線断面図であり、図３は図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。

（１）自吸式ポンプ１０の構成
自吸式ポンプ１０のケーシングは、合成樹脂製の第１ケーシング１２と、合成樹脂製の第２ケーシング１４とより構成されている。

第１ケーシング１２と第２ケーシング１４との間には、パッキング２０と仕切板２２が配されている。パッキング２０には円形の開口部２４が開口し、それと対応する仕切板２２の位置に円形のマウス部２６が開口している。この開口部２４の外径は、マウス部２６の外径よりも大きく形成されている。

なお、第１ケーシング１２と第２ケーシング１４には、それぞれフランジ８２，８４が突出し、このフランジ８２，８４を複数のネジ８６で固定することにより、第１ケーシング１２と第２ケーシング１４とがパッキング２０と仕切板２２とを挟むように固定される。

仕切板２２で仕切られた第１ケーシング１２内部には、第１タンク室１３が設けられている。また、第１ケーシングの下部の左側部には、水が吸い込まれるための入口１６があり、この入口１６から入口管１８が、第１ケーシング１２の内部まで延びている。この入口管１８は、図２に示すように第１タンク室１３とは区画され、水の流通がないように構成されている。第１ケーシング１２の下部の右側部には出口７８が設けられている。また、この出口７８の近傍であって、第１ケーシング１２の右壁部と平行に、図２に示すように区画壁１００が設けられている。この区画壁１００は、出口７８の下方から、前記したように第１ケーシング１２の右壁部に沿って上方に延び、第１ケーシング１２の上端部近傍まで設けられている。また、この区画壁１００の更に内側であって、第１ケーシング１２の上壁部から第２区画壁１０２が下方に延びている。ただし、この第２区画壁１０２の長さは、区画壁１００と第１ケーシング１２の上壁部との間の水の通路１０４の寸法より少し大きい程度に形成されている。

第１ケーシング１２における仕切板２２の左側部の上部近傍には、後から説明する第２タンク室３２との間の連通口７６が開口し、また、仕切板２２の左側部の中央部、下側部には戻り穴１１６，１１４が開口している。この連通口７６の下方であって、第１ケーシング１２の左壁部から整流板１０６が突出している。この整流板１０６は、図２において先端ほど下方に傾斜している。そして、区画壁１００との間に水の通路１０８が設けられている。

図２に示すように、入口管１８の上端開口部と第１ケーシング１２の壁部１１０との間には、水が回流するための回流用通路１１２が設けられている。

第２ケーシング１４の下部は、羽根車２８が回転自在に配されるポンプ室３０が設けられ、このポンプ室３０の上方には呼水を溜めるための第２タンク室３２が設けられている。そして、パッキング２０と仕切板２２には、第２タンク室３２と第１タンク室１３との間に水が流れるように、連通口７６がそれぞれ開口している。

羽根車２８は、円形板３４の中央にボス３６が設けられ、そのボス３６の周囲に複数枚の羽根３８が設けられている。この複数枚の羽根３８の円形板３４と反対側にはリング板４０が設けられ、このリング板４０の内径側は軸方向に突出し円筒状の突出部４２が形成されている。隣接する羽根３８と羽根３８との間の外周部の部分は開口している。また、突出部４２は、仕切板２２のマウス部２６に挿入され、突出部４２の外径とマウス部２６の内径との間には隙間Ｓ１が設けられている。

第２ケーシング１４の縁部には段部４４が設けられ、この段部４４に仕切板２２の縁部が嵌め込まれ、仕切板２２は第２ケーシング１４に対しネジ４６，４８で固定されている。この第２ケーシング１４の段部４４と仕切板２２の縁部との間には隙間Ｓ２が設けられている。

第２ケーシング１４にはモータ５０が取り付けられている。

このモータ５０は、ブラシレスＤＣモータで、かつ、モールドモータであり、モータ５０のリング状の固定子５２とモータ５０の駆動回路を内蔵した配線基板５４とがモールド樹脂によりモールドされてモータ５０のフレーム５６が形成されている。

このリング状のフレーム５６の内周側には、第２ケーシング１４から延びている円筒状で、かつ、有底のキャン５８が挿入されている。このキャン５８の内周には、回転子６０が配されている。回転子６０の回転軸６２は一対の軸受け６４，６６によって回転自在に配され、回転軸６２の先端部は羽根車２８のボス３６に嵌合固定されている。

回転軸６２の出力側とは反対側の軸受け６４は、キャン５８の有底部６８に固定されている。軸受け６６を支える軸受け支え部７０が第２ケーシング１４とは別体に設けられ、この軸受け支え部７０がキャン５８の基部にネジ７２によって固定されている。この軸受け支え部７０には、回転軸６２が貫通するための軸貫通孔７４が開口し、この軸貫通孔７４の縁部からモータ５０に向かって円筒部７５が突出し、この円筒部７５の内周側に出力側の軸受け６６が固定されている。また、軸受け支え部７０には、キャン５８内部の水を流通させると共に、キャン５８内部に溜まった気泡を抜くための複数の流通貫通孔７１が放射状に設けられている。

このようにモータ５０が、モールドモータであり、モールド樹脂よりなるフレーム５６内部に有底のキャン５８が挿入され、そのキャン５８内部に回転子６０が回転自在に配される構造である。また、固定子５２と配線基板５４がモールドされているため、配線基板５４が水に触れて故障したりすることがない。

第２タンク室３２は、図３に示すようにポンプ室３０の上方にあり、羽根車２８から送られた水が一旦このポンプ室３０を通過して、パッキン２０及び仕切板２２に設けられた連通口７６を通り第１ケーシング１２に流れる。

