(57)【要約】【課題】水供給源と配管によって接続される水中ポンプの安定的かつ効率的な運転を可能にする水中ポンプユニットを提供すること。【解決手段】水中ポンプユニットは、密閉された中空のポンプボックス１０と、ポンプボックス１０内に収納された水中ポンプ２０と、ポンプボックス１０に設けた空気調整弁３０とを備え、空気調整弁３０は、第１の弁３２ａと第２の弁３２ｂを一体的に設けた弁部３２を備え、弁部３２は、ポンプボックス１０の水位が所定量未満の場合、第１及び第２の弁３２ａ、３２ｂによって空気調整弁３０が閉止されない中立位置に位置し、ポンプボックス１０が満水になると、弁部３２がポンプボックス１０の外方に移動して第１の弁３２ａによって空気調整弁３０が閉止され、水中ポンプ２０が運転を開始すると、水中ポンプ２０による吸引力によって弁部３２がポンプボックス１０の内方に移動して第２の弁３２ｂによって空気調整弁が閉止されるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水供給源と配管によって接続され、水供給源からの水を水供給先に供給する水中ポンプユニットであって、
密閉された中空のポンプボックスと、ポンプボックス内に収納された水中ポンプと、ポンプボックスに設けた空気調整弁とを備え、
前記空気調整弁は、第１の弁と第２の弁を一体的に設けた弁部を備え、
前記弁部は、ポンプボックスの水位が所定量未満の場合、前記第１及び第２の弁によって空気調整弁が閉止されない中立位置に位置し、ポンプボックスが満水になると、前記弁部がポンプボックスの外方に移動して前記第１の弁によって空気調整弁が閉止され、水中ポンプが運転を開始すると、水中ポンプによる吸引力によって前記弁部が前記ポンプボックスの内方に移動して前記第２の弁によって空気調整弁が閉止されることを特徴とする水中ポンプユニット。
【請求項２】
前記弁部はさらに弁部フロートを備え、ポンプボックスが満水になると、弁部フロートの浮力によって前記弁部がポンプボックスの外方に移動して前記第１の弁によって空気調整弁が閉止される請求項１に記載の水中ポンプユニット。
【請求項３】
ポンプボックスの水位が前記所定量以上になると浮上するフロートと、このフロートと一体的に設けられた弁部支持部材とをさらに備え、ポンプボックスの水位が前記所定量未満の場合、前記フロートが下降状態となり、この状態では前記弁部支持部材が前記弁部を支持することによって前記弁部は前記中立位置に位置し、ポンプボックスの水位が前記所定量以上になると、前記フロートが上昇することによって前記弁部支持部材による前記弁部の支持が解除される請求項１又は２に記載の水中ポンプユニット。
【請求項４】
前記水供給源からの前記配管との接続口近傍に、ポンプボックス内の水が前記水供給源に逆流するのを防止する逆止弁をさらに備えた請求項１〜３の何れかに記載の水中ポンプユニット。
【請求項５】
前記水供給先への水の吐出口近傍に、前記水供給先の水が逆流するのを防止する逆止弁をさらに備えた請求項１〜４の何れかに記載の水中ポンプユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浴槽の残り水をトイレの洗浄水や洗濯用水として再利用するときなどに使用する水中ポンプユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、家庭で使用する水は、浴槽水、水洗トイレの洗浄水、洗濯、炊事、打ち水等、すべて水道水や井戸水を使用している。このため水の使用量は増加する一方であり、無尽蔵とみられた水資源にも限りが見え、最近では各地で深刻な水不足が多発している。
【０００３】
こうした水不足を解消するために、例えば特許文献１には、浴槽の残り水を水中ポンプで汲み上げてトイレの洗浄水や洗濯用水として再利用する装置が提案されている。
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の装置は、浴槽内に水中ポンプを入れて残り水を汲み上げるようにしており、水中ポンプを浴槽に入れたままにしておくと入浴時に邪魔になり、また見た目も悪くなるという問題があった。この問題を解消するためには、入浴時に水中ポンプを取り外し、入浴後に再セットするといった作業が必要であり、使い勝手が悪くなるという新たな問題が発生していた。
【０００５】
こうした問題点を解消するために、図３に示すように、水中ポンプユニット１００を浴槽２００の外に設けることが考えられた。この従来の水中ポンプユニット１００は、中空のポンプボックス１１０内に水中ポンプ１２０を収納したもので、ポンプボックス１１０と浴槽２００とを配管３００で連結して浴槽２００内の残り水をポンプボックス１１０に供給すると共に、このポンプボックス１１０内の水を水中ポンプ１２０で水洗トイレ４００のロータンク４１０に供給するようにしたものである。
【０００６】
ここで、水中ポンプ１２０は、ポンプボックス１１０内に設けた水位センサ５００からのセンサ信号に基づいてコントローラ６００によって運転又は停止されるようになっている。具体的には、ポンプボックス１１０内の水位が水位センサ５００の位置より上である場合にのみ運転可能であり、水位が水位センサ５００の位置を下回った場合には自動的に停止されるようになっている。また、ポンプボックス１１０には、水位の変動に伴って空気を排出又は吸入するために開口部１１１が設けられている。
