JPS5843597B2 - ウエスコポンプの制御機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はウェスコポンプの制御機構に関するものである
。

従来より、井戸等に使用されるウェスコポンプは一般に
圧力タンクを備えており、この圧力タンク内の圧縮空気
圧を利用して圧力スイッチを動作させ、ポンプの駆動を
自動化していたが、圧力タンク内の空気が少なくなると
圧力スイッチの開閉が頻繁となり、スイッチを早期に焼
損したりポンプおよびタンク部分に悪影響を与える等の
欠点があり、この欠点を補なうために複雑な構成の空気
補給装置が必要である上、圧力タンクの容量が大きいの
で非常に嵩高く、運搬等の取扱いが不便であるとともに
据え付は面積が大きくなるものであった。

そこで近年、圧力タンクおよび空気補給装置を省略して
しかも圧力タンク付の場合と同様にポンプを運転できる
ようにしたいわゆるタンクレスポンプの開発が進められ
ている。

ウェスコポンプは圧力タンクを省略すると、圧力上昇が
早く、かなり多くの流量を使用する場合でも圧力が圧力
スイッチのＯＦＦ点に達して圧力スイッチが開閉を繰返
すもので、例えば第４図において流量がＱ２以下になれ
ば圧力がＯＦＦ点に達することになる。

なお、ＯＦＦ点を高くとって流量が少ないところで圧力
スイッチが動作するようにすれば、圧力スイッチを閉じ
たままでの使用流量の範囲を広くとることができるが、
モーターはポンプの吐出圧力が高くなる程過負荷になり
焼損の虞れがある。

これらの問題点を解決しなければタンクレスポンプとし
ては不完全である。

本発明は上記諸点に鑑みて種々研究を重ねた結果、使用
水量に応じてポンプ能力を変化させることにより、圧力
上昇を防ぎ、ポンプの過負荷を防止し、しかも少水量使
用時にはポンプ能力をおとして圧力スイッチのＯＦＦＦ
Ｆ下の圧力でポンプを連続運転でき、漏水程度の極少の
一定水量以下になったときにはじめて圧力スイッチが開
路ＯＦＦするよう発明したものであり、特に前記極少の
一定水量以下となったときにはポンプ能力を元に戻して
圧力を急上昇させて圧力スイッチを確実に開路できるよ
うにしたものである。

即ち本発明はウェスコポンプの吸込口から吐出口に到る
昇圧水路の途中に副吸込口を形成し、吸込口と吸水管と
を吸水主通路を介して、また副吸込口と吸水管とを吸水
補助通路を介してそれぞれ接続し、吸水補助通路と逆止
弁を装設し、また吸水主通路の途中を一旦二つの水路に
分岐して再び合する駅路となし、一方の水路には吐出水
路の流量の多少によって開閉動作する弁機構を備え、他
方の水路には吐出側の圧力変化に伴って開閉動作する弁
機構を備え、吐出側の圧力が低圧のとき後者の弁機構を
開いて吸水主通路を開通させ、圧力が高くなるに伴なっ
て吸水主通路を閉じて吸水補助通路を開きポンプ能力を
低下させ、さらに吐出水路の流量が極少の一定水量以下
のとき、上記前者の弁機構を開いて吸水主通路を開通さ
せ、吐出圧力を急上昇させるように構成したものである
。

その実施例を図により以下に説明する。

Ｐはウェスコポンプ、１はポンプＰのケーシング、２は
羽根車、３は井戸等からの吸水管、４は吐出水路である
。

５は吐出水路４の適所に装設した抵抗弁で、その上流側
と下流側とでは流量が極少の一定水量以上のとき差圧が
あり、前記一定水量以下になると差圧がなくなるように
しである。

