JPH0533745Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、低水位の残水排水用のモータポンプ
に関し、特に、モータポンプ本体をポンプ外胴で
囲繞させ、ポンプ吐出液を上記モータポンプ本体
とポンプ外胴との間を経て外部へ吐出させるよう
にしてモータを冷却させるようにした内装式モー
タポンプに関する。

〔従来の技術〕

従来、液槽内に水中モータポンプを浸漬して設
置し、該水中モータポンプの吐出口を上記液槽に
開口させ、該液槽の外側から吸込導管を経て揚液
をポンプ吸込口へ導き、ポンプ吐出液を液槽上部
に設けられた排出口より外部へ排出するようにし
た、いわゆる外装式モータポンプは従来公知であ
り、また該外装式モータポンプを、底部に車輪を
取付けて移動式（可搬式）とすると共に、上記吸
込導管を可撓性とし、その開口端を吸液口として
任意の供液源に挿入し得るようにし、且つ該供液
源の液深が浅い場合、液が吸い上げられて渇水状
態に近づくにつれ該吸液開口端より空気も吸い込
まれ、ポンプ室内でエアロツクを生じて揚液不能
に陥るのを防ぐために、該ポンプに自吸機能を持
たせるようにしたものも従来公知に属する。

上記の外装式モータポンプは、移動式となつて
おり、且つ自吸機能をもつているので、供液源と
して例えば土木作業場における水溜まり等を選ん
だ場合、吸液開口端より殆んど残水なく吸込んで
排水することが可能である。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記した従来公知のモータポンプは、液槽内に
水中モータポンプを浸漬して設置した外装式モー
タポンプを形成しており、また、液槽底部に車輪
を取付けていることからみても分かるように、装
置全体が大型で重く、液槽も大きいため、ポンプ
始動時の自吸用呼水も多量に必要とするという問
題点があつた。

一方、モータポンプ本体をポンプ外胴で囲繞さ
せ、ポンプ吐出液を上記モータポンプ本体とポン
プ外胴との間に形成された空間を経て外部へ吐出
させると共に、モータを冷却させるようにした内
装式モータポンプも従来から用いられているが、
このものでは、上記ポンプ外胴とモータポンプ本
体との間の空間は、モータ冷却用液通路を兼ねた
ポンプ吐出通路として利用されているに過ぎなか
つた。

本考案は、水位が僅かな残水の排水をも可能で
あり、小型、軽量で持ち運びが楽で、しかも正規
運転時の出力を低下させて省エネルギとした可搬
式モータポンプを提供することを技術的課題とし
ている。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、上記した従来公知の外装式モータポ
ンプの問題点及び技術的課題を解決するために、
内部にモータで駆動されるポンプ部を設置した液
室を、内装式モータポンプにおけるポンプ外胴で
構成し、該ポンプ外胴を、モータのヘツドカバー
部で蓋をするように蔽うと共に、該ヘツドカバー
部にポンプ部吸込口に連通された吸込口及びポン
プ吐出水を外部へ吐出する吐出口をそれぞれ設
け、且つ上記ポンプ外胴とモータポンプ本体とに
よつて囲まれた空室に、自吸用循環液吸込口を開
口させ、上記ポンプ外胴内に開口するポンプ部吐
出口の開口面積を、上記ヘツドカバー部に設けら
れる吐出口の開口面積より十分大きく設定したこ
とを特徴としている。

〔作用〕

本考案は上記のように構成されているので、ポ
ンプ始動時、ポンプ外胴内に所要の自吸用呼水を
補給すると、該呼水はモータポンプ本体とポンプ
外胴とによつて囲まれた空室に貯留される。次い
で、ポンプを起動すると、上記空室に開口された
自吸用循環液吸込口から、呼水がポンプ部内つま
りポンプ室内に吸込まれ、この吸込み過程でポン
プ部吸込口へ吸込まれた吸込側の空気と共に羽根
車で加圧され、気液混合体となつて該ポンプ室の
吐出口よりポンプ外胴内に吐出される。この吐出
された気液混合体はポンプ外胴内で分離され、空
気は、モータヘツドカバー部に設けられた吐出口
より外部へ排除され、液のみが再び上記自吸用循
環液吸込口よりポンプ室へ吸込まれ、このように
して形成される循環流によつて、自吸作用つまり
真空吸引作用が生じる。

