JP7019397B2

JP7019397B2 - ポンプ装置

Info

Publication number: JP7019397B2
Application number: JP2017233518A
Authority: JP
Inventors: 央隆飯盛; 正章米川; 恭一廣田; 利造高橋
Original assignee: 株式会社川本製作所
Priority date: 2017-12-05
Filing date: 2017-12-05
Publication date: 2022-02-15
Anticipated expiration: 2037-12-05
Also published as: JP2019100274A

Description

本発明は、フロートスイッチを用いるポンプ装置に関する。

現在、汚水槽内の汚水等を排水する手段として、水中に設置される所謂水中ポンプと呼ばれるポンプ装置が知られている。このようなポンプ装置は、ポンプ室を有するポンプケーシング内に羽根車が収容されたポンプと、羽根車を回転させるモータを有する。ポンプ装置は、モータにより羽根車を駆動することで、ポンプ室内で羽根車が回転し、ポンプ室内に吸い込んだ液体を増圧して二次側に吐出する。

このようなポンプ装置は、汚水槽内の水位を検出するために、ケーブルにフロートが設けられたフロートスイッチを用いる技術が知られている。また、このようなポンプ装置は、ポンプケーシング及びポンプケーシングの羽根車を挿入する開口部を覆うケーシングカバーを有し、ポンプケーシング及びケーシングカバーをボルト及びナットで締結する技術も知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４－２５２２４６号公報

上述したポンプ装置は、ケーシング及びケーシングカバーを取り付けるボルト及びナット等の締結部材を取り付ける取付部をポンプ室から外方に突出させて設ける必要がある。しかしながら、ポンプ装置は、フロートスイッチを用いる構成であることから、当該取付部に設けられたボルト又はナットにフロートスイッチのフロート又はケーブルが引っ掛かる等、フロートスイッチのフロート又はケーブルが取付部に乗り上げると、フロートスイッチが水位を精度よく検出できなくなる虞がある。フロートスイッチが水位を検出できないと、ポンプ装置の自動運転に影響が生じる。

そこで本発明は、フロートスイッチのフロート又はケーブルがポンプケーシング及びケーシングカバーを固定する締結部材に引っ掛かることを防止できるポンプ装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、水中ポンプ装置は、水位を検出するフロートスイッチと、羽根車を収容するポンプケーシングと、ボルトが設けられる複数の被取付部、及び、前記フロートスイッチの可動範囲に配置された前記被取付部の上部に設けられたリブを有する、前記ポンプケーシングを覆うケーシングカバーと、を備える。前記リブは、前記被取付部の上面であって、前記ボルトが当接する座面よりも前記ケーシングカバーの中心側に、重力方向及び前記ケーシングカバーの径方向に延出する、前記ボルトのボルトヘッドの厚さよりも重力方向に高い板状に形成される。

本発明によれば、フロートスイッチのフロート又はケーブルがポンプケーシング及びケーシングカバーを固定する締結部材に引っ掛かることを防止できるポンプ装置を提供することができる。

また、リブをポンプ組立時の目印にすることも可能である、組立性を向上させることも可能である。

本発明の一実施形態に係るポンプ装置の構成を一部断面で示す側面図。同ポンプ装置の構成を示す上面図。同ポンプ装置に用いられるケーシングカバーの構成を示す平面図。同ケーシングカバーに設けられる締結部の構成を図３中ＩＶ－ＩＶ線断面で示す断面図。同ポンプ装置の一使用例を示す上面図。

以下、本発明の一実施形態に係るポンプ装置１を、図１乃至図５を用いて説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るポンプ装置１の構成を一部断面で示す側面図、図２はポンプ装置１の構成を示す上面図、図３はポンプ装置１に用いられるケーシングカバーの構成を示す平面図、図４はケーシングカバーに設けられる締結部の構成を図３中ＩＶ－ＩＶ線断面で示す断面図、図５はポンプ装置１の一使用例を示す上面図である。

