JP5244449B2

JP5244449B2 - 給水装置

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Publication number: JP5244449B2
Application number: JP2008120467A
Authority: JP
Inventors: 耕司豊田; 充玉川; 康志加藤
Original assignee: 株式会社川本製作所
Priority date: 2008-05-02
Filing date: 2008-05-02
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2028-05-02
Also published as: CN101571136B; CN101571136A; JP2009270462A

Description

本発明は、同一ベース上に各構成品を配置させた給水装置に関し、特に製造コストの低減及び軽量化が可能なものに関する。

現在、井戸や槽等の給水源から、負荷に応じた高効率のポンプ運転を行なうために、モータが接続（連結）されたポンプにインバータ等の制御装置を組み合わせた給水装置が知られている。

このような給水装置は、例えば、金属製や樹脂製のベース上に、ポンプと制御装置等の構成品を載置し、各構成品をカバーで覆うことで構成されたものが知られている。この給水装置は、各構成品をベース上に各構成品を配置するため、小型化、軽量化が可能となり、設置や移動も容易となる。

また、流路管及び自吸室を有するポンプケースをベース上に配置し、その回転軸に羽根車を固定させたモータを、回転軸が鉛直方向となるようにポンプケースに配置した給水装置も知られている。このような給水装置は、モータが縦置きとすることが可能となり、空間効率が向上するため、小型を維持したままポンプケースの流路管上にアキュムレータ等を配置することも可能となる。

また、このような給水装置では、樹脂製のベースを用いたものであっても、ベースの変形を防止可能なものや、カバー内のインバータ装置に高い冷却性能を有するものも知られている（例えば特許文献１，２参照）。
実開平０５−０４７４９７号公報特開平１１−２１０６４０号公報

上述したような給水装置では、次のような問題があった。即ち、ポンプケーシングにポンプ及びモータを接続させ、さらにこれをベースに配置させることから、各構成品を一体に構成させるために給水装置１台辺りに使用される部品点数が多い。部品点数が多くなると、組立作業の工程も多くなる。組立作業工程は、その工程数が増加すれば、作業時間も多くなり、その分製造コストも高くなることから、部品点数及び製造コストの低減が求められている。

さらに、使用者のニーズにより、さらなる軽量化が求められている。

そこで本発明は、同一ベース上に各構成品を配置させた給水装置に関し、特に製造コストの低減及び軽量化が可能なものを提供することを目的としている。

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の給水装置は次のように構成されている。

吸込流路及び吐出流路が一体成型されたベースと、その軸心方向が鉛直方向に配置されて前記ベース上面に固定されるモータ、及び、前記吸込流路及び前記吐出流路に連通され、前記ベースに一体成型されたポンプケーシングを有するポンプと、空間部を有して前記ポンプケーシングと前記吐出流路との間に一体成型された自吸室、及び、前記自吸室の天井部で連通する２つの空間に仕切る気液分離部材を有する自吸部と、前記吸込流路の端部に接続され、逆止弁を有する吸込フランジと、前記吐出流路の端部に接続された前記吐出フランジと、前記吐出流路に設けられた蓄圧装置と、前記ポンプから吐出された水の流量及び圧力の少なくとも一方を検出する検出器と、この検出器の検出結果に基いて前記モータを制御するインバータと、前記吐出流路に一体に設けられ、蓄圧装置を接続可能な座面及び固定部を有する蓄圧装置取付部と、を備え、前記ベースは、前記蓄圧装置取付部と、前記検出器を配置させる座面、及び、前記検出器を固定するインサートボルト及びナットを挿入可能なナット挿入孔を有するボルト貫通孔の少なくとも一方を有する検出器取付部と、前記インバータを取り付けるインバータ取付部と、が一体に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、同一ベース上に各構成品を配置させた給水装置であっても、製造コストの低減及び軽量化が可能となる。

図１は本発明の一実施の形態に係る給水装置１の構成を示す斜視図、図２は同給水装置１の本体部２の構成を示す分解斜視図、図３は同本体部２の構成を示す上面図、図４は同本体部２の構成を示す底面図、図５は同本体部２に用いられるベース部１０の構成を示す斜視図、図６は同ベース部１０の構成を示す上面図、図７は同ベース部１０の構成を示す下面図、図８は同ベース部１０の流路部２１を示す断面図である。尚、図１〜８中、Ｂはボルトを、Ｆ，Ｆ１は水の流れを、Ｋはキャップを、Ｐはプラグを、Ｓは螺子を、Ｓ１，Ｓ２は信号線を、Ｎはナットを、それぞれ示している。

