JPH0821393A - ポンプの自動呼水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コストが安く性能の良いポンプの自動呼水装
置を提供することである。 【構成】 密封式のタンク１を備え、該タンク１の下端
落水部は、落水用配管１１を介して揚水用のポンプ２の
吸込部あるいはその近傍に接続し、落水用配管１１には
これを開閉する落水弁１２を設ける。タンク１の上端部
は、吸気用配管１４を介してポンプの吐出部近傍に接続
し、吸気用配管１４にはこれを開閉する吸気弁１５を設
ける。さらに、タンク１の上端部には、排気部を接続し
ている。落水弁１２及び吸気弁１５を開くことにより、
満水のタンク内の水を吸込配管内に自然落水すると共
に、これにともなってタンク内の真空化によりポンプ内
の空気を吸引し、呼水を完了する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、空調システム等に用
いられる揚水用ポンプの自動呼水装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、空調システム等における揚水用ポ
ンプは、該ポンプより下方の蓄熱槽等の水槽から吸込配
管を介して吸水し、吐出配管を介して熱交換器等へ吐出
するようになっており、該ポンプの呼水装置としては、
たとえばポンプの吸込配管の下端にフートバルブを装備
している。

【０００３】上記フートバルブを閉止していることによ
り、ポンプ停止状態においても、ポンプ内及び吸込配管
内をその下端フートバルブに至るまで、満水（呼水）状
態に保てるようにしている。

【０００４】ところが、フートバルブは、水中にある微
細な固形物、たとえば砂粒を１粒でもバルブシート面に
噛み込んでしまうと、完全な閉止状態を保てなくなり、
閉止機能を失ってしまうことがある。このようにポンプ
停止時に、フートバルブが完全に閉止しないことがある
と、ポンプ内の水は落水し、呼水不足の状態となる。こ
のため、次のポンプ運転時には揚水作用ができないばか
りか、空転のため、ポンプ、モータ等を損傷するに至る
ことがある。

【０００５】このようなフートバルブの使用を避けて、
バルブによらないで呼水を行う方式も実用化されてい
る。

【０００６】一つの方式として、図５に示すような真空
ポンプ方式があり、揚水用ポンプ２の吐出短管７に吸引
用配管３０を介して真空ポンプ３１を接続し、真空ポン
プ３１により、ポンプ２内及び吸込配管６内の空気を吸
引し、排気することにより、呼水を行うようになってい
る。

【０００７】別の方式として、図６に示すようなタンク
方式があり、フートバルブの使用ができない汚水の排水
等に利用されている。該方式は、ポンプ２と吸込配管６
の間にタンク４０を配置した構造であり、該タンク４０
は仕切り４１により上，下部室４３，４４に区画されて
おり、上部室４３の上端は吐出配管１０に接続し、下端
は接続配管４５を介してポンプ２の吐出部２ｂに接続し
ている。下部室４４の上端は吸込配管６を介して水槽に
接続し、下部はポンプ２の吸込部２ａに接続している。

【０００８】はじめ、ポンプ２内及び下部室４４に満水
し、ポンプ２を起動することにより、下部室４４の水を
ポンプ２内に吸引する。これにより下部室４４内の室圧
は下がり、吸込配管６内の空気が下部室４４に移行し、
希薄なまま残留する。一方、吸込配管６から水はタンク
１内に落下し、気泡を伴ってポンプ２へ吸入される。ポ
ンプ停止後、上部室４３の水が下部へ逆流し、元のよう
に下部室４４を満水する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前者図５の真空ポンプ
方式では、高価な真空ポンプ３１の他、満水検知器３
２、電磁弁３３による制御や制御盤を要し、複雑かつ高
価になり、小型設備として適さない。

【００１０】後者のタンク方式では、吸込配管６内の空
気がタンク１内に層をなして残留しているため、これが
ポンプ２内に吸引され、ポンプの性能を害することがあ
る。また、図６のような２層構造の場合には、タンクの
コストが高くつく。なお、１層構造のタンクもあるが、
性能的に劣るとともに、タンク内の水がすべてポンプを
経て吸引されることに変わりはない。

【００１１】さらに、ポンプそのものを自吸式のものに
することも可能であるが、一般にこのようなポンプは、
内部の構造が複雑で、そのためポンプの効率が犠牲にさ
れており、ランニングコストが高くつく。

【００１２】

【発明の目的】本願の目的は、上記各課題を解決し、コ
ストが安く性能の良いポンプの自動呼水装置を提供する
ことである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】添付の実施例に対応する
図面及び符号を利用して説明すると、図１において、密
封式のタンク１を備え、該タンク１の下端落水部は、落
水用配管１１を介して揚水用のポンプ２の吸込部あるい
はこの近傍に接続し、落水用配管１１にはこれを開閉す
る落水弁１２を設け、タンク１の上端部は、吸気用配管
１４を介してポンプの吐出部あるいはこの近傍に接続
し、吸気用配管１４にはこれを開閉する吸気弁１５を設
け、さらに、タンク１の上端部には、排気部を接続して
いる。

【００１４】

【作用】タンク１内を満水にしておき、ポンプ起動前
に、落水弁１２及び吸気弁１５を開く。そうすると、タ
ンク１内の水は落水用配管１１を経て下方に落下するこ
とにより、タンク１内はそれに応じた真空となり、ポン
プ２及び吸込配管６内の空気は、タンク２の上部へと吸
引される。これとともに、真空度に応じて、吸込配管６
の下端から水が吸い上げられ、ポンプ２内に呼水が完了
する。ポンプ２の運転後、タンク内で圧縮された空気
は、排気弁１８等の排気部を経て外部に放出され、タン
ク内へスムーズに水が流入し、タンク１内に満水され
る。

【００１５】

【発明の効果】

（１）密封式タンク１内を満水にし、落水弁１２及び吸
気弁１５を開くことにより、ポンプの停止中に、タンク
１内の水の自然落水及びそれにより発生するタンク内の
真空を利用して、自動的に呼水が行えるようにしている
ので、従来のフートバルブ方式のように、砂噛み現象等
による呼水不足が発生することはなく、呼水不足による
ポンプの空転等の不具合を解消することができる。すな
わち、故障が少なく、作動が確実な自動呼水装置を提供
することができる。

【００１６】（２）タンク内の自然落水を利用するの
で、静かであり、しかも、真空ポンプ等のように特別な
駆動用エネルギーを必要とせず、呼水用の燃費等を節約
できる。

【００１７】（３）図６のようなタンク方式では、タン
クとポンプとの間の配管は、揚水用の吐出配管及び吸込
配管と同様な太さのものを使用する必要があるが、本願
発明では、タンクとポンプの間の水及び空気の流動は、
ポンプ駆動による水の流動と関係なく行われるので、そ
の量が少量で済み、したがって、タンクとポンプの間の
配管を、吐出配管や吸込配管と比べて、数分の１程度の
小さな口径とすることができると共に、落水弁及び吸気
弁も小型で小容量とすることができる。これらにより、
従来のタンク方式に比べて部品コストを安くすることが
できる。もちろん、図５の真空ポンプ方式に比べても高
価な真空ポンプ等を使用する必要がないので、コストダ
ウンを達成できる。

【００１８】（４）タンク内に残存する空気層は、呼水
後、落水弁１２を閉じた状態で、タンク内に少量残留す
る水で封水できるので、ポンプ起動後にポンプ内に空気
が逆流することはなく、従来のように空気の噛込みによ
り、ポンプの性能を阻害するようなことはない。

【００１９】また、静的な封水により、タンク内の空気
がポンプに巻き込まれるのを防止できるので、従来の１
層タンク方式のように、封水の高さを上げるためにタン
クを大容量化する必要はなく、経済的である。

【００２０】

【実施例】図１は、本願発明を適用した呼水装置を示し
ており、図２又は図３の水平断面図に示すように、１台
の呼水タンク１に対し、２台の揚水用ポンプ２を接続し
た例である。

【００２１】図１において、ポンプ２は床面Ｆ上に形成
された共通ヘッド３上に載置されている。ポンプ２の吸
込部２ａには吸込配管６が接続し、該吸込配管６は概ね
横向きに延びて途中で下方へと折れ曲がり、水槽１３内
の水中まで至っている。ポンプ２の上端吐出部２ｂに
は、高さ調節用吐出短管７が接続し、該短管７の上には
逆止弁８及び仕切り弁９を介して吐出配管１０が接続し
ている。逆止弁８はポンプ２側への逆流を阻止する。

【００２２】呼水タンク１は、その底面がポンプ２より
も高位置になるように脚部４を介して一定高さに設置さ
れている。タンク１の底面には落水用配管１１が接続
し、該落水用配管１１はポンプ吸込部近くの吸込配管６
部分に接続し、落水用配管１１の途中には、これを開閉
する落水弁１２が設けられている。落水弁１２として
は、電磁弁あるいは電動弁等が使用されており、図示し
ないコントローラに接続されて、該コントローラの指示
により開閉する。

【００２３】タンク上端部の周壁には吸気用配管１４が
接続し、該吸気用配管１４はポンプ２の吐出短管７に接
続し、吸気用配管１４の途中には、これを開閉する吸気
弁１５を設けている。吸気弁１５としては、電磁弁ある
いは電動弁等が使用されており、前記コントローラに接
続されて、該コントローラの指示により開閉する。

【００２４】タンク１の上壁には排気用配管１７が接続
し、該配管７にこれを開閉する排気弁１８が設けられて
いる。排気弁１８としては、電磁弁あるいはフロート弁
等が使用されており、前記コントローラに接続されて、
該コントローラの指示により開閉する。

【００２５】また、タンク１の上部周壁には、止水弁２
０を介して注水配管２１が接続し、該注水配管２１は水
道等の水源に接続し、初回にタンク内に注水できるよう
になっている。

【００２６】タンク上壁には電極棒保持器２３が固定さ
れ、該保持器２３には、下方へ延びる所定水位検知用の
電極棒２５が取り付けられており、各電極棒２５はそれ
ぞれ目的に応じて長さが設定されている。たとえば、最
も短い満水用の電極棒２５−１と、下限あるいは中限水
位用の電極棒２５−２と、最も長いアース用電極棒２５
−３が設けられている。

