(57)【要約】【課題】取扱液による凍結割れに適切に対応することができるポンプユニットの提供。【解決手段】ポンプユニット１００は、水の出入口が複数設けられたポンプ装置１と、複数の出入口のうち、少なくとも吐出口９を閉止し、且つ、ポンプ装置１内の接液部よりも剛性が低い変形部６１を備える閉止装置６０と、を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体の出入口が複数設けられたポンプ装置と、
前記複数の出入口の少なくとも一つを閉止し、且つ、前記ポンプ装置内の接液部よりも剛性が低い変形部を備える閉止装置と、を有する、ことを特徴とするポンプユニット。
【請求項２】
前記ポンプ装置の前記閉止装置と接続された接液部の少なくとも一部は、合成樹脂にて形成されており、
前記変形部の厚みは、前記合成樹脂にて形成された接液部の厚みよりも薄く形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のポンプユニット。
【請求項３】
前記変形部には、切り込み溝が形成されている、ことを特徴とする請求項１または２に記載のポンプユニット。
【請求項４】
前記切り込み溝は、少なくとも、前記変形部の背面側に形成されている、ことを特徴とする請求項３に記載のポンプユニット。
【請求項５】
前記閉止装置は、前記出入口に着脱可能に取り付けられる閉止部材を有し、
前記変形部は、前記閉止部材と一体で形成されている、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のポンプユニット。
【請求項６】
前記閉止部材に形成された前記変形部の背面側には、ネジ孔が形成されている、ことを特徴とする請求項５に記載のポンプユニット。
【請求項７】
前記閉止装置は、前記出入口に着脱可能に取り付けられる閉止部材を有し、
前記変形部は、前記閉止部材と別体で設けられている、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のポンプユニット。
【請求項８】
前記変形部は、ダイアフラムである、ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のポンプユニット。
【請求項９】
前記複数の出入口は、前記液体を吐出する複数の吐出口を含み、
前記閉止装置は、前記複数の吐出口の少なくとも一つに取り付けられている、ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のポンプユニット。
【請求項１０】
前記ポンプ装置は、
前記液体を吐出するポンプと、
前記ポンプを支持する合成樹脂製のユニットベースと、有し、
前記ユニットベースには、前記接液部として、前記ポンプの内部流路と連通する配管部が形成されており、
前記変形部は、前記配管部よりも剛性が低い、ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のポンプユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ポンプユニットとして、例えば、特許文献１に記載されているようなカスケードポンプ（渦流ポンプ、ウェスコポンプともいう）が知られている。このカスケードポンプは、水を汲み上げるポンプと、ポンプの背面側に設けられ、ポンプを駆動する電動機と、電動機に電力を供給するインバータ装置と、を有するポンプ装置であって、これらポンプ、電動機、インバータ装置は、ユニットベースに固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２１８６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このようなポンプ装置は、内部に残った取扱液が排出できていない状態で、例えば、冬季期間中に放置されてしまうと、取扱液が凍結してしまい、体積膨張による応力が発生する。そして、ポンプ装置内の接液部（ポンプケーシング、配管等）は、当該応力に耐えきれなくなったところで、応力割れする虞がある。この場合、応力割れした破損部を補強することが一般的であるが、当該破損部を補強すると、次に弱い部分が破損してしまうため、際限がない。また、全ての破損部に補強を行うと、接液部の形状が当初の形状からかけ離れてしまうと共に、重量も増大してしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、取扱液による凍結割れに適切に対応することができるポンプユニットの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の一態様に係るポンプユニットは、液体の出入口が複数設けられたポンプ装置と、前記複数の出入口の少なくとも一つを閉止し、且つ、前記ポンプ装置内の接液部よりも剛性が低い変形部を備える閉止装置と、を有する。