上記の自吸作用により、ポンプ部吸込口に接続
されたモータヘツドカバー部の吸込口部に負圧が
生じ、該吸込口に接続された吸込導管から空気を
引抜く。このようにして吸込側の空気が抜かれる
につれて、上記吸込導管先端部の吸込口から液を
吸い込み、この吸込まれた液は、ポンプ室内で上
記した循環流と合流して羽根車で加圧され、ポン
プ外胴内へ吐出される。該吐出された液は、ポン
プ外胴内を満水にした状態で、モータヘツドカバ
ー部の吐出口から所定場所へ排液されるようにな
つて自吸作用が終了する。

上記のようにして、自吸作用が終了して正規の
ポンプ運転に移行された後は、通常のモータポン
プとして作用し、モータヘツドカバー部の吸込口
から吸込まれた揚液は、加圧されて同じく吐出口
から所定の場所へ吐出される。また運転中、吸込
側水位が低下して吸込口部から空気を吸い込むよ
うになつたときには、前記した自吸作用が適宜行
われるので、ポンプ作用がエアロツクで中断され
ることなく継続して行われ、残水を残すことなく
殆んどすべて吸引することができる。

上記のようにしてポンプが正規の運転中、モー
タヘツドカバー部の吐出口から所定の場所へ排出
される液体は、ポンプ部吐出口の開口面積より十
分小さく設定されたモータヘツドカバー部の上記
吐出口を通過するので、第５図のポンプ特性曲線
図において破線で示す抵抗曲線Ｃのように、抵抗
（損失水頭）を受ける。そのため、ポンプは、そ
の時の回転数に見合つた揚程曲線Ａと上記抵抗曲
線Ｃとの交点ａで運転される（流量はｃ）ことに
なり、その時のポンプ出力（動力）は、軸馬力曲
線Ｂとacとの交点ｂで示す値となる。そしてこ
の値は、上記モータヘツドカバー部の吐出口の面
積をポンプ部吐出口より大きく設定したものより
小さい値となる。このように大きく設定した場合
は、抵抗曲線の傾きが緩やかになり、ポンプの運
転点が流量の大きい方へ移行するからである。

一方、正規運転前のポンプの自吸運転中は、ポ
ンプ部吐出口より吐出される液には空気が入つて
いるため、その時の抵抗曲線は破線で示す曲線Ｄ
となるため、ポンプの運転中は揚程曲線Ａとの交
点ｄとなり、その時のポンプ出力はｅ点で示す値
となる。従つて、ポンプの正規運転時には、自吸
運転時より出力（動力）がｅ点よりｂ点へ移行し
て低下し、且つ該ｂ点は、ヘツドカバー部の吐出
口の開口面積を特に小さく設定しているため小さ
い値となつているので、省エネルギとなる。

また、ポンプ外胴は、従来の内装式ポンプにお
けるポンプ外胴に相当し、且つモータヘツドカバ
ーより下方に位置する小容積のものであるが、該
外胴内に形成される循環流を利用した自吸作用と
モータの冷却作用の両作用が内部で有効に行われ
る。

〔実施例〕

次に、本考案の実施例を図面と共に説明する。

第１図は、本考案の一実施例を示すモータポン
プの第２図−線による縦断面図であり、第２
図は平面図である。

図において、円筒形のポンプ外胴１の内部に
は、モータポンプ本体２が、第２図に示すように
偏芯して内装されており、該ポンプ外胴１の上部
開口部は、周辺部を広げたモータヘツドカバー３
によつて、また底部は底板４によつて、それぞれ
閉鎖され、これらはモータポンプ本体２を挿んで
通しボルト５によつて締付けられている。これに
よつて、ポンプ外胴１とモータポンプ本体２とに
よつて囲まれた偏芯した環状の空室６は、密封状
態に保持されている。

上記モータヘツドカバー３の周辺部３ａの幅の
広い部分、つまりモータポンプ本体２が、ポンプ
外胴１と最も離れている部分（第２図で左側部
分）には、吸込口７と吐出口８とが互いに接近し
て設けられており、該吸込口７には吸込逆止弁７
ａが内蔵されている。これらの吸込口７と吐出口
８には、使用時、図示しない可撓性吸込導管と吐
出管がそれぞれ接続される。

一方、モータポンプ本体２の下端部に配設され
たポンプ部は、ポンプケーシング２１内に羽根車
２２をケーシングの後壁（図で上壁）２１ａ近く
まで後退させ、該羽根車２２の前面に広い間隙
（サイドクリアランス）D₄を形成し、ポンプ運転
時、該間隙部の空間に発生する渦流と共に砂等の
異物を搬出するようにして羽根車の摩耗を少なく
した、いわゆるボルテツクスポンプを形成してお
り、該羽根車２２の入口ボス部には、エアロツク
防止ナツト２３が取付けられている。

ポンプケーシング２１には、ポンプ室吸込口２
４が環状間隙（最小寸法）D₃を保つて形成され
ており、該ポンプ室吸込口２４は、吸込通路２４
ａを経て、ポンプ部吸込口に相当するポンプケー
シング吸込口２５に連通されている。該ポンプケ
ーシング吸込口２５は、可撓性ホース２６と接続
管２６ａを介して前記吸込口７に接続されてい
る。

上記ポンプケーシング吸込口２５の近傍には、
吸込通路２４ａへ向けて開口した口径D₂の出口
ノズル９ａを有する循環液吸込管９が、上方へ向
つて突設されており、上端には口径D₁の循環液
の吸込口９ｂを形成している。上記循環液吸込口
９ｂの径D₁より、ノズル径D₂が小さく、ポンプ
室吸込口２４の最小方法D₃は、D₂より小さく、
又羽根車２２のサイドクリアランスD₄はD₃より
大きく、ノズル径D₂より小さく形成されている。
これ等の一連の寸法は、異物が混入して来た場
合、ポンプ室吸込口部ではじき飛ばされ、ノズル
等に異物が詰りにくくするためである。

他方、ポンプ部吐出口に相当するポンプ室吐出
口２７は、上下方向の上向き開口２７ａと下向き
開口２７ｂの二つに分岐して、偏芯した環状の内
部空室６つまりポンプ外胴内吐出室内に開口して
いる。これらの開口２７ａ，２７ｂの開口面積
A₁は、モータヘツドカバー部の吐出口８の吐出
口面積A₂より十分に大きく、つまり軸馬力曲線
におけるポンプ出力の低減が充分大きくなるよう
に設定されている。また、上記上向き開口２７ａ
の中心線２７ｃは、ヘツドカバー部３ａの吐出口
８の中心線８ｃとずれて配置されている。なお、
図中、３１は弾性脚部、３２はケーブル取出部、
３３は液抜き穴である。

次に、作用について説明する。ポンプ始動時、
ポンプ外胴１内に所要の自吸用呼水を補給する
と、該呼水はモータポンプ本体２とポンプ外胴１
とによつて囲繞された空室（吐出室）６に貯留さ
れる。次いでポンプを起動すると、上記空室６に
開口された自吸用循環液吸込口９ｂから呼水がポ
ンプケーシング２１内に吸込まれる。この過程
で、自吸用循環液吸込口９ｂから吸込まれた液
は、出口ノズル９ａより、吸込通路２４ａに向け
て噴出する際のエゼクタ作用により、該出口ノズ
ル９ａ部に負圧を生じ、該負圧の発生により、モ
ータヘツドカバー周辺部３ａの吸込口７を経て、
該吸込口７に接続された図示しない吸込管路内の
空気を吸込む。

上記のようにして吸込まれた吸込側の空気と、
自吸用循環液吸込口９ｂから吸込まれた液とが、
気液混合体となつてポンプ室内で羽根車２２によ
つて加圧され、ポンプ室吐出口２７の上向き開口
２７ａと下向き開口２７ｂとより空室（吐出室）
６内に吐出される。この吐出された気液混合体は
該空室６内で分離され、空気は吐出口８より外部
へ排除され、液のみが再び上記自吸用循環液吸込
口９ｂより吸込まれ、このようにして循環流が形
成されて自吸作用が行われる。

