(57)【要約】 【課題】  ガス等の気泡の混入している湯泉水を汲み上げる深井戸用水中モーターポンプを提供する。【解決手段】  下部にストレ−ナを装着し中間ケ−シングの上端に取付けた揚水管接続用の連結ケ−シング内に逆止弁を設けてある。ストレ−ナに接近した第１段目に、前記ポンプ軸の周囲に多数の小孔を有したフイルタを内部に設置してポンプの外部に連通する第１排出筒を斜上方に設けた第１のセパレータと、第２段目に、同心円状に内側壁面を一体に設けた第２のセパレータと該内側壁面との間に前記導水路に連通して設けた導水路の下側に、中央周囲に複数の小径な通孔を有した羽根車を回転可能にポンプ軸に軸着し、前記内側壁面の内部に設けた内室とポンプの外部とを連通する第２排出筒を斜上方に設けた少なくとも１つの第２のセパレータとを組合わせたガスセパレータを設けてある。【選択図】  図３
0003103952.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
モ−タに連結するポンプ軸（６）に複数の羽根車（１３）を一定間隔毎に軸着し、多段に連結した各中間ケ−シンング（４）内に内側案内部（７）を同心円状に一体に形成すると共に、該内側案内部（７）と中間ケ−シング（４）との間に導水口（８）を設け、各羽根車（１３）を各内側案内部（７）の下方に配設して下部にストレ−ナ（４３）を装着し、該中間ケ−シング（４）の上端に取付けた揚水管接続用の連結ケ−シング（１５）内に逆止弁（２０）を設けた水中モ−タポンプにおいて、
ストレ−ナ（４３）に接近した第１段目に、前記ポンプ軸（６）の周囲に多数の小孔を有したフイルタ（２７）を内部に設置すると共に、外部に連通した第１排出筒（２９）を斜め上方に設け、該フイルタの上方に空室部(２６)を設けた第１のセパレータ（２５）と、
第２段目に、同心円状に内側案内壁（３１）を一体に設けた第２のセパレータ（３０）と該内側案内壁（３１）との間に前記空室部（２６）に連通して設けた導水路（３３）の下側に、中央周囲に複数の小径な通孔（３２ａ）を有した羽根車（３２）を回転可能にポンプ軸（６）に軸着し、前記内側案内壁（３１）の内部に設けた上部室（５１）とポンプの外部とを連通する第２排出筒（３４）を斜め上方に設けた少なくとも１つの第２のセパレータ（３０）とを組合わせてなるガスセパレータ（５０）を具えた深井戸用水中モーターポンプ。
【請求項２】
前記第１セパレータ（２５）と組合わせる第２のセパレータ（３０）が、複数組合わせて成ることを特徴とする請求項１記載の深井戸用水中モーターポンプ。
【請求項３】
前記フイルタ（２７）は、間隔を存して同心状に二重に組合わせると共に、内外のフイルタ壁面に設けた多数の小孔（２７ａ）の位置を互いにずらせて設けたことを特徴とする請求項１記載の深井戸用水中モーターポンプ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は水中モーターポンプに関し、特にガス等の気泡の混入している湯泉水を汲み上げる深井戸用水中モーターポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
温泉水は、地下源泉から深井戸用の水中モーターポンプによって揚湯されている。しかし、これら源泉の湯中には各種ガスが湧出していて多数の気泡を含んでおり、そのガスの混入量や気泡の数および大きさはガスの種類や圧力などによって様々である。このように気泡の混入している湯水を、水中モーターポンプを用いて汲み上げる場合、モ−タに連結したポンプ軸が回転すると、羽根車によって液体を旋回させることにより生じた負圧が湯泉水をポンプ内に吸い込んで揚湯している。
【０００３】
