JP4643171B2 - Sewage pump - Google Patents
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Description
本発明は、水洗トイレ等から排出される汚水を圧送するための汚水圧送ポンプに関するものである。 The present invention relates to a sewage pump for pumping sewage discharged from a flush toilet or the like.
住宅建設においては、着工前に設計図に盛り込まれた箇所にしか配水管が設置されず、従って、水洗トイレ等の設置箇所は限定されていた。このため、その後の家族構成の変化や部屋の模様替え等のために水洗トイレ等の設置位置を変更することは不可能であり、例えば病人のいる部屋に水洗トイレを仮設するようなことはできなかった。 In housing construction, water distribution pipes are installed only in the places included in the design drawing before the start of construction, and therefore the installation places such as flush toilets are limited. For this reason, it is impossible to change the installation position of flush toilets etc. due to subsequent changes in the family structure, remodeling of rooms, etc. For example, it is not possible to temporarily install flush toilets in rooms with sick people It was.
そこで、近年、後付け式の水洗トイレ等が提案され、その一部は既に実用に供され始めている。この後付け式の水洗トイレ等を設置する場合には、設置箇所には排水管が存在しないため、水洗トイレ等からの汚水を小型の汚水圧送ポンプによって強制排出することが必要となり、そのための汚水圧送ポンプに関する提案も幾つかなされている(例えば特許文献1,2参照)。 Therefore, in recent years, retrofitting flush toilets have been proposed, and some of them have already been put into practical use. When installing this retrofitting flush toilet, etc., there is no drain pipe at the installation location, so it is necessary to forcibly drain the sewage from the flush toilet etc. with a small sewage pump. Several proposals regarding pumps have also been made (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
ところで、水洗トイレに用いられる汚水圧送ポンプには、駆動源である「モータ」以外に、大便等の汚物やトイレットペーパー等を粉砕或は切断するカッターやミキサーから成る「粉砕部」と、汚物粉砕後の汚物混入水を排水するインペラとケーシングから成る「ポンプ部」を設ける必要がある。 By the way, in the sewage pump used for flush toilets, in addition to the “motor” as a driving source, a “grinding section” composed of a cutter or a mixer for crushing or cutting sewage, toilet paper, etc. It is necessary to provide a “pump unit” composed of an impeller and a casing for draining the waste contaminated water later.
しかしながら、従来の汚水圧送ポンプにおいては、例えば図6に示すように、モータ(M)のモータ軸104にカッター123とインペラ129が直結されていたため、次の用に問題が発生していた。
However, in the conventional sewage pump, for example, as shown in FIG. 6 , the
即ち、例えば便器に誤ってハンカチを落とした場合、ハンカチ等はカッター123によって完全に細分化することができないため、千切れたハンカチ等がカッター123やモータ軸104に絡み付いてモータ(M)の回転を阻害することがあり、最悪の場合にはカッター123と共にインペラ129の回転が停止してポンプの揚水不能を招くことがある。
That is, for example, when a handkerchief is accidentally dropped on a toilet bowl, the handkerchief or the like cannot be completely subdivided by the
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、ハンカチ等の絡み付きに伴う揚水不能を防ぐことができる汚水圧送ポンプを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a sewage pump that can prevent the inability to lift water due to tangling of a handkerchief or the like.