６は吸込ロアから吐出口８に到る昇圧水路であり、この
昇圧水路６の中はどに副吸込口を形成している。

吸込ロアと吸水管３とは吸水主通路１０を介して、また
副吸込口９と吸水管３とは吸水補助通路１１を介してそ
れぞれ接続している。

１２は吸水主通路１０と吸水管３との接続部分に設けた
逆止弁、１３は吸水補助通路１１の昇圧水路６の近くに
装設した逆止弁である。

吸水主通路１０はその途中を一旦二つの水路１０ａ 、
１０ｂに分岐して再び合する駅路として形成している。

駅路の一力の水路１０ａには吐出水路４の流量の多少に
よって開閉動作する弁機構Ａを備えている。

この弁機構Ａは、水路１０ａ中の弁体２０ａの上方外部
にダイヤフラム２１ａにて仕切った上下二室２２ａ。

２３ａを設け、弁体２０ａの上部に連設した弁棒２４ａ
をそのダイヤフラム２１ａに連結して支持し、下室２３
ａにはダイヤフラム２１ａを弁体２０ａの開弁方向に押
圧するスプリング２５ａを備え、上室２２ａを吐出水路
４の抵抗弁５の上流側に、下室２３ａを下流側にそれぞ
れ連通管２６ａ 、 ２７ａを介して水が流入し得るよ
う連絡し、上下二室２２ａ 、２３ａの差圧の有無によ
って吐出水路４の流量を検知し、差圧があるとき即ち吐
出水路４の流量が極少の一定水量以下以上のときスプリ
ング２５ａに抗して閉弁し、差圧がないとき即ち吐出水
路４の流量が極少の一定水量以下以下となったときスプ
リング２５ａにより開弁するよう設定しである。

Ｂは駅路の他方の水路１０ｂに設けた弁機構で、吐出側
の圧力変化に伴なって開閉動作する。

即ち、この弁機構Ｂは、水路１０ｂ中の弁体２０ｂの上
方外部にダイヤフラム２１ｂにて仕切った上下二室２２
ｂ 、２３ｂを設け、弁体２０ｂの上部に連設した弁棒
２４ｂをそのダイヤフラム２１ｂに連結して支持し、下
室２３ｂには夕撃ヤフラム２１ｂを弁体２０ｂの開弁方
向に押圧するスプリング２５ｂを備え、上室２２ｂを吐
出水路４の抵抗弁５の上流側に連通管２．６ｂを介して
水が流入し得るよう連絡し、下室２３ｂを大気に通じさ
せ、上室２２ｂの圧力が一定圧力Ｐ１以下のときスプリ
ング２５ｂの押圧力により開弁状態にあり、前記一定圧
力２１以上になるとスプリング２５ｂに抗して閉弁する
ようにしである。

なお、吐出水路４の流量の多少によって開閉動作する弁
機構Ａおよび吐出側の圧力変化に伴なって開閉動作する
弁機構Ｂは、上記した実施例のものに限らず、吐出水路
４の流量を検知しであるいは圧力を検知して同様の開閉
動作を行なえるものであれ？ｆ！実施できるもので、例
えば電気的連絡手段を用いることも可能である。

図の３０は圧力スイッチ、４０は従来の圧カタ１ ンクに比し■〜Ｒ５程度のアキュームレータ、５０は蛇
口である。

次に本発明の動作を実施例につき説明する。

ポンプＰを設備した際の起動時においては、圧力スイッ
チ３０が閉状態であるので、電源を入れさえすればポン
プＰを運転できることになる。

吐出水路４内に水が流れ出すと、弁機構Ａの上下二基２
２ａ 、２３ａおよび弁機構Ｂの上室２２ｂにも水が流
入することになる。

そして蛇口５０を全開にしであると、吐出水路４の流量
が多くなるので、抵抗弁５の上流側と下流側即ち弁機構
Ａにおりる上室２２ａと下室２３ａとでは当然圧力に差
があり、この差圧によってダイヤフラム２１ａがスプリ
ング２５ａに抗して弁体２０ａの閉弁方向に押圧され、
弁機構Ａが閉塞することになるが、流量が０１以上の場
合、ポンプ吐出側即ち弁機構Ｂの上室２２ｂの圧力がＰ
１以下の低圧となるため、この圧力に抗するスプリング
２５ｂの押圧力によりダイヤフラム２１ｂが弁体２０ｂ
の開弁方向に押圧変位せしめられ、弁機構Ｂが開くもの
で、水は吸水主通路１０の途中に設けた駅路のうちこの
弁機構Ｂを備えた水路１０ｂから吸引されることに＼な
る。

このとき昇圧水路６の副吸込口９に接続した一吸水補助
通路１１においては逆止弁１３の昇圧水路６側が高圧に
、吸水管３側が低圧となるため、逆止弁１３は閉止した
ままであり、水は吸込ロアに接続した吸水主通路１０か
らのみ吸引され、ポンプＰ内の昇圧水路６の全長を使用
して吐出される。