気泡を含む湯泉水をポンプ内に吸い込むと、質量の大きい液体には大きな遠心力が作用して遠心方向に吹き飛ばすが、質量の小さい気泡には小さな遠心力が作用し、時間が経過すると羽根車を有したポンプ軸の周囲に気泡が集中して溜まってキャビテ−ション現象が生じ、場合によっては湯泉水の汲み上げが不可能になってしまう。
【０００４】
水中モーターポンプによる揚湯中にキャビテ−ション現象が生じて、湯泉水の汲み上げ能力が低下した場合、ポンプを一時的に停止させる。続いてポンプ内に溜まった気泡が、液体中を上昇して大気中に排出するまで湯水の汲み上げを中断しなければならず、揚湯作業の能率が低下してしまうという欠点を有していた。
【特許文献１】実開昭６０−２８２９４号
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
本考案はかかる従来の欠点を除去し、羽根車の回転により生じた負圧によりポンプのストレーナから吸い込んだ温泉水に含まれる気泡を、フイルタと羽根車の回転による遠心力を利用して、温泉水中に含まれる気泡を各セパレーターの外部に排出してキャビテ−ション現象の発生を防止して効率よく揚湯できるようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため本考案は、モ−タに連結するポンプ軸６に複数の羽根車１３を一定間隔毎に軸着して、多段に連結した各中間ケ−シンング４内に内側案内部７を同心状に一体に形成すると共に、該内側案内部７と中間ケ−シング４との間に導水路８を設け、各羽根車１３を各内側案内部７の下方に配設して下部にストレ−ナ４３を装着し、該中間ケ−シング４の上端に取付けた揚水管接続用の連結ケ−シング１５内に逆止弁２０を設けた水中モ−タポンプにおいて、ストレ−ナ４３に接近した第１段目に、全体に多数の小孔を設けて前記ポンプ軸６の周囲に多数の小孔を有したフイルタ２７を内部に設置すると共に外部に連通した第１排出筒２９を斜め上方に設け、該フィルタの上方に空室部２６を設けた第１のセパレータ２５と、第２段目に、同心状に内側案内壁３１を一体に設けた第２のセパレータ３０と該内側案内壁３１との間に前記空室部２６に連通して設けた導水路３３の下側に位置させて、中央周囲に複数の小径な通孔３２ａを有した羽根車３２を回転可能にポンプ軸６に軸着し、前記内側案内壁の内部に設けた上部室５１とポンプの外部とを連通する第２排出筒３４を斜め上方に設けた少なくとも１つの第２のセパレータ３０とを組合わせてなるガスセパレータ５０を具えたことを特徴とする。
【０００７】
そのため、内部にフイルタ２７を有して第１排出筒２９を有した第１のセパレータ２５と、内部に有した羽根車３２の回転により生じる遠心力を利用して気泡をポンプの中央に集めると共に羽根車３２の回転により生じる遠心力により揚湯を上方に送り込み、また羽根車の回転による圧力により気泡を第２排出筒３４からポンプの外部に排出する少なくとも１つの第２セパレータ３０とを組合せたことにより、液体中の気泡を異なる手段で効率よく除去して温泉水を汲み上げることができる。また、気泡の量が多い場合には、必要に応じて第２のセパレータ３０の数を増やすことにより水中モーターポンプの能力を高めることができる。
【０００８】
前記フイルタ２７は間隔を存して同心状に二重に組合わせ、内外のフイルタ壁面に設けた多数の小孔の位置を互いにずらせて設けてもよい。このように複数のフイルタ２７の互いの小孔の位置をずらせて組合せると、外側の小孔から侵入した気泡は内側に位置したフイルタの壁面に衝突して気泡を細かくできる。さらに、前記第１のセパレータ２５と組合わせる第２のセパレータ３０を複数組合わせることにより、液体中の気泡の量が多い場合には、該第２のセパレータの数を増やしてガスセパレータ５０の能力を高めることができる。
【０００９】
