(57)【要約】【課題】給湯器等の筐体内において内部吸入管の接続を不要とでき、筐体下端縁で外部吸入管を直接接続可能な自吸式ポンプの提供。【解決手段】自吸式ポンプの樹脂成形品であるポンプカバー３は、中央下方に突出する吸入管接手部２８′を有し、この接手部と遠心型インペラ１５の央部に臨む閉環状溝の央部導入空間Ｈ′とを相互連通するための接続管路４０が水溜め室１２を最短距離で通過している。接続管路の開口４０ａはスラスト軸受部１１の外周輪郭のうちほぼ最上位部分に位置している。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
概ね水平の軸を回転中心として遠心型インペラを回転駆動可能に収容するインペラ室と、このインペラ室に通水口を介して連通し、前記遠心型インペラのほぼ回転中心線から下側領域に画成されて呼び水を貯留する水溜め室と、自吸運転時に前記遠心型インペラの回転により前記インペラ室内から上方へ掻き出される気水混合流体を気水分離するための気水分離室と、前記自吸運転時に前記気水分離室で分離された気体を上方へ抜気するための吐出管接手部に連通していると共に、分離された前記呼び水を戻り水として前記水溜め室に帰還せしめるべき吐出室と、前記遠心型インペラの央部に臨み、周りに前記水溜め室及び前記吐出室が隔離した央部導入空間とを備える自吸式ポンプにおいて、
前記央部導入空間と下方に突出した吸入管接手部とを相互連通する接続管路が前記水溜め室を通過して成ることを特徴とする自吸式ポンプ。
【請求項２】
請求項１において、前記水溜め室と前記吐出室と前記央部導入空間とは成形品たるポンプカバー内に画成されており、前記接続管路は、前記ポンプカバーのうち部分的成形部として構成されていることを特徴とする自吸式ポンプ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、前記接続管路のうち前記央部導入空間側に開口するレベルが前記自吸運転時における当該央部導入空間内の呼び水水位以上であることを特徴とする自吸式ポンプ。
【請求項４】
請求項１又は請求項２において、前記央部導入空間は前記軸の先端部を受容するためのスラスト軸受部の周りを巡る閉ループ状溝であって、前記接続管路が前記スラスト軸受部の外周輪郭のうちほぼ最上位部分に開口して成ることを特徴とする自吸式ポンプ。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、前記接続管路は前記央部導入空間の真下に鉛直方向に配置して成ることを特徴とする自吸式ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、給湯器の中に組み込まれて風呂の追い焚き用の循環ポンプ等として使用される自吸式ポンプに関し、特に、下方に突出した吸入管接手部を具備する自吸式ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３及び図４は従来の自吸式ポンプを示す。図３は原動機側を省略した状態を示す縦断側面図、図４（ａ）は図３中のＥ−Ｅ線に沿って見た状態を示すインペラケースの正面図、図４（ｂ）は図３中のＦ−Ｆ線に沿って見た状態を示すポンプカバーの背面図、図４（ｃ）は図３中のＥ−Ｅ線に沿って見た状態を示す仕切板の正面図である。
【０００３】
この自吸式ポンプは、図３に示す如く、原動機（モータ）を内蔵するモータハウジング１と、この正面側端面に継ぎ合うインペラケース（ポンプケーシング）２と、そのインペラケース２の正面側端面に仕切板５及びゴムパッキン６を挟んで重ね合わせたポンプカバー（エンドケーシング）３とを有し、取付ボルト（図示せず）等で相互連結した積層型構造となっている。
【０００４】
モータハウジング１のモータシャフト８の先端には駆動マグネット円盤２２が固着されている。隔壁板１８に植設した水平姿勢の固定軸７の基部にセラミックスワッシャー１９ａを嵌めた後、遠心型インペラ４を嵌め込んで、その固定軸７のＤ形先端部にはセラミックスワッシャー１９ｂが嵌合している。
【０００５】