【００２７】電極棒２５は前記コントローラに接続し、
コントローラから、前記各弁１２，１５，１８等に指令
を送るようになっている。

【００２８】作用を説明する。図４Ａは、初回注水時の
状態を示しており、手動により止水弁２０を開け、注水
管２１からタンク１に注水し、タンク１内を満水にす
る。ポンプ２内及び吸込配管６内は落水状態である。

【００２９】次にポンプ信号運転を入れると、これをタ
イマー等でしばらく保留しておき、同時に呼水指令がオ
ンとなって、落水弁１２を開く。

【００３０】そうすると、図４Ｂのように、タンク１内
の水は落水用配管１１を経て下方に落下することによ
り、タンク１内はそれに応じた真空となる。

【００３１】上記呼水指令により落水弁１２が開くと同
時に吸気用配管１４の吸気弁１５も開いており、ポンプ
２及び吸込配管６内の空気は、吸気用配管１４を経てタ
ンク２の上部へと吸引される。これとともに、真空度に
応じて、吸込配管６の下端から水が吸い上げられる。

【００３２】タンク１内の水の落下の進行と共に吸込管
６内の水位は上昇し、ついに図４Ｃに示すようにポンプ
２内に呼水が完了する。この時、タンク１内の水位が電
極棒２５ー２により検出され、落水弁１２が閉じられ
る。この後、タイマーの時間切れを待って、ポンプ２が
運転され、所定のポンプ作用を行うことができる。

【００３３】ポンプ２の運転後、圧力水がポンプ２の吐
出部２ｂを経てタンク１内に流入するが、このとき、排
気弁１８は開かれており、タンク内で圧縮された空気
は、排気弁１８を経て外部に放出されるので、タンク内
への流入はスムーズに行われる。そして、図４Ｄに示す
ように、次回の呼水に必要な水は、タンク１内に満水さ
れる。また、満水状態を電極棒２５−１によって検出
し、吸気用配管１４の吸気弁１５は閉止される。

【００３４】図２のポンプ２の一方が前述のように呼水
後、運転状態の入ると、次に、残りのポンプ２用の信号
がオンし、前記一方のポンプ２の場合と同様にして呼水
が行われ、運転される。

【００３５】なお、図２の両ポンプ２が同時運転される
場合は、落水弁１２は全部同時に開閉すればよく、ま
た、ポンプ２の吐出部２ｂからタンク１へ至る吸気用配
管１４の各個の吸気弁１５及びその制御は不要となり、
簡単となる。

【００３６】

【別の実施例】

（１）図１の実施例では、排気部として、開閉自在な排
気弁１８を備えているが、かかる弁を備えずに、排気用
配管１７としてごく細い配管を使用し、その先端を下方
へ延ばして水中に浸しておく構造でもよい。この場合に
は、排気弁を省略できることにより、コストの節約にな
る。

【００３７】（２）図示の実施例では、タイマー等でポ
ンプの運転を待機させたが、落水弁の閉止信号により、
ポンプが運転するような制御方式でもよく、また、タン
ク内の電極棒に代えて、真空スイッチをタンク内に備
え、所定の真空度で落水弁あるいは吸気弁を制御する方
式でもよい。

【００３８】（３）また、図示の実施例では、１つのタ
ンク１に対して、２台のポンプ２を接続した例を説明し
たが、１つのタンクに対し、１台のポンプのみを接続す
る場合、あるいは３台以上を接続する場合にももちろん
適用できる。

【００３９】（４）図１の実施例では、呼水の完了を、
タンク内の水位の検出により行っているが、図７のよう
に、ポンプ２の吐出短管７に、フロートスイッチ５１を
備えた満水検知器５０を設け、上記フロートスイッチ５
１の作用で満水を検知し、制御信号を発信するように構
成することもできる。また、フロートスイット５１の代
わりに電極を備えることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本願発明を適用したポンプの自動呼水装置の
全体正面図である。

【図２】 図１のII−II断面略図である。

【図３】 図１のIII−III断面略図である。

【図４】 呼水作動時の動作説明図である。

【図５】 従来技術の正面略図である。

【図６】 別の従来技術の正面略図である。

【図７】 本願発明の吐出短管部分の変形例を示す正面
部分図である。

【符号の説明】

１ 呼水タンク ２ 揚水用ポンプ ６ 吸込配管 １０ 吐出配管 １１ 落水用配管 １２ 落水弁 １４ 吸気用配管 １５ 吸気弁 １８ 排気弁（排気部）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密封式の呼水タンクを備え、該タンクの
   下端落水部は、落水用配管を介して揚水用のポンプの吸
   込部あるいはこの近傍に接続し、落水用配管にはこれを
   開閉する落水弁を設け、タンクの上端部は、吸気用配管
   を介してポンプの吐出部あるいはこの近傍に接続し、吸
   気用配管にはこれを開閉する吸気弁を設け、さらに、タ
   ンクの上端部には、排気部を設けていることを特徴とす
   るポンプの自動呼水装置。