JPH09228983A - ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気補給装置の弁座に対し着座、離脱するフ
ロート弁の前記離脱時にタンクへ空気を補給するポンプ
装置において、前記フロート弁の前記弁座への着座時の
密封性を高め前記タンクへの空気補給の確実化を図る。 【解決手段】 フロート弁が着座する弁座面を、曲率半
径を有す弁座面とし、該弁座面と前記フロート弁外周と
の間の隙間の水膜で密封性を高め前記タンクへの空気補
給の確実化を図るもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、貯水タンク内に
空気を補給する空気補給装置を有するポンプ装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のポンプ装置は、空気補給
用フロート弁の弁座が樹脂成形でテーパ状に構成されて
いるため、樹脂成形時のヒケの発生や異物の付着等で前
記フロート弁と弁座との間の密封性が低下したり、ま
た、前記フロート弁の横揺れで前記密封性が同様に低下
し貯水タンク内の貯水が空気補給装置内へ侵入すること
で、空気補給装置内への外気の導入量が少なくなり、結
果的に貯水タンク内への空気の補給が不十分となる問題
があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、貯水タン
ク内に空気を補給する空気補給装置のフロート弁の弁座
が樹脂成形されたポンプ装置の、前記フロート弁と弁座
との間の密封性を高め貯水タンク内への空気を補給を確
実化すること、また、前記フロート弁の移動、即ち動作
を円滑、速やかにすることでダイヤフラムの移動量を少
なくし、結果的に空気補給装置の長寿命化図ること等を
目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明に係わるポンプ
装置においては、空気補給装置と、貯水タンク内との連
通路を開閉するフロート弁の弁座を曲率半径を有す弁座
面としたものである。

【０００５】また、フロート弁の弁座を曲率半径をフロ
ート弁の曲率半径１．１〜１．２倍としたものである。

【０００６】また、フロート弁の比重を１未満としたも
のである。

【０００７】また、フロート弁室の弁座部に向かい縮小
するテーパ部を設けると共に、該テーパ部に連続して、
フロート弁の曲率半径の１〜１．２倍の曲率半径の弁座
面を形成してなるものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１の概略構
成を示す図、図２は図１の空気補給装置部の断面図、図
３は図２の要部断面図である。

【０００９】先ず図１において、このポンプ装置の概略
構成につき説明する。１００は電動のポンプ本体、２０
０はポンプ本体１００を支持するタンクで、ポンプ本体
１００の揚水をその上部に後述する空気層が形成される
よう一時貯水すると共に、吐出口（図示せず）から前記
貯水を吐出するためのものである。３００はポンプ本体
１００の運転、停止に応動しタンク２００内に空気を補
給する空気補給装置、４００は空気補給装置３００をポ
ンプ本体１００の運転、停止に応動させるためにポンプ
本体１００の吸込側に空気補給装置３００を連通するパ
イプである。

【００１０】次に図２により空気補給装置３００の具体
的構成について説明する。３０１は樹脂成形製の椀状ケ
ースで、その底部に貫通孔３０１ａが、貫通孔３０１ａ
の一部に後述するボール状フロート弁の曲率半径の１．
２倍の曲率半径の弁座面３０１ｂを有すフロート弁室３
０１ｃが、また、外周縁部に後述する空気導入弁が配設
される空気導入孔３０１ｄが、貫通孔３０１ａと空気導
入孔３０１ｄとを連通する連通溝３０１ｅが夫々形成さ
れてなるものである。

【００１１】３０２はケース３０１の開口を覆うように
配設された樹脂成形製の椀状の蓋で、その底部にパイプ
４００に連通する貫通孔３０２ａが形成されてなるもの
である。

【００１２】３０３はケース３０１と蓋３０２とに挟持
され、ケース３０１側を第１の室３０４、蓋３０２側を
第２の室３０５に仕切るダイヤフラムである。

【００１３】３０６は一端が蓋３０２の底部に、他端が
ばね受け３０７を介しダイヤフラム３０３の一側に夫々
圧接する圧縮コイルばねで、ポンプ本体１００停止時に
はダイヤフラム３０３の他側を実線で示すようにケース
３０１の内面に圧接するように構成されてなるものであ
る。

【００１４】なお、ケース３０１と蓋３０２とダイヤフ
ラム３０３と圧縮コイルばね３０６とばね受け３０７と
で空気補給装置本体を構成してなるものである。

【００１５】５００はタンク２００の上部に植設され、
その上端に着脱自在に装着される空気補給装置３００の
第１の室３０４をタンク２００内に連通させる筒状継
手、６００は筒状継手内周に嵌着すると共に、その下端
とタンク２００内底面との間に所定の間隔が形成される
ように構成されたパイプである。

【００１６】７００はフロート弁室３０１ｃ内に移動自
在に配設された比重が１未満のボール状フロート弁で、
弁座面３０１ｂに着座、離座し得るように構成されてな
るものである。

【００１７】８００はフロート弁室３０１ｃの下側に配
設され、フロート弁７００の落下を所定位置に制限する
網目状フロート弁受けで、このフロート弁受け８００で
フロート弁７００を受けることで、フロート弁７００が
パイプ６００の上端を塞ぐこと無く第１の室３０４とタ
ンク２００内とが確実に連通するよう構成されてなるも
のである。