インペラケース２は、図４（ａ）に示す如く、遠心型インペラ４を回転駆動可能に収容するための円盤状空部を持つインペラ室１５と、インペラ室１５の掻き出し口１６ａから斜め上方に配向する吐出流路１６と、この吐出流路１６の上部噴流口１６ｂとインペラ室１５の外周壁との間に区画され、自吸運転時にその噴流口１６ｂから吐き出される気水混合流体を空気と水に分離する気水分離室１７と、インペラ室１５の外周壁の一部に切欠き形成され、気水分離室１７からの水をインペラ室１５内に戻す還流溝３０とを備えている。遠心型インペラ４は、図３に示す如く、従動マグネット円盤４ａを内蔵した背面シュラウド４ｅと、この背面シュラウド４ｅに設けた複数の螺旋状羽根４ｂと、螺旋状羽根４ｂの正面外周側を覆う環状板の前面シュラウド４ｃとを有する。
【０００６】
ポンプカバー３は、図４（ｂ）に示す如く、上部に突出する吸入管接手部２８及び吐出管接手部２９と、軸方向に配向する外壁及び隔壁１３ａにより区画され、吸入管接手部２８に連通する吸入室９と、遠心型インペラ４における固定軸７のＤ形先端部を受容する受け穴ｈを持つスラスト軸受部１１と、このスラスト軸受部１１の周りに隔壁１３ａ，１３ｂに連絡する開環状壁１４により区画され、遠心型インペラ４の央部に臨み、吸入室９とインペラ室１５とを相互連通する央部導入空間Ｈと、上記外壁及び隔壁１３ａと気泡を上方に戻す堰部１３ｃにより区画され、吐出管接手部２９に連通する吐出室１０と、インペラ回転中心線の概ね下部側に位置して少なくとも自吸運転時にインペラ室１５へ補給するための呼び水を貯留する水溜め室１２とを備えている。
【０００７】
水溜め室１２内には開環状壁１４から下方に張り出た邪魔板部１４ａが設けられている。ここで、自吸運転時の気水分離部としては、インペラケース２の気水分離室１７のみならず、ポンプカバー３の吐出室１０側の上部も含まれ、吐出室１０内の分離された呼び水は戻り水として水溜め室１２に帰還する。なお、１２ａは、吸入管接手部２８とは別系統の給湯回路を接続するための連通口である。
【０００８】
仕切板５は、図４（ｃ）に示す如く、央部流入路Ｈに対応する円形貫通口２４と、少なくとも自吸運転時にポンプカバー３の水溜め室１２内の呼び水をインペラケース２のインペラ室１５へ補給するための通水口２７と、気水分離室１７の水を吐出室１０へ戻す還流口２６と、気水分離室１７内の上部流体を吐出室１０の上部へ通す切欠き状の流通口２５とを備えている。なお、平面不図示のゴムパッキン６もこの仕切板５と同様な開口部を有している。
【０００９】
ポンプ始動（自吸運転：呼び水状態）時には、水溜め室１２内の呼び水が通水口２７を介してインペラ室１５内に補給されるため、回転するインペラ４の攪拌作用により生じた水と気泡との気水混合流体が吐出流路１６を介してその噴流口１６ｂから上部反跳障壁１７ａに衝突し、気泡は流通口２５を介して吐出管接手部２９へ送り出されると共に、分離水は流通口２５又は還流口２６から吐出室１０を介して戻り水として水溜め室１２に戻る。このような気水分離による気泡抜気と呼び水回収との繰り返しにより、吸入室９内が次第に減圧され、吸入室９内から央部導入空間Ｈを介してインペラ室１５内のインペラ４の央部へ水が吸引されるため、呼び水状態での運転の終了と共に吸送水運転（揚水運転）に移行する。なお、図３及び図４中のＷは水流を示し、Ｉはインペラ４の回転方向を示す。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の自吸式ポンプは例えば熱交換器を内蔵する給湯器筐体の中に組み込まれる。自吸運転時において気水分離室１７で分離された気泡を吐出管接手部２９を介して上方へ抜く必要があるため、吐出管接手部２９はポンプカバー３から上方に突出し、給湯器筐体の中で自吸式ポンプは通例熱交換器の下方に配置され、吐出管接手部２９と熱交換器との間には第１の内部吐出管（図示せず）が接続される。また熱交換器と給湯器筐体の下端部の外部吐出管接手との間に第２の内部吐出管（図示せず）が接続される。一方、自吸式ポンプの吸入管接手部２８と給湯器筐体の下端縁の外部吸入管接手との間に内部吸入管（図示せず）が接続される。