ガスなどの気泡が混入した湯水を揚湯するには、上部に揚水管を接続させた水中モ−タポンプを井戸内に設置し、モ−タの駆動により回転する羽根車によってポンプ内に生じた負圧によりポンプの外部の湯水をストレ−ナから吸い込む。この湯水はまずフイルタで大粒の気泡を除去し、ついで、羽根車によって生じた遠心力により遠心方向に吹き出してセパレータの導水路内に送り込むものである。
【考案の効果】
【００１０】
本考案は、ポンプの最下部に位置したストレーナ４３を通過した気泡を含む温泉水は、第１のセパレータ２５内に設けたフイルタ２７を通過する際に、該フイルタが抵抗となり、通過できなかった粒の大きい気泡は、第１段目のセパレータ２５内の上部室に集り、第１排出筒２９を通ってポンプの外部に排出される（第１段階）。ついで、フイルタ２７を通過した気泡は細かくなり、羽根車３２の遠心力の作用によって導入路３３を通って２段目のセパレータ３０の上部に運ばれて気泡は羽根車３２の中央部分に集り、第２排出筒３４を通ってポンプの外部に排出される（第２段階）。このようにして、第２段階で残った液体中の気泡は第２羽根車３７によりさらに分離して第３のセパレータ３５に送られ、第３排出筒３９を通ってポンプの外部に排出され、温泉水はポンプの上方に誘導され順次揚湯される（第３段階）。
【００１１】
第１のセパレータ２５内のフイルタ２７より、第１段階としてある程度粒の大きい気泡の浸入を防いで空間部２８の上方に集められた気泡は第１排出筒２９からポンプの外部に排出し、第２段階として細かくなって空室部２６内を上昇した気泡を含む温泉水は第２セパレータ３０内の羽根車３２の中心に設けた通孔３２ａを通して上部室５１内に集められ、第２排出筒３４口からポンプの外部に排出される。さらに第２羽根車３２の回転に液体を強制的に分離する。さらに残った気泡は、３段目のセパレータ３５内の中央部に集まり第２羽根車３７で強制的に分離して該羽根車の中央周囲に設けた通孔３７ａを通って上空部５１ａ内方に集めて、第３排出筒３９からポンプの外部に排出する構成である。
【００１２】
この場合、気泡の数が少ない場合は、第１、２セパレータ２５３０を１個ずつ組合せだけでも良い。また、気泡の量が多い場合には１つの第１セパレータ２５と、２つ以上の第２セパレータ３０を組合わせれば一層効果的に気泡を除去することができる。
【００１３】
ポンプを運転しないときは、ストレーナ４３より浸入した気泡の大半は、第１段目のセパレータ２５の上部に集り、第１排出筒２９を通ってポンプの外部に排出されるため、次にポンプを運転する場合に、ガスロックを起す確率が低くなるという効果を有する。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１４】
本考案の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。
１は水中モーターポンプのポンプハウジングで、上部に位置した上部ケーシング２と、下部に位置した軸受ケーシング３との間に、中間部分に位置した複数の中間ケーシング４を積み重ねて一体的に形成してある。この上部ケーシング２の中心部に設けた軸受部２ａと、軸受ケーシング３の中心部に設けた軸受部３ａとに夫々ブッシュを介してポンプ軸６を回転可能に軸承してある。
【００１５】
各中間ケーシング４の内部には、該中間ケーシングと一体で同心状をした円錐状の内側案内部７を形成し、該中間ケーシング４と内側案内部７との間には１又は複数の導水口８をそれぞれ設けてある。この導水口８の下端は、各中間ケーシング４の内壁面に接近して開口させた吸込口９を設け、該吸込口９の上部には、前記内側案内部７の内部を通ってポンプ軸６の近くに開口させた吐出口１０を形成してある。そして、各中間ケーシング内は各導水口により連結されていて、揚湯は下方から上方に順次汲み上げられる構造をなしてポンプを形成してある。
【００１６】
