(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
呼び水を必要とするメインポンプに、吸気管を介して呼び水を供給する吸入ポンプに連結し、該吸気管の中途部に設けた自動排水弁を介して排水管を接続し、該排水弁に空気通路を設けたことを特徴とする自吸式ポンプの排水弁構造。
【請求項２】
前記排水弁を構成する弁体が球状であることを特徴とする請求項１記載の自吸式ポンプの排水弁構造。
【請求項３】
前記排水弁を構成する弁体が円錐状であることを特徴とする請求項１記載の自吸式ポンプの排水弁構造。
【請求項４】
前記排水弁を構成する弁体が板状であることを特徴とする請求項１記載の自吸式ポンプの排水弁構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、呼び水を必要とするメインポンプに、呼び水を供給するポンプ（吸入ポンプまたは真空ポンプ）を連結した構成において、該吸入ポンプの排水弁構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、呼び水を必要とするポンプ、例えば、渦巻きポンプを消防ポンプや揚水ポンプ等に適用した場合、速やかに給水して吐出するために、呼び水用の吸入ポンプが連結される。
図５、図６に示すように、前記吸入ポンプ１の内部構造は、駆動軸２７上にロータ２８が固定され、該ロータ２８の外周には半径方向に溝が刻まれ、該溝にベーン２９が摺動自在に挿入され、該ベーン２９の先端はケース３０の内面に摺接するようにしている。該ケース３０と前記駆動軸２７の軸心は偏心して配置され、ロータ２８の外周がケース３０内周に接する両側に、吸気口１ａと排気口１ｂを開口している。
【０００３】
そして、図示せぬ駆動装置により駆動プーリが回転駆動されると、駆動軸２７に固定されたロータ２８が回転され、このロータ２８に摺動自在に挿入されたベーン２９が吸入ポンプ１内面３０に摺接し、ロータ２８の外周とケース３０内面とベーン２９の間に挟まれた空間は、回転と共に次第に大きくなり吸気口１ａから空気が吸い込まれ、更に回動されるとその空気は閉じ込められて、排気口１ｂ側へ移動して排出される。
【０００４】
即ち、呼び水用吸入ポンプ１を運転し、吸水管１０、吸気管１５内の空気を吸い込み、排気管１６を通して空気を排出する。すると、吸気管１５、吸水管１０内の内部の絶対圧力は大気圧より下がり、止水バルブ２の弁体が下がり止水バルブ２が開いて、吸水管１０からメインポンプ３の吸入側に水が吸い込まれて呼び水が送られ、呼び水用吸入ポンプ１及びメインポンプ３内に水が満たさて送水状態となる。この一部の水は吸気管１５を通って吸入ポンプ１に吸い込まれるが、止水バルブ２には負圧が発生しなくなりバルブが閉じられ、メインポンプ３の運転により放水管１４を通して放水作業を開始できるのである。
【０００５】
前記吸入ポンプ１を長時間運転して低い絶対圧力を発生させる際には、該吸入ポンプ１の内部において、ベーン２９と吸入ポンプ１内面３０の摺接による摩擦熱が発生すると同時に空気が圧縮される作用により流体的な熱も発生する。そこで、図５、図６に示すように、吸入ポンプ１の吸気口１ａに空気孔８を設け、該空気孔８から外部の空気を吸気し、該空気よって吸入ポンプ１を冷却していたのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記吸入ポンプ１によって水を吸い上げ高い絶対圧力（吸気口１ａ内の圧力と大気圧の差が小さい）となると、前記空気孔８より吸気管１５内の水が噴出し、その噴出した水が吸入ポンプ１やメインポンプ３等に飛散するのであった。そのため、図６に示すように、前記空気孔８に噴出水処理用パイプ７等を接続し、該噴出水処理用パイプ７より水を排出するようにして水の飛散を防止していた。
このように、空気孔８を設けるためには、加工工程が必要であり、さらに、該空気孔８に噴出水処理用パイプ７等を接続するため部品数が増加し、従ってコスト高となるという問題があったのである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上のような課題を解決するために、次のような手段を用いる。即ち、請求項１においては、呼び水を必要とするメインポンプに、呼び水を供給する吸入ポンプを吸気管を介して連結し、該吸気管の中途部に設けた排水弁を介して排水管を接続し、該排水弁に空気通路を設けることによって、吸入ポンプに少量の空気を吸気して冷却することを可能とし、該吸入ポンプの焼き付きを防止することができるようにし、また、空気孔を設ける加工工程及び部品数を削減してコスト削減を行うことを可能とするものである。
【０００８】
また、請求項２においては、前記排水弁を構成する弁体を球状としたものである。
また、請求項３においては、前記排水弁を構成する弁体を円錐状としたものである。