【００１１】
しかしながら、ポンプカバー３では吸入管接手部２８が吐出管接手部２９と同様に上方に突出形成されているため、吸入管接手部２８から給湯器筐体の下端縁の外部吸入管接手まで引き回すための内部吸入管を必要とし、給湯器筐体の下端縁で自吸式ポンプに外部吸入管を直接接続することができない。このため、内部吸入管の分だけ部品点数が増加し、またその組付け作業の負担増により給湯器のコスト高を招く。更に、給湯器内での配管スペースを確保する必要上、給湯器のコンパクト化を損なう。
【００１２】
そこで、本発明の課題は、上記問題点に鑑み、給湯器等の筐体内において内部吸入管の接続を不要とでき、筐体下端縁で外部吸入管を直接接続可能な自吸式ポンプを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る自吸式ポンプの基本的構成は、概ね水平の軸を回転中心として遠心型インペラを回転駆動可能に収容するインペラ室と、このインペラ室に通水口を介して連通し、遠心型インペラのほぼ回転中心線から下側領域に画成されて呼び水を貯留する水溜め室と、自吸運転時に前記遠心型インペラの回転によりインペラ室内から上方へ掻き出される気水混合流体を気水分離するための気水分離室と、自吸運転時に気水分離室で分離された気体を上方へ抜気するための吐出管接手部に連通していると共に、分離された呼び水を戻り水として水溜め室に帰還せしめるべき吐出室と、遠心型インペラの央部に臨み、周りに水溜め室及び吐出室が隔離した央部導入空間とを備える。
【００１４】
そして、本発明は、下方に突出した吸入管接手部と央部導入空間とを相互連通する接続管路が水溜め室を通過して成ることを特徴とする。
【００１５】
この接続管路は、成形品たるポンプカバーのうち部分的成形部として構成することが望ましい。しかし、吸入管接手部及び接続管路の管孔の成形に用いるスライダー成形型を排除するには、ポンプカバーに継ぎ合わせるべきゴムパッキン又は仕切板の面を接続管路の一部管壁として利用し、ポンプカバー単位で上記部分的成形部分は開流路として済ませても構わない。
【００１６】
自吸運転時にはインペラの外周側に呼び水が集まるため、通水口を介してインペラ室へ呼び水が補給されるので、自吸運転を行うことができる。そして、自吸運転により次第に接続管路内の水位が上昇し、央部導入空間への溢流に伴い揚水運転へ移行する。
【００１７】
このように、下方に突出した吸入管接手部を具備しているため、給湯器等の筐体の下端縁で自吸式ポンプの吸入管接手部に外部吸入管を直接接続することができ、内部吸入管の引き回し接続を必要とせず、低コストでコンパクトな給湯器等を実現できる。また、上部位置の吸込室を介さず、接続管路を介して央部導入空間に直接導水できるため、吸込室が不要となる分、自吸式ポンプのコンパクト化も期待できる。更に、吸込室及び引き回し内部吸入管が不要で、接続管路による央部案内空間への最短接続を実現できるため、自吸運転時の抜気量を低減できる。また管路抵抗損失を抑制し得るため、揚水性能の向上も期待できる。
【００１８】
なお、吸込室の空きスペースの有効利用としては、吸込室スペースと水溜め室とを連通すると共に、吸込室スペースに吐出室を拡張し、吐出室の戻り水の水溜め室への帰還路をインペラの回転方向とは逆方向であって吸込室スペースを介した非鉛直の傾流路として形成することもできるので、気水分離機能が吐出室内で旺盛化し、自吸時間の短縮化に資する。
【００１９】
接続管路のうち央部導入空間側に開口するレベルは自吸運転時における当該央部導入空間内の呼び水水位以上であることが望ましい。呼び水量を確保できるからである。
【００２０】
また、央部導入空間は軸の先端部を受容するためのスラスト軸受部の周りを巡る閉ループ状溝であって、接続管路がスラスト軸受部の外周輪郭のうちほぼ最上位部分に開口して成る場合、呼び水量を十分確保できる。
【００２１】