図１、２に示すように、給水装置１は、本体部２と、本体部２を覆い、カバー固定手段３により本体部２に固定させるカバー部４と、を備えている。ここで、カバー固定手段３は、例えばクランプ５及び止めビス６が用いられる。クランプ５は、曲面部５ａを有しており、曲面部５ａの一方の端部に鉤部５ｂが、他方の端部に、弾性変形させることで、本体部２に引きかける引掛部５ｃが設けられている。なお、カバー固定手段３は、クランプ５及び止めビス６のどちらか一方を用いてもよい。

本体部２は、樹脂材で一体成型されたベース部（ベース）１０と、ベース部１０に設けられ、自吸を行なう自吸部１１と、ベース部１０上に配置されたモータ１２を有するポンプ１３と、を備えている。また、本体部２は、固定用の螺子部１４ａを有するアキュムレータ（蓄圧装置）１４と、自吸部１１の上面に設けられ、ポンプ１３の吐出流量及び吐出圧力の少なくとも一方を検出する検出器１５と、モータ１２の制御を行なうインバータ１６と、配管等と接続するフランジ部１７と、を備えている。

なお、図３に示すように、本体部２は、ベース部１０の外周面より内側であって、互いに当接しない間隔を有して自吸部１１、ポンプ１３、アキュムレータ１４、検出器１５及びインバータ１６が配置されている。また、本体部２は、フランジ部１７の端部がベース部１０の外周面より外側に若干突出する位置に設けられている。

ベース部１０を図１〜８を用いて説明する。
図２〜８に示すように、ベース部１０は、その上面に各構成品を配置させる凹凸を適宜有し、給水装置１の設置の際にその下部で接地させるベース本体２０と、このベース本体２０に一体成型され流路を形成する流路部２１と、を備えている。即ち、ベース部１０は、ベース本体２０と流路部２１とが一体に成型されることで構成されている。

ベース本体２０は、接地側が開口する箱状に形成され、その内部には、図４、７に示すように補強用のリブ２２が複数成型されている。また、ベース本体２０は、インバータ１６のアース線１６ｄの端部、及び、アース棒２３ａが接続されたアース線２３ｂをボルトＢ等で取り付けることで連続させるアース取付部２３と、クランプ５の引掛部５ｃを引きかける係止部２４と、を備えている。尚、係止部２４は、ベース本体２０の側面の一部が接地側から一定距離離間して形成される、即ち、側面の一部が下端部から一定距離まで開口する形状となっている。

ベース部１０のベース本体２０及び流路部２１には、各構成品を固定する取付部２５が設けられている。詳しく述べると、この取付部２５は、ポンプ１３を固定させるポンプ取付部２５ａと、アキュムレータ１４を取り付けるアキュムレータ取付部２５ｂと、を備えている。また、取付部２５は、検出器１５を取り付ける検出器取付部２５ｃと、インバータ１６を取り付けるインバータ取付部２５ｄと、フランジ部１７を取り付けるフランジ取付部２５ｅと、カバー部４を取り付けるカバー取付部２５ｆを備えている。

これら取付部２５（２５ａ〜２５ｆ）には、例えば、固定手段２６が設けられている。固定手段２６は、例えば、ビス６を取り付けるビス孔２６ａと、各構成品を固定するインサートボルト２６ｂと、ボルトＢで固定するボルト挿入孔２６ｃと、ボルトＢと螺合するナットＮ等を挿入するナット挿入孔２６ｄと、螺子を螺合する螺子部２６ｅと、のいずれかを備えている。

また、これら取付部２５には、各構成品を取り付ける座面２７を有している。この座面２７は、例えばモータ１２の座面と当接することで、ポンプ１３が固定されるポンプ座面２７ａと、アキュムレータ１４の座面と当接するアキュムレータ座面２７ｂと、を備えている。また、座面２７は、検出器１５の座面と当接し、後述する自吸室３６及び連通部３８に設けられた検出器座面２７ｃと、フランジ部１７を取り付けるフランジ座面２７ｄと、カバー部４の開口側の下端部が当接するカバー座面２７ｅを備えている。

さらに、カバー取付部２５ｆには、座面２７にカバー部４を配置させた際に、カバー部４の位置ずれを防止する移動規制用の壁部４ａを有している。なお、これら固定手段２６及び座面２７は、取り付ける構成品により、適宜設定される。

ビス孔２６ａは、ビス６のねじ部が貫通するビス挿入孔２６ｆと、ナットＮが挿入されるナット挿入孔２６ｇが設けられている。ここで、ナット挿入孔２６ｄ、２６ｇは、その内面がナットＮの外形状に形成されており、このナット挿入孔２６ｄ、２６ｇにナットＮを挿入することで、ナットＮの外面とナット挿入孔２６ｄ、２６ｇの内側面とが係合することとなる。なお、ナットＮは、外径が六角形でなく矩形状であっても良い。

図２〜８に示すように、流路部２１は、吸込口３０を有する吸込流路部（吸込流路）３１と、吸込流路部３１からの吸込孔３２及び下流に連通する吐出孔３３をその側面に有するポンプケーシング３４と、吐出孔３３に連通され、上面に開口部３５を有する自吸部１１の自吸室３６と、を備えている。