この構成によれば、ポンプ装置の液体の出入口の少なくとも一つを閉止する閉止装置が、ポンプ装置内の接液部よりも剛性が低い変形部を備えているため、ポンプ装置内で液体が凍結すると、先ず、閉止装置の変形部が変形するため、ポンプ装置内の接液部における応力の発生を緩和することができる。また、変形部が液体の体積膨張による応力に耐えきれなくなって破損したとしても、当該変形部は液体の出入口を閉止する閉止装置に設けられていることから交換が容易であり、全体的な部品交換には至らずに経済的に凍結割れに対応することができる。
【０００７】
（２）上記（１）に記載されたポンプユニットであって、前記ポンプ装置の前記閉止装置と接続された接液部の少なくとも一部は、合成樹脂にて形成されており、前記変形部の厚みは、前記合成樹脂にて形成された接液部の厚みよりも薄く形成されていてもよい。
この場合には、変形部の厚みと合成樹脂にて形成された接液部の厚みとの差で、変形部の剛性を管理することができるため、変形部の変形の度合いや破損のタイミングの調整等が容易になる。
【０００８】
（３）上記（１）または（２）に記載されたポンプユニットであって、前記変形部には、切り込み溝が形成されていてもよい。
この場合には、切り込み溝を起点として変形部が凍結割れしてくれるため、ポンプ装置内の接液部における凍結割れを確実に防止することができる。
【０００９】
（４）上記（３）に記載されたポンプユニットであって、前記切り込み溝は、少なくとも、前記変形部の背面側に形成されていてもよい。
この場合には、凍結により液体の体積が膨張し、変形部が膨らむように変形すると、変形部の背面側には引張応力が作用するため、当該背面側に切り込み溝を形成することで、変形部を凍結割れさせ易くすることができる。
【００１０】
（５）上記（１）〜（４）に記載されたポンプユニットであって、前記閉止装置は、前記出入口に着脱可能に取り付けられる閉止部材を有し、前記変形部は、前記閉止部材と一体で形成されていてもよい。
この場合には、閉止部材を取り換えることで、凍結割れした変形部も一緒に取り換えることができ、交換作業が容易になる。また、閉止部材を新たに取り付ける場合、変形部も一緒に取り付けることができるため、変形部の組み込み忘れを防止できる。
【００１１】
（６）上記（５）に記載されたポンプユニットであって、前記閉止部材に形成された前記変形部の背面側には、ネジ孔が形成されていてもよい。
この場合には、変形部の背面側にネジ孔を形成しておくことで、変形部が破損した場合であっても、応急処置としてプラグ等によって変形部の破れを塞ぐことができるため、現地ですぐにポンプを復旧させることができる。
【００１２】
（７）上記（１）〜（４）に記載されたポンプユニットであって、前記閉止装置は、前記出入口に着脱可能に取り付けられる閉止部材を有し、前記変形部は、前記閉止部材と別体で設けられていてもよい。
この場合には、例えば、既存の閉止部材に別体で変形部を追加することで凍結割れに対応でき、また、変形部が凍結割れしたときも、当該変形部だけを取り換えるだけで済むため、経済的である。
【００１３】
（８）上記（１）〜（７）に記載されたポンプユニットであって、前記変形部は、ダイアフラムであってもよい。
この場合には、ダイアフラムの大きな弾性変形によって変形部を破損させることなく、ポンプ装置内の接液部における応力の発生を緩和することができる。
【００１４】
（９）上記（１）〜（８）に記載されたポンプユニットであって、前記複数の出入口は、前記液体を吐出する複数の吐出口を含み、前記閉止装置は、前記複数の吐出口の少なくとも一つに取り付けられていてもよい。
この場合には、吐出口は配置的に液体を組み上げる吸込口よりも液体が溜まり易いことから、当該吐出口に変形部を有する閉止装置を取り付けることで、凍結割れを効果的に防止することができる。
【００１５】
（１０）上記（１）〜（９）に記載されたポンプユニットであって、前記ポンプ装置は、前記液体を吐出するポンプと、前記ポンプを支持する合成樹脂製のユニットベースと、有し、前記ユニットベースには、前記接液部として、前記ポンプの内部流路と連通する配管部が形成されており、前記変形部は、前記配管部よりも剛性が低くてもよい。
この場合には、接液部として配管部が形成され、非常に凍結割れが発生し易い合成樹脂製のユニットベースを効果的に保護することができる。ユニットベースは、ポンプユニットの土台となる基本部材であるため、ユニットベースに支持されている構成機器を取り外す等の煩わしい交換作業をしなくてもよくなる。
【発明の効果】
【００１６】
上記本発明の態様によれば、取扱液による凍結割れに適切に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態に係るポンプユニット１００を示す正面図である。
【図２】図１に示すポンプケーシング３０の内部構造を示す縦断面図である。