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、モータによってカッター及びインペラを回転駆動し、前記カッターによって粉砕された異物を含む汚水を前記インペラによって圧送する汚水圧送ポンプにおいて、モータ軸の一方の軸端に固定された第1のマグネットとカッター側に固定された第2のマグネットとを隔壁又はスラストパッドを介してモータ軸方向に対向せしめて第1のマグネットカップリングを構成し、前記モータ軸の他方の軸端に固定された第3のマグネットとインペラ側に固定された第4のマグネットとを隔壁又はスラストパッドを介してモータ軸方向に対向せしめて第2のマグネットカップリングを構成し、前記モータ軸の回転を前記第1のマグネットカップリング及び前記第2のマグネットカップリングを介して前記カッターと前記インペラにそれぞれ伝達するとともに、前記モータから前記カッターへの駆動トルクを前記インペラへの駆動トルクよりも小さく設定し、前記第1のマグネットカップリングの脱調を検知する振動センサを前記モータの内部に組み込んだことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a sewage pressure pump in which a cutter and an impeller are rotationally driven by a motor, and sewage containing foreign matter crushed by the cutter is pumped by the impeller. A first magnet coupling fixed to the shaft end of the first magnet and a second magnet fixed to the cutter side are opposed to each other in the motor axial direction through a partition wall or a thrust pad to constitute a first magnet coupling, and the motor A second magnet coupling is configured by causing a third magnet fixed to the other shaft end of the shaft and a fourth magnet fixed to the impeller side to face each other in the motor shaft direction via a partition wall or a thrust pad. the rotation of the motor shaft before via the first magnetic coupling and said second magnetic coupling With respectively transmitted to the cutter and the impeller, the driving torque from the motor to the cutter is set to be smaller than the driving torque to the impeller, a vibration sensor for detecting the step-out of the previous SL first magnet cup-ring The motor is incorporated in the motor.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記第2のマグネットの磁束密度を前記第4のマグネットの磁束密度よりも小さくすることによって、前記モータから前記カッターへの駆動トルクを前記インペラへの駆動トルクよりも小さく設定したことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the driving torque from the motor to the cutter is reduced by making the magnetic flux density of the second magnet smaller than the magnetic flux density of the fourth magnet. The driving torque for the impeller is set smaller than the driving torque .
請求項3記載の発明は、請求項1記載の発明において、磁束密度が同じ前記第2のマグネット及び前記第4のマグネットをそれぞれモールドし、前記第2のマグネットのモールド深さを前記第4のマグネットのモールド深さよりも深くすることによって、前記モータから前記カッターへの駆動トルクを前記インペラへの駆動トルクよりも小さく設定したことを特徴とする。
The invention according to
請求項4記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記第1のマグネットカップリングを構成する一対のマグネット間の距離を前記第2のマグネットカップリングを構成する一対のマグネット間の距離よりも大きくすることによって、前記モータから前記カッターへの駆動トルクを前記インペラへの駆動トルクよりも小さく設定したことを特徴とする。
The invention of claim 4, wherein, in the invention of claim 1, wherein, than the distance between the pair of magnets constituting the said distance between the pair of magnets constituting the first magnetic coupling second magnetic coupling The driving torque from the motor to the cutter is set to be smaller than the driving torque to the impeller .
本発明によれば、モータからカッター及びインペラへの動力伝達を第1及び第2のマグネットカップリングを介して行うとともに、モータからカッターへの駆動トルクをインペラへの駆動トルクよりも小さく設定したため、カッターにハンカチ等の異物が絡み付いて該カッターの回転がロックした場合であっても、インペラは回転を続けて所要のポンプ機能を果たし、汚水の圧送が継続してなされて揚水不能に陥ることがなく、汚水が容器から溢れ出す等の不具合が発生することがない。又、カッターにハンカチ等の異物が絡み付いたために第1のマグネットカップリングに脱調現象が発生した場合には大きな振動が発生するが、この振動は振動センサによって検出されるため、異常の発生を迅速に知ることができ、アラーム等を発して適切な措置を促すことができる。
According to the present invention, power transmission from the motor to the cutter and the impeller is performed via the first and second magnet couplings, and the driving torque from the motor to the cutter is set smaller than the driving torque to the impeller. Even when a foreign object such as a handkerchief gets entangled with the cutter and the rotation of the cutter is locked, the impeller continues to rotate and performs the required pump function, and the pumping of sewage continues to make pumping impossible. In addition, there is no problem such as sewage overflowing from the container. In addition, when a step-out phenomenon occurs in the first magnet coupling because of foreign matter such as a handkerchief entangled with the cutter, a large vibration is generated, but this vibration is detected by a vibration sensor. It is possible to know quickly and to issue appropriate alarms by issuing an alarm or the like.
以下に本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
<実施の形態1>
図1は本発明の実施の形態1に係る汚水圧送ポンプの断面図である。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a cross-sectional view of a sewage pump according to Embodiment 1 of the present invention.