また、流路部２１は、自吸室３６の開口部３５と隣接し、同一の座面２７に設けられた開口部３７を有する連通部３８と、この連通部３８に設けられた２つの吐出口３９を有する吐出流路部（吐出流路）４０と、を備えている。なお、吐出流路部４０には、アキュムレータ１４の螺子部１４ａを螺合可能な螺子部２６ｅがその内側面に形成されたアキュムレータ取付部２５ｂが設けられている。

自吸部１１は、その下部がその内側面積と同一、又は、内側面積より拡口して開口し、ベース本体２０に一体成型された自吸室３６を備えている。また、自吸部１１は、自吸室３６の下部を閉塞させるとともに、自吸室３６内部を天井部で連続する２つの空間に仕切る気液分離板（気液分離部材）４１を有する自吸室蓋４２を備えている。即ち、自吸部１１は、気液分離板４１により、自吸室３６の内部空間が第１空間４３及び第２空間４４の２つの連続する空間に仕切られている。なお、開口部３５は自吸室３６の第２空間４４に位置するように配置されている。

自吸室３６は、自吸室３６の下端部から天井面迄の高さが２つの異なる高さに形成され、この天井面により高さの異なる２段状の空間が形成されている。なお、自吸室３６のポンプケーシング３４と隣り合う空間の天井面（以下、「第１天井面４５」）は、ポンプケーシング３４の吐出孔３３及び吸込孔３２の上端位置（天井面）の少なくとも一方と略同一の高さに形成されている。これに対し、自吸室３６のポンプケーシング３４から一定の距離離間した位置からの天井面（以下、「第２天井面４６」）は、第１天井面４５に対してより高く形成されている。

自吸室３６は、ポンプケーシング３４の内側面と隣り合う内側面（同一の側面）を有し、この側面に上述したポンプケーシング３４の吐出孔３３が位置することでポンプケーシング３４と連通する。自吸室３６は、その上面に第２天井面４６を貫通することで自吸室３６内部と連通する呼水用の呼水穴３６ａ及び上述した開口部３５を有している。なお、呼水穴３６ａは、その内周面に雌螺子部３６ｂが形成され、自吸室３６の第１空間４３側に位置して設けられる。また、呼水穴３６ａには、雌螺子部３６ｂに着脱自在なプラグＰが螺合されている。

自吸室３６の内面には、気液分離板４１と当接することで、自吸室３６内面と気液分離板４１との隙間を極力低減させる溝部４７が設けられている。尚、自吸室３６の上面の自吸室３６の開口部３５及び開口部３５に隣り合う連通部３８の開口部３７の周囲には、検出器１５の検出器座面２７ｃ及びシール溝２７ｆが形成されている。

図７に示すように、自吸室３６は、ベース本体２０の下方側に自吸室蓋４２を固定する固定座４８と、この固定座４８の周囲に複数設けられ内部に雌螺子が形成された螺子孔部４９と、を備えている。また、自吸室３６は、固定座４８にシール部材、例えばＯリング等を挿入するシール溝４８ａが設けられている。

次に、自吸室蓋４２について図４，９を用いて説明する。尚、図９は同自吸室蓋４２の一部切欠を示す側面図である。
図４，９に示すように、自吸室蓋４２は、自吸室３６の内底面を形成する上面５１、固定座４８に当接する当接部５２及び螺子孔部４９に対応し、複数の螺子Ｓが挿入される挿入孔５３を有する蓋部５４と、上面５１に一体成型された気液分離板４１と、を備えている。また、自吸室蓋４２は、上面５１が吐出孔３３の下端と高さ方向で略同一位置となるように当接部５２から上面５１までの高さが形成されている。自吸室蓋４２は、蓋部５４の底面側（下部）は開口し、その内部に補強リブ５５を有する中空形状に形成されている。

気液分離板４１は、吐出孔３３の開口面積及び自吸室３６内部空間を第１空間４３及び第２空間４４に仕切ることが可能な板状に形成されており、自吸室３６の内面沿ってその高さは２つの異なる高さに形成されている。

気液分離板４１の高さが低い部位（以下、「第１板部４１ａ」）は、その上部が自吸室３６の第１天井面４５と略同一の高さに形成され、自吸室３６の溝部４７に挿入することとなる。

これに対し、気液分離板４１の高さが高い部位（以下、「第２板部４１ｂ」）は、その上部が、自吸室３６の第２天井面４６と一定距離離間する高さに形成され、自吸室３６の内面に設けられた溝部４７にその側面が挿入されることとなる。即ち、自吸室３６に自吸室蓋４２を組み合わせた場合に、自吸室３６の第２天井面４６との間の天井部に隙間が形成される。なお、気液分離板４１の厚さは、自吸室３６内面に設けられた溝部４７に挿入可能、且つ、溝部４７の幅と略同一の幅に形成されている。

このように、自吸室３６は、気液分離板４１の最上部となる第２板部４１ｂの上部と第２天井面４６との間の隙間により第１空間４３と第２空間４４とが連通することで流路が形成され、気液分離板４１により仕切られることとなる。

ポンプ１３は、例えばカスケードポンプ（渦流れポンプ）が用いられる。ポンプ１３は、鉛直方向に配置される回転軸１２ａを有するモータ１２と、回転軸１２ａに固定される羽根車５７と、ポンプケーシング３４と、ポンプケーシング３４に固定され、その内部に羽根車５７が配置されるインナーケーシング５８と、を備えている。なお、モータ１２は、インサートボルト２６ｂ等が挿入されるボルト挿入孔１２ｂが設けられている。

即ち、ポンプ１３は、ベース部１０に設けられたポンプケーシング３４と羽根車５７及びインナーケーシング５８とがパッキン１３ａを介して組み合わさることで一体に形成される。

なお、ポンプ１３は、モータ１２の回転軸１２ａの軸心方向と、ベース本体２０の上面（主面）とが直交する状態、即ち、回転軸１２ａの軸心方向が鉛直方向となるようにモータ１２がポンプ座面２７ａに当接し、インサートボルト２６ｂにより固定される。

なお、ポンプケーシング３４は、その内周面がインナーケーシング５８の外形状と略同一に形成され、例えばポンプケーシング３４とインナーケーシング５８とが接着剤等により固定されている。また、ポンプケーシング３４の外周には、複数の補強用のリブ２２がベース部１０と一体成型されており、上述したポンプ取付部２５ａが設けられている。

図２に示すように、インナーケーシング５８は、例えば金属材料により形成され、吸込孔３２に位置する側面に設けられた吸込孔部５９を備えている。また、インナーケーシング５８は、気液分離板４１に仕切られた一方の吐出孔３３の第１空間４３側に位置する側面に設けられた吐出孔部６０と、気液分離板４１に仕切られた他方の吐出孔３３である第２空間４４側に位置する側面に設けられた逆流孔部６１と、を備えている。

なお、逆流孔部６１は、吐出孔部６０、及び、気液分離板４１に仕切られた他方（第２空間４４側）の吐出孔３３の開口面積よりも小さな開口面積に形成されている。即ち、逆流孔部６１は、吐出孔部６０から水が吐出されるため、吐出孔部６０の下流に位置するように気液分離板４１に仕切られた第２空間４４側の吐出孔３３に配置されている。

検出器１５は、その下面が、自吸部１１の開口部３５及び連通部３８の開口部３７との周囲に設けられた検出部座面２７ｃにシール溝２７ｆに設けられたＯリング等のパッキンを挟んで接続されている。

検出器１５には、ボルトＢを挿入可能なボルト挿入孔１５ａが形成されておいる。また、検出部座面２７ｃには、固定手段として、ボルト挿入孔２６ｃ及びナット挿入孔２６ｄが設けられている。検出器１５は、このボルト挿入孔１５、２６ｃにボルトＢを挿入し、ナット挿入孔２６ｄにナットＮを挿入し、ボルトＢとナットＮとを螺合することで固定される。

検出器１５は、インバータ１６に接続された信号線Ｓ１と、その内部に設けられた流量及び圧力の少なくとも一方を検出する検出部と、を備えている。このような検出器１５は、自吸部１１の開口部３５と連通部３８の開口部３７とを、その内部で連通させる流路を有し、この流路の途中に検出部が設けられている。

即ち、流路部２１は、ポンプケーシング３４の一次側（上流側）に吸込流路部３１が、自吸室３６の二次側（下流側）の連通部３８に吐出流路部４０が接続それぞれされており、自吸室３６及び連通部３８が検出部１５により連通されることとなる。これにより、吸込流路部３１からポンプケーシング３４及び自吸室３６を介して吐出流路部４０まで水の流路が水の流れＦに示すように形成される。

インバータ１６は、検出器１５と信号線Ｓ１を介して接続され、インバータ取付部２５ｄに固定されている。なお、ここで、インバータ１６は、ボルトＢやビス等、どのような固定手段２６を用いて固定してもよい。

また、インバータ１６は、モータ１２と信号線Ｓ２により電気的に接続されている。このようなインバータ１６は、検出器１５からの検出結果（以下、信号）を、信号線Ｓ１を介して受信し、この受信した信号に基いてモータ１２を制御可能に形成されている。