【図３】一実施形態に係るポンプユニット１００を示す外観斜視図である。
【図４】一実施形態に係るポンプユニット１００を示す底面図である。
【図５】図４の矢視Ａ−Ａ断面に対応する断面模式図である。
【図６】一実施形態に係るポンプユニット１００において水が凍結したときの閉止装置６０近傍の様子を示す断面模式図である。
【図７】一実施形態の閉止装置６０の変形例に係る閉止装置６０Ａを示す断面模式図である。
【図８】一実施形態の閉止装置６０の変形例に係る閉止装置６０Ｂを示す断面模式図である。
【図９】一実施形態の閉止装置６０の変形例に係る閉止装置６０Ｃを示す断面模式図である。
【図１０】一実施形態の閉止装置６０の変形例に係る閉止装置６０Ｄを示す断面模式図である。
【図１１】一実施形態の閉止装置６０の変形例に係る閉止装置６０Ｅを示す断面模式図である。
【図１２】一実施形態の閉止装置６０の変形例に係る閉止装置６０Ｅの閉止部材６２Ｅを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、一実施形態に係るポンプユニット１００について、図面を参照して説明する。
図１は、一実施形態に係るポンプユニット１００を示す正面図である。図２は、図１に示すポンプケーシング３０の内部構造を示す縦断面図である。
ポンプユニット１００は、ポンプ装置１と、閉止装置６０（後述する図５参照）と、を備える。
【００１９】
図１に示すように、ポンプ装置１は、水を汲み上げるポンプ２と、ポンプ２の背面側に設けられ、ポンプ２を駆動する電動機（不図示）と、電動機に電力を供給するインバータ装置４と、これらポンプ２、電動機、インバータ装置４を支持する合成樹脂製のユニットベース５と、を有する。また、ポンプ２、電動機、インバータ装置４は、合成樹脂製のユニットカバー６によって略全体を覆われている。
【００２０】
ポンプ２は、摩擦ポンプとも称されるカスケードポンプであって、図２に示すように、羽根車２０と、羽根車２０を収納するポンプ室３１を形成するポンプケーシング３０と、を有する。ポンプケーシング３０の正面側には、図１に示すように、ポンプケーシングカバー５０が取り付けられており、これを取り外すと羽根車２０にアクセスすることができる。羽根車２０は、図２に示すように、周縁部に多数の溝２１が切られた円板状に形成されており、その周縁部によって、ポンプ室３１に存在する水を、ほぼ１回転させながら昇圧させるものである。
【００２１】
このポンプ２は小型であるが、１個の羽根車２０で数段の渦巻ポンプに匹敵する揚程を得られ、小容量高揚程の目的に適している。また、カスケードポンプは、自吸性を有するので、ポンプ２よりも低い位置に設置された受水槽に蓄えた水や井戸水を汲み上げるのに適している。
電動機は、羽根車２０を回転させることによりポンプ２を駆動させる。電動機の駆動は、インバータ装置４によって制御されており、ポンプ２の可変運転が可能とされている。ここで、インバータ装置４にて可変速運転する必要がない場合は、インバータ装置４は可変速手段を有さなくてもよい。
【００２２】
図１に示すように、ポンプ装置１の正面には、ユニットカバー６から露出する吸込口７と、吐出口８とが設けられている。吸込口７は、図２に示すポンプケーシング３０の内部に形成された内部流路３２の一端部３２ａと連通し、吐出口８は、この内部流路３２の他端部３２ｂと連通している。内部流路３２には、ポンプ室３１と、気水分離室３３とが形成されている。
【００２３】
内部流路３２のうち、一端部３２ａからポンプ室３１までの吸込流路３４には、フローチェッキ弁３５が設けられている。フローチェッキ弁３５は、ポンプ室３１よりも高い位置に設けられ、ポンプ２の駆動に先立ち、ポンプ室３１の内部を満水させて自吸に必要な水位を確保すると共に、ポンプ２の停止時の水の逆流を防止し、常にポンプ室３１を満水にする役割を有する。すなわち、フローチェッキ弁３５は、ポンプ２の停止時、自重によって吸込流路３４を閉じ、ポンプ２の駆動時には、吸込流路３４を上ってくる水（始動時は空気を含む）によって押し上げられて吸込流路３４を開く。
【００２４】
ポンプ室３１の下流側には、気水分離室３３が配置されている。内部流路３２のうち、ポンプ室３１と気水分離室３３との間の接続流路３６には、ポンプ室３１から吐出された液体が衝突するバッフル３７が配置されている。気水分離室３３の底部には、ポンプ室３１に連通する孔部３３ａが形成されている。孔部３３ａは、ポンプ２の始動時の自吸運転時に、気水分離室３３で空気と分離した水を、ポンプ室３１に再び戻すものであり、これによりポンプ室３１における負圧を発生させ、吸込流路３４内の空気をなくし、水を吸い上げる。
【００２５】