本実施の形態に係る汚水圧送ポンプ1は、水洗トイレからの大便等の汚物を粉砕し、粉砕された汚物を含む汚水(汚物混入水)を圧送するポンプであって、上から粉砕部(C)、モータ(M)、ポンプ部(P)を配置して成るポンプである。この汚水圧送ポンプ1において、モータ(M)のハウジングを構成するモータケース2は、ケース本体2Aとその上部に被着されたカバー2Bとで構成され、ケース本体2Aの下部にはポンプケース3が一体に形成されている。尚、本実施の形態では、モータ(M)にはブラシレス直流モータを使用している。
The sewage pump 1 according to the present embodiment is a pump for pulverizing sewage such as stool from a flush toilet and pumping sewage containing crushed sewage (sewage mixed water), from above a pulverizing unit (C ), A motor (M), and a pump unit (P). In this sewage pump 1, the motor case 2 constituting the housing of the motor (M) is composed of a case
上記モータケース2内には、その中心部にモータ軸4が垂直に配され、該モータ軸4は、上下一対のボールベアリング5によって回転自在に支承されている。そして、モータ軸4にはロータ6が挿通固着され、その周囲にはコイル巻線であるリング状のステータ7が配されている。又、モータケース2内の基板8には、ホール素子から成る回転センサ9と超小型の加速度センサ10が設置されており、モータ軸4の回転数は回転センサ9によって検出され、振動は加速度センサ10によって検知される。尚、ステータ7には、不図示の電源から延びたリード線11が接続されている。
In the motor case 2, a motor shaft 4 is vertically arranged at the center thereof, and the motor shaft 4 is rotatably supported by a pair of upper and
ところで、前記ロータ6の上下面には、ドラム状のマグネットホルダ12,13が複数のボルト14とこれに螺着されたナット15によって固定されており、これらのマグネットホルダ12,13にはN極とS極の磁極を交互に配してリング状に成形されたマグネット(永久磁石)16,17がそれぞれ固定されている。 By the way, drum-shaped magnet holders 12 and 13 are fixed to the upper and lower surfaces of the rotor 6 by a plurality of bolts 14 and nuts 15 screwed thereto. Magnets (permanent magnets) 16 and 17 formed in a ring shape by alternately arranging magnetic poles of S and S are fixed.
一方、モータケース2の上部(カバー2B)と下部(ケース本体2A)には、短軸18,19が前記モータ軸4と同軸的にそれぞれ一体に突設されており、上方の短軸18には軸受ブッシュ20を介して樹脂製のミキサー(カッター台)21が回転自在に支承されている。そして、ミキサー21には、モータケース2のカバー2Bを介して前記マグネット16に対向するマグネット(永久磁石)22がモールドされており、同ミキサー21の上面には金属製のカッター23が複数のビス(図には1本のみ図示)24によって取り付けられている。又、短軸18のカバー2Bとミキサー21との間にはリング状のスラストパッド25が介設されており、ミキサー21とカッター23に作用する下向きのスラスト力(マグネット16,22による吸引力)は、スラストパッド25によって受けられる。尚、マグネット22は、マグネット16と同様にN極とS極の磁極を交互に配してリング状に成形されており、これらの一対のマグネット16,22はマグネットカップリングを構成している。
On the other hand,
ここで、ミキサー21とカッター23は粉砕部(C)を構成するが、これらはモータケース2の上部に複数のボルト26によって取り付けられた円筒状のカッターケース27内に収容されており、図示しないが、カッターケース27には、円孔状の大きな1つの流入口(図示せず)と同じく円孔状の小さな複数の流出口27bが形成されている。そして、不図示の流入口には、不図示の便器から斜め下方に延びる不図示の接続管が接続されている。
Here, although the
又、下方の短軸19には、軸受ブッシュ28を介して樹脂製のインペラ29が回転自在に支承されており、該インペラ29には、モータケース2のケース本体2A(ポンプケース3)を介して前記マグネット17に対向するマグネット(永久磁石)30がモールドされている。そして、短軸19には、インペラ29を上下から挟持するようにリング状の上下一対のスラストパッド31,32が設けられており、インペラ29に作用する上向きのスラスト力(マグネット17,30による吸引力)はスラストパッド31によって受けられ、下方向きのスラスト力(水の吸引力)はスラストパッド32によって受けられる。尚、下方のスラストパッド32は、短軸19の端部に嵌着されたスナップリング33によって固定されている。
A
ここで、マグネット30は、マグネット17と同様にN極とS極の磁極を交互に配してリング状に成形されており、これら一対のマグネット17,30はマグネットカップリングを構成している。
Here, similarly to the
又、前記軸受ブッシュ20,28はカーボン含浸樹脂で構成され、スラストパッド25,31,32はジルコニア或はアルミナ製のセラミックスで構成されている。
The bearing
ところで、ポンプ部(P)における前記ポンプケース3の下面には、底板34が複数のボルト(図1には1本のみ図示)35によって取り付けられており、その中央部には前記インペラ29の中心部に開口する吸入口36が形成されている。そして、ポンプケース3内にはスクロール状のポンプ室37が形成されており、このポンプ室37内には前記インペラ29が回転自在に配されている。尚、ポンプケース3の側部には吐出ノズル3aが突設されており、該吐出ノズル3aには吐出口38が開口している。
By the way, a
而して、以上の構成を有する汚水圧送ポンプ1は不図示の容器内に収納されている。 Thus, the sewage pump 1 having the above configuration is housed in a container (not shown).