また、インバータ１６は、外部との情報の入出力が可能に形成されており、外部との接続を行なう端子部１６ａと、運転状況やエラー等を外部へと光等で報知する報知手段１６ｂと、外部からインバータ１６へ電力を供給する電源ケーブル１６ｃと、を備えている。なお、このようなインバータ１６は、例えば家庭用電源に電源ケーブル１６ｃを接続することで電力が供給されることとなる。また、インバータ１６には、インバータ１６のアースをとるアース線１６ｄが設けられている。

フランジ部１７は、吸込口３０に接続され、吸込フランジ７０と、吐出口３９に接続される吐出フランジ７１と、を備えている。これら吸込フランジ７０及び吐出フランジ７１は、それぞれ配管等を接続可能な雌螺子部が形成された接続部７０ａ、７１ａと、ボルトＢ等を挿入可能なボルト挿入孔２６ｃを有している。

吸込フランジ７０は、吸込口３０に設けられた座面２７に、ボルトＢ等をボルト挿入孔２６ｃに挿入し、ナット挿入孔２６ｄに挿入されたナットＮにボルトＢを螺合することで固定される。また、吸込フランジ７０には、その内面に螺子山が設けられた水抜き及び空気抜き用の孔部７０ｂが設けられ、この孔部７０ｂを閉塞するプラグ７０ｃが設けられている。また、吸込フランジ７０と吸込口３０の座面２７との間には、逆止弁７２ａが一体成形されたパッキン７２が設けられる。

吐出フランジ７１は、２つの吐出口３９にそれぞれ設けられた座面２７に、ボルトＢ等をボルト挿入孔２６ｃに挿入し、ナット挿入孔２６ｄに挿入されたナットＮにボルトＢを螺号することで固定される。吐出フランジ７１及び吐出口３９との間には、フランジパッキン７３が設けられる。なお、一方の吐出フランジ７１には、供給先へ続く配管等が接続され、他方の吐出フランジ７１は、例えばキャップＫが取付可能に形成されており、このキャップＫを取り付けることで閉塞される。なお、他方の吐出フランジ７１は、接続部７１ａが雌螺子であっても、異なる接続部、例えば雄螺子であってもどちらでも良く、キャップＫ等により閉塞可能であれば適宜設定可能である。

カバー部４は、その下端部をベース本体２０のカバー取付部２５ｆに設けられた壁部４ａの内側の座面２７に配置可能に形成されている。また、カバー部４は、フランジ部１７に配管等を接続時に、配管等に干渉しないようにフランジ部１７を覆い、且つ、フランジ部１７の外形状よりも若干大きい開口部を有するフランジカバー７５，７６を有している。また、カバー部４は、ビス６を挿入するビス挿入部７７と、クランプ５の鉤部５ｂを引きかけるフック７８と、電源ケーブル１６ｃ及びアース線２３ｂをベース部１０から外部へと配設させる開口孔７９と、を備えている。

このように構成された給水装置１は、先ず、井戸や受水層等と吸込フランジ７０が配管等を介して接続され、さらに、吐出フランジ７１と給水先とが配管等により接続される。また、インバータ１６の電源ケーブル１６ｃが家庭用電源に接続されることで設置される。

運転指示がインバータ１６に与えられると、インバータ１６を介してモータ１２に電力が供給され、モータ１２が駆動されることとなる。モータ１２が駆動することで、回転軸１２ａが回転し、この回転軸１２ａに接続・固定されている羽根車５７が回転軸１２ａに追従して回転する。

図５、６、８の水の流れＦに示すように、ポンプケーシング３４内に、前回運転時等の水が逆止弁７２ａにより吸込フランジ７０で塞き止められることで水が充満している場合には、この水が羽根車５７により増圧されて圧送される。このとき、水は、インナーケーシング５８の吐出孔部６０からポンプケーシング３４の吐出孔３３を介して自吸部１１に圧送されることとなる。

圧送された水は、自吸部１１の第１空間４３から第２空間４４へと気液分離板４１を介して移動し、開口部３５から検出器１５へと圧送され、検出器１５から連通部３８の開口部３７を介して吐出口３９へと移動する。このように、ポンプ１３の羽根車５７により水が圧送されると、ポンプケーシング３４の吸込孔３２側（一次側）は低圧となり、逆止弁７２ａが開放され、ポンプケーシング３４内に水が吸込まれる。この繰返しにより、水が下流側に圧送されて、吐出フランジ７１から水が給水される。

また、検出器１５を通過する際に、圧送された水の流量及び圧力の少なくとも一方が検出され、この検出結果が信号線Ｓ１を介してインバータ１６へと送付される。インバータ１６は、この検出結果を基に、モータ１２を制御することで、ポンプ１３の吐出量を変化させる。この繰返しで、給水装置１が運転されることとなる。

次に、給水装置１設置後の初運転時等の、ポンプケーシング３４内及び吸込フランジ７０に接続された配管内に空気が充満、又は、ポンプケーシング３４内の水が少量のみ貯留されている場合の自吸を含む水及び空気の流れの説明を行なう。