第２タンク室３２の上面には、呼水を入れるための呼水入口８０が設けられている。

（２）自吸式ポンプ１０の動作状態
上記構成の自吸式ポンプ１０の自吸動作状態について説明する。

まず、入口１６には記載はないが、逆止弁と吸水管が接続されている。

次に、第２入口８０から呼水を予め入れ、第１タンク室１３、第２タンク室３２、ポンプ室３０、入口管１８を水で満たしておく。

モータ５０を駆動させて羽根車２８を回転させると、入口１６から空気を吸い込み入口管１８を経て、マウス部２６に挿入されている羽根車２８の突出部４２の内側を通り、羽根３８の外周部を経てポンプ室３０から第２タンク室３２に至る。第２タンク室３２に至った水（気水混合液）は、連通口７６を経て第１タンク室１３に至る。

第１タンク室１３に浸入した気水混合液は、整流板１０６に沿って下方に流れる。そのため、整流板１０６に沿って流れるときに気水を分離することができる。また、整流板１０６に沿って下方に流れ、通路１０８を介して第１タンク室１３の下方に流れると、水は入口管１８の上端開口部を中心にして、回流用通路１１２を回流して、第１タンク室１３内部を回流する状態となる。そのため、この回流中に気水をさらに分離することができて、水が戻り穴１１４、１１６を通りポンプ室３０へ、空気は、第２区画壁１０２の下方を通り通路１０４を通過して第２区画壁１０２と第１ケーシング１２の壁との間を通り出口７８に排気される。このように、気水分離が進むことにより、高い吸水揚程を得ることができ、自吸時間を短縮することができる。吸水管内の空気がなくなり水がポンプ１０内に到達すれば自吸作用が完了し、ポンプ１０内は全て水で満たされ、出口７８からは水が送られることになる。

（変更例）
本発明は、上記実施形態に限らずその主旨を逸脱しない限り種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態ではモータ５０としてブラシレスＤＣモータを用いたが、他の誘導電動機や同期モータを使用してもよい。

本発明の自吸式ポンプは、家庭用の井戸汲み上げポンプ、洗濯機用のポンプ、湯沸かし器などの水やその他の流体を送り込むためのポンプとして使用することができる。

本発明の一実施形態を示す自吸式ポンプの縦断面図である。図１におけるＡ−Ａ線断面図である。図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。

符号の説明

１０自吸式ポンプ
１２第１ケーシング
１３第１タンク室
１４第２ケーシング
１６入口
１８入口管
２２仕切板
２６マウス部
２８羽根車
３０ポンプ室
３２第２タンク室
４２突出部
４４段部
４６ネジ
４８ネジ
５０モータ
５２固定子
５４配線基板
５６フレーム
５８筒部
６０回転子
６２回転軸
６８有底部
７６開口部
７８出口
１００区画壁
１０２第２区画壁
１０４通路
１０６整流板
１０８通路
１１０壁部
１１２回流用通路
１１４戻り穴
１１６戻り穴

Claims

合成樹脂製の第１ケーシングと合成樹脂製の第２ケーシングが仕切部を介して配され、
前記仕切部にはマウス部が開口し、
前記第１ケーシングの下部には流体の入口と出口が形成され、
前記第１ケーシング内部には第１タンク室が形成され、前記第１タンク室の下部が前記出口と連通し、
前記第１ケーシング内部には前記第１タンク室とは区画された入口管が形成され、前記入口管の下端は前記入口に連通し、前記入口管の上端は前記マウス部に連通し、
前記第２ケーシング上部に第２タンク室が形成され、前記第２ケーシング下部にポンプ室が形成され、
前記ポンプ室に羽根車が回転自在に配されると共に前記羽根車の一部が前記マウス部に挿入され、
前記羽根車を回転させるモータが設けられ、
前記第１タンク室と前記第２タンク室が連通する連通口が前記仕切部の上部に開口し、
前記第１タンク室の壁部と前記入口管との間に流体が流れる回流用通路が形成され、
前記モータによって前記羽根車を回転させて、前記入口から流体を吸い込み、前記入口管、前記ポンプ室、前記第２タンク室、前記第１タンク室を経て前記出口から排出する
ことを特徴とする自吸式ポンプ。
合成樹脂製の第１ケーシングと合成樹脂製の第２ケーシングが仕切部を介して配され、
前記仕切部にはマウス部が開口し、
前記第１ケーシングの下部には流体の入口と出口が形成され、
前記第１ケーシング内部には第１タンク室が形成され、前記第１タンク室の下部が前記出口と連通し、
前記第１ケーシング内部には前記第１タンク室とは区画された入口管が形成され、前記入口管の下端は前記入口に連通し、前記入口管の上端は前記マウス部に連通し、
前記第２ケーシング上部に第２タンク室が形成され、前記第２ケーシング下部にポンプ室が形成され、
前記ポンプ室に羽根車が回転自在に配されると共に前記羽根車の一部が前記マウス部に挿入され、
前記羽根車を回転させるモータが設けられ、
前記第１タンク室と前記第２タンク室が連通する連通口が前記仕切部の上部に開口し、
第１タンク室には、前記出口が開口した壁部近傍から前記第１ケーシングの壁部に沿って区画板が前記第１タンク室の上部近傍まで延び、
前記第１タンク室には、前記連通口の近傍から前記出口に向かって先端ほど下方に傾斜するように整流板が形成され、
前記モータによって前記羽根車を回転させて、前記入口から流体を吸い込み、前記入口管、前記ポンプ室、前記第２タンク室、前記第１タンク室を経て前記出口から排出する
ことを特徴とする自吸式ポンプ。
前記モータが、ブラシレスＤＣモータである
ことを特徴とする請求項１または２記載の自吸式ポンプ。