【０００７】
以上のように、水中ポンプユニット１００を浴槽２００の外に設けることによって、上述した特許文献１の装置における問題点は解消される。しかし、ポンプユニット１００と浴槽２００とを連結する配管３００としては、通常、内径１５ｍｍ程度の小径のものが採用され、また、ポンプボックス１１０は開口部１１１を有する開放式のものであることから、水中ポンプ１２０の運転による吸引力はごく僅かなものであり、実質的には、浴槽２００からポンプボックス１１０への水の供給は自然流入によるものとなっている。したがって、浴槽２００からの水の供給量が水中ポンプ１２０の吸水量に追い付かず、結果としてポンプボックス内の水位が下がり水位センサ５００の位置を下回ってコントローラ６００の制御によって水中ポンプ１２０が停止するといった事態が頻繁に発生していた。
【特許文献１】特開平１０−２０４９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、水供給源と配管によって接続される水中ポンプの安定的かつ効率的な運転を可能にする水中ポンプユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、水供給源と配管によって接続され、水供給源からの水を水供給先に供給する水中ポンプユニットであって、密閉された中空のポンプボックスと、ポンプボックス内に収納された水中ポンプと、ポンプボックスに設けた空気調整弁とを備え、前記空気調整弁は、第１の弁と第２の弁を一体的に設けた弁部を備え、前記弁部は、ポンプボックスの水位が所定量未満の場合、前記第１及び第２の弁によって空気調整弁が閉止されない中立位置に位置し、ポンプボックスが満水になると、前記弁部がポンプボックスの外方に移動して前記第１の弁によって空気調整弁が閉止され、水中ポンプが運転を開始すると、水中ポンプによる吸引力によって前記弁部が前記ポンプボックスの内方に移動して前記第２の弁によって空気調整弁が閉止されることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明では、前記弁部はさらに弁部フロートを備え、ポンプボックスが満水になると、弁部フロートの浮力によって前記弁部がポンプボックスの外方に移動して前記第１の弁によって空気調整弁が閉止されるようにすることができる。
【００１１】
また、ポンプボックスの水位が前記所定量以上になると浮上するフロートと、このフロートと一体的に設けられた弁部支持部材とをさらに備え、ポンプボックスの水位が前記所定量未満の場合、前記フロートが下降状態となり、この状態では前記弁部支持部材が前記弁部を支持することによって前記弁部は前記中立位置に位置し、ポンプボックスの水位が前記所定量以上になると、前記フロートが上昇することによって前記弁部支持部材による前記弁部の支持が解除されるようにすることができる。
【００１２】
さらに、前記水供給源からの前記配管との接続口近傍に、前記ポンプボックス内の水が前記水供給源に逆流するのを防止する逆止弁、及び、前記水供給先への水の吐出口近傍に、前記水供給先の水が逆流するのを防止する逆止弁を設けてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、水中ポンプを密閉されたポンプボックス内に収納しているので、水中ポンプの運転開始に伴い、ポンプボックス内が負圧になり水供給源からの水が配管を介して強制的に吸い込まれる。その結果、水中ポンプの吸水量が十分に確保され、水中ポンプの運転を安定的かつ効率的に行うことができる。
【００１４】
また、水供給源からの水を自然流入によって取り入れる従来の水中ポンプユニットでは、流入水圧が確保できないことから水供給源と接続する配管に逆止弁を取り付けることができなかったが、本発明では、上述のとおり水供給源からの水は強制的に吸い込まれるので十分な流入水圧が確保され配管に逆止弁を取り付けることができる。したがって、水供給源とポンプボックス内の水が完全に分離され、水供給源の水を衛生的に保つことができる。
【００１５】
さらに、本発明では、第１の弁と第２の弁を一体的に設けた弁部を備えた空気調整弁を設け、ポンプボックスの水位が所定量未満の場合、第１及び第２の弁によって空気調整弁が閉止されない中立位置に位置するようにしていることから、水位が低いときにはポンプボックス内の空気の排出ができ、水供給源からの水を自然流入によって取り入れることができる。そして、本発明の空気調整弁は、ポンプボックスが満水になると、弁部がポンプボックスの外方に移動して第１の弁によって閉止されるようになっていることから、満水時にポンプボックスから水が溢れ出ることはない。さらに、水中ポンプが運転を開始すると、水中ポンプによる吸引力によって弁部がポンプボックスの内方に移動して第２の弁によって閉止されるようになっているので、水中ポンプ運転時には密閉状態が確保され、上述のように、水供給源からの水を強制的に吸い込むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に示す実施例に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【実施例】
【００１７】
図１は、本発明に係る水中ポンプユニットの実施例を示す縦断面図である。同図において、水中ポンプユニットは、密閉状のポンