JPH0788825B2

JPH0788825B2 - ジェットポンプ付電動ポンプ

Info

Publication number: JPH0788825B2
Application number: JP61000598A
Authority: JP
Inventors: 俊一西村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-01-08
Filing date: 1986-01-08
Publication date: 1995-09-27
Anticipated expiration: 2010-09-27
Also published as: JPS62159787A

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ジェットポンプ付電
動ポンプに関する。

〔従来の技術〕

従来のジェットポンプ付電動ポンプとしては実開昭54−
164108号公報に記載されているように、ジェットポンプ
をポンプケーシングに対して着脱自在に構成し、しかも
ジェットポンプのブースタをポンプ羽根車の軸線に直交
するように配置した小型化を図ったものが知られてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このようなジェットポンプ付電動ポンプにおいては、ジ
ェット部のベンチュリ内を通過する水の速度が速くなる
と圧力低下を生じてギャビテーションを発生する現象が
あり、この問題を解決するためにベンチュリを迂回する
バイパス弁を設け、キャビテーションが発生する時この
バイパス弁を開く構成が必要である。

しかしながら、上述した従来技術においてはバイパス弁
の具体的な配置，構成については何んら考慮がなされて
いないという問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の特徴は、ジェットポンプ（４）をポンプ（２）
のケーシング（16）と脱着可能に構成すると共に、ジェ
ットポンプ（４）をポンプ（２）の羽根車（12）の軸線
と一致して吸込口（20）に接続される吸込路（60）と、
圧力口（24）に接続される圧力路（58）と、圧力路（5
8）と吸込路（60）を接続し圧力路（58）からの水を噴
流化して連通路（64）から水を吸引すると共に吸引した
水を吸込路（60）と直交する方向に流出する合成樹脂製
のブースタ（52）と、吸込路（60）の吸込口（20）とは
反対側に設けられブースタ（52）から流出する水と干渉
しない範囲で吸込路（60）と連通路（64）側の圧力差に
応答して両通路を連通する弁体とより構成したところに
ある。

〔作用〕

ジェットポンプは圧力口からの昇圧水が導びかれ、ブー
スタによって連通路から水を吸引して吸込路に直交する
ように排出する。

そして、ジェットポンプの吸込路と連通路側の圧力差が
所定値以上になると弁体が開き連通路からの水をバイパ
スさせて吸込路に供給する。

この構成によれば小型化を図りながら、ジェットポンプ
の水の流れに対してバイパス弁は干渉されない位置で作
用するため、バイパス弁の正確な作動が保証されるよう
になる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第６図に基づいて説
明する。

ジェットポンプ付電動ポンプは第１図で明らかなように
電動渦巻式ポンプ２と、ジェットポンプ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。

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ジェットポンプ４に供給する圧力
口24と、残りの揚水を吐出す吐出口26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、ジェットポンプ４は吸込口20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、一室側の給気栓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い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が少なくするよう
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。

ジェットポンプ４は第２図で明らかなように、ボデー50
のケーシング16との相対面側には、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5
2D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52C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うエネルギ変換
作用が行われるものである。これら噴流路52Aと流入路5
2Bと混合路52Cとがブースタ52の同一面側に開放するよ
うに設けてあるため、ブースタ52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52Cの同軸度を高精度に形成でき、ジェット
ポンプ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わせにより、
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
のそれや変形を矯正でき、ジェットポンプ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52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
との間に平パ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56A,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
て一体形成されている。

第３図はジェットポンプ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、この開口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60Bが高くなるように各
々の軸は上下にずられている。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ックが生
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52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52C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Ｌ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Ｖ−Ｖ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
をボデー50に装着することにより、連通路64と下流路60
B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。そして、上流通路60Aは
逆止弁70を介して水源に接続されている。したがって、
水源とジェットポンプ４のブースタ52は連通路64及びこ
の連通路64の一部である上流通路60Aによって接続され
るようになる。

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、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
の重量によりボデー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とが組合わせ
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内およびジェットポンプ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64で連
通しているとともに、上流路60Aより下流路60B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からジェットポンプ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、空気排出と水と充満が速
やかに行われる。

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24を通っ
てジェットポンプ４に供給され、空気は吐出口26より排
出される。ジェットポンプ４に供給された水は、ブース
タ52の噴出路52Aから噴出して周囲に低圧を生じ、吸込
路60の上流路60Aに流入したとき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50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60A流入したと
き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てある。このため、上流路60Aの天
井壁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内に導びいて、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
ックが防止できる。このように呼び水は、圧力口24を通
じてポンプ室14とジェットポンプ４の間に循環する。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てあるので、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、空気がジェ
ットポンプ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52C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、揚水の全てのブースタ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
_max）。さらに、吸込路60内にブースタ52が位置してい
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、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60
B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、揚程がH
b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、このジェットポンプ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、ジェットポンプ付電動ポンプの小型化
を図りながら、キャビテーションを防止するバイパス弁
をジェットポンプの噴流に対して干渉しない位置で作動
するようにしているため、バイパス弁の正確な作動を保
証できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すジェットポンプ付電
動ポンプ、第２図は、第１図のジェットポンプの展開構
成図、第３図は、第１図のジェットポンプの中心断面
図、第４図は、左半分がジェットポンプの正面図、右半
分は第３図のIV−IV断面図、第５図は、第４図のＶ−Ｖ
断面図、第６図は、本発明によるジェットポンプ付電動
ポンプの揚水特性図である。２……渦巻ポンプ、４……ジェットポンプ、10……回転
軸、12……羽根車、14……ポンプ室、20……吸込口、50
……ブースタ、60……吸込路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポンプ（２）の羽根車（12）に接続された
吸込口（20）と前記羽根車（12）からの昇圧水の一部を
吐き出す圧力室（24）をジェットポンプ（４）を介して
接続し、かつ前記ジェットポンプと水源に接続された連
通路（64）とを接続し、前記圧力室（24）からの水を前
記ジェットポンプ（４）に流入させて形成される水の噴
流によって水源からの水を前記連通路（64）から吸引し
て前記吸込口（20）へ供給するジェットポンプ付電動ポ
ンプにおいて、前記ジェットポンプ（４）を前記ポンプ（２）のケーシ
ング（16）と脱着可能に構成すると共に、前記ジェット
ポンプ（４）を前記ポンプ（２）の前記羽根車（12）の
軸線と一致して前記吸込口（20）に接続される吸込路
（60）と、前記圧力口（24）に接続される圧力路（58）
と、前記圧力路（58）と前記吸込路（60）を接続し前記
圧力路（58）からの水を噴流化して前記連通路（64）か
ら水を吸引すると共に吸引した水を前記吸込路（60）と
直交する方向に流出する合成樹脂製のブースタ（52）
と、前記吸込路（60）の前記吸込口（20）とは反対側に
設けられ前記ブースタ（52）から流出する水と干渉しな
い範囲で前記吸込路（60）と前記連通路（64）側の圧力
差に応答して両通路を連通する弁体とより構成したこと
を特徴とするジェットポンプ付電動ポンプ。