そのときの圧力−流量特性は第４図に示すように吸水主
通路１０のみを開いた場合の圧力−流量特性と同一であ
る。

また圧力が圧力スイッチ３０のＯＦＦＦＦ下を維持して
いる。

ついで蛇口５０を閉めて使用水量をＱ１以下にすると吐
出圧力がＰ１以上となり、弁機構Ｂにおりる上室２２ｂ
内の圧力も高くなり、この圧力上昇に伴なってダイヤフ
ラム２１ｂがスプリング２５ｂの押圧力に抗して弁体２
０ｂの閉弁方向に押圧され、弁機構Ｂが閉塞状態に近ず
く。

このとき吐出水路４の流量が少量であっても抵抗弁５の
上流側の圧力に差があり、弁機構Ａは未だ閉塞状態を維
持することになる。

吸水主通路１０から吸水されなくなると、成木補助通路
１１における逆止弁１３の昇圧水路６側が低圧に、吸水
管３側が高圧となって逆止弁１３が開き、水は副吸込口
９から吸引されることになり、その分昇圧水路６が短わ
くなってポンプＰの能力が低下し、圧カー流特性は第４
図のように吸水主通路１０のみを開いた場合の圧力−流
量特性から吸水補助通路１１のみを開いた場合の圧力−
流量特性に近ずく。

特に蛇口５０を殆んど閉めて流量が極少の一定水量Ｑ３
に近くなると、弁機構Ｂが完全に閉塞され、水は副吸込
口９に接続した吸水補助通路１１からのみ吸引され、昇
圧水路６は実質的に全長の釣上程度を使用するだけで、
ポンプ能力が蛇口全開持も約半分となり、圧力−流量特
性が吸水補助通路１１のみを開いた場合の圧力−流量特
性と一致し、吐出圧力が圧力スイッチ３０のＯＦＦＦＦ
下に維持され、ポンプＰが連続運転される。

さらに蛇口５０を閉めて吐出水路４の流量をゼロもしく
は漏水程度の極少の一定水量δ２じ下にすると、低抗弁
５の上流側と下流側との差圧がなくなり、弁機構Ａにお
ける上室２２ａと下室２３ａの差圧もなくなって、ダイ
ヤフラム２１ａがスプリング２５ａにて弁体２０ａの開
弁方向に押圧されて弁機構Ａが開き、この弁機構Ａを備
えた水路１０ａが開通状態となって、再び吸水主通路１
０から吸水され、吸水補助通路１１が閉止される。

従って圧力−流量特性が吸水主通路１０のみを開いた場
合のモカー流量特性に戻ろうとして、吐出モカが急激に
上昇し、堕力スイッチ３０のＯＦＦＦＦ上となって圧力
スイッチ３０が直ちにＯＦＦし、ポンプＰが停止する。

この間漏水程度の出水はアキュームレーター４０にて行
ない、アキュームレーター４０の有効水量が流れ出てし
まうと、吐出水路４の正方が低下し、圧力スイッチ３０
のＯＮ点以下になって、ポンプＰがアキュームレーター
４０を満水状態にするまで運転されるもので、断続運転
を繰返すことになる。

勿論、蛇口が完全に閉められ漏水もなければ、ポンプＰ
は停止状態を続ける。

以上のように本発明は、ウェスコポンプの吸込口から吐
出口に到る昇モ水路の途中に副吸込口を形成し、吸込口
に接続した吸水主通路と副吸込口に接続した吸水補助通
路とを使用水量に応じて開閉し、蛇口を全開にした場合
には吸水主通路を開し いて充分な水勢の定格水量の吐出を行ないまた使用水量
が少ないときには吸水補助通路を開いて昇上水路を短か
くすることにより、ポンプ能力を下げて筆力上昇即ちポ
ンプの過負荷を防止でき、安定よく連続運転を行なえ、
消費電力も少ない。

特に本発明は上記吸水主通路の途中を駅路となし、駅路
の一方には吐出水路の流量の多少によって開閉動作する
弁機構Ａを備え、他方には吐出側の筆力変化に伴なって
開閉動作する弁機構Ｂを備えたものであるから、流量が
極少の一定水量以上のときには、弁機構Ａを閉じたまま
弁機構Ｂの筆力変化に応じた開閉により、吸水主通路と
吸水補助通路を開閉させてポンプ能力を確実に変化させ
ることができ、しかも吸水補助通路から吸水する場合の
重力−流量特性を圧力スイッチのＯＦＦＦＦ下に設定し
ておくことにより、吐出筆力を確実に圧力スイッチのＯ
ＦＦＦＦ下に維持でき、筆力が脈動することがあっても
圧力スイッチが早＜ＯＦＦする虞れを解消できる。