先ず、使用者は、呼水穴３６ａのプラグＰを外し、自吸室３６内に水を注入する。図６、８の水の流れＦ１に示すように、注入された水は、吐出孔３３から、インナーケーシング５８の吐出孔部６０及び逆流孔部６１を介して、ポンプケーシング３４内に水が移動（逆流）する。

このように、水をポンプケーシング３４内に充満するように呼水を行なったら、呼水穴３６ａにプラグＰを螺合し、ポンプ１３を運転させる。ポンプ１３により、ポンプケーシング３４（インナーケーシング５８）内の水が吐出孔部６０から自吸室３６内部の第１空間４３へと圧送される。第１空間４３へ圧送された水は、自吸室３６の第２板部４１ｂの上部を超えて、第２空間４４へ移動する。

このように、ポンプ１３により水を圧送させると、吸込孔３２側の圧力は、吸込フランジ７０の上流側の圧力に対して低圧となる。このため、逆止弁７２ａは開となり、吸込フランジ７０に接続された配管の空気がポンプケーシング３４へと吸込まれることとなる。吸込まれた空気は、ポンプケーシング３４の水と混合されるとともにポンプ１３により圧送されて自吸室３６の第１空間４３へ移動する（圧送される）。

第１空間４３へ移動した空気は、水よりも優先的に上方へ移動するため、第２空間４４へと移動するとともに、その上方の開口部３５から下流へと移動する。このとき、空気と一緒に圧送された水は、一部が第１空間４３に留まり、残りは第２空間４４へと移動する。第２空間４４へ移動した水は、優先的に空気が開口部３５から下流へと移動するため、一部の水が開口部３５から下流に移動し、その他の水は、第２空間４４へと留まるとともに、逆流孔部６１から、水の流れＦ１に示すように再度ポンプケーシング３４内へと逆流することとなる。

このような水の移動により、ポンプケーシング３４内に空気が充満することが防止され、ポンプケーシング３４内に水が一定以上供給され続けることとなる。このように、ポンプ１３から吸込フランジ７０に設けられた配管までの間の空気が順次下流へと圧送される。これにより、ポンプ１３に吸込まれる流体に気体が混入していても、自吸部１１により自吸が行なわれるため、ポンプ１３が機能停止に陥ることがない。

このように構成された給水装置１によれば、ベース部１０として、ベース本体２０に流路部２１である、吸込流路部３１、ポンプケーシング３４、自吸室３６、連通部３８及び吐出流路部４０を樹脂により一体成型することで形成される。このように、ベース部１０にベース本体２０と流路部２１を一体成形することで、製造コストを低減することが可能となる。

従来、このような給水装置では、ポンプケーシング、吸込流路、吐出流路及び自吸室が金属により一体成型された流路部材をベースに固定することで用いられていた。

しかし、流路部材を金属で一体成形し、さらにベースに固定する場合、流路部材の重量が重く、給水装置自体の重量を増大させる原因となっていた。また、流路部材を金属で一体成型するため、材料費及び鋳造費等の、製造コストも高くなり、さらに流路部材をベースに固定するためのボルト等の部品費や組立費用も増大する。

また、このような各構成品を一体にした構成は、型抜き等を考慮する必要がある。特に自吸部１１のように、一部が開口し、その内部に所定の容積を有する空間を成型するには、型の抜き等を考慮するか、若しくは、溶融中子を用いる必要がある。型抜きを行なう場合、特に、自吸部１１のように、その内部に空間を有し、内部空間の容積よりも開口部が小さい形状から中子を抜くのは容易でない。また、溶融中子を用いる場合、溶融中子は一度使用後溶融してしまうため、費用が高くなる。

しかし、ベース部１０は、自吸部１１の自吸室３６をベース部１０に一体成型し、自吸室蓋４２を別体とする構成とすることで、自吸室３６の型抜きは、自吸室３６の下部の開口部から型抜きを行えば良い。このため、ベース部１０として、ベース本体２０及び流路部２１を樹脂により一体に成型することが可能となる。

このように、自吸室蓋４２を別体で成型し、ボルトＢ等により自吸室３６に組み付ければベース部１０が成型可能となり、自吸部１１の組立工程も最小限で済む。また、ベース部１０をポンプケーシング３４と自吸室３６等の流路部２１と一体とすることで、鋳造や樹脂成型加工等の加工工程を低減させるとともに、各構成品の組立工数を低減することが可能となる。また、ベース部１０を樹脂により一体成形することから、金属材料で鋳造を行なう場合に比べ、ベース部１０を軽量とすることが可能となる。また、ベース部１０を樹脂により成型する際に、ベース部１０の補強用のリブ２２も成型するため、ベース部１０を補強することが可能となる。

