JPS5836873Y2 - デンキイドポンプソウチ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はポンプのバイパス流路中の弁装置を制御する抵
抗弁自身にバイパス路を設け、この抵抗弁のバイパス路
の断面積を調整できるようになし、特性の安定した電気
井戸ポンプ装置を量産性よく製造できるようにするもの
である。

以下本考案の詳細を一実施例を示す図面とともに説明す
る。

ウェスコ形のポンプ１はモータ２により駆動され、井戸
水３を管４、逆止弁５、吸引管６を介して吐出管１に揚
水するようになし、揚水された水は給水管８を介して蛇
口９に送られる。

上記吐出管Ｔには圧力タンク１０卦よび圧力スイッチ１
１を接続してあり、また、吐出管７より吸引管６に接続
したバイパス管１２．１３によりポンプ１のバイパス流
路を形成し、このバイパス流路に弁装置１４を設け、吐
出管γに設けた抵抗弁１５により前記弁装置１４を制御
するようにシステムを構成している。

上記弁装置１４は第２図に示すように流入口１６と流出
口１γをもち、その流路中に主弁ａと制御弁すを備えて
いる。

この主弁ａ部は室１８釦よび弁座１９をもち、弁座１９
に対して接離自在なダイヤフラム２０、ダイヤフラム２
０を押圧するスプリング２１より構成される。

また制御弁す部は空室を２分して２つの制御室２２ａ、
２２ｂを形成するように張られたダイヤフラム２３と、
ダイヤフラム２３を押圧するスプリング２４と、ダイヤ
フラム２３に支杆２５で給金され、出入によって流路を
制御する制御弁体２６より構成され、上記制御室２２ａ
、２２ｂは信号管２７ａ、２７ｂにより抵抗弁１５に接
続される。

抵抗弁１５は第３図に示すように吐出管７を接続する流
入口２８と、給水管８を接続する流出口２９をもち、弁
座３０に接離する弁体３１．弁体３１゛を押圧するスプ
リング３２を備えている。

そして前記流入口２８と流出口２９に連通ずる抵抗弁自
身のバイパス路３３を設け、バイパス路３３の断面積を
調節する調節子３４を設けである。

また抵抗弁１５の流入口２８と流出口２９部は信号管２
７ａ 、２７ｂにより、前記ポンプバイパス路中の制御
弁６の制御室２２ａ、２２ｂに接続しである。

上記構成にトいて、ポンプ１のバイパス流路を考慮しな
い場合、ポンプ１によって揚水された水は給水管８から
蛇口９に送水される。

蛇口９を閉じると吐出管γの圧力が上昇し、圧力スイッ
チ１１を切り、モータ２を停止させて揚水をとめる。

また圧力タンク１０は内部の空気の圧縮性を利用して蓄
水するようになっており、蛇口９を開くと圧力タンク１
０の蓄水が放出され、吐出管１の圧力が低下して圧力ス
イッチが作動し、モータ２を働かせて再び揚水を行なわ
せる。

ところでウェスコ形のポンプはポンプ流量が小さくなる
と極端にモータ入力電流が増加する特徴をもち、その対
策としてポンプにバイパス流路を付加し、ポンプ流量を
一定化する。

このバイパス流路について説明するとバイパス流路にお
ける弁装置１４は流入口１６部の室１８においてポンプ
１の吐出圧を感知する。

すなわち、蛇口９を閉じてゆき、蛇口流量を減少させて
ゆくと、バイパス路内の圧力が上昇し、弁装置１４の主
弁ａの室１８の内圧が上昇し、ダイヤフラム２０の受圧
力が上昇してスプリング２１の力に抗してダイヤフラム
２０が上昇する。