そして流量が極少の一定水量以下のときには弁機構Ａを
開いて吸水主通路から吸水を行なえるから、ポンプの吐
出筆力を急上昇させることができ、ポンプの抵抗損失等
により筆力がＯＦＦＦＦ上にならず圧力スイッチが働か
ない、というようなこともなく、圧力スイッチを確実に
余裕をもってＯＦＦさせることができ、安定性のよい開
閉動作を行なえる。

従って本発明は使用水量が少量になるのに伴なってポン
プの能力を下げるようにして過負荷を防止し得るもので
あるから、ポンプの吸込側と吐出側とを水帰還用のバイ
パス木綿こて連絡する必要がないは勿論、流量が極少の
一定水量以上のときはポンプが連続運転し、極少の一定
水量以下のときは断続運転するようポンプを自動制御で
きるので、タンクレスのウェスコポンプの制御機構とし
てスイッチの開閉頻度を著しく減少できる極めて好適な
ものであり、構造が簡単で小型化でき、運搬等の取扱い
が容易であるとともに、ポンプの据え付は面積を小さく
するのに役立ち、コスト低下に貢献できる等、優れた効
果を奏する発明である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示すものであり、第１図は暗示正
面図、第２図は吐出水路の流量の多少によって開閉動作
する弁機構の拡大断面図、第３図は吐出側の筆力変化に
伴なって開閉動作する弁機構の拡大断面図、第４図は匡
カー流量特性線図である。 Ｐ・・・・・・ポンプ、３・・・・・・吸水管、４・・
・・・・吐出水路、５・・・・・・抵抗弁、６・・・・
・・昇匡水路、７・・・・・・吸込口、８・・・・・・
吐出口、９・・・・・・副吸込口、１０・・・・・・吸
水主通路、１１・・・・・・吸水補助通路、１３・・・
・・・逆止弁、１０ａ 、１０ｂ・・・・・・駅路とな
る水路、Ａ・・・・・・吐出水路の流量の多少によって
開閉動作する弁機構、Ｂ・・・・・・吐出側の筆力変化
に伴って開閉動作する弁機構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ウェスコポンプＰの吸込ロアから吐出口８に到る昇圧
   水路６の途中に副吸込口９を形成し、吸込ロアど吸水管
   ３とを吸水主通路１０を介して、また副吸込口９と吸水
   管３とを吸水補助通路１１を介してそれぞれ接続し、吸
   水補助通路１１に逆止弁１３を装設し、また吸水主通路
   １０の途中を一旦二つの水路１０ａ 、１０ｂに分岐し
   て再び合する双路となし、一方の水路１０ａには吐出水
   路４の流量の多少によって開閉動作する弁機構Ａを備え
   、他方の水路１０ｂには吐出側の圧力変化に伴って開閉
   動作する弁機構Ｂを備えたことを特徴とするウェスコポ
   ンプの制御機構。 ２ 弁機構Ａとして、水路１０ａ中に設けた弁体２０ａ
   の上方外部にダイヤフラム２１ａにて仕切った上下二室
   ２２ａ、２３ａを設け、弁体２０ａ上部の弁棒２４ａを
   そのダイヤフラム２１ａに連結して支持し、下室２３ａ
   にはダイヤフラム２１ａを弁体２０ａの開弁方向に押圧
   するスプリング２５ａを備え、上室２２ａを吐出水路４
   に装設した抵抗弁５の上流側に、下室２３ａを下流側に
   それぞれ水が流入し得るよう連絡し、上下二室２２ａ
   、２３ａの差圧によりスプリング２５ａに抗して開弁す
   るようなした特許請求の範囲第１項記載のウェスコポン
   プの制御機構。 ３ 弁機構Ｂとして、水路１０ｂ中に設けた弁体２０ｂ
   の上方外部にダイヤフラム２１ｂにて仕切った上下二室
   ２２ｂ 、 ２３ｂを設け、弁体２０ｂの上部に連設し
   た弁棒２４ｂをそのダイヤフラム２１ｂに連結して支持
   し、下室２３ｂにはダイヤフラム２１ｂを弁体２０ｂの
   開弁方向に押圧するスプリング２５ｂを備え、上室２２
   ｂを吐出水路４に装設した抵抗弁５の上流側に水が流入
   し得るよう連絡し、上室２２ｂの圧力が一定圧力以上に
   なるとスプリング２５ｂに抗して開弁するようなした特
   許請求の範囲第１項または第２項記載のウェスコポンプ
   の制御機構。