内側案内部７の中心部には上下方向に前記ポンプ軸６を回転可能に挿通してあり、各内側案内部７の内側に設けた各空室１２内には、前記ポンプ軸６に羽根車１３をそれぞれ回転可能に軸着してある。ポンプ軸６に固着した各羽根車１３は、下面に複数の羽根片を放射方向にそれぞれ湾曲させて形成し、中心に設けたボス部１３ａは、各内側案内部７の下側に接近して設けてある。
【００１７】
複数段に積み重ねた中間ケーシング４の上部に連結した連結ケーシング１５の上端に設けた鍔部１６は、揚水管（図示せず）を連結させるもので、該連結ケーシング１５の内部中心に位置させたキャップ体１７は複数のリブによって該ケーシング１５に一体に設けてある。上部ケーシング２の内部に設けた弁座部１８を閉鎖する逆止弁２０は、前記キャップ体１７内に上下動可能に装着し、逆止弁２０の下面周囲にパッキン２１を取付けてある。
【００１８】
逆止弁２０の上部中央に設けた筒部２２内とキャップ体１７の内部との間に、スプリング２３を弾発させて収容し、下方から水圧が作用しない場合は、逆止弁２０は前記スプリング２３の弾発力により上部ケーシング２の内部に設けた弁座部１８を閉鎖して、前記揚水管内の揚湯の落下を防止している。
【００１９】
軸受ケーシング３の下部には、下方側から前記中間ケーシングと略同形をした第１のセパレータ２５と第２のセパレータ３０と第３のセパレータ３５を重合させて夫々ボルトで固着してある。下端の第１のセパレータ２５の下部に連結した吸込ケーシング４０と底部ケーシング４１との間には、多数の小孔を全体に設けて円筒状をしたストレーナ４３を取付けてある。この底部ケーシング４１の下部に連結させる水中モータ(図示せず)のモータ軸４４と前記ポンプハウジング１の中心部分に位置したポンプ軸６の下端とを軸継手４５で連結してある。
【００２０】
吸込ケーシング４０及び底部ケーシング４１の内部には複数のリブで中心に支持させた吸込軸受４６にブッシュ４７を介して前記ポンプ軸６の下部を軸承してある。この吸込ケーシング４０の上部に第１のセパレータ２５の下部を連結し、該セパレータ２５の上部に狭めて形成した空室部２６の上方の小径部から周方向に突出させて第１連結鍔２６ａを設けてある。このセパレータ２５の内部には、下端を前記吸込軸受４６の上部に掛止させて逆円錐状をしたフイルタ２７を設置し、該フイルタの上端はセパレータ２５の空室部２６の上部内壁に掛止させて前記ポンプ軸６の周囲に配し、該フイルタ２７の外側に環状の空間部２８を設け、また、該フイルタの内側部分に内側室２８ａを設けてある。この空間部２８の上部に、１又は複数の第１排出筒２９を斜め上方に傾斜して設け、該空間部２８とセパレータ２５の外部とを連通してある。
【００２１】
第１のセパレータ２５の上部に位置した第１連結鍔２６ａに第２のセパレータ３０の下部を連結し、該セパレータ３０の内部に同心状に略円錐状をした第１の上部内側案内壁３１を一体に設け、この内側案内壁３１と前記セパレータの第１連結鍔２６ａの上部との間に位置させた第１羽根車３２のボス部を前記ポンプ軸６に軸着してある。第２のセパレータ３０と第１内側案内壁３１との間に１又は複数の第１導水路３３を設け、さらに、該導水路３３を貫通して前記第１内側案内壁３１の内側上部に設けた上部室５１と第２のセパレータ３０の外部とを第２排出筒３４を斜め上方に傾斜して設けてある。この第２のセパレータ３０の上部を狭めた小径部から周方向に突出させた第２連結鍔３０ａを設けてある。
【００２２】
第２連結鍔３０ａの上部に第３のセパレータ３５の下部を連結し、該セパレータ３５の内部に同心状で略円錐状した第２内側案内壁３６を一体に設けてある。該内側案内壁３６と前記第２連結鍔３０ａとの間に位置させた第２羽根車３７のボス部を前記ポンプ軸６に軸着してある。この第３のセパレータ３５と第２内側案内壁３６との間に、１又は複数の第２導水路３８を設け、さらに、第２導水路３８を貫通して前記第２内側案内壁３６の内の上部に設けた上部室５１ａと第３のセパレータ３５の外部とを連通する第３排出筒３９を斜め上方に傾斜して設けてある。第３のセパレータ３５の上部を狭めた小径部から周方向に突出させて設けた第３連結鍔３５ａの上部を前記軸受ケーシング３の下部に連結し、前記上部ケーシング２と複数の中間ケーシング４と軸受ケーシング３と第１、２、３セパレータ２５、３０、３５とを組合わせてポンプハウジング１を一体的に形成してある。