次に、本発明に係る汚水圧送ポンプ1の作用について説明する。 Next, the operation of the sewage pump 1 according to the present invention will be described.
不図示の便器からの汚水は、不図示の接続管の傾斜に沿って容器内の汚水圧送ポンプ1に流れ込む。汚水圧送ポンプ1においては、モータ(M)が駆動されており、該モータ(M)のモータ軸4の回転は相対向するマグネット16,22及びマグネット17,30によってそれぞれ構成されるマグネットカップリングによってミキサー21とカッター23及びインペラ29にそれぞれ伝達され、これらが所定の速度で回転駆動される。即ち、モータ(M)のモータ軸4が回転駆動されると、これと共に上下のマグネット16,17が回転し、該マグネット16,17とこれらにそれぞれ対向するマグネット22,30との間に存在する一般的な永久磁石の原理によって、相対向する一対のマグネット16,22間及びマグネット17,30間の各円周方向にN・S極による吸引・反発力が発生し、この吸引・反発力によってモータ軸4の回転がミキサー21とカッター23及びインペラ29にそれぞれ伝達され、これらが各短軸18,19を中心として前述のように所定の速度で回転駆動される。
Sewage from a toilet (not shown) flows into the sewage pump 1 in the container along the inclination of a connection pipe (not shown). In the sewage pump 1, the motor (M) is driven, and the rotation of the motor shaft 4 of the motor (M) is performed by magnet couplings configured by
尚、ミキサー21とカッター23及びインペラ29の各回転中心には軸受ブッシュ20,28がそれぞれ嵌着され、これらの軸受ブッシュ20,28が各短軸18,19の周りを回転するため、両者間の摺動抵抗が小さく抑えられる。又、ミキサー21及びカッター23に作用するスラスト力はスラストパッド25によって受けられ、インペラ29に作用するスラスト力はスラストパッド31,32によって受けられる。因に、カッター23は粉砕作用を行うだけで、上方へのスラスト力(吸引力)は発生しないため、カッター23及びミキサー21に対しては1つのスラストパッド25を設けるだけで良い。
Incidentally, bearing
ここで、モータ(M)からカッター23への伝達トルクをTc、インペラ29への伝達トルクをTi、モータ(M)の駆動トルクTmとすると、これらの間には次の大小関係が成立するよう構成されている。
Here, when the transmission torque from the motor (M) to the
Tm>Ti>Tc …(1)
Tm≧Ti+Tc …(2)
本実施の形態では、モータ(M)の駆動トルクTmは約150W、カッター23への駆動トルクTcは約40W、インペラ29への伝達トルクTiは約100Wにそれぞれけ設定されており、上記(1)式と(2)式を共に満足している。
Tm>Ti> Tc (1)
Tm ≧ Ti + Tc (2)
In this embodiment, the driving torque Tm of the motor (M) is set to about 150 W, the driving torque Tc to the
ところで、(1)式に示すように、カッター23への駆動トルクTcをインペラ29への伝達トルクTiよりも小さくする(Tc<Ti)ための方法としては、磁束密度の異なるマグネットを使用する方法(マグネット22としてマグネット30よりも小さな磁束密度のものを使用する)、磁束密度が同じマグネットを使用する場合にはそれらのモールド深さを変える方法(マグネット22のモールド深さをマグネット30のそれよりも深くする方法(図示例では、マグネット22の右側の深さhを左側の深さh’よりも深くしている(h>h’)))、マグネットカップリングを構成する一対のマグネット間の距離を変える方法(例えば、スラストパッド25の間にワッシャを介設してマグネット16,22間の距離をマグネット17,30間の距離よりも大きく設定する)等が考えられる。