この際、ポンプ室吐出口２７の上向き開口２７
ａの中心線２７ｃと吐出口８の中心８ｃとがずれ
ているので、上向き開口２７ａから吐出された気
液混合体が、そのまま吐出口８より排出されるこ
となく、一旦、ヘツドカバー部３ａに当つて方向
変換されるので、空室６内での気液分離効果が増
大する。

上記の自吸作用により、次第に吸込側の空気が
抜かれるにつれて、ヘツドカバー部の吸込口７を
経て図示しない吸込導管先端部の吸込口から液を
吸込み、ポンプ室内で上記した循環流と合流し、
羽根車２２で加圧されて空室６内に吐出される。
この吐出された液により上記空室６内を満水にし
た状態で、モータヘツドカバー部の吐出口８より
吐出するようになつて自吸作用を終了する。

このようにして自吸作用が終了した正規のポン
プ運転に移行した後は、通常のモータポンプとし
て作用し、モータヘツドカバー部の吸込口７から
吸込まれた液は、羽根車２２で加圧されて同吐出
口８から所定の場所へ吐出される。この正規の運
転中、モータヘツドカバー部３ａの吐出口８から
所定の場所へ排出される液体は、ポンプ室吐出口
２７の開口面積A₁より十分小さい面積A₂に設定
された上記吐出口８を通過するので、第５図のポ
ンプ特性曲線図において破線で示す抵抗曲線Ｃの
ような抵抗を受ける。そのため、該ポンプは揚程
曲線Ａ上のａ点で運転されることになり、その時
のポンプ出力は、軸馬力曲線Ｂ上のｂ点の値とな
る。なお、このｂ点は、吐出口８の開口面積をポ
ンプ室吐出口２７より大きく設定したものより小
さい値となつている。

一方、自吸運転中は、ポンプ室吐出口２７より
吐出される液には空気が入つているため、その時
の抵抗曲線Ｄは、正規運転中の抵抗曲線Ｃより傾
斜が緩やかで、運転点はｄ点となり、ポンプ出力
はｅ点となる。従つて、ポンプの正規運転時に
は、自吸運転時より出力がｅ点からｂ点へ移行し
て低下し、且つ該ｂ点は吐出口８の開口面積を特
に小さく設定しているので小さい値となつている
ので、全体として省エネルギとなつている。

また、ポンプ室からポンプ外胴１内の空室（吐
出室）６内に、上向き開口２７ａと下向き開口２
７ｂの両開口より吐出された液は、該空室６内で
液流が大きく乱れる。

従つて、図示しない吸込導管先端部の吸込口か
ら土砂等を吸込んでも、ポンプ室から吐出される
これらの土砂等を含んだ液は、空室（吐出室）６
内での大きな乱れによつて攪拌され、大部分の土
砂は液流に乗つてヘツドカバー部３ａの吐出口８
より外部へ排出される。従つて、底板４上の土砂
溜りは防止される。また、ポンプ部がボルテツク
スポンプとして形成されているので、羽根車２２
の前面の空間に発生する渦流に乗るようにしてポ
ンプ室吐出口２７より吐出されるので羽根車２２
の摩耗は少なくて済む。

また、たとえ、ポンプ室吐出口２７から吐出さ
れた上記砂がポンプ外胴内の空室６内に沈積して
も、ポンプ室吐出口２７の下向き開口２７ｂから
吐出される圧力水によつて、該土砂が堀り下げら
れるので、該吐出口２７が砂等で埋まることがな
く、他方、循環液吸込口９ｂは、羽根車２２の主
板より高い位置に開口しているので、ここから砂
を吸込むことはない。

また、モータポンプ本体２がポンプ外胴１内に
偏芯して設置されているので、ポンプ室吐出口２
７から吐出された流体が、偏芯した環状空室６を
流れて吐出口８や、一部が循環液吸込口９ｂとへ
至る過程で不均一となつて乱れが起るため、底部
への土砂の沈澱がそれだけ少ない。