接続管路を央部導入空間の真下に鉛直方向に配置することにより、管路長を最短にすることができるが、それよりもやや吐出室側にオフセットさせることにより、上方に気泡を戻すための堰部や邪魔板としての機能を発揮する。また、吐出管接手路と吸入管接手部を一鉛直線上に揃えることができる。
【００２２】
吸入管接手部に連通した接続管路としては水溜め室のみを通過する形態に限らず、水溜め室を一部通過して吐出室等を迂回してから央部導入空間に連通していても構わない。央部導入空間側の開口を下向きになるため、呼び水量を十分確保できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
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。
【００２４】
図１（ａ）は本発明の実施例に係る自吸式ポンプにおけるインペラケースの正面図、図１（ｂ）はポンプカバーの背面図、図１（ｃ）は仕切板の正面図、図２（ａ）は図１（ｂ）中のＡ‐Ａ線に沿って切断した状態を示す部分断面図、図２（ｂ）は図１（ｂ）に示すポンプカバーの縦断背面図である。
【００２５】
本例の自吸式ポンプも、図１及び図２に示す自吸式ポンプの構成と同様に、原動機（モータ）を内蔵するモータハウジング（図示せず）と、この正面側端面に継ぎ合うインペラケース（ポンプケーシング）２と、そのインペラケース２の正面側端面に仕切板５及びゴムパッキン（図示せず）を挟んで重ね合わせたポンプカバー（エンドケーシング）３とを有し、取付ボルト（図示せず）等で相互連結した積層型構造となっている。
【００２６】
インペラケース２は、図１（ａ）に示す如く、遠心型インペラ４を回転駆動可能に収容するための円盤状空部を持つインペラ室１５と、インペラ室１５の掻き出し口１６ａから斜め上方に配向する吐出流路１６と、この吐出流路１６の上部噴流口１６ｂとインペラ室１５の外周壁との間に区画され、自吸運転時にその噴流口１６ｂから吐き出される気水混合流体を気体と水に分離する気水分離室１７と、インペラ室１５の外周壁の一部に切欠き形成され、気水分離室１７からの水をインペラ室１５内に戻す還流溝３０とを備えている。遠心型インペラ４は、従動マグネット円盤（図示せず）を内蔵した背面シュラウド４ｅと、この背面シュラウド４ｅに設けた複数の螺旋状羽根４ｂと、螺旋状羽根４ｂの正面外周側を覆う環状板の前面シュラウド４ｃとを有する。
【００２７】
ポンプカバー３は、図１（ｂ）に示す如く、中央下方に突出する吸入管接手部２８′及び上方に突出した吐出管接手部２９と、軸方向に配向する外壁及び隔壁１３ａにより区画された空き室９′と、遠心型インペラ４における固定軸のＤ形先端部を受容する受け穴ｈを持つスラスト軸受部１１と、このスラスト軸受部１１の周りに閉環状壁１４′により区画され、遠心型インペラ４の央部に臨む閉ループ状溝の央部導入空間Ｈ′と、上記外壁及び隔壁１３ａと上方に気泡を戻す堰部１３ｃにより区画され、吐出管接手部２９に連通する吐出室１０と、インペラ回転中心線の概ね下部側に位置して少なくとも自吸運転時にインペラ室１５へ補給するための呼び水を貯留する水溜め室１２とを備えている。
【００２８】
水溜め室１２内には閉環状壁１４′から下方に張り出た邪魔板（障壁部）１４ａが設けられている。ここで、自吸運転時の気水分離部としては、インペラケース２側の気水分離室１７のみならず、ポンプカバー３側の吐出室１０における膨出壁１０ａの上部域も含まれ、吐出室１０内の分離された呼び水は戻り水として水溜め室１２に帰還する。
【００２９】
仕切板５は、図４（ｃ）に示す如く、央部流入路Ｈに対応する円形貫通口２４と、少なくとも自吸運転時にポンプカバー３の水溜め室１２内の呼び水をインペラケース２のインペラ室１５へ補給するための通水口２７と、気水分離室１７の水を吐出室１０へ戻す還流口２６と、気水分離室１７内の上部流体を吐出室１０の上部へ通す切欠き状の流通口２５とを備えている。なお、平面不図示のゴムパッキン６もこの仕切板５と同様な開口部を有している。
【００３０】