ベース部１０は、ベース部１０成型用の型を一度製作すれば、ベース部１０の成型が可能となり、量産に適しており、また、金属材料と比較して樹脂材料は安価である。このため、ベース部１０及び給水装置１の製造コストの低減が可能となる。

また、ベース部１０には、金属材料はボルトＢやナットＮ等のみを用いればよく、ベース部１０の軽量化が可能となる。これにより、ベース部１０を用いた給水装置１の軽量化にもなる。特に、このような給水装置１は、家庭用井戸や受水槽等の様々な用途に用いるため、作業員だけでなく、使用者が使用状況等に応じて設置場所等を変更することもある。

このような設置作業として、給水装置１に接続された配管を外し、作業員又はユーザが給水装置１を直接運搬することになる。ここで給水装置１は、軽量とすることで、容易に運搬することが可能となり、作業性の向上にもなる。

また、図３に示すように、ベース部１０に直接各構成品を配置・固定することが可能となり、給水装置１を小型とすることが可能となる。また、給水装置１は、ベース部１０上をカバー４で覆うことで、本体部２のベース１０上に設けられた各構成品を外部から保護することが可能となる。

上述したように、本実施の形態に係る給水装置１によれば、自吸部１１を自吸室３６と自吸室蓋４２とに分割することで、ベース部１０に、ベース本体２０及び流路部２１を一体成型することが可能となる。これにより、ベース部１０に必要な加工工程を低減することが可能となる。

また、ベース部１０を樹脂材で成型することで、ベース部１０を軽量とすることが可能となり、給水装置１の軽量化が可能となる。これにより、給水装置１の運搬等も容易となり、給水装置１の設置等の作業性を向上させることも可能となる。

さらに、ベース部１０成型用の型を一度製作すれば、ベース部１０の成型が可能となるため、量産に適しており、また、金属材料と比較して樹脂材料は安価である。また、組立工程及び加工工程を低減させることが可能となり、製造コストの低減も可能となる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、ベース部１０は、ナット挿入孔２６ｄを設ける構成としたが、ナット挿入孔２６ｄを設けず、直接ナットＮをインサートする等により設ける構成でもよい。また、ベース部１０を樹脂材により一体成型する、としたが、これを金属材料により一体成型してもよい。この場合、樹脂材で成型する場合より重量が重くなるが、高圧に増圧した水を圧送する給水装置に用いることが可能となる。

さらに、自吸部１１は、その下端部が開口する自吸室３６に自吸室蓋４２を固定するとしたが、自吸室３６の上方が開口し、側面に開口部３５を設ける構成としてもよい。自吸室３６の上方を開口させた場合であっても型抜きは可能である。また、自吸室３６の上方でなくても型抜きが可能であればよい。但し、自吸室３６の開口を自吸室蓋４２により閉塞させるが、例えば気液分離板４１の一部に連通孔を設ける等により、自吸室３６内の天井部で自吸室３６内の２つの空間を有する構成とする必要がある。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］吸込流路及び吐出流路が一体成型されたベースと、
その軸心方向が鉛直方向に配置されて前記ベース上面に固定されるモータ、及び、前記吸込流路及び前記吐出流路に連通され、前記ベースに一体成型されたポンプケーシングを有するポンプと、
空間部を有して前記ポンプケーシングと前記吐出流路との間に一体成型された自吸室、及び、前記自吸室の天井部で連通する２つの空間に仕切る気液分離部材を有する自吸部と、
前記吸込流路の端部に接続され、逆止弁を有する吸込フランジと、
前記吐出流路の端部に接続された前記吐出フランジと、を備えることを特徴とする給水装置。
［２］前記自吸部は、
前記自吸室の一部が開口し、
前記気液分離部材と一体に成型され、前記自吸室の開口を閉塞する自吸室蓋をさらに有することを特徴とする［１］に記載の給水装置。
［３］前記ベースは、
前記ベースに一体に設けられ、前記モータを固定する座面、及び、前記ベースに挿入されたインサートボルト及びナットを挿入可能なナット挿入孔を有するボルト貫通孔の少なくとも一方を有するポンプ取付部をさらに備えることを特徴とする［１］に記載の給水装置。
［４］前記吐出流路に設けられた蓄圧装置と、
前記ポンプから吐出された水の流量及び圧力の少なくとも一方を検出する検出器と、
この検出器の検出結果に基いて前記モータを制御するインバータと、
前記吐出流路に一体に設けられ、蓄圧装置を接続可能な座面を有する蓄圧装置取付部と、をさらに具備し、
前記ベースは、
前記蓄圧装置を取り付ける座面及び固定部を有する蓄圧装置取付部と、
前記検出器を配置させる座面、及び、前記検出器を固定するインサートボルト及びナットを挿入可能なナット挿入孔を有するボルト貫通孔の少なくとも一方を有する検出器取付部と、
前記ベースに一体に設けられ、前記インバータを取り付けるインバータ取付部と、
が一体に設けられていることを特徴とする［１］に記載の給水装置。
［５］前記ベース上を覆うカバーをさらに具備し、
前記ベースは、前記カバーの取り付け座面及び前記カバーを固定する固定手段を取り付ける取付部が一体に設けられていることを特徴とする［１］に記載の給水装置。