また、請求項４においては、前記排水弁を構成する弁体を板状としたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一実施例を、添付の図面を基に説明する。図１は本発明のメインポンプを冷却するための冷却構造を示す回路図、図２は同じく側面断面図、図３は溝を削成した排水用弁座の斜視図、図４は同じく側面断面図、図５は従来のメインポンプを冷却するための冷却構造を示す回路図、図６は同じく側面断面図、図７は本発明の、弁体を球状とし、排水弁座に溝を削成した際の排水弁の側面断面図、図８は同じく、弁体を円錐状とし、排水弁座に溝を削成した排水弁の側面断面図、図９は弁体を円錐状とし、弁体に溝を削成した排水弁の側面断面図、図１０は弁体を円錐状とし、弁体に孔を上下方向に穿設した排水弁の側面断面図、図１１は本発明の、弁体を板状とし、排水弁座に溝を削成した排水弁の側面断面図、図１２は弁体を板状とし、弁体に溝を削成した排水弁の側面断面図、図１３は弁体を板状とし、弁体に孔を上下方向に穿設した排水弁の側面断面図である。
【００１０】
図１、図２において、メインポンプ３は渦巻きポンプからなるポンプであり、該メインポンプ３の吸水口３ａに吸水管１０の一端を接続し、該吸水管１０の他端を水源１９に投入している。放水口１２には放水弁１３を介して放水管１４が接続されている。
また、前記メインポンプ３には吸気管１５を接続しており、該吸気管１５の上流側には、止水バルブ２が介装され、下流側は呼び水用吸入ポンプ１の吸気口１ａに接続している。
【００１１】
前記吸入ポンプ１は、真空ポンプとしてロータリーポンプ、ローラーポンプ、ベーンポンプ等から構成できるものであり限定するものではない。該吸入ポンプ１の排気口１ｂは排気管１６と接続されている。
また、吸気管１５の中途部（止水バルブ２と吸気口１ａの間）には、排水弁１７を介して排水管１１の一端が接続され、該排水管１１の他端には残水処理用パイプ６が接続されている。前記排水弁１７は、球状に構成した弁体４と排水用弁座５１より構成されるものである。
【００１２】
このような構成において、呼び水用吸入ポンプ１を運転すると、吸水管１０、吸気管１５内の空気を吸い込み、排気口１ｂから排気管１６を通して空気を排出するので、吸気管１５の内部の絶対圧力が下がり、止水バルブ２の膜体が下がり止水バルブ２が開けられる。これにより吸水管１０の内部の絶対圧力も大気圧より下がり、水源１９の水面が大気圧に押されて吸水管１０の内部に水が上がり、該吸水管１０からメインポンプ３の吸入側に呼び水が送られる。なお、このとき放水弁１３は閉じられている。
そして、メインポンプ３内に水が満たされると、放水弁１３が開かれて放水口１２より吐出され、一部の水は吸気管１５を通って吸入ポンプ１に吸い込まれ、排気管１６より排出され、吸気管１５内の圧力は高くなり止水バルブ２は閉じられる。
【００１３】
次に、本発明の、吸入ポンプに空気を吸気して冷却することを可能とする排水弁の構造について説明する。
図３、図４、図７に示すように、前記排水用弁座５１はリング状に構成された部材であり、該排水用弁座５１の中央には排水孔５２が穿設され、該排水孔５２の下部周囲は、面取りされて傾斜面に形成されて斜面部５２ａとされて球状に構成した弁体４が密着できるようにしている。
そして、前記斜面部５２ａに、空気通路となる小さな溝５３が半径方向に穿設されて、対向するように二箇所配置して、斜面部５２ａと弁体４が密着された状態でも溝５３の部分だけ隙間ができて密着されず、溝５３を介して液体や空気が流通できるようにしている。
【００１４】
このような構成として、吸入ポンプ１を運転してメインポンプ３に呼び水を送り込む際、吸気管１５の内部の絶対圧力は下がり、それに従って斜面部５２ａに弁体４が当接して排出孔５２を閉じようとする。しかし、前記溝５３・５３より排水孔５２を通って、外部の空気を吸入ポンプ１内に供給することができ、該空気によって吸入ポンプ１を冷却することができるのである。よって、吸入ポンプ１の作動による摩擦熱等で生じる内部の加熱を防止でき、焼き付くことがないのである。
【００１５】
また、吸入ポンプ１によって高い絶対圧力（吸気口１ａ内の圧力と大気圧の差が小さい）を発生させる際には、吸気管１５内の水は、溝５３・５３より残水処理用パイプ６を通して排出し、吸入ポンプ２やメインポンプ１等に飛散することはないのである。
また、作業終了後には、吸気管１５の内部に残留する水を、排水孔５２より残水処理用パイプ６を通して排出することができるのである。
【００１６】
このように、前記排水用弁座５１に溝５３・５３を削成することによって、従来のように、空気孔８を設ける必要がなくなり、空気孔８を設けるための加工工程を削減でき、さらに、噴出水処理用パイプ７等の部材を設ける必要がなくなり、使用する部品を削減することができ、コスト削減を行うことができるのである。
【００１７】