央部導入空間Ｈ′と下方に突出した吸入管接手部２８′とが接続管路４０を以って相互連通している。この接続管路４０は央部導入空間Ｈの真下に鉛直方向に形成され、水溜め室１２を最短距離で通過している。接続管部４０の断面積は水溜め室１２の断面積より小さく、水溜め室１２が接続管部４０によって左右に分断されることはない。接続管路４０の上部は閉環状壁１４′からスラスト軸受部１１を貫通し、図２に示す如く、その外周輪郭のうちほぼ最上位部分に開口（４０ａ）している。なお、ポンプカバー３は樹脂成形品であり、接続管路４０はその部分的成形部として形成されている。
【００３１】
このように、接続管路４０の開口４０ａが央部導入空間Ｈ′に形成されていても、そのレベル以下の水溜め室１２内には呼び水が貯留し、また自吸運転時にはインペラ４の外周側に呼び水が集まるため、通水口２７を介してインペラ室１５へ呼び水が補給されるので、自吸運転を損なうことはない。そして、自吸運転により次第に接続管路４０内の水位が上昇し、央部導入空間Ｈ′への溢流に伴い揚水運転へ移行する。従って、下方に突出した吸入管接手部２８′を具備しているため、給湯器等の筐体の下端縁で自吸式ポンプの吸入管接手部２８′に外部吸入管を直接接続することができ、内部吸入管の引き回し接続を必要とせず、低コストでコンパクトな給湯器等を実現できる。また、上部の吸込室を介さず、央部導入空間に直接導水できるため、吸込室（空き室９′）が不要となる分、自吸式ポンプのコンパクト化も期待できる。更に、吸込室（空き室９′）及び引き回し内部吸入管が不要で、接続管路４０による央部案内空間Ｈ′への最短接続を実現できるため、自吸運転時の抜気量を低減できる。また管路抵抗損失を抑制し得るため、揚水性能の向上も期待できる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、下方に突出した吸入管接手部を具備しているため、給湯器等の筐体の下端縁で自吸式ポンプの吸入管接手部に外部吸入管を直接接続することができ、内部吸入管の引き回し接続を必要とせず、低コストでコンパクトな給湯器等を実現できる。また、上部の吸込室を介さず、央部導入空間に直接導水できるため、吸込室が不要となる分、自吸式ポンプのコンパクト化も期待できる。更に、吸込室及び引き回し内部吸入管が不要で、接続管路による央部案内空間への最短接続を実現できるため、自吸運転時の抜気量を低減できる。また管路抵抗損失を抑制し得るため、揚水性能の向上も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の実施例に係る自吸式ポンプにおけるインペラケースの正面図、（ｂ）はポンプカバーの背面図、（ｃ）は仕切板の正面図である。
【図２】（ａ）は図１（ｂ）中のＡ‐Ａ線に沿って切断した状態を示す部分断面図、（ｂ）は図１（ｂ）に示すポンプカバーの縦断背面図である。
【図３】従来の自吸式ポンプにおいて原動機側を省略した状態を示す縦断側面図である。
【図４】（ａ）は図３中のＥ−Ｅ線に沿って見た状態を示すインペラケースの正面図、（ｂ）は図３中のＦ−Ｆ線に沿って見た状態を示すポンプカバーの背面図、（ｃ）は図３中のＥ−Ｅ線に沿って見た状態を示す仕切板の正面図である。
【符号の説明】
２…インペラケース（ポンプケーシング）
３…ポンプカバー（エンドケーシング）
４…遠心型インペラ
４ｂ…螺旋状羽根
４ｃ…前面シュラウド
４ｅ…背面シュラウド
５…仕切板
９…吸入室
９′…空き室
１０…吐出室
１０ａ…膨出壁
１１…スラスト軸受部
１２…水溜め室
１３ａ，１３ｂ…隔壁
１３ｃ…堰部
１４′…閉環状壁
１４ａ…邪魔板
１５…インペラ室
１６…吐出流路
１６ａ…掻き出し口
１６ｂ…噴流口
１７…気水分離室
１８…隔壁板
２４…円形貫通口
２５…流通口
２６…還流口
２７…通水口
２８，２８′…吸入管接手部
２９…吐出管接手部
３０…還流溝
４０…接続管路
４０ａ…開口
ｈ…受け穴
Ｈ′…央部導入空間
Ｉ…インペラ４回転方向
Ｗ…水流
【図１】
2004278404.tif 000003
【図２】
2004278404.tif 000004
【図３】
2004278404.tif 000005
【図４】
2004278404.tif 000006