気水分離室３３の上方には、呼び水口３８が形成されている。呼び水口３８は、呼び水栓３９によって閉止されている。呼び水栓３９は、ポンプ２の設置時等でポンプケーシング３０内に水が満たされていない状態で、且つ、ポンプ２の始動前に開けられ、呼び水口３８から呼び水を注水することにより、気水分離室３３は呼び水時水位４０まで満水となる。上述したポンプ２の駆動によって、自吸運転が行われ、吸込流路３４内の空気がなくなり、水が上がってくると、自吸運転は終わり、気水分離室３３及び気水分離室３３より下流側が水で満たされた後は、ポンプ２の駆動によって揚液運転がなされる。
【００２６】
内部流路３２のうち、気水分離室３３から他端部３２ｂまでの吐出流路４１には、圧力センサ４２が設けられている。圧力センサ４２は、呼び水時水位４０よりも上方に配置され、自吸運転が完了し、水で満たされた吐出流路４１の圧力を検出する。圧力センサ４２の検出結果は、インバータ装置４に出力され、インバータ装置４は、公知の吐出圧一定制御や推定末端圧一定制御等の目標圧力と当該検出結果に基づいて、電動機の駆動を制御する。
【００２７】
また、吐出流路４１には、図示しない圧力タンクが設けられている。圧力タンクは、耐圧容器内にゴム製のブラダが内蔵されており、ポンプ２の吐出圧力が上昇するとブラダの外側の空気を圧縮し水が加圧状態で貯留される。また、例えば、水の使用に伴い、吐出流路４１内の圧力が低下するにつれて、圧縮された空気が膨張し、貯留された水を吐出流路４１に押し出す。このようにして、ポンプ２の起動直後で、給水に十分な回転速度まで上昇していなくても、しばらくは圧力タンクから吐出流路４１に水を供給することができる。
【００２８】
図３は、一実施形態に係るポンプユニット１００を示す外観斜視図である。図４は、一実施形態に係るポンプユニット１００を示す底面図である。図５は、図４の矢視Ａ−Ａ断面に対応する断面模式図である。
図３に示すように、ポンプ装置１には、吐出口８の他に、吐出口９，１０が設けられている。吐出口９，１０は、合成樹脂製のユニットベース５に一体で形成された配管部１１を介して互いに連通している。配管部１１は、２方向に分岐する分岐配管であり、その上流側には、接続フランジ１１ａが設けられている。
【００２９】
配管部１１は、図４に示すように、連結管１２を介して、吐出口８の底部と連結されている。吐出口８の底部にも、吸込口７の底部に設けられた接続フランジ１３（実際には不図示の閉止フランジによって閉止されている）と同様の接続フランジが設けられており、当該接続フランジに、連結管１２の一端部１２ａがボルトを介して接続されている。また、連結管１２の他端部１２ｂは、配管部１１の接続フランジ１１ａにボルトを介して接続されている。
【００３０】
連結管１２は、羽根車２０、ポンプケーシング３０及びポンプケーシングカバー５０と同じ銅合金製である。そして、銅合金製の連結管１２は、ユニットベース５に形成された合成樹脂製の配管部１１よりも剛性が高い。また、連結管１２は、図４に示すように、吐出口８の底部と配管部１１の底部との間を接続するため、略Ｕ字状となり、水が溜まり易い構成となっている。
【００３１】
図３に示すように、ポンプ装置１は家庭用であり、取扱液の供給源である水槽、井戸または水道管等と流体的に接続される吸込配管と、供給先（家屋内外の水栓等）へと接続される吐出配管との取り合い位置に自由度を持たせるために、吐出口８の他に、吐出口９，１０が設けられている。また、同様の理由により吸込口７も複数設けてもよい。
【００３２】
吐出口９，１０は、吐出口８が使用されている場合（吐出口８に取扱液の供給先へとつながる吐出配管が接続されている場合）には、ポンプ２の取扱液の排出先としては使用しないため、閉止して取扱液が漏れるのを防止する必要がある。本実施形態では、吐出口９，１０のうち、吐出口９には、図５に示すような閉止装置６０が取り付けられている。一方、吐出口１０には、金属製の閉止フランジ（不図示）が取り付けられている。なお、吐出口１０にも、以下に説明する閉止装置６０を取り付けてもよい。
【００３３】
閉止装置６０は、図５に示すように、配管部１１に接続されており、ポンプ装置１内の接液部である合成樹脂製の配管部１１よりも剛性が低い変形部６１を備える。ここで、ポンプ装置１内の接液部とは、ポンプ装置１の装置内部で取扱液と接する部分を意味し、例えば、図２に示すように、ポンプ室３１、内部流路３２及び気液分離室３３等を形成するポンプケーシング３０及びポンプケーシングカバー５０、図４に示すように、内部流路３２と連通するユニットベース５の配管部１１、内部流路３２と配管部１１との間を連結する連結管１２、及び、図２に示すように、内部流路３２に沿って設けられたフローチェッキ弁３５、呼び水栓３９、圧力センサ４２等を含む。一般的に液体を搬送するポンプは、空気を吸うとエアロック等が発生し故障してしまう虞があるため、前述した自吸運転が完了した後は、意図的にポンプ装置１内の水を抜かない限りは、ポンプ装置１内の流路は取扱液にて満たされている。
【００３４】
本実施形態では、ポンプ装置１内の接液部のうち、ユニットベース５に形成された合成樹脂製の配管部１１が、最も剛性が低く、そして、変形部６１は、この配管部１１よりも剛性が低くなっている。本実施形態では、変形部６１が、配管部１１（ユニットベース５）と同一の材料から形成されており、配管部１１の厚み（肉厚）をｔ１としたときに、ｔ１よりも薄いｔ２の厚みを有している。一例として、ｔ１が３．０〜５．０ｍｍのとき、ｔ２は、０．５〜２．０ｍｍ程度になっている。
【００３５】
特に、ポンプユニット１００は、屋外設置されるため、設置面からの冷気にて連結管１２内の取扱液が凍結する虞がある。本実施形態では、配管部１１は銅合金製の連結管１２と流体的に連通しており、連結管１２内の搬送液が凍結し膨張した衝撃が配管部１１に伝わって、結果的に連結管１２より剛性の弱い配管部１１が破損する虞がある。そのため、配管部１１の凍結割れを防止するためには、連結管１２と近接した液体の出入口である吐出口８，９，１０の何れかに、閉止装置６０を接続するとより効果的である。
【００３６】
また、変形部６１には、切り込み溝６３が形成されている。切り込み溝６３は、変形部６１の背面６１ｂに対して断面視Ｖ字のスリット状に形成された溝であり、変形部６１の厚みを局所的に薄くしている。なお、切り込み溝６３は、十字等にクロスして複数形成してもよいし、任意の方向に複数の溝を設けてもよい。また、切り込み溝６３は、変形部６１の正面６１ａ側（吐出口９に対向する側）にも形成してもよい。さらに、正面６１ａ側と背面６１ｂ側に形成された切り込み溝６３は、背中合わせで一致するように形成してもよいし、一致させなくてもよい。
【００３７】
この変形部６１は、閉止部材６２に一体で形成されている。閉止部材６２は、閉止装置６０の構成部材であり、不図示のボルトを介して吐出口９周りの接続フランジ１１ｂに着脱可能に取り付け可能なフランジ部６２ａを有している。この閉止部材６２には、ネジ孔６４が形成されている。ネジ孔６４は、閉止部材６２に形成された変形部６１の背面６１ｂ側に形成されている。本実施形態のネジ孔６４は、変形部６１の背面６１ｂに対して垂直方向に形成されているが、背面６１ｂにアクセス可能であれば、例えば、変形部６１の背面６１ｂに対して斜め方向に形成されていてもよい。
【００３８】
また、吐出口９と閉止装置６０との接続方法は、上述した接続フランジ１１ｂとフランジ部６２ａによる接続に限らない。例えば、ねじ込みにて接続されてもよい。具体的には、フランジ１１ｂ並びにフランジ部６２ａに代えて吐出口９と閉止部材６２が螺合可能なネジ溝を形成して、吐出口９に形成したメネジに閉止部材６２に形成したオネジをねじ込む等することで、吐出口９と閉止部材６２とを接続してもよい。また、吐出口９と閉止部材６２とを接続するために何らかの締結具を用いてもよい。
【００３９】
続いて、上記構成の閉止装置６０による作用について説明する。
【００４０】
図６は、一実施形態に係るポンプユニット１００において水が凍結したときの閉止装置６０近傍の様子を示す断面模式図である。
ポンプ装置１の内部に水が残った状態で、例えば、冬季期間中に放置されてしまうと、図６（ａ）に示すように、水が凍結してしまう。具体的には、図４に示すように、ユニットベース５の底部にＵ字状に配管された連結管１２の中に残った水が底冷えによって徐々に凍結していき、その凍結が、配管部１１の中まで進行し、吐出口９を閉止する閉止装置６０まで到達する。
【００４１】
ここで、閉止装置６０は接液部である配管部１１に接続され、ポンプ装置１内の接液部よりも剛性が低い変形部６１を備えている。このように、本実施形態では、ポンプ装置１の吐出口９を閉止する閉止装置６０が、ポンプ装置１内の接液部よりも剛性が低い変形部６１を備えているため、ポンプ装置１内で水が凍結すると、図６（ａ）に示すように、先ず、閉止装置６０の変形部６１が変形する。変形部６１が変形すると、ポンプ装置１内の接液部における体積（空間）が大きくなるため、その分、ポンプ装置１内の接液部における応力の発生を緩和することができる。
【００４２】
また、図６（ｂ）に示すように、変形部６１が水の体積膨張による応力に耐えきれなくなって破損したとしても、この変形部６１は、吐出口９を閉止する閉止装置６０に設けられていることから交換が容易であり、全体的な部品交換には至らずに経済的に凍結割れに対応することができる。したがって、本実施形態の態様によれば、取扱液による凍結割れに適切に対応することができる。
【００４３】
また、変形部６１は、合成樹脂製のユニットベース５に形成された配管部１１よりも剛性が低くなっている。したがって、配管部１１が形成され、非常に凍結割れが発生し易い合成樹脂製の接液部を効果的に保護することができる。例えば、このユニットベース５は、図１に示すようにポンプユニット１００の土台となる基本部材であるため、ユニットベース５が破損すると、ユニットベース５に支持されている構成機器（ポンプ２、モータ、インバータ装置４等）を取り外す等の煩わしい交換作業を行わなければならない。このような作業をしなくてもよくなるため、給水不能な時間を短縮でき、供給先への断水時間が短縮される。