By the way, as shown in the equation (1), as a method for making the driving torque Tc to the
而して、前述のようにカッター23がカッターケース27内で回転するとともに、インペラ29がポンプケース3内のポンプ室37で回転すると、カッターケース27の側壁に開口する流入口からカッターケース27内へと流れ込んだ汚水に含まれる大便等の異物は、カッター23によって細かく粉砕され、汚水と共に複数の流出口27bから容器内へと流出する。そして、流出した汚水は、ポンプ室37内で回転するインペラ29のポンプ作用によって吸入口36からポンプ室37内へと吸引され、インペラ29によって昇圧された後に吐出ノズル3aの吐出口38へと排出され、該吐出ノズル3aに接続された不図示の排水管を経て不図示の下水管や浄化槽へと圧送される。
Thus, as described above, when the
ところで、誤ってハンカチ等を便器に落としてしまった場合、このハンカチ等はカッター23で切断することができないため、このハンカチ等がカッター23やミキサー21に絡み付いてカッター23とミキサー21の回転がロックされる。このような場合であっても、モータ軸4からカッター23及びミキサー21への動力の伝達にはマグネットカップリングが使用され、しかも、前述のようにカッター23への駆動トルクTcをインペラ29への伝達トルクTiよりも小さく(Tc<Ti)したため、モータ軸4は回転を続け、マグネット17,30で構成されるマグネットカップリングは正常に機能してモータ軸4の回転をインペラ29に伝達する。この結果、インペラ29は、回転軸4と共に回転し続け、カッター23による粉砕機能が停止した場合であっても、少なくともインペラ29は正常に回転して汚水を圧送し続けるため、揚水不能という事態の発生が免れ、汚水が容器から溢れ出す等の不具合が発生することがない。
By the way, if the handkerchief or the like is accidentally dropped into the toilet bowl, the handkerchief or the like cannot be cut by the
尚、ハンカチ等の絡み付きによってカッター23とミキサー21の回転がモータ軸4の回転に同調できなくなり、所謂脱調現象が発生すると、マグネット16,22間においてN極とS極による同極同士の反発と異極同士の引合が交互に繰り返され、カッター23への伝達トルクTcは平均的にはほぼ0となる(Tc≒0)。又、ドーナツリング状のマグネット16,22によって構成されたマグネットカップリングに脱調現象が発生すると、N極とS極による前記反発と引合によって大きな振動が発生するが、この振動は加速度センサ10によって検知されるため、この検知によって例えばアラームを発して脱調現象の発生を知らせ、適切な措置を促すことができる。
When the rotation of the
<実施の形態2>
次に、本発明の実施の形態2を図2に基づいて説明する。
<Embodiment 2>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図2は本実施の形態に係る汚水圧送ポンプの断面図であり、本図においては図1に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。 FIG. 2 is a cross-sectional view of the sewage pump according to the present embodiment. In FIG. 2, the same elements as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. Omitted.