なお、前記排水用弁座５１に溝５３・５３を２本設けているが、その数は限定されるものではなく、数を増減させて空気量の調節をすることもできる。
【００１８】
また、図８、図９、図１０に示すように、前記排水弁を球状とする代わりに円錐状の弁体５５とすることができる。即ち、図８に示すように、排水弁１７の空気通路である溝５８を、排水用弁座５１の斜面部５２ａに削成したり、また、図９に示すように、溝５９を弁体５５の斜面部５５ａに削成したり、さらに、図１０に示すように、弁体５５の上下方向に孔６０を穿設する構成とすることもできる。
よって、前記溝５８・５９や孔６０より排水孔５２を通って、外部の空気を吸入ポンプ１内に供給することができ、該空気によって吸入ポンプ１を冷却することができるのである。
【００１９】
また、図１１、図１２、図１３に示すように、前記排水弁を、板状の弁体６１と該弁体６１より小さい開口部を有する排水用弁座６２より構成することもできる。即ち、図１１に示すように、空気通路である溝６３を排水用弁座６２の下部の弁体６１と接する部分に削成したり、また、図１２に示すように、溝６４を弁体６１上部の排水用弁座６２と接する部分に削成したり、また、図１３に示すように、弁体６１の上下方向に孔６５を穿設することによって、前記溝６３・６４や孔６５より排水孔６６を通って、外部の空気を吸入ポンプ１内に供給することができ、該空気によって吸入ポンプ１を冷却することができるのである。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成したので、次のような効果を奏する。即ち、請求項１記載の如く、呼び水を必要とするメインポンプに、呼び水を供給する吸入ポンプを吸気管を介して連結し、該吸気管の中途部に排水バルブを介して排水管を接続し、該排水バルブを構成する排水用弁座に溝を設けたことによって、吸入ポンプに少量の空気を吸気して冷却することが可能となり、該吸入ポンプの焼き付きを防止することができ、また、空気孔を設ける加工工程及び部品数を削減してコスト削減を行うことができるのである。
【００２１】
また、請求項２記載の如く、前記弁体を球状とし、該弁体と排水弁座より排水弁を構成することによって、簡単な構成で、外部の空気を吸入ポンプ１内に供給することができ、該空気によって吸入ポンプ１を冷却することができるのである。
【００２２】
また、請求項３記載の如く、前記弁体を円錐状とし、該弁体と排水弁座より排水弁を構成することによって、簡単な構成で、外部の空気を吸入ポンプ１内に供給することができ、該空気によって吸入ポンプ１を冷却することができるのである。
【００２３】
また、請求項４記載の如く、前記弁体を板状とし、該弁体と排水弁座より排水弁を構成することによって、簡単な構成で、外部の空気を吸入ポンプ１内に供給することができ、該空気によって吸入ポンプ１を冷却することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のメインポンプを冷却するための冷却構造を示す回路図である。
【図２】同じく側面断面図である。
【図３】溝を削成した排水用弁座の斜視図である。
【図４】同じく側面断面図である。
【図５】従来のメインポンプを冷却するための冷却構造を示す回路図である。
【図６】同じく側面断面図である。
【図７】本発明の、弁体を球状とし、排水弁座に溝を削成した排水弁の側面断面図である。
【図８】同じく、弁体を円錐状とし、排水弁座に溝を削成した排水弁の側面断面図である。
【図９】弁体を円錐状とし、弁体に溝を削成した排水弁の側面断面図である。
【図１０】弁体を円錐状とし、弁体に孔を上下方向に穿設した排水弁の側面断面図である。
【図１１】本発明の、弁体を板状とし、排水弁座に溝を削成した際の排水弁の側面断面図である。
【図１２】弁体を板状とし、弁体に溝を削成した際の排水弁の側面断面図である。
【図１３】弁体を板状とし、弁体に孔を上下方向に穿設した排水弁の側面断面図である。
【符号の説明】
１  吸入ポンプ
３  メインポンプ
４・５５・６１  弁体
１１  排水管
１５  吸気管
１７  排水弁
５１  排水用弁座
５３  溝
【図１】
0003680974.tif 000002
【図２】
0003680974.tif 000003
【図３】
0003680974.tif 000004
【図４】
0003680974.tif 000005
【図５】
0003680974.tif 000006
【図６】
0003680974.tif 000007
【図７】
0003680974.tif 000008
【図８】
0003680974.tif 000009
【図９】
0003680974.tif 000010
【図１０】
0003680974.tif 000011
【図１１】
0003680974.tif 000012
【図１２】
0003680974.tif 000013
【図１３】
0003680974.tif 000014