また運転中、異物が混入して来た場合、循環液
吸込口９ｂの径D₁やノズル９ａの径D₂がポンプ
室吸込口２４の最小寸法D₃より大きいので、ノ
ズル部に異物が詰まりにくい。また運転中、吸込
側水位が低下して吸込口部から空気を吸引するよ
うになつたときには、再び前記した自吸作用が行
われ、ポンプ作用がエアロツクで中断されること
なく継続される。従つて、残水も殆んどすべて吸
引する。この間、ポンプ外胴内の空室６内に貯留
される液は、自吸作用のための呼水ばかりでな
く、モータ冷却作用も行なつている。

この実施例によれば、次のような効果が奏され
る。

(i) 従来のこの種のモータポンプの液槽の周壁を
内装式モータポンプのポンプ外胴１で構成して
モータポンプ全体を内装式型式とし、該ポンプ
外胴１をモータヘツドカバー３と底板４とを通
しボルト５によつて締付けるようにしたことに
より、小型、軽量で持ち運びと分解・点検が楽
であり、また、自吸用呼び水も少なくて済む。
また、モータのヘツドカバー３が大気に解放さ
れているので、外装式におけるようなモータケ
ーブルの取出口の水密が不要となり、また持ち
運び用把手をモータヘツドカバーに直接取付け
ることができる。

(ii) ポンプ外胴内に開口するポンプ室吐出口の開
口面積を、ヘツドカバー部の吐出口の開口面積
より十分大きく設定したことにより、円滑な自
吸作用が行われる一方、正規運転時、ヘツドカ
バー部の吐出口を通る流体の抵抗が増加してポ
ンプ出力が低下するため、省エネルギとなる。

(iii) ポンプ外胴１内へのポンプ部吐出口に相当す
るポンプ室吐出口２７を開口部で上下方向に分
岐させたことにより、下向き吐出流によつてポ
ンプ外胴１の底部に溜つた土砂を堀り下げて掻
き上げ、該ポンプ外胴１内で乱流を生じさせて
液を攪拌するので、土砂は流れに乗つて吐出口
８から吐出され、ポンプ外胴底部への砂溜りを
防止することができ、また、ポンプ室吐出口２
７が土砂で埋まることがない。

(iv) ポンプ室吐出口２７の上向き開口２７ａの中
心と、ヘツドカバー部吐出口８の中心とがずれ
ているので、自吸作用時、ポンプ室吐出口２７
から吐出された気液混合体がヘツドカバー部吐
出口８から直接外部に排出されることがなく、
一旦、ヘツドカバー部３ａに当つて方向変換さ
れるので、気液分離効果が増大する。

(v) ポンプ外胴１内にモータポンプ本体２を偏芯
して設置したことにより、ポンプ室吐出口２７
よりヘツドカバー部の吐出口８と一部が循環液
吸込口９ｂへ至るポンプ外胴内の流れが不均一
となつて乱れが起るため、底部への土砂の溜り
が少なくなる。

また、小型のポンプ外胴１を空間的に有効に利
用して、内部の自吸用循環液吸込口９ｂや、モー
タヘツドカバー上の吸込口７及び吐出口８を合理
的に配置することができる。

なお、上記実施例において、ポンプ室吐出口の
開口部を上下方向に二つに分岐した構造について
説明したが、該開口部を２個以上に分岐してもよ
く、またその向きも、上下方向に限らないことは
勿論である。

第３図及び第４図は、本考案の他の実施例を示
す縦断面図及び平面図であつて、図中、第１図及
び第２図に記載した符号と同一の符号は同一ない
し同類部分を示すものとする。

この実施例では、ポンプ室吐出口２７Ａが、第
４図に示すように、円周方向に向けて開口するよ
うに設けられており、その開口面積A₁、モータ
ヘツドカバー部３ａの吐出口８の面積A₂より十
分大きく設定されている点で、先の実施例と異な
つており、その他の点では変りはない。