【００４４】
また、変形部６１の厚みｔ２は、図５に示すように、配管部１１の厚みｔ１よりも薄く形成されている。この構成によれば、変形部６１の厚みｔ２と配管部１１の厚みｔ１との差で、変形部６１の剛性を管理することができるため、変形部６１の変形の度合いや破損のタイミングの調整等が容易になる。なお、この場合、配管部１１と変形部６１が同一の材料から形成されていることを前提とすることが好ましいが、例えば、異種材料であっても剛性が略同じものであれば、厚みの比較で剛性を管理することができる。
【００４５】
さらに、本実施形態の変形部６１には、切り込み溝６３が形成されており、図６（ｂ）に示すように、変形部６１が切り込み溝６３を起点として凍結割れし易くなるため、ポンプ装置１内の接液部における凍結割れを確実に防止することができる。また、図６（ａ）に示すように、凍結により水の体積が膨張し、変形部６１が膨らむように変形すると、変形部６１の背面６１ｂ側には引張応力が作用するため、本実施形態のように、変形部６１の背面６１ｂ側に切り込み溝６３を形成することで、変形部６１をより凍結割れさせ易くすることができ、接液部を保護することができる。
【００４６】
また、本実施形態の変形部６１は、吐出口９に着脱可能に取り付けられる閉止部材６２と一体で形成されているため、閉止部材６２を取り換えることで、凍結割れした変形部６１も一緒に取り換えることができ、その交換作業が容易になる。また、閉止部材６２を新たに取り付ける場合、変形部６１も一緒に取り付けることができるため、変形部６１の組み込み忘れを防止できるメリットがある。
【００４７】
加えて、本実施形態では、閉止部材６２に形成された変形部６１の背面６１ｂ側に、ネジ孔６４が形成されているため、図６（ｂ）に示すように、変形部６１が破損した場合であっても、応急処置としてプラグ７０によって変形部６１の破れを塞ぐことができるため、現地においてポンプ２をすぐに復旧させることができる。
【００４８】
また、本実施形態では、水を吐出する複数の吐出口８，９，１０のうち、吐出口９に閉止装置６０が取り付けられている。本実施形態では、ポンプ２で加圧した取扱液を、吐出口８を使用して給水先へ搬送することを前提としているため、この吐出口８には閉止装置６０を取り付けられないが、仮に、吐出口８を使用していない場合、吐出口８に閉止装置６０を取り付けてもよい。例えば、吐出口８に閉止装置６０を取り付けたとしても、吐出口８，９，１０は、配管部１１及び連結管１２を介して連通しているため、上述した作用と同様の作用が得られる。また、吐出口８，９，１０は、取扱液の供給源と接続される吸込口７よりも水が溜まり易いことから、これら吐出口８，９，１０に変形部６１を有する閉止装置６０を接続することで、凍結割れを効果的に防止することが可能となる。
【００４９】
このように、上述の本実施形態によれば、水の出入口（吸込口７、吐出口８，９，１０を含む）が複数設けられたポンプ装置１と、複数の出入口のうち、少なくとも一つ（吐出口９）を閉止し、且つ、ポンプ装置１内の接液部よりも剛性が低い変形部６１を備える閉止装置６０と、を有する、という構成を採用することによって、取扱液による凍結割れに適切に対応することができるポンプユニット１００が得られる。
【００５０】
以上、本発明の好ましい実施形態を記載し説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、特許請求の範囲によって制限されている。
【００５１】
例えば、本発明の実施形態の一態様として、以下のような変形例を採用し得る。なお、以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【００５２】
図７は、一実施形態の閉止装置６０の変形例に係る閉止装置６０Ａを示す断面模式図である。
図７に示す閉止装置６０Ａは、変形部６１Ａと、変形部６１Ａと別体で設けられた閉止部材６２Ａと、を有する。変形部６１Ａは、ゴム等の弾性体から形成されたダイアフラムであって、有頂円筒状の本体部６１Ａ１と、本体部６１Ａ１の開口縁部に設けられたフランジ部６１Ａ２と、を有する。配管部１１の端面と対向する閉止部材６２Ａの対向面には、フランジ部６１Ａ２を配置（挟持）するための溝６２ｂが形成されている。
【００５３】
このような構成によれば、変形部６１Ａはダイアフラムから形成されているため、変形可能領域が大きく、水の凍結による体積膨張を十分に吸収することができる。このため、変形部６１Ａを破損させることなく、ポンプ装置１内の接液部における応力の発生を緩和することができる。また、この変形部６１Ａは、閉止部材６２Ａと別体で設けられているため、例えば、既存の閉止部材６２Ａに変形部６１Ａを追加することで凍結割れに対応でき、また、変形部６１Ａが仮に破損したときも、この変形部６１Ａだけを取り換えるだけで済むため、経済的である。また、変形部６１Ａのダイアフラムはゴム等の弾性体であるため、接液部の合成樹脂よりも剛性が低いといえる。