本実施の形態に係る汚水圧送ポンプ1は、カッター23側のマグネット22を大径とし、これに対向するモータM側のマグネット16を小径とし、基板8上のマグネット22に対向する部位に回転センサ9’を配置し、該回転センサ9’によってマグネット22の回転に伴う交互の磁力の変化速度を検出することによってカッター23の回転を検出するようにしたものであって、他の構成は実施の形態1のそれと同様である。
In the sewage pump 1 according to the present embodiment, the
而して、本実施の形態に係る汚水圧送ポンプ1においては、カッター23にハンカチ等の異物が絡み付いたためにマグネットカップリングに脱調現象が発生したような場合には、カッター23の回転が減速又は停止するため、これを回転センサ9’によって検知することによって異常の発生を迅速に知ることができ、アラーム等を発して適切な措置を促すことができる。
Thus, in the sewage pump 1 according to the present embodiment, when a step-out phenomenon occurs in the magnet coupling because of foreign matter such as a handkerchief entangled with the
<実施の形態3>
次に、本発明の実施形態3を図3及び図4に基づいて説明する。
<
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図3は本実施の形態に係る汚水圧送ポンプの断面図、図4は同汚水圧送ポンプのカッター部及びインペラ部の拡大断面図であり、これらの図においては、前記実施の形態1において示したものと同一要素には同一符号を付している。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the sewage pump according to the present embodiment, and FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the cutter part and the impeller part of the sewage pump. The same elements as those in FIG.
本実施の形態に係る汚水圧送ポンプ1Aは、上からモータ(M)、粉砕部(C)、ポンプ部(P)を配置して成るポンプである。この汚水圧送ポンプ1Aにおいて、モータ(M)のハウジングを構成するモータケース2の下部にはカッターケース27が取り付けられており、該カッターケース27の下部にはポンプケース3が一体に形成されている。そして、ポンプケース3の下端面には底板34が取り付けられており、この底板34の中央には円孔状の吸入口36が開口している。
The sewage pump 1A according to the present embodiment is a pump in which a motor (M), a pulverizing part (C), and a pump part (P) are arranged from the top. In this sewage pump 1A, a
又、前記カッターケース27の側壁には、大きな1つの円孔状の流入口27aと小さな複数の円孔状の流出口27bが形成されている。尚、流入口27aには、不図示の便器から斜め下方に傾斜して延びる不図示の接続管が接続されている。
Further, a large circular hole inlet 27a and a plurality of small
ところで、前記モータケース2内には、その中心部にモータ軸4が垂直に配されており、該モータ軸4は上下一対のボールベアリング5によって回転自在に支承されている。このモータ軸4は、前記カッターケース27及びポンプケース3の中心部を貫通してポンプ室37まで下方に延び、そのポンプ室37内に臨む下端部にはインペラ29がナット39によって取り付けられている。尚、モータ軸4がモータケース2を貫通する部位(軸貫通部)は、オイルシール40によってそれぞれシールされている。
By the way, a motor shaft 4 is vertically arranged in the center of the motor case 2, and the motor shaft 4 is rotatably supported by a pair of upper and
又、モータ軸4のカッターケース27内に臨む部位の下端部には、図4に詳細に示すように、スリーブ41が挿通固定されており、このスリーブ41の外周には逆皿状のミキサー(カッター台)21が回転自在に支承されており、このミキサー21の上面にはカッター23が複数のビス24によって取り付けられている。
Further, as shown in detail in FIG. 4, a
ここで、前記スリーブ41のフランジ部41aの上面には、ドーナツリング状のマグネット16が取り付けられ、その上方の前記ミキサー21の底面には同様のマグネット22が取り付けられており、これら一対のマグネット16,22は、マグネットカップリングを構成しており、これらは間に介設されたリング状のスラストパッド25を介してモータ軸方向に相対向して配置されている。尚、スラストパッド25はジルコニア或はアルミナ製のセラミックによって構成されている。
Here, a donut ring-shaped
以上の構成を有する汚水圧送ポンプ1Aはその全体が不図示の容器内に収容されているが、以下、その作用について説明する。 The sewage pump 1A having the above configuration is entirely accommodated in a container (not shown), and the operation thereof will be described below.