すると弁座１９が開いてポンプ１の流量の一部がバイパ
ス管１２、弁装置１４、バイパス管１３に流入する。

さらに蛇口９を閉じてゆくとダイヤフラム２０が上昇し
てバイパス路に流れる流量が増加し、全体的に見てポン
プ１の流量は減少することなく一定に保たれる。

上記弁装置１４を制御する抵抗弁１５は蛇口９を開くと
流入口２８と流出口２９に流水が生じて弁体３１を上昇
させて開き、流入口２８と流出口２９間には静圧差が発
生する。

いま抵抗弁１５自身のバイパス路３３を無視した場合、
上記静圧差の大きさはスプリング３２によって決定され
る。

すなわち、スプリング３２により弁体３１が下方に押さ
れているため、流水が起ると無理に弁体３１を上方に押
し上げて流水が起り、この押し上げの力に見合った分だ
け圧力差が生じるからである。

この圧力差は蛇口９の水量が小さい場合でもほぼ一定の
値をとることができる。

すなわち、大流量になると弁体３１が大きく上方に移動
し、圧力差を一定に保とうと動作するためである。

一方、弁装置１４０制御弁すの制御弁体２６はバイパス
管１２の流量を規制するように主弁ａと直列に挿入され
ている。

今蛇口９に少しでも流れがあると、抵抗弁１５に差圧が
発生し、信号管２γａ、２７ｂによって給合された制御
室２２ａ。

２２ｂ間に圧力差が生じる。

この圧力差によって制御弁すのダイヤフラム２３が上昇
し、支杆２５に給合された制御弁体２６が上方に引き上
げられ、弁装置１４の流路は流体がスムーズに流れてい
る。

今、蛇口９を完全に閉じると抵抗弁１５に流水がなくな
り、制御室２２ａ、２２ｂ間の圧力差が消滅する。

このため、スプリング２４の力によってダイヤフラム２
３が下げられ、制御弁体２６が流路を塞ぎ、流路を阻止
するようになる。

このため、バイパス管１２の流量が減少してポンプ吐出
圧が上昇する。

第４図のように蛇口流量Ｑａの点からポンプ吐出圧が上
昇し、圧力スイッチＯＦＦ以上に吐出管γの内圧が上昇
すると圧力スイッチ１１が切れてモータ２が停止し、揚
水が止筐る。

なお、蛇口流量Ｑａの点はスプリング２４と制御室２２
ａ。

２２ｂの差圧の関係によって決定される値である。

ところで前記抵抗弁１５の差圧に応じてポンプバイパス
流路中の制御弁すを開閉し、圧力スイッチ１１の０Ｎ−
ＯＦＦを制御しポンプを連続運転するものにおいて、圧
力スイッチ１１が切れてモータ２が停止する時の蛇口９
の流量を蛇口最小流量（以下、最小流量とも呼ぶ）の値
は重要である。

その理由は最小流量があまりにも小さいと蛇口９で水を
使用している場合と配管系からの漏れ流である場合との
区別がつきにくい。

すなわち、漏れ流が少しあってもポンプ１は連続運転し
つづけることになる。

蛇口９から小量の水を使用している場合は永久にポンプ
連続運転がつづく。

また、最小流量が大きすぎると、蛇口９で使用する水量
がこの値以下になるとポンプ１の０Ｎ−ＯＦＦ運転を始
め、しかも、このときの蛇口水量がかなりあるために小
形の圧力タンクの蓄水では長時間保持できないため、激
しく０Ｎ−ＯＦＦを繰り返し、圧力スイッチ１１の損傷
をまねく。

したがって蛇口最小流量は圧力タンク１０の容量と圧力
スイッチ１１の動作可能回数より最適の点にあわせてお
く必要がある。

しかし、最小流量は抵抗弁１５の差圧性に依存するもの
であって、斗た、抵抗弁１５の差圧特性は抵抗弁１５の
スプリング３２の初期荷重で規定されてくるから、次の
問題が存在する。

実際製造を行う場合、抵抗弁１５めスプリング３２の製
造上のバラツキ、抵抗弁体３１の寸法誤差等によるスプ
リング３２の初期荷重のバラツキはさけられなし。

本考案は上記の点に留意し、抵抗弁１５において弁体３
１に対しバイパス路３３を設け、調節子３４によりバイ
パス路３３の断面積を調整可能にしである。

この附加機構により弁体３１に発生する差圧特性は第５
図に示すようになる。

この差圧は流入口２８と流出口２９間の流体差圧を示し
、信号管２７ａ、２７ｂにより制御弁体２６の制御室２
２ａ、２２ｂに導かれる。

前記第５図に釦いて、△Ｈ２は制御弁体２６が完全に上
昇する圧力であり、△Ｈ１は制御弁体２６が完全に下降
する圧力である。

差圧特性は抵抗弁１５の調節子３４で調節すると曲線ａ
−Ｘのようになる。

これは曲線ａが抵抗弁１５の弁体３１の主流路からバイ
パス路３３への流体抵抗曲線であり、曲線Ｘは弁体３１
がスプリング３２の力に抗じて開き始めてからの主流路
からバイパス路３３への流体抵抗を合わせた差圧特性で
ある。

すなわち弁体３１が開き始めると差圧はほぼ一定に保た
れるようになる。

この理由はスプリング３２が流入口２８と流出口２９の
差圧に応じて弁体３１の開口面積を制御し、流路抵抗を
一定に保つように働くからである。

抵抗弁１５の差圧特性がａｘである場合、最小流量はＱ
ｌで示される。

これは制御弁体２６がポンプのバイパス路をとじ、バイ
パス流量を制限して圧力スイッチ１１をＯＦＦさせるか
らである。

ポンプ停止から蛇口流量がＱ２になるまではポンプは０
Ｎ−ＯＦＦ動作を繰りかえす。

これは制御弁体２６が完全に開いていないからである。

すなわち抵抗弁１５での差圧△Ｈが十分に発生していな
いため制御弁体２６が完全に開かず、バイパス管１２の
流量を中途はんばに規制する位置に存在すると、バイパ
ス管１２の流量の流れによる影響を制御弁体２６が受け
ると同時に、バイパス管１２の流量をも複雑に変化させ
てし捷５゜その結果制御弁体２６は、制御室２２ａ、２
２ｂの圧力差以外の要因、すなわち、バイパス管１２の
流量の流れによる外乱を受けることになり、制御弁体２
６の動作が不安定となってバイパス管１２の流動モ変動
することにより、吐出管Ｔの圧力が変動する結果、圧力
スイッチ１１の動作も不安定となりポンプのＯＮ、ＯＦ
Ｆ動作をきたすのである。

ポンプのＯＮ、ＯＦＦ動作の起こる流量Ｑ１とＱ２の範
囲は、なるべく近い値いの方がよい。

これはポンプの０Ｎ−ＯＦＦ回数をへらし、圧力スイッ
チ１１の寿命を延長させるためである。

最小流量Ｑ１は蛇口流量が大きな値から除々に小さくし
ていった場合のポンプ停止が起こる流量のことである。

合紙抗弁１５のスプリング３２の初期荷重が大きくて所
望の最小流量Ｑ３よりＱｌが小さすぎた場合、スプリン
グ３２の初期荷重を小さくして最小流量を所要の値Ｑ３
に増加させると、抵抗弁１５の差圧特性が、曲線ａ−ｚ
になる。

所望の最小流量Ｑ３とは、前記したように、圧力タンク
１０の容量と圧力スイッチ１１の動作可能回数より最適
に設計した流量のことである。

すると、制御弁体２６が完全に開く流量がＱ５となって
し昔い、流量Ｑ３とＱ５の間が大きくなってしまう。

これは、弁体３１が開き始めると抵抗弁１５の差圧がほ
ぼ一定に保たれる特性を有することによる。

流量Ｑ３からＱ５の間では、制御弁体２６が完全に開い
ていない状態となっているため、バイパス管１２の流量
が不安定となって、ポンプ０Ｎ−ＯＦＦの機会が増大し
、その結果圧力スイッチ１１の動作の機会が増大する。

しかも、流量Ｑ３とＱ５の範囲が広いために、この間の
流量で蛇口９を使用する可能性が大きくなって、いわゆ
る圧力スイッチ１１が動作する回数が犬きぐなり、圧力
スイッチ１１の動作可能回数をオーバーする結果をみち
びき、短期間の内に圧力スイッチ１１の寿命がつき製品
の耐久性が劣化することになる。

すなわち、ポンプＯＮ、ＯＦＦを繰り返す蛇口流量Ｑａ
の範囲が広いと、その間の流量でポンプ１を使用する機
会がポンプＯＮ、ＯＦＦを繰り返す蛇口流量Ｑａの範囲
が狭いのに比較し増大してしまう。

その結果、圧力スイッチのＯＮ、ＯＦＦが多くなって、
その分だけ接点の劣化が早くなり、圧力スイッチの寿命
が短かくなるのである。

次ぎに抵抗弁１５のスプリング３２の初期荷重が同一で
調節子３４を開いて主流路よりバイパス路３３への断面
積を広げると、ｂ−ｙの曲線となり、ポンプ０Ｎ−ＯＦ
Ｆを繰り返す流量範囲かＱ３とＱ４の間となり、ａｚ曲
線に比較して非常に小さくなる。

これによシポンプ０Ｎ−ＯＦＦが起る流量範囲がせ昔く
なって圧カスイソチ１１の寿命が長くなる。

すなわち、ポンプ０Ｎ−ＯＦＦを繰り返す可能性が小さ
くなるからである。

以上のように、本考案はポンプのバイパス流路を設け、
これに主弁と制御弁をもつ弁装置を設け、前記制御弁を
吐出管に接続した抵抗弁の差圧で制御するシステムにお
いて、抵抗弁の弁体に対しバイパス路を設けて、このバ
イパス路流量を調整可能にしたものであり、前記弁体の
スプリングを調節して最小流量を調節する手段に比して
不都合が起る確率が小さくなり、耐久性のよいポンプシ
ステムを提供でき、その実用的効果の大きいものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例による電気井戸ポンプ装置の
流路構成図、第２図は同バイパス流路の弁装置の断面図
、第３図は抵抗弁の断面図、第４図はポンプシステムの
Ｑ−Ｈ％性図、第５図は抵抗弁の差圧特性図である。 １・・・ポンプ、６・・・吸引管、Ｔ・・・吐出管、９
・・・蛇口、１０・・・圧力タンク、１２，１３・・・
バイパス管、１４・・・弁装置、１５・・・抵抗弁、ａ
・・・主弁、ｂ・・・制御弁、２２ａ、２２ｂ・・・制
御室、２３・・・ダイヤフラム、２４・・・スプリング
、２６・・・制御弁体、２７ａ。 ２７ｂ・・・信号管、２８・・・流入口、２９・・・流
出口、３１・・・弁体、３２・・・スプリング、３３・
・・バイパス路、３４・・・調節子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ポンプ、圧力スイッチ、圧力タンクと、該ポンプのバイ
   パス路と、バイパス路に直列に挿入された主弁と制御弁
   をもつ弁装置と、吐出管に接続され前記制御弁を弁部の
   差圧により制御する抵抗弁を備えかつ、蛇口に設計値以
   上の流量が流れた場合、前記制御弁を開放し、設計値以
   下の流量になると、制御弁を閉じ、前記バイパス路の流
   れを阻止し、前記圧力スイッチを開放するごとく構成し
   、前記抵抗弁にその弁体をバイパスする流路を設け、か
   つこのバイパス路の断面積を変化する手段を付加させた
   ことを特徴とする電気井戸ポンプ装置。