【００２３】
この第１セパレータ２５と第２セパレータ３０と第３セパレータ３５とでガスセパレータ５０を形成してある。また、第１、２羽根車３２、３７の中心に設けたボス部の周囲には、それぞれ複数のガス抜用の小孔３２ａ、３７ａを設けてある。
【００２４】
次に、本実施形態の作用について説明すると、ガスの混入している湯泉水を源泉井戸から汲み上げる場合、連結ケーシング１５の上方に位置する鍔部１６に上方に揚水管（図示せず）を接続した該水中モーターポンプを井戸内に設置し、モータを駆動させるとポンプ軸６に軸着させた各羽根車が回転してポンプ内に生じた負圧により湯泉水を下方に位置したストレーナ４３からポンプ内に吸い込む。ストレーナ４３から吸い込まれた温泉水は、第１のセパレータ２５内に流路を遮断するように設置させたフイルタ２７に設けた小孔２７ａより口径の大きい気泡は、該小孔を通過できないためフイルタ２７の外面に沿って空間部２８内を上昇する。空間部の上部で、且つフイルタの外側に設けた、ポンプの外部に連通する複数の第１排出筒２９を斜め上方に設けてあるので、空間部２８の上方内部、例えば図３のＳの個所に溜まった粒の大きい気泡を含む温泉水は下方からの圧力によって順次該排出筒２９から第１セパレータ２５の外部に排出されて、第１段階は終了する。
【００２５】
第２段階として、フイルタ２７の小孔２７ａを通過して内側室２８ａ内に吸い込まれた小さい粒の気泡を含んだ液体は、第１セパレータの上方に位置する空間部２６に送り込まれ、第２セパレータ３０内に位置する羽根車３２の回転により生じた遠心力によって遠心方向に吹き飛ばされ、第２セパレータ３０と第２内側案内壁３１との間に設けた第１導水路３３の下端から吸込まれ、導水路３３内に漂う気泡を含む温泉水は導水路を通って上方の第３セパレータ３５内に送り込まれる。
【００２６】
前記したように液体は気体に比べて質量が大きいため回転により生じた遠心力によって液体には遠心力が大きく作用して外周方向に吹き出すが、気泡は質量が小さいため遠心力が小さく作用して中央部分のポンプ軸６の周囲に集まった粒の小さい気泡は、第１の羽根車３２の中央周囲に設けた小孔３２ａを通って内側案内壁の内部に設けた上部室５１内に進入するが、モータ軸が回転している間は順次気泡は下方から圧入するため、上部室５１内の水圧は周囲の水圧より高まり、その結果、上部室５１に連通した第２排出筒３４を通って第２セパレータ３０の外部に排出する。
【００２７】
第１の導水路３３からポンプ軸６に向って噴出した温泉水は、第３セパレータ３５内に設けた第２羽根車３７の回転により生じる遠心力によって遠心方向に吹き飛ばされ、小さな気泡を含む温泉水は、第３セパレータ３５と第２内側案内壁３６との間に設けた第２の導水路３８を通って温泉水に漂う気泡を上方に汲み上げ、上記と同様に第３セパレータ３５の中心部に位置するポンプ軸６の周囲に集り、第３セパレータ３５の上部に連結した軸受ケーシング３の上方に重合して設けてある複数の中間ケーシング４内に夫々配した羽根車１３の回転による負圧によって下方から順次温泉水を汲み上げて上方に送りこみ、上部ケーシング２の上部に連結した連結ケーシング１５の鍔部１６に連結した揚水管（図示せず）を介して地上に汲み上げるものである。
【００２８】