便器からの汚水は、不図示の接続管の傾斜に沿って容器内の汚水圧送ポンプ1A内に流れ込む。汚水圧送ポンプ1Aにおいては、モータ(M)が駆動されており、そのモータ軸4の回転は、マグネットカップリングを構成する前記一対のマグネット16,22間に発生する磁気的な吸引力によってミキサー21及びカッター23に伝達されるとともに、インペラ29に直接伝達され、ミキサー21及びカッター29がカッターケース27内で回転するとともに、インペラ29がポンプ室37内で回転する。
The sewage from the toilet flows into the sewage pump 1A in the container along the inclination of the connection pipe (not shown). In the sewage pump 1A, the motor (M) is driven, and the rotation of the motor shaft 4 is caused by the magnetic attraction generated between the pair of
而して、汚水圧送ポンプ1Aに流れ込んだ汚水は、カッターケース27の側壁に開口する流入口27aからカッターケース27内に流入し、これに含まれる大便等の汚物は、回転するカッター23によって細かく粉砕された後、汚水と共に複数の流出口27bから不図示の容器内へと流出する。そして、流出した汚物を含む汚水(汚物混入水)は、ポンプ室37内で回転するインペラ29のポンプ作用によって吸入口36からポンプ室37内へ吸引され、インペラ29によって昇圧された後に吐出ノズル3aの吐出口38へと排出され、吐出ノズル3aに接続された不図示の排水管を経て不図示の下水道や浄化槽へと圧送される。
Thus, the sewage flowing into the sewage pump 1A flows into the
ところで、誤ってハンカチ等を便器に落としてしまった場合、このハンカチ等はカッター23で切断することができないため、このハンカチ等がカッター23やミキサー21に絡み付いてカッター23とミキサー21の回転がロックされる。このような場合であっても、モータ軸4からカッター23及びミキサー21への動力伝達手段にはマグネットカップリングが使用されているため、モータ軸4は回転を続け、該モータ軸4に直結されたインペラ29も回転を続けて所要のポンプ機能を果たす。このため、カッター23による粉砕機能が停止した場合であっても、少なくともインペラ29は正常に回転して汚水を圧送し続けるため、揚水不能という事態の発生が免れ、汚水が容器から溢れ出す等の不具合が発生することがない。
By the way, if the handkerchief or the like is accidentally dropped into the toilet bowl, the handkerchief or the like cannot be cut by the
尚、ハンカチ等の絡み付きによってカッター23とミキサー21の回転がモータ軸4の回転に同調できなくなり、所謂脱調現象が発生すると、マグネット16,22間においてN極とS極による同極同士の反発と異極同士の引合が交互に繰り返され、カッター23への伝達トルクは平均的にはほぼ0となる。又、マグネットカップリングを構成する一対のマグネット16,22において脱調現象が発生すると、N極とS極による前記反発と引合によって大きな振動が発生するが、その振動はモータケース2内に組み込んだ不図示の加速度センサによって検知されるため、この検知によって例えばアラームを発して脱調現象の発生を知らせ、適切な処置を促すことができる。
If the rotation of the
<実施の形態4>
次に、本発明の実施の形態4を図5に基づいて説明する。
<Embodiment 4>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図5は本実施の形態に係る汚水圧送ポンプのカッター部及びインペラ部の断面図であり、本図においては、図3及び図4に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての説明は省略する。 FIG. 5 is a cross-sectional view of the cutter part and the impeller part of the sewage pump according to the present embodiment. In this figure, the same elements as those shown in FIGS. 3 and 4 are denoted by the same reference numerals. Hereinafter, description thereof will be omitted.