本発明の一実施の形態に係る給水装置の構成を示す斜視図。同給水装置の本体部の構成を示す分解斜視図。同本体部の構成を示す上面図。同本体部の構成を示す底面図。同本体部に用いられるベース部の構成を示す斜視図。同ベース部の構成を示す上面図。同ベース部の構成を示す下面図。同ベース部の流路部を示す断面図。同本体部の自吸室に設けられる自吸室蓋の一部切欠を示す側面図。

符号の説明

１…給水装置、２…本体部、３…カバー固定手段、４…カバー部、４ａ…壁部、１０…ベース部（ベース）、１１…自吸部、１２…モータ、１２ａ…回転軸、１３…ポンプ、１３ａ…パッキン、１４ａ…螺子部、１４…アキュムレータ（蓄圧装置）、１５…検出器、１６…インバータ、１６ｄ…アース線、１６ａ…端子部、１６ｂ…報知手段、１６ｃ…電源ケーブル、１７…フランジ部、２０…ベース本体、２１…流路部、２２…リブ、２３ａ…アース棒、２３ｂ…アース線、２３…アース取付部、２４…係止部、２５…取付部、２５ａ…ポンプ取付部、２５ｂ…アキュムレータ取付部、２５ｃ…検出器取付部、２５ｄ…インバータ取付部、２５ｅ…フランジ取付部、２５ｆ…カバー取付部、２６…固定手段、２７…座面、３０…吸込口、３１…吸込流路部、３２…吸込孔、３３…吐出孔、３４…ポンプケーシング、３５…開口部、３６…自吸室、３７…開口部、３８…連通部、３９…吐出口、４０…吐出流路部、４１…気液分離板（気液分離部材）、４２…自吸室蓋、４３…第１空間、４４…第２空間、４５…天井面、４６…天井面、４７…溝部、４８…固定座、４８ａ…シール溝、４９…螺子孔部、５１…上面、５２…当接部、５３…挿入孔、５４…蓋部、５５…補強リブ、５７…羽根車、５８…インナーケーシング、５９…吸込孔部、６０…吐出孔部、６１…逆流孔部、７０…吸込フランジ、７１…吐出フランジ、７２…パッキン、７３…フランジパッキン、７５、７６…フランジカバー、７７…ビス挿入部、７８…フック、７９…開口孔、Ｂ…ボルト、Ｋ…キャップ、Ｐ…プラグ、Ｓ…螺子、Ｓ１、Ｓ２…信号線、Ｎ…ナット。

Claims

吸込流路及び吐出流路が一体成型されたベースと、
その軸心方向が鉛直方向に配置されて前記ベース上面に固定されるモータ、及び、前記吸込流路及び前記吐出流路に連通され、前記ベースに一体成型されたポンプケーシングを有するポンプと、
空間部を有して前記ポンプケーシングと前記吐出流路との間に一体成型された自吸室、及び、前記自吸室の天井部で連通する２つの空間に仕切る気液分離部材を有する自吸部と、
前記吸込流路の端部に接続され、逆止弁を有する吸込フランジと、
前記吐出流路の端部に接続された吐出フランジと、
前記吐出流路に設けられた蓄圧装置と、
前記ポンプから吐出された水の流量及び圧力の少なくとも一方を検出する検出器と、
この検出器の検出結果に基いて前記モータを制御するインバータと、
前記吐出流路に一体に設けられ、蓄圧装置を接続可能な座面及び固定部を有する蓄圧装置取付部と、を備え、
前記ベースは、前記蓄圧装置取付部と、前記検出器を配置させる座面、及び、前記検出器を固定するインサートボルト及びナットを挿入可能なナット挿入孔を有するボルト貫通孔の少なくとも一方を有する検出器取付部と、前記インバータを取り付けるインバータ取付部と、が一体に設けられていることを特徴とする給水装置。
前記自吸部は、
前記自吸室の一部が開口し、
前記気液分離部材と一体に成型され、前記自吸室の開口を閉塞する自吸室蓋をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の給水装置。
前記ベースは、
前記ベースに一体に設けられ、前記モータを固定する座面、及び、前記ベースに挿入されたインサートボルト及びナットを挿入可能なナット挿入孔を有するボルト貫通孔の少なくとも一方を有するポンプ取付部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の給水装置。
前記ベース上を覆うカバーをさらに具備し、
前記ベースは、前記カバーの取り付け座面及び前記カバーを固定する固定手段を取り付ける取付部が一体に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の給水装置。