この実施例でも、A₁＞A₂に設定されているの
で、先の実施例と同様に、正規運転時の出力が低
下して省エネルギとなる。また、ポンプ室吐出口
２７Ａから吐出された砂等がポンプ外胴内の空室
６内に沈澱しても、該ポンプ室吐出口２７Ａから
は圧力液が吐出されるので、該吐出口２７Ａが砂
等で埋まることがない。

以上述べた実施例において、ポンプ部をボルテ
ツクスポンプで構成した構造について説明した
が、それに限らず耐摩耗手段を施した渦巻ポンプ
等を使用することも勿論可能であり、また、ポン
プ外胴の底部を底板で構成して通しボルトで締付
けるようにした構造について説明したが、ポンプ
外胴と底板とを一体に形成することも可能であ
る。

また、モータポンプ本体はポンプ外胴内に同心
状に設置することも可能である。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、内部に
モータ駆動ポンプ部を設置した液室を内装式モー
タポンプのポンプ外胴で構成し、ポンプ外胴をモ
ータヘツドカバー部で蔽うと共に、該ヘツドカバ
ー部に、ポンプ部吸込口に連通された吸込口及び
ポンプ吐出液を外部へ吐出する吐出口をそれぞれ
設け、且つ上記ポンプ外胴とモータポンプ本体と
によつて囲まれた空室に、自吸用循環液吸込口を
開口させたことにより、ポンプ外胴内の上部位置
まで液を溜めることができ、また外径側への張出
しを少なくすることができるので、モータポンプ
全体をコンパクトに、軽量にすることができる。
従つて持ち運びが楽であり、また、モータヘツド
カバーを取り外すことによつて容易に内部を点検
することができる。

また、従来の外装式ポンプに比べて貯液部が小
さいので、自吸用呼び水が少なくて済み、この少
い呼び水で、水位の僅かな残水をも容易に排水す
ることができる。

また、ポンプ外胴内に開口するポンプ部吐出口
の開口面積を、ヘツドカバー部の吐出口の開口面
積より十分大きく設定したことにより、円滑な自
吸作用が行われるばかりでなく、正規運転時のポ
ンプ出力が低下するため、省エネルギとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すモータポンプ
の第２図−線による縦断面図、第２図は同平
面図、第３図は本考案の他の実施例を示すモータ
ポンプの第４図−線による縦断面図、第４図
は同平面図、第５図はポンプの特性曲線図であ
る。１……ポンプ外胴、２……モータポンプ本
体、３……モータヘツドカバー、４……底板、５
……通しボルト、６……空室（吐出室）、７……
吸込口、８……吐出口、９……循環液吸込管、９
ａ……ノズル、９ｂ……循環液吸込口、２１……
ポンプケーシング、２２……羽根車、２４……ポ
ンプ室吸込口、２５……ポンプ部（ケーシング）
吸込口、２７，２７Ａ……ポンプ室吐出口、２７
ａ，２７ｂ……吐出口開口部、A₁，A₂……開口
面積。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 液室内にモータで駆動されるポンプ部を設置
   し、該ポンプ部吐出口を上記液室内に開口さ
   せ、該液室の外側から揚液をポンプ部吸込口へ
   導き、ポンプ吐出液を液室より外部へ吐出する
   ようにしたモータポンプにおいて、上記液室を
   ポンプ外胴によつて構成し、該ポンプ外胴の上
   部開口部をモータのヘツドカバー部で蔽うと共
   に、該ヘツドカバー部に、ポンプ部吸込口に連
   通された吸込口及びポンプ吐出液を外部へ吐出
   する吐出口をそれぞれ設け、且つ上記ポンプ外
   胴とモータポンプ本体とによつて囲まれた空室
   に、自吸用循環液吸込口を開口させ、上記ポン
   プ外胴内に開口するポンプ部吐出口の開口面積
   を、上記ヘツドカバー部に設けられた吐出口の
   開口面積より十分大きく設定したことを特徴と
   する可搬式モータポンプ。 ２ 上記ポンプ部吐出口の開口部が上下方向に分
   岐して設けられている実用新案登録請求の範囲
   第１項記載の可搬式モータポンプ。 ３ 上記ポンプ部吐出口が円周方向に開口してい
   る実用新案登録請求の範囲第１項記載の可搬式
   モータポンプ。