図１に示すように、ポンプ装置１は、モータ１１と、モータ１１が上部に固定されるポンプ１２と、モータ１１及びポンプ１２の間に設けられたシール部材１３と、複数のフロートスイッチ１４と、フロートスイッチ１４を支持するケーブル支持構造１５と、電装部１６と、を備えている。このようなポンプ装置１は、例えば、汚水槽及び下水道等に設置され、異物（汚物等）を含む汚水を送水する所謂水中汚水ポンプである。

モータ１１は、モータケーシング内に固定子と、固定子により回転する回転子と、を備え、回転子に回転軸２１が接続される。モータ１１は、例えば永久磁石モータである。

ポンプ１２は、回転軸２１と、回転軸２１に固定される羽根車２２と、羽根車２２を収納するポンプケーシング２３と、ポンプケーシング２３を覆うケーシングカバー２４と、ポンプケーシング２３及びケーシングカバー２４を締結するボルト２５と、を備えている。

回転軸２１は、モータ１１の回転子と直接的又は間接的に接続され、回転子の回転に追従して回転可能に形成されている。回転軸２１は、例えば、モータケーシングにベアリング等の軸受を介して回転自在に支持されている。

羽根車２２は、例えば、ポンプケーシング２３内に挿入可能に形成されている。羽根車２２は、ポンプケーシング２３内で回転することで、水を圧送可能に形成されている。羽根車２２は、例えば、一枚の円板状のシュラウドに羽根が複数設けられたセミオープンタイプのインペラである。

図１乃至図５に示すように、ポンプケーシング２３は、ポンプ装置１の設置状態で下方に形成された吸込口３１と、外周面の一部に形成された吐出口３２と、吸込口３１及び吐出口３２と接続されるポンプ室３３と、モータケーシングと対向する位置に設けられ、ポンプ室３３と連続する開口部３４と、を備えている。

また、ポンプケーシング２３は、開口部３４の周囲に設けられたモータ１１と当接する取付面３５と、外周面の一部から突出して設けられた４つの取付部３６と、下面から突出して設けられ、ポンプ装置１を設置させるための複数の脚部３７を備えている。

ポンプケーシング２３は、軸心方向に分割された２つの部材により一体に組み立てられることで構成される。具体的には、ポンプケーシング２３は、軸心方向で分割された２つの部材を組み立てることで構成される。

吸込口３１は、ポンプ装置１の設置面から所定の間隙を有して配置される。吐出口３２は、例えば、ポンプ室３３の径方向の一部に流体的に接続される。吐出口３２は、開口端が上方に向いてポンプケーシング２３に設けられる。吐出口３２には配管が接続される。

ポンプ室３３は、羽根車２２を収納可能に形成されている。また、ポンプ室３３は、羽根車２２によって増圧された液体を吐出口３２に案内可能な、インボリュート形状の流路を形成可能な内周面を有している。ポンプ室３３の最大径となる部位は、開口部３４の内径よりも大径に形成されている。換言すると、ポンプ室３３の内部形状は、開口部３４よりも拡径する、所謂アンダーカット形状に形成されている。

開口部３４は、羽根車２２をポンプ室３３に挿入可能な内径を有している。取付面３５は、ケーシングカバー２４と当接可能に形成されている。

取付部３６は、ポンプ室３３を構成する部位の外周面に４箇所設けられる。取付部３６は、内部にボルト２５と締結するナット３６ａが周方向の回転を規制されて埋設される。また、取付部３６は、ボルト２５を挿通するボルト孔を有する。なお、ナット３６ａは、ポンプケーシング２３を構成する２つの部材によって形成される収容部に収容される。

脚部３７は、吸込口３１の周囲に等間隔に複数配置されている。脚部３７は、吸込口３１を、ポンプ装置１の設置面から所定の高さに配置可能な長さに形成されている。

ケーシングカバー２４は、円筒状に構成され、ボルト２５及び取付部３６に設けられたナット３６ａによりポンプケーシング２３に固定され、ポンプケーシング２３の開口部３４を覆う。また、ケーシングカバー２４は、モータケーシングに接続される。ケーシングカバー２４は、モータケーシングとともに、シール室１３ａを構成する。ケーシングカバー２４は、その外周面の一部に、シール室１３ａに潤滑剤を供給する供給孔２４ａを有する。供給孔２４ａは、その内周面に雌螺子部が設けられる。

ケーシングカバー２４は、ケーシングカバー２４の外周面から突出して形成され、取付部３６と重ねられ、ボルト２５及びナット３６ａにより取付部３６に固定される４つの被取付部３８を有する。

被取付部３８は、上面に形成され、ボルト２５のボルトヘッドが当接する座面３８ａと、ボルト２５が挿入される貫通孔３８ｂと、を備える。また、４つの被取付部３８うち、少なくともフロートスイッチ１４に近接する被取付部３８は、被取付部３８の上面であって、且つ、座面３８ａよりもケーシングカバー２４の中心側に設けられ、重力方向及びケーシングカバー２４の径方向に延出する板状のリブ３８ｃを備える。

ここで、フロートスイッチ１４に近接する被取付部３８とは、後述するフロートスイッチ１４のケーブル４１及びフロート４２の可動範囲に位置する被取付部３８である。なお、好ましくは、リブ３８ｃは、４つの被取付部３８にそれぞれ設けられる。

リブ３８ｃは、ボルト２５のボルトヘッドの厚みよりも重力方向に高く構成される。リブ３８ｃは、被取付部３８の上部に単数又は複数設けられる。リブ３８ｃは、上縁がケーシングカバー２４の軸心に対して直交する方向に延びるか、又は、中心から径方向外方に向かってポンプケーシング２３側に傾斜する。即ち、リブ３８ｃは、ケーシングカバー２４がポンプケーシング２３に取り付けられ、ポンプ装置１が設置されたときに、上縁が水平方向に延びるか、又は、ケーシングカバー２４の径方向で外方下方に向かって若干傾斜する。

シール部材１３は、モータケーシング及びケーシングカバー２４の間に設けられ、回転軸２１とケーシングカバー２４の間を軸封可能に構成される。シール部材１３は、例えばメカニカルシールである。シール部材１３は、モータケーシング及びケーシングカバー２４により構成されるシール室１３ａに収容される。シール室１３ａは、例えば、潤滑剤が充填される。

図２に示すように、フロートスイッチ１４は、複数、例えば２つ設けられる。フロートスイッチ１４は、ケーブル４１と、ケーブル４１の一端に設けられたフロート４２と、フロートスイッチ１４内に設けられ、フロートスイッチ１４の傾斜角度で切り替えられるスイッチと、ケーブル４１の他端に接続されたコネクタと、を備えている。また、フロートスイッチ１４は、ケーブル４１の所定の位置に、ケーブル支持構造１５の後述する支持具５１が一体に固定される。ここで、所定の位置とは、ケーブル支持構造１５により支持される部位であり、フロートスイッチ１４から所定の長さの位置である。

ケーブル４１は、導体素線と、導体素線を被覆する被覆部材と、を備える。ケーブル４１は、その断面形状が円形状に構成される。ケーブル４１は、一端にフロート４２が固定されるとともに、スイッチが電気的に接続される。ケーブル４１は、他端にコネクタが接続される。ケーブル４１は、コネクタを介して、電装部１６に接続される。

図１乃至図４に示すように、ケーブル支持構造１５は、支持具５１と、クリップ５２と、支持部材５３と、支持プラグ５４と、を備えている。ケーブル支持構造１５は、複数のフロートスイッチ１４のケーブル４１を支持可能に構成されている。

支持具５１は、ケーブル４１の所定の位置に固定される。支持具５１は、円柱状の被支持部と、被支持部の軸方向の両端にそれぞれ設けられ、被支持部の外径よりも被支持部の径方向に大きい外形状を有する一対のフランジと、一方のフランジに設けられたケーブルブーツと、を備える。支持具５１は、被支持部、一対のフランジ及びケーブルブーツが一体成形により樹脂材料で構成される。支持具５１は、ケーブル４１に予め一体成形されるか、または、ケーブル４１に一体に固定される。なお、この場合、支持具５１は、例えば、ケーブル４１に、熱収縮によって固定されるか、又は、接着剤により固定される。

クリップ５２は、支持具５１の被支持部を支持可能に構成される。クリップ５２は、被支持部を内部に配置可能な曲率半径を有し、その一部が被支持部の外径よりも小さい幅で開口する円弧筒状に構成される。クリップ５２は、開口する端部の軸方向の幅が被支持部の軸方向の幅よりも大きく構成される。クリップ５２は、端部間に位置する部位の軸方向の幅が被支持部の軸方向の幅と同一に構成される。

支持部材５３は、モータケーシング又は電装部１６に固定される基部６１と、基部６１に固定される、一方向に長いロッド６２と、を備えている。

基部６１は、基部６１がモータケーシング等に固定されたときに、軸方向が重力方向に配置されるロッド６２を挿通可能な孔部６１ａと、孔部６１ａの軸方向に交差する方向に設けられた螺子穴６１ｂと、螺子穴６１ｂに螺合される所謂ホーローセットやイモネジと呼ばれる止めねじ６１ｃと、を備えている。止めねじ６１ｃは、螺子穴６１ｂに螺合することで、孔部６１ａに挿入されたロッド６２を固定可能に構成される。

ロッド６２は、一端側が基部６１に固定されるとともに、他端側に複数のクリップ５２が一体に設けられる。ロッド６２に設けられた複数のクリップ５２は、等間隔に配置される。ロッド６２は、例えば、円形状のクリップ５２の軸方向がモータケーシングの径方向に沿うように、孔部６１ａに固定される。ロッド６２は、止めねじ６１ｃで固定される位置を変更することで、基部６１からクリップ５２までの高さが調整される。ロッド６２は、基部６１に固定される部位に、ロッド６２の高さ位置を示す複数のメモリやラインにより構成された表示部を有する。

支持プラグ５４は、供給孔２４ａに螺合可能な雄螺子部を有し、供給孔２４ａを閉塞するプラグ５４ａと、プラグ５４ａの端部に一体に形成されたクリップ５２と、を備えている。支持プラグ５４は、例えば、クリップ５２の円弧状部の軸方向がモータケーシングの径方向に沿うように、プラグ５４ａにクリップ５２が一体に配置される。

電装部１６は、カバー７１と、カバー７１内に配置された制御盤７３と、制御盤７３及びモータ１１に接続される電源ケーブル７２と、を備えている。

カバー７１は、一端が閉塞するとともに、電源ケーブル７２及びフロートスイッチ１４のケーブル４１をそれぞれ挿通して固定する一対の固定部７１ａを有する。一対の固定部７１ａは、カバー７１の上面であって、例えば対称位置に設けられた開口と、この開口に挿入され、各ケーブル４１、７２を液密に支持する支持体７１ｂと、を備えている。カバー７１は、例えば、樹脂材料により形成されている。

制御盤７３は、フロートスイッチ１４のＯＮ／ＯＦＦに基づいてモータ１１を所定の回転数で駆動可能に構成される。例えば、制御盤７３は、高さ方向で２番目に高い、換言すると最も低い位置のフロートスイッチ１４がＯＮになっているとともに、１番目に高い位置のフロートスイッチ１４がＯＮになったときに、モータ１１を所定の回転数で駆動可能に構成される。また、制御盤７３は、モータ１１の駆動時であって、高さ方向で最も低い位置のフロートスイッチ１４がＯＦＦになった場合に、モータ１１を停止可能に構成される。

このように構成されたポンプ装置１によれば、フロートスイッチ１４が被取付部３８上に位置した状態で水位が下がっても、フロートスイッチ１４はリブ３８ｃに接触し、リブ３８ｃ上を滑り落ちる。これにより、フロートスイッチ１４が被取付部３８のボルト２５に引っ掛かり、フロートスイッチ１４の移動が規制され、水位の変化によりフロート４２が移動することが阻害されることを防止できる。即ち、被取付部３８は、上面に設けられたリブ３８ｃによって、被取付部３８に設けられるボルト２５に引っ掛かることでフロートスイッチ１４のＯＮ／ＯＦＦの切り替えが妨げられることを防止できる。