【００５４】
図８は、一実施形態の閉止装置６０の変形例に係る閉止装置６０Ｂを示す断面模式図である。
図８に示す閉止装置６０Ｂは、アタッチメント部材６７を介して、閉止部材６２Ｂが配管部１１に着脱可能に取り付けられている。アタッチメント部材６７は、配管部１１にボルトを介して接続されるフランジ６７ａと、閉止部材６２Ｂが螺合するネジ６７ｂと、配管部１１の端面と対向する対向面にＯリング６５を配置する溝６７ｃと、を有する。この閉止装置６０Ｂでは、変形部６１Ｂは閉止部材６２Ｂと別体であるが、変形部６１Ｂが閉止部材６２Ｂに一体的に組み込まれている。変形部６１Ｂは、ダイアフラムであり、有頂円筒状の本体部６１Ｂ１と、本体部６１Ｂ１の開口縁部に設けられたフランジ部６１Ｂ２と、を有する。アタッチメント部材６７には、その内壁面にネジ６７ｂが形成されており、閉止部材６２Ｂの中空筒状のネジ軸６２ｄが螺合している。ネジ軸６２ｄの内壁面には、フランジ部６１Ｂ２が係合する溝６２ｂが形成されている。
【００５５】
また、配管部１１の端面と対向するアタッチメント部材６７の対向面には、Ｏリング６５を配置する溝６７ｃが形成されている。さらに、閉止部材６２Ｂには、ネジ軸６２ｄを回すための六角ヘッド等のネジ回し部６６が形成されている。このような構成によれば、閉止部材６２Ｂは、ネジ回し部６６を回すことによってアタッチメント部材６７を介して配管部１１に一体的に取り付けることができる。また、閉止部材６２Ｂには、変形部６１Ｂが一体的に組み込まれているため、変形部６１Ｂの組み忘れを防止できる。
【００５６】
図９は、一実施形態の閉止装置６０の変形例に係る閉止装置６０Ｃを示す断面模式図である。
図９に示す閉止装置６０Ｃは、アタッチメント部材６７を介して、閉止部材６２Ｃが配管部１１に着脱可能に取り付けられている。閉止部材６２Ｃは、変形部６１Ｃが一体で形成された水抜きキャップであり、ネジ孔６２Ｃ１と、キャップの内側と外側とを連通する水抜き孔６２Ｃ２と、を有する。アタッチメント部材６７は、配管部１１にボルトを介して接続されるフランジ６７ａと、閉止部材６２Ｃが螺合するネジ６７ｂと、配管部１１の端面と対向する対向面にＯリング６５を配置する溝６７ｃと、を有する。
【００５７】
この構成によれば、アタッチメント部材６７に対して閉止部材６２Ｃを螺入することで、ネジ６７ｂの先端を変形部６１Ｃに突き当てて水抜き孔６２Ｃ２を閉止でき、また、逆に、閉止部材６２Ｃの螺入を解除することで、ネジ６７ｂの先端を変形部６１Ｃから離して水抜き孔６２Ｃ２を開放することができる。また、このような構成において、水抜き孔６２Ｃ２を閉止した状態で水が凍結した場合であっても、閉止部材６２Ｃが変形部６１Ｃを備えているため、ポンプ装置１内の接液部における凍結割れを防止することができる。
【００５８】
図１０は、一実施形態の閉止装置６０の変形例に係る閉止装置６０Ｄを示す断面模式図である。
図１０に示す閉止装置６０Ｄは、変形部６１Ｄを複数備えている。アタッチメント部材６７は、変形部６１Ｄを複数配置するための階段状の段差溝６７ｄを有するとよい。段差溝６７ｄは、配管部１１に向かって径が段階的に小さくなるように形成されている。変形部６１Ｄは、破損を目的とした有頂筒状の樹脂部品であって、配管部１１側に径が小さいもの、その背面側に径が大きいものが配置されている。また、変形部６１Ｄには、一つまたは複数の切り込み溝（不図示）を設けてもよい。閉止部材６２Ｄは、アタッチメント部材６７の段差溝６７ｄの内側に形成されたネジ６７ｂに螺合するネジ軸６２Ｄ１を有する。このような構成によれば、１段目の変形部６１Ｄが凍結割れしたとしても、２段目の変形部６１Ｄが凍結割れしていなければ、交換作業を伴うことなく、ポンプ装置１の使用を継続できるメリットがある。なお、変形部６１Ｄは、ゴム等の弾性部材を用いたダイアフラムを複数備えてもよい。
【００５９】
図１１は、一実施形態の閉止装置６０の変形例に係る閉止装置６０Ｅを示す断面模式図である。図１２は、一実施形態の閉止装置６０の変形例に係る閉止装置６０Ｅの閉止部材６２Ｅを示す斜視図である。
図１１に示す閉止装置６０Ｅでは、アタッチメント部材６７を介して、図２に示す呼び水栓３９と同様な構成の閉止部材６２Ｅが取り付けられている。閉止部材６２Ｅは、アタッチメント部材６７のネジ６７ｂに螺合するネジ軸６２Ｅ１と、ネジ軸６２Ｅ１をネジ回しする工具を係合させる係合部６２Ｅ２と、を有する。係合部６２Ｅ２は、図１２に示すように、平面視Ｌ字状の複数のリブによって形成されている。そして、リブとリブの十字の谷間に変形部６１Ｅが形成されると共に、当該谷間に工具が係合する構成となっている。このような構成であっても、リブとリブの谷間を深くすることで、ネジ回しする機構を維持しつつ、変形部６１Ｅを一体で形成することができる。
【００６０】