上記のように、第１セパレータ２５内にフイルタ２７を設けて大きな気泡を除去する第１段階と、第２セパレータの内部に設けた羽根車３２の回転により生じる遠心力によって温泉水中の漂う気泡は、該フイルタ２７の小孔を通過して気泡を含む温泉水を遠心力によって遠心方向に吹き飛ばして除去する。他方、遠心力の影響をあまり受けないでポンプ軸の周囲に集った小さな気泡はポンプ内を上昇する水流によって上方に押し上げられて羽根車３２，３７の中心周囲に設けた小孔３２ａ、３７ａを通って内側案内壁の内側に設けた上部室５１、５１ａ内に圧入し、該上部室内の水圧は周囲の水圧より高まるので、該圧力によって押し上げられて排出筒３４，３９から外部に排出されるものである。
【００２９】
このガスセパレータ５０は、内部にフイルタ２７を有した第１のセパレータ２５と、内部に羽根車３２を有して回転により発生させた遠心力により、該セパレータと同心状の内側壁面との間に設けた１又は複数の導水路３３内に小さな気泡を有する温泉水を送り込んで順次上方に送り込む。前記羽根車の中心周囲に設けた複数の小孔３２ａを通って内側案内壁の内部に設けた上部室５１内に送り込まれた気泡は、該上部室５１と第２セパレータ３０の外部とを連通して設けた１又は複数の第２排出筒３４から、該上部室内に圧入された気泡をポンプの外部に排出する少なくとも１つの第２のセパレータ３０とから構成されている。本実施例に合っては，第２のセパレータを２個組合わせてあるが、１個でもよいし、また３〜５個組合わせても良い。
【００３０】
第１のセパレータ２５内に設置されるフイルタ２７は、ストレーナ４３から吸込まれた温泉水の流路を遮断するように設けて該温泉水中に含まれてフイルタ２７を通過できない気泡は、該フイルタの外面に沿って上昇し、該セパレータの上部に設けた第１排出筒３４からポンプの外部に排出される。そしてフィルタ２７を通過した小さな気泡は羽根車３２の回転により生じた遠心力により円周方向に吹き飛ばされ、導水路３３を通って上方に送り込まれ、ポンプ軸の周囲に集められた気泡は前記したように上部室内に圧入して排出筒３４から外部に排出される。このフイルタ２７は、図４に示すように１ケで構成されていてもよく、また、適宜間隔を存して２個を組合わせて構成しても良い。このように外側のフイルタ２７と内側のフイルタ２７ｂに設けた小孔の位置をずらせて設けてあれば、外側のフイルタ２７から浸入した気泡は内側に位置したフイルタ２７ｂの壁面に衝突して気泡を分離破壊して小さくする作用を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】水中モータポンプの一部破断した正面図である。
【図２】図１のＡ―Ａ線方向拡大断面図である。
【図３】ガスセパレータの拡大断面図である。
【図４】フイルターの断面図である。
【図５】他の実施形態におけるフイルターの断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１      ポンプハウジング
４      中間ケーシング
６      ポンプ軸
７      内側案内部
８      導水口
１３      羽根車
１５      連結ケーシング
２０      逆止弁
２５      第１のセパレータ
２６      空室部
２７      フイルタ
２７ａ    小孔
２９      第１排出筒
３０      第２セパレータ
３１      第１内側案内壁
３２      第１羽根車
３２ａ    小孔
３３      第１導水路
３４      第２排出筒
３５      第３セパレータ
４３      ストレーナ
５０      ガスセパレータ
５１      上部室
【図１】
0003103952.tif 000003
【図２】
0003103952.tif 000004
【図３】
0003103952.tif 000005
【図４】
0003103952.tif 000006
【図５】
0003103952.tif 000007