JPS63215894A - 増圧装置付電動ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動給水装置として好適な増圧装置付電動ポン
プに関する。

〔従来の技術〕

従来の増圧装置付電動ポンプとしては、実公昭４４−２
８６１７号のように、ノズルとベンチュリと連絡口と圧
力管とを水平に配置して、渦巻ポンプの正面に突出する
ようにジェットポンプを取付け、このジェットポンプに
吸込管を垂下するように構成したものが公知である。

また、かかる増圧装置付電動ポンプは後述する問題点が
あるため、実公昭５３−１６００２号のように、ポンプ
ケーシングに設けた吸込部に吸込管を側面から直結し、
この吸込部に連通する吸込穴とケーシングの吐出部に連
通ずるノズル部とベンチュリと吸込口とを同一面側に開
放して形成し、この開放面をポンプケーシングの壁面に
直結して取付けてジェットポンプを構成するものが提案
されてぃる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の増圧装置付電動ポンプにおいて、前者は。

吸込管と揚水の重量による曲げ荷重がジェットポンプ胴
体に加わるため、ジェットポンプの強度維持や、取付部
の密封性保持が１１題になっていた。

特に、この荷重は常時印加されており、長期におよぶ配
管荷重の印加でクリープ変形も問題となり、ジェットポ
ンプの合成樹脂化を困難にするものであった。また、渦
巻ポンプの正面に、ジェットポンプがその全長分だけ突
出するのは避けられず、ポンプ全体の小形化に制限を及
ぼすものであった。

一方、従来の増圧装置付電動ポンプにおいて、後者は、
ケーシングの吸込部が袋状となっているため、鋳造する
場合は中子が必要になり、特にケーシングを合成樹脂化
する場合には、型抜きが複雑になると考えられ、ケーシ
ングの製作面で制限が加わることになる。また、−面側
にノズル部およびベンチュリなどを開放して形成し、こ
の開放面をポンプケーシングの壁面に対面させているが
、ジェット部の流路は狭く、かつ１寸法精度が要求され
るため、ノズル部およびベンチュリに対面するケーシン
グの壁面もまた高精度に仕上げる必要がある。そのうえ
、ケーシングが腐蝕した場合には、錆こぶが流路を閉鎖
したり、腐蝕による流路面積の変化でジェット部の性能
が大幅に低下することになる。この不具合を防止するた
めには、実用化に際しては、ケーシングを銅合金などの
耐食性材料で鋳造し、壁面を高精度に機械仕上げする必
要がある。そのうえ、ジェット部のノズル部とベンチュ
リの吸込穴がポンプケーシングの上部に連通しているが
、自吸運転中および揚水運転中に。

揚水に混入して浮上してきた空気がジェット部に戻るた
め、自吸性能および揚水性能の低下が懸念される。

（問題点を解決するための手段〕 本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもの
で、羽根車の吸込側に設けた吸込流路に。

前後の圧力差に感応して開閉する弁装置を設け。

この弁装置の上流にあたる前記吸込流路の上流路から前
記弁装置を経由しないで前記羽根車の吸込口に至る分岐
流路を分岐し、この分岐流路上に羽根車の吐出水と吸込
流路の流入口からの揚水とが合流する混合路を併設し、
この合流部において前記混合路と同軸上に羽根車の吐出
水の噴出口を配置し、この合流部における゛前記噴出口
の周囲を前記分岐流路を通じて前記弁装置の上流側に連
通し、前記噴出口の上流側を前記羽根車の下流側に連通
し、前記混合路の下流側を前記羽根車と前記弁装置との
間において前記吸込流路の下流路と連通し、前記混合路
の延長線の範囲外に前記弁装置の弁体を配置し、前記混
合路を前記吸込流路の下流路と交叉するように開口する
ことを特徴とする増圧装置付電動ポンプとしたものであ
る。

〔作用〕

かかる増圧装置付電動ポンプによれば、増圧作用を行な
う増圧装置を１羽根車の回転軸に対して角度を有して配
置することにより、従来のポンプにおけるジェット部の
全長分に相当する流入口から羽根車入口に至る距離を顕
著に短縮できるので、増圧装置および給水装置全体の小
形化が計れるばかりでなく、配管荷重により増圧装置に
発生する曲げモーメントの減少による密封部の密封性維
持や、各部の合成樹脂化が容易となり、信頼性の高いポ
ンプが得られる。