本実施の形態に係る汚水圧送ポンプ1Bは、基本的には前記実施の形態2に係る汚水圧送ポンプ1Aと同じであり、カッター23への動力伝達手段としてのマグネットカップリングを構成する一対のマグネット16,22の配置が異なるのみである。
The sewage pump 1B according to the present embodiment is basically the same as the sewage pump 1A according to the second embodiment, and a pair of magnets constituting a magnet coupling as power transmission means to the
即ち、マグネットカップリングを構成する一対のリング状マグネット16,22のうち、内側に位置する小径のマグネット16はスリーブ41の外周部に取り付けられ、その外側に位置する大径のマグネット22はミキサー21の内周部に取り付けられ、両者は間に所定の隙間δを形成した状態で径方向に配置されている。
That is, of the pair of ring-shaped
而して、本実施の形態に係る汚水圧送ポンプ1Bの作用は前記実施の形態2に係る汚水圧送ポンプ1Aのそれと同じであり、モータ軸4の回転は径方向に配された一対のマグネツト16,22によって構成されるマグネットカップリングを介してカッター23及びミキサー21に伝達されるとともに、インペラ29に直接伝達されるため、これらが所定の速度で回転駆動される。そして、カッター23によって細かく粉砕された汚物を含む汚水(汚物混入水)は、ポンプ室37内で回転するインペラ29のポンプ作用によってポンプ室37内へ吸引され、インペラ29によって昇圧された後にポンプ室37外へと排出され、不図示の排水管を経て不図示の下水道や浄化槽へと圧送される。
Thus, the operation of the sewage pump 1B according to the present embodiment is the same as that of the sewage pump 1A according to the second embodiment, and the rotation of the motor shaft 4 is a pair of
ところで、誤って便器に落とされたハンカチ等がカッター23やミキサー21に絡み付いてカッター23とミキサー21の回転がロックされたような場合であっても、モータ軸4からカッター23及びミキサー21への動力伝達手段にはマグネットカップリングが使用されているため、モータ軸4は回転を続け、該モータ軸4に直結されたインペラ29も回転を続けて所要のポンプ機能を果たす。このため、カッター23による粉砕機能が停止した場合であっても、少なくともインペラ29は正常に回転して汚水を圧送し続けるため、揚水不能という事態の発生が免れ、汚水が容器から溢れ出す等の不具合が発生することがない。
By the way, even when a handkerchief or the like accidentally dropped on the toilet bowl gets entangled with the
本発明に係る汚水圧送ポンプは、水洗トイレ等から排出される汚水を圧送する水中モータ型のポンプとしてのみならず、適当な吸込管を接続することによって陸上ポンプとしての用途にも供することができる。 The sewage pressure pump according to the present invention can be used not only as a submersible motor type pump for pumping sewage discharged from a flush toilet or the like, but also for use as a land pump by connecting an appropriate suction pipe. .
1,1A,1B 汚水圧送ポンプ
2 モータケース
3 ポンプケース
4 モータ軸
9,9’ 回転センサ
10 加速度センサ(振動センサ)
16 マグネット
21 ミキサー
22 マグネット
23 カッター
25 スラストパッド
27 カッターケース
29 インペラ
37 ポンプ室
C 粉砕部
M モータ
P ポンプ部
1,1A , 1B sewage pump 2
16
Claims (4)
モータ軸の一方の軸端に固定された第1のマグネットとカッター側に固定された第2のマグネットとを隔壁又はスラストパッドを介してモータ軸方向に対向せしめて第1のマグネットカップリングを構成し、前記モータ軸の他方の軸端に固定された第3のマグネットとインペラ側に固定された第4のマグネットとを隔壁又はスラストパッドを介してモータ軸方向に対向せしめて第2のマグネットカップリングを構成し、前記モータ軸の回転を前記第1のマグネットカップリング及び前記第2のマグネットカップリングを介して前記カッターと前記インペラにそれぞれ伝達するとともに、前記モータから前記カッターへの駆動トルクを前記インペラへの駆動トルクよりも小さく設定し、前記第1のマグネットカップリングの脱調を検知する振動センサを前記モータの内部に組み込んだことを特徴とする汚水圧送ポンプ。 In a sewage pump that rotates and drives a cutter and an impeller by a motor and pumps sewage containing foreign matter crushed by the cutter by the impeller,
The first magnet coupling fixed to one shaft end of the motor shaft and the second magnet fixed to the cutter side are opposed to each other in the motor shaft direction through a partition wall or a thrust pad to constitute a first magnet coupling. The second magnet cup is configured such that the third magnet fixed to the other shaft end of the motor shaft and the fourth magnet fixed to the impeller are opposed to each other in the motor shaft direction through a partition wall or a thrust pad. together constitute a ring, for transmitting each rotation of the motor shaft to the first magnet coupling and the impeller and the second of said cutter via a magnet coupling, the driving torque from the motor to the cutter is set smaller than the driving torque to the impeller, it detects the step-out of the pre-Symbol first magnet cup-ring vibration Dirty water pressure-feed pump, characterized in that incorporating capacitors inside the motor.
The distance between the first magnet and the second magnet constituting the first magnet coupling is the distance between the third magnet and the fourth magnet constituting the second magnet coupling. by more, dirty water pressure-feed pump according to claim 1, wherein the driving torque to the cutter was set smaller than the driving torque to the impeller from the motor.
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