また、フロートスイッチ１４がボルト２５に引っ掛かることを防止できるため、図５に示すように、ポンプ装置１設置時よりフロートスイッチ１４の先端をリブ３８ｃの設けられた被取付部３８に向けた状態で設置可能となる。これにより、フロートスイッチ１４の先端をケーシングフランジの外側に向けていた従来の設置方法に比べ、ポンプ装置１の設置に必要な面積を低減することができる。これにより、汚水槽等のポンプ装置１が設置される枡を小さくできることから、汚水槽や排水設備のコストの低減が可能となる。

また、被取付部３８にリブ３８ｃを設ける構成であることから、被取付部３８の強度が向上する。結果、ポンプケーシング２３のケーシングカバー２４の被取付部３８に外力が印加された場合であっても、リブ３８ｃによる補強効果により被取付部３８の破損を抑制することができる。補強効果を考慮すると、被取付部３８の全てにリブ３８ｃを設けることが好ましい。

また、４つの被取付部３８のいずれかにリブ３８ｃを設ける構成とすることで、ケーシングカバー２４の向きが判断できることから、リブ３８ｃは、ポンプケーシング２３にケーシングカバー２４を組み立てる時の目印にすることができる。これにより、ポンプ装置１は、組立性を向上させることも可能である。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
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と同等の記載を付記する。
［１］
水位を検出するフロートスイッチと、
羽根車を収容するポンプケーシングと、
ボルトが設けられる複数の被取付部、及び、前記フロートスイッチの可動範囲に配置された前記被取付部の上部に設けられたリブを有する、前記ポンプケーシングを覆うケーシングカバーと、
を備える水中ポンプ装置。
［２］
前記リブは、前記ボルトのボルトヘッドの厚さよりも重力方向に高く構成されることを特徴とする、［１］に記載の水中ポンプ装置。
［３］
前記リブは、前記被取付部に少なくとも１つ設けられることを特徴とする［１］又は［２］に記載の水中ポンプ装置。

１…ポンプ装置、１１…モータ、１２…ポンプ、１３…シール部材、１３ａ…シール室、１４…フロートスイッチ、１５…ケーブル支持構造、１６…電装部、２１…回転軸、２２…羽根車、２３…ポンプケーシング、２４…ケーシングカバー、２４ａ…供給孔、２５…ボルト、２５ｃ…リブ、３１…吸込口、３２…吐出口、３３…ポンプ室、３４…開口部、３５…取付面、３６…取付部、３６ａ…ナット、３７…脚部、３８…被取付部、３８ａ…座面、３８ｂ…貫通孔、３８ｃ…リブ、４１…ケーブル、４２…フロート、５１…支持具、５２…クリップ、５３…支持部材、５４…支持プラグ、５４ａ…プラグ、６１…基部、６１ａ…孔部、６１ｂ…螺子穴、６２…ロッド、７１…カバー、７１ａ…固定部、７１ｂ…支持体、７２…電源ケーブル、７３…制御盤。

Claims

水位を検出するフロートスイッチと、
羽根車を収容するポンプケーシングと、
ボルトが設けられる複数の被取付部、及び、前記フロートスイッチの可動範囲に配置された前記被取付部の上部に設けられたリブを有する、前記ポンプケーシングを覆うケーシングカバーと、
を備え、
前記リブは、前記被取付部の上面であって、前記ボルトが当接する座面よりも前記ケーシングカバーの中心側に、重力方向及び前記ケーシングカバーの径方向に延出する、前記ボルトのボルトヘッドの厚さよりも重力方向に高い板状に形成される水中ポンプ装置。
前記リブは、前記被取付部に少なくとも１つ設けられることを特徴とする請求項１に記載の水中ポンプ装置。