特に、吸込流路内に設けた弁装置部において、混合路の
延長線の範囲外に前記弁装置の弁体を配置し、前記混合
路からの吐出水を前記吸込流路の下流路の土壁に向かっ
て噴出せしめることにより、混合路からの吐出水が弁体
の開閉動作を阻害することもなく、下流路に流入してき
た空気を混合路からの高圧噴出水で粉砕して微細化する
ことで、揚水に空気をまんべんなく混合して羽根車側へ
速やかに排出し、自吸性能が向上するとともに、エアロ
ツクも生じ難い安定した揚水運転が行なえる信頼性の高
い増圧装置付電動ポンプが得られる。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図〜第５図に基づいて説
明する。

増圧装置付電動ポンプは第１図で明らかなようにポンプ
ベース１上に載置した電動渦巻式ポンプ２と、増圧装置
４と、自動運転制御装置６とを主要機能部とするもので
ある。これら主機能部は保護カバー７内に収納されてい
る。

前記ポンプ２を駆動する電動機８の回転軸１０の先端に
は、遠心式の羽根車１２が取付けられている。また、ケ
ーシング１６とブラケット１８とで前記羽根車１２を収
納するポンプ室１４を形成し、このポンプ室１４には、
揚水の吸込口２０と、羽根車１２からの吐出水の速度水
頭を圧力水頭に効率良く変換させる昇圧路２２と、この
昇圧路２２の下流側において一部の昇圧水を増圧装置４
に供給する圧力口２４と、残りの揚水を吐出す吐出口２
６と、前記自動運転制御装置６に通ずる導水路２８が設
けられている。この吐出口２６と導水路２８はどちらか
に兼用させてもよい、また、前記増圧装置４は吸込口２
０と圧力口２４部にまたがって取付けられている。

また、自動運転制御装置！６は、蓄圧器３０と、電動機
の電気回路開閉装置３２と、流量制御装置３４とから構
成されている。前記蓄圧器３０には、本例では、気体予
圧封入式圧力タンクを用いており、圧力容器３６の内部
をゴム袋などの薄膜受圧体３８で２分し、−室側を給気
栓４０を介して気体を圧縮封入する封気室４２とし、他
室側を揚水の一部を導入する導水室４４としたものであ
る。

前記開閉装置３２には、内圧を感知してポンプ運転を制
御する圧力スイッチなどの圧力応動式のものや、流水量
を感知してポンプ運転制御を行なう流量スイッチなどの
流量感応式のものを用いる。

この実施例では、圧力スイッチを例に用いて説明する。

前記流量制御装置３４は、例えば、前記蓄圧器３０とポ
ンプ室１４との間に、蓄圧器３０に揚水が流入する場合
には流路を狭めて流入速度を抑制し、蓄圧器３０からポ
ンプ室１４への流出の場合には流路を広げて抵抗を少な
くするような、抵抗弁４６を設けることにより蓄圧装置
への流水量を適切に調整し、開閉装置３２の動作頻度の
増大を防止するものである。また、前記吐出口２６の下
流側には、給水管で連通された給水栓（図示しない）が
取付けられる。

前記増圧装置４は第２図で明らかなように、ボデー５０
のケーシング１６との相対面側に、ブースタ５２と、弁
体５４と、保持体５６が装着されて構成されている。こ
のボデー５０には、前記ポンプ室１４の圧力口２４に通
ずる圧力路５８と、前記吸込口２０に通ずる吸込路６０
が設けられている。また、前記ブースタ５２は、合成樹
脂で形成された直方体状を呈し、圧力水の噴出路５２Ａ
と、揚水の流入路５２Ｂと、これら圧力水と揚水とが混
合する混合路５２Ｃと、吐出口５２Ｄとがそれぞれ一体
に形成されている。このブースタ５２の開口面５２Ｆ側
を、ボデー５０に設けた取付面５０Ｆに取付けることに
より、これらの流路が各々形成されるので、ケーシング
１６の材料や耐腐蝕や表面仕上精度による制約もうけな
い。この混合路５２Ｇには、吐出口５２Ｄに向って次第
に流路面積が拡大する漸拡路５２Ｅが設けられている。

この漸拡路５２Ｅ内において、ポンプ室１４内からの圧
力水と揚水との混合水が次第に速度をゆるめるとともに
、速度水頭を圧力水頭に変換して増圧作用を行なうエネ
ルギ変換作用が行なわれるものである。これら噴出路５
２Ａと流入路５２Ｂと混合路５２Ｃとがブースタ５２の
同一面側に開放するように設けであるため、ブースタ５
２の合成樹脂成形の場合に、成形型の型抜きは一方向で
できるので、成形性が良好である。また、従来のジェッ
トポンプのように噴出路と混合路とを別体部品で構成す
る場合に比べて、噴出路５２Ａと混合路５２Ｇの同軸度
を高精度に形成でき、増圧装置！！４の性能を高く保て
る。

また、ブースタ５２はボデー５０に着脱自在に取付ける
ようにすれば、ボデー５０やブースタ５２の内部に異物
が詰った場合でも、簡単に取外して清掃でき、保全性も
良好である。また、異なる寸法のブースタとの組合せに
より、ブースタ５２の変更のみで、異なるポンプ特性が
得られ、装置としての利用分野も広範囲になる。

また、ブースタ５２を、ボデー５０とケーシング１６間
に挾持する構成にすれば、合成樹脂成形時に生じたブー
スタ５２のそりや変形を矯正でき。

増圧装置４の性能をさらに良好に保てる。また。

ブースタ５２に加わる外力は挾持による微小圧縮力のみ
で、ポンプ室１４が異常運転などで高温になった場合で
も、ブースタ５２の変形は抑制されるので、ブースタ５
２に特別な高強度材料を用いる必要もない。

また、ブースタ５２とケーシング１６、あるいは取付面
５０Ａとの間に平バッキングなどの弾性密封材を介在す
れば、ケーシング１６やボデー５０を金属性にした場合
でも、腐蝕や仕上精度などの影響を抑制できる。

また、円盤状の前記弁体５４は、合成樹脂またはゴムな
どの弾性体で形成されている。また、保持体５６は、こ
の弁体５４を遊動的に保持する筒状のガイド部５６Ａ２
円盤状の係止部５６Ｂ、ボデー５０に装着される保持部
５６Ｃが合成樹脂にて一体成形されている。

第３図に増圧装置４の正面断面を示すように、前記吸込
路６０の途中に部分開口６２が設けられ、この間口６２
の前記吸込口２０側に前記弁体５４が保持体５６により
軸方向に移動可能に取付けられている。

この弁体５４が前記吸込路６０の上流路６０Ａと下流路
６０Ｂとの圧力差に感応して開口６２を開閉する。ここ
で、開口６２部において、上流路６０Ａより下流路６０
Ｂが高くなるように各々の軸は上下にずらせである。こ
れは、自吸運転中などに上流路６０Ａに配管内の空気が
滞留してエアロツクが生じたり、ポンプ性能に悪影響を
およぼさないように、上流路６０Ａから下流路６０Ｂへ
の空気の移動が速やかに行えるようにしたものである。

前述したように、前記圧力路５８と吸込路６０との間に
またがるように、前記ブースタ５２が着脱自在にボデー
５０に装着されている。

このブースタ５０の噴出路５２Ａは、前記圧力路５８を
通じて前記ポンプ室１４に連通している。

また、混合路５２Ｃの流出口５２Ｄは、前記弁体５４か
ら羽根車１２に通ずる吸込路６０の下流路６０Ｂに下方
から直角に開口する。この流出口５２Ｄは、混合路５２
Ｇの延長線上に弁体５４が位置しないように吸込路６０
の軸方向に寸法りだけずらせて開口することで、流出水
が弁体５４の開閉動作に悪影響を及ぼすのが防止される
。

また、第３図のＩＶ−ＩＶ断面を第４図の右半分に示す
とともに、第４図の■−■断面を表す第５図に示すよう
に、ブースタ５２の流入路５２Ｂと前記上流路６０Ａと
を結ぶように、連通路６４がボデー５０に設けられてい
る。ブースタ５２とボデー５０に装着することにより、
連通路６４と下流路６０Ｂと圧力路５８とは各々仕切ら
れる。このボデー５０は、収納溝６６に装着された環状
の密封体６８を介して、ケーシング１６に複数のボルト
６８で着脱自在かつ水密的に取付けられている。

また、前記連通路６４の上流における前記上流路６０Ａ
部には、逆止弁７０が設けられて、この逆止弁７０は、
本発明では、弾性傘形弁７２と、複数の開口を有する弁
座７４とから構成されている。

前記ボデー５０の圧力路５８．吸込路６０．開口６２．
連通路６４．収納溝６６はそれぞれ吸込路６０の軸方向
に開口するように形成されているので５合成樹脂化の場
合でも成形型の型抜きは一方向にできて、ボデー５０の
成形が容易になるとともに、部品数の削減が計れる。ま
た、ブースタ５２はボデー５０とケーシング１６間に挾
持することにより、吸込路６０の軸方向長さを従来のジ
ェットポンプに比べて顕著に短縮でき、ポンプ全体の小
形化が計れるとともに、吸込管の重量によリボデー５０
に加わる曲げモーメントを減少することができるので、
ボデー５０とケーシング１６間の密封性保持や強度維持
によるポンプの信頼性向上が計れる。また、合成樹脂製
のブースタ５２とボデー５０とを組合せることで混合路
５２Ｃが形成されるので、錆の発生による性能低下など
も防止できる。

次に、揚水作用を説明する。ポンプの運転に先立ち、ポ
ンプ室１４内および増圧装置４内に呼び水を充満する。

このとき、ポンプ室１４の下部に圧力口２４が開口され
ており、また、上流路６０Ａとブースタ５２は連通路６
４で連通しているとともに、上流路６０Ａより下流路６
０Ｂが高くなっているので、ポンプ室１４内に注がれた
呼び水は圧力口２４から増圧装置４内に流入し、内部の
空気を上流路６０Ａに向って上方に押出し、空気排出と
水の充満が速やかに行なわれる。

次いで、電動機８に通電すると、渦巻ポンプ２が揚水運
転に先立って自吸作用を開始する。羽根車１２に呼び水
とともに吸込まれた吸込管内の空気は、昇圧路２２の吐
出側で気水分離され、水はポンプ室１４下部の圧力口２
４を通って増圧装置４に供給され、空気は吐出口２６よ
り排出される。

増圧装置４に供給された水は、ブースタ５２の噴出路５
２Ａから噴出して周囲に低圧を生じ、吸込路６０の上流
路６０Ａに流入してきた吸込管内の空気を連通路６４を
通して流入路５２Ｂより吸込む。空気は混合路５２Ｃで
気水混合し、吸込路６０の下流路６０Ｂを通じて羽根車
１２に再び吸込まれる。また、この自吸運転時には、羽
根車１２自身の吸込力により、吸込路６０の上流路６０
Ａに流入してきた吸込管内の空気の一部は、開口６２と
弁体５４部を経由して下流路６０Ｂを通り、そのまま羽
根車１２に吸込まれる。

このとき、上流路６０Ａの上端に近接して開口６２が設
けられるとともに、上流路６０Ａの天井壁よりも下流路
６０Ｂの天井壁が上方に位置するように、下流路６０Ｂ
を上流路６０Ａよりも上方に偏心させである。このため
、上流路６０Ａの天井部に浮遊してきた吸込管内の空気
を速やかに開口６２を通じて下流路６０Ｂ内に導いて、
羽根車１２に吸込ませることができるので、自吸性能が
向上する。また、ブースタ５２の混合路５２Ｃを下流路
６０Ｂに交叉するように開口することで、下流路６０Ｂ
の天井部に滞留する空気を、ブースタ５２からの噴出水
で微細化するとともに呼び水と積極的に気水混合させる
ことにより、下流路６０Ｂ内でのエアロツクが防止でき
る。このように呼び水は、圧力口２４を通じてポンプ室
１４と増圧装置４の間を循環する。また、圧力口２４を
ポンプ室１４内において、羽根車１２の吸込口よりも低
い位置に設けであるので、ポンプ室１４内で気水分離し
た水のみがブースタ５２に供給され、空気が増圧装置４
内に巻込まれることが抑制されるので、自吸性能が向上
するとともに、揚水運転中にも悪影響をおよぼすことも
ない。このように。

空気吸込み、気水混合、気水分離、空気排出、呼水循環
作用が連続して行なわれることにより、吸込管内は空気
が次第に排出されて低圧となり、ついには水源より水が
揚水される。