【００１８】９００は空気導入孔３０１ｄ内に配設され
たボール状弁、１０００は空気導入孔３０１ｄの下端に
配設された弁座で、中心に空気導入導入孔１００１ａが
形成されてなるものである。１１００は弁座１０００を
保持するよう空気導入孔３０１ｄ部の外周部に螺着した
蓋で、その中心部に空気導入導入孔１００１ａと同心を
なす空気導入導入孔１１０１ａが形成されてなるもので
ある。

【００１９】１２００は弁９００を弁座１０００側へ付
勢する圧縮コイルばねで、空気導入時はばね１２００の
ばね圧に抗した弁９００の移動を許容し、空気非導入時
は弁９００を弁座１０００へ圧接し空気導入路を閉じる
よう構成されてなるものである。

【００２０】１３００はタンク２００上に配設された圧
力スイッチで、タンク２００内の貯水１４００の上部に
形成される空気層１５００の圧力が所定値に達した場合
に動作しポンプ本体１００の運転を停止させ、前記圧力
が所定値以下に低下するとポンプ本体１００の運転が可
能となるようにスイッチングするものである。

【００２１】このように構成されたポンプ装置において
は、ポンプ本体１００が運転されると揚水がタンク２０
０内に一時貯水され、必要に応じ吐出孔（図示せず）か
ら吐出され、タンク２００内の空気層１５００の圧力が
所定値に達すると圧力スイッチ１３００が動作しポンプ
本体１００の運転が停止される。

【００２２】また、ポンプ本体１００の運転に伴いポン
プ本体１００の吸込側が負圧になると、パイプ４００を
通じて空気補給装置３００の第２の室３０５が負圧にな
りダイヤフラム３０３は実線で示すようにケース３０１
内壁に密着した状態からばね３０６のばね圧に抗して蓋
３０２側へ反転する。

【００２３】このダイヤフラム３０３の反転で第１の室
３０４も負圧となり、この時タンク２００内の貯水の水
位がＬ１、即ちパイプ６００の下端より上部にある場合
は前記貯水がパイプ６００内を上昇し、その浮力により
フロート弁７００が弁座３０１ｂに押し付けられ、前記
貯水が第１の室３０４内への侵入が防止される。

【００２４】また、ダイヤフラム３０３の蓋３０２側へ
反転で、弁９００がばね１２００のばね圧に抗し弁座１
０００より離れ、外気が第１の室３０４内へ導入され第
１の室３０４内が大気圧になると、ばね１２００のばね
圧で弁９００が弁座１０００に圧接され空気導入路が閉
じられる。

【００２５】このような状態において、ポンプ本体１０
０が停止すると、ポンプ本体１００の吸込側の圧力がタ
ンク２００内と同圧となり、ばね３０６のばね圧により
ダイヤフラム３０３がケース３０１側へ実線で示すよう
に反転し第１の室３０４内に導入された空気がフロート
弁７００を押し下げ、パイプ６００を経てタンク２００
内へ補給される。

【００２６】タンク２００の水位がＬ２、即ちタンク２
００内の貯水の水面とパイプ６００の下端との間に空気
層が形成される場合は、タンク２００内の空気がパイプ
６００を経て第１の室３０４内へ導入されるため、空気
導入孔３０１ｄから新たな外気が第１の室３０４内へ導
入されることがないため、タンク２００内へ必要以上の
外気が導入されることは無い。

【００２７】ところで、外気が第１の室３０４内へ導入
される場合フロート弁７００が弁座３０１ｂに当接しフ
ロート弁７００の表面に沿った所定長さに少隙が形成さ
れるため、該少隙にタンク２００から導入された貯水に
よる水膜の表面張力が従来に比し大となり、結果的に、
タンク２００内の貯水が第１の室３０４内へ侵入し空気
補給装置の空気補給量が従来のように低下する不具合が
解消される。

【００２８】また、このように構成することで、フロー
ト弁７００の揺動が従来に比し少なくなりフロート弁７
００のと弁座３０１ｂとの当接部の密封性が安定する。

【００２９】また、このように構成することで、弁座３
０１ｂ部を樹脂成形し該成形時の多少のヒケが発生して
も、フロート弁７００のと弁座３０１ｂとの当接部の密
封性が従来に比し向上し、結果的に、空気補給装置３０
０の空気補給量が低下する従来の不具合が解消されるこ
とが確認されている。

【００３０】なお、弁座面３０１ｂの曲率半径はこの実
施の形態１のようにフロート弁７００の曲率半径の１．
２倍に限定されるものではなく、望ましくは１．１〜
１．２倍である。

【００３１】実施の形態２．図４はこの発明の実施の形
態２を示すもので、フロート弁７００の弁座面３０１ｆ
の曲率半径がフロート弁７００の曲率半径と等しいもの
で、フロート弁７００と弁座面３０１ｆとの当接部の密
封性が更に向上し、弁座面３０１ｆの樹脂ヒケ対策、フ
ロート弁７００の揺動防止等上に極めて有効である。

【００３２】実施の形態３．図５はこの発明の実施の形
態３を示すもので、フロート弁室３０１ｃの弁座部向か
い縮小するテーパ部３０１ｇを設けると共に、該テーパ
部３０１ｇに連続して、フロート弁７００の曲率半径と
同一（１．０倍）の曲率半径の弁座面３０１ｆを形成し
てなるもので、フロート弁７００と弁座面３０１ｆとの
当接部の密封性の向上に加え、フロート弁７００の弁座
面３０１ｆへの移動が速やかとなり、ダイヤフラム３０
３の第２の室３０５側への反転開始との時間遅れが少な
く、空気補給が更に確実となる。

【００３３】また、前記時間遅れが少なくなることで、
ダイヤフラム３０３の移動量を少なく設定することがで
き、ダイヤフラム３０３の屈曲寿命の点からも極めて有
利である。

【００３４】

【発明の効果】この発明は以上のように構成されている
ので、以下に記載したような効果を奏する。請求項１の
発明においては、フロート弁の弁座面を所定の曲率半径
を有す弁座面とすることで、前記フロート弁とその弁座
面との密封性が従来に比し向上し、前記弁座面の樹脂成
形時のヒケの発生や前記フロート弁や弁座面への異物の
付着等による前記密封性の低下により従来発生していた
空気補給性能低下の不具合を解消することができる。

【００３５】また、請求項２の発明においては、弁座面
の曲率半径をフロート弁の曲率半径の１．１〜１．２倍
と構成したことで、前記フロート弁とその弁座面との密
封性を維持しつつ、前記フロート弁のその弁座面からの
離脱、即ち前記フロート弁の動作の確実化を図ることが
できる。

【００３６】また、請求項３の発明においては、フロー
ト弁の比重を１未満徒したので、フロート弁の弁座側へ
の移動を前記タンク内の貯水の移動より早くすることが
でき、従って前記貯水の空気補給装置への侵入を確実に
防止し、前記空気補給装置の空気補給量の低下する従来
の不具合を確実に解消できる効果がある。

【００３７】また、請求項４の発明においては、フロー
ト弁室の弁座部に向かい縮小するテーパ部を設けると共
に、該テーパ部に連続して、フロート弁の曲率半径の１
〜１．２倍の曲率半径の弁座面を形成したので、フロー
ト弁のその弁座面への移動が速やかとなり、ダイヤフラ
ムの第１の室側への反転開始との時間遅れが少なく、空
気補給が更に確実となる。

【００３８】また、前記時間遅れが少なくなることで、
ダイヤフラムの移動量を少なく設定することができ、ダ
イヤフラムの屈曲寿命の点からも極めて有利である等実
用上極めて優れたポンプ装置を提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施形態１の概略構成図である。

【図２】 この発明の実施形態１の空気補給装置の断面
図である。

【図３】 この発明の実施形態１の要部断面図である。

【図４】 この発明の実施形態２の要部断面図である。

【図５】 この発明の実施形態３の要部断面図である。

【符号の説明】

１００ ポンプ本体、２００ 貯水タンク、３００ 空
気補給装置、３０１ｂ弁座面、３０３ ダイヤフラム、
３０４ 第１の室、３０５ 第２の室、７００ フロー
ト弁、９００ 弁。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプ本体、このポンプ本体の揚水をそ
   の上部に空気層が形成されるよう一時貯水すると共に、
   該貯水を吐出する吐出口を有する貯水タンク、ケースと
   カバーとの間にダイヤフラムを配置し第１の室と第２の
   室とに仕切り、前記第１の室が前記貯水タンク内に連通
   し前記第２の室が前記ポンプ本体の吸込側に連通し、前
   記貯水タンク内に前記空気層が形成されるよう空気を補
   給する空気補給装置本体、前記ポンプ本体の運転に応動
   し前記ダイヤフラムが前記第２の室側へ変形時に前記第
   １の室へ外気を導入する空気導入弁、この空気導入弁が
   外気を導入時に前記貯水タンク内と前記第１の室との連
   通を閉じ、前記ポンプ本体の運転停止時の前記変形の復
   元で前記貯水タンク内と前記第１の室とを連通させ前記
   第１の室の空気が前記タンク内へ圧送されるよう動作す
   るボール状フロート弁を備え、その弁座部を樹脂成形で
   構成したポンプ装置において、前記フロート弁の弁座を
   曲率半径を有す弁座としたことを特徴とするポンプ装
   置。
2. 【請求項２】 フロート弁の弁座の曲率半径をフロート
   弁の曲率半径の１．１〜１．２倍としたことを特徴とす
   る請求項第１項記載のポンプ装置。
3. 【請求項３】 フロート弁の比重を１未満としたことを
   特徴とする請求項第１項もしくは第２項記載のポンプ装
   置。
4. 【請求項４】フロート弁室の弁座部に向かい縮小するテ
   ーパ部を設けると共に、該テーパ部に連続して、フロー
   ト弁の曲率半径の１〜１．２倍の曲率半径の弁座面を形
   成したことを特徴とする請求項第１項、又は第３項記載
   のポンプ装置。