上述した配管部１１と閉止装置６０並びに上述した変形例（閉止装置６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ，６０Ｅ）との接続方法は、上述した接続方法に限らない。例えば、アタッチメント部材６７はなくてもよい。具体的には、配管部１１と閉止装置６０が螺合可能なネジ溝を形成して、配管部１１に形成したメネジに閉止装置６０に形成したオネジをねじ込む等することで、配管部１１と閉止装置６０とを接続してもよい。また、配管部１１と閉止装置６０とを接続するために何らかの締結具を用いてもよい。
【００６１】
このように、閉止装置６０並びに上述した変形例（閉止装置６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ，６０Ｅ）の適用箇所は、吸込口７や吐出口８，９，１０に限定されず、例えば、図９に示す水抜き孔６２Ｃ２を閉止する水抜き孔用のキャップであってもよい。上述したポンプユニット１００は、取扱液の供給源に接続される吸込口７は１個所だが、吸込口７が複数設けてある給水装置であれば、複数の吸込口７の何れかに閉止装置６０を接続してもよい。
【００６２】
また、閉止装置６０並びに上述した変形例（閉止装置６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ，６０Ｅ）の適用箇所の更なる例としては、図２に示す呼び水口３８を閉止する呼び水栓３９であってもよい。ポンプ装置１は、家庭用の給水装置であり、軽量化が求められるため、接液部であるポンプケーシング３０の全体もしくは一部分を合成樹脂にて形成する場合がある。一例として、ポンプケーシング３０の気水分離室３３にあたる部分を合成樹脂にて形成した場合、気水分離室３３が取扱液にて満たされた状態にて凍結してしまうと、凍結割れを起こす虞がある。そこで、気水分離室３３に近接した液体の出入口である呼び水栓３９に閉止装置６０を適用することによって、閉止装置６０をポンプケーシング３０に接続する。よって、気水分離室３３内の凍結による搬送液の膨張を変形部６１が吸収してポンプケーシング３０の凍結割れを防止することができる。この場合、変形部６１の剛性は、ポンプケーシング３０の合成樹脂部の剛性よりも低くするとよい。
【００６３】
また、例えば、上記実施形態では、合成樹脂製であるユニットベース５の配管部１１の凍結割れを防止するため、変形部６１の剛性を、ユニットベース５の配管部１１の剛性よりも低くしたが、前述したようにポンプ装置１内の流路は取扱液にて満たされているため、ユニットベース５に接液部である配管部１１が合成樹脂にて形成されていない場合や、ポンプ装置１内の接液部において配管部１１よりも剛性が低い他の箇所がある場合には、剛性が低い他の箇所を基準として、変形部６１の剛性を設定することが好ましい。また、連結管１２を、配管部１１と同様にユニットベース５と一体的に合成樹脂にて形成してもよい。その場合でも、閉止装置６０と接続された配管部１１および連結管１２よりも変形部６１の剛性を低くすることにより、配管部１１ならびに連結管１２の凍結割れを防止することができる。
【００６４】
また、例えば、電動機の向きは水平方向に限定されず、例えば、電動機が略垂直方向（鉛直方向）に設置されるようなポンプ装置でも、また、ポンプ２の主軸が略水平方向に配置されるような横軸形ポンプのポンプ装置にも本発明を適用することができる。
【００６５】
また、例えば、上記実施形態では、ポンプ装置１としてカスケードポンプを例示したが、本発明は、非容積ポンプ（遠心ポンプや軸流ポンプ等）に適用することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１…ポンプ装置、２…ポンプ、５…ユニットベース、７…吸込口（出入口）、８…吐出口（出入口）、９…吐出口（出入口）、１０…吐出口（出入口）、１１…配管部（接液部）、１２…連結管（接液部）、３０…ポンプケーシング（接液部）、３２…内部流路、３５…フローチェッキ弁（接液部）、３８…呼び水口（出入口）、３９…呼び水栓（接液部）、４２…圧力センサ（接液部）、６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ，６０Ｅ…閉止装置、６１，６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄ，６１Ｅ…変形部、６１ｂ…背面、６２，６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ，６２Ｅ…閉止部材、６２Ｃ２…水抜き孔（出入口）、６３…切り込み溝、６４…ネジ孔、７０…プラグ、１００…ポンプユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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