次に第６図を併用して揚水作用および性能を説明する。

吐出側の水栓が全開され、運転揚程が低い（揚程Ｈｂ以
下）場合には、ポンプ室１４内から圧力路５８を通って
ブースタ５２に供給される水も低圧で、また、ブースタ
５２の混合路５２Ｇの流路面積が狭く流動抵抗が大きい
ため、羽根車１２の吸込力により上流路６０Ａよりも下
流路６０Ｂが低圧となり、圧力差により前記弁体５４は
開口６２を開放する。このため、揚水の大部分は、上流
路６０Ａより開口６２を通って下流路６０Ｂより直接的
に羽根車内に吸込まれる。従って、揚水の全てをブース
タ５２を経由させる場合の最大水量（水量Ｑ）に比べて
揚水量が大幅に増加する（　Ｑ　”　Ｑ−ａｘ）。さら
に、吸込路６０内にブースタ５２が位置しでいないので
、流路面積を充分に確保できるので、キャビテーション
の発生も防止できる。

次に、水栓が絞られて給水量が減少（揚水量Ｑ点）し、
吐出側の圧力が高くなった場合（揚程Ｈｂ点）には、ポ
ンプ室１４内から圧力路５８を通ってブースタ５２に供
給される水も高圧で多量となり１、ブースタ５２の増圧
作用が強くなる。このため、ブースタ５２からの高圧水
により下流路６０Ｂが上流路６０Ａよりも高圧となり、
弁体５４は開口６２を閉鎖する。従って、揚水量がＱ点
より少ない場合には、揚水の全ては、上流路６０Ａから
連通路６４を通り、ブースタ５２の流入路５２Ｂから混
合路５２Ｃに流入し、増圧されて下流路６０Ｂに入り、
羽根車１２に吸込まれる。

このため、ｔ＆程がＨｂ以上の高揚程（揚水量がＱ点以
下の小水量）時の揚水特性は、低揚程（Ｈｂ以下）の場
合に比べて圧力勾配が顕著に増大する。

従って、この増圧装置４により、羽根車１２の単独運転
の場合の最大揚程（Ｈｐ）に比べて顕著な増圧効果が得
られる。このように、小水量時には。

圧力スイッチなどの自動運転制御装置を動作させるのに
必要な高圧力が得られる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、自吸作用が円滑で、空気吸込時のエア
ロツクも生じ這い１円滑な揚水作用を行なう信頼性の高
い増圧装置付電動ポンプが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す増圧装置付電動ポン
プ、第２図は、第１図の増圧装置の展開構成図、第３図
は、第１図の増圧装置の中心断面図、第４図は、左半分
が増圧装置の正面図、右半分は第３図のｒＶ−ＴＶ断面
図、第５図は、第４図の■−■断面図、第６図は、本発
明による増圧装置付電動ポンプの揚水特性図である。 ２・・・渦巻ポンプ、４・・・増圧装置、１ｏ・・・回
転軸、１２・・・羽根車、１４・・・ポンプ室、２ｏ・
・・吸込口、茶１図　　　　７ ８−１初機　　ｔ４−ｔｆｓ＞７ｔ　　　庭−財絡基２
ｒｉＪ 第３回 ｒ７ ＃４回 ｒ ！ Ｌ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、羽根車の吸込側に設けた吸込流路に、前後の圧力差
   に感応して開閉する弁装置を設け、この弁装置の上流に
   あたる前記吸込流路の上流路から前記弁装置を経由しな
   いで前記羽根車の吸込口に至る分岐流路を分岐し、この
   分岐流路上に羽根車の吐出水と吸込流路の流入口からの
   揚水とが合流する混合路を併設し、この合流部において
   前記混合路と同軸上に羽根車の吐出水の噴出口を配置し
   、この合流部における前記噴出口の周囲を前記分岐流路
   を通じて前記弁装置の上流側に連通し、前記噴出口の上
   流側を前記羽根車の下流側に連通し、前記混合路の下流
   側を前記羽根車と前記弁装置との間において前記吸込流
   路の下流路と連通し、前記混合路の延長線の範囲外に前
   記弁装置の弁体を配置し、前記混合路を前記吸込流路の
   下流路に交叉するように開口することを特徴とする増圧
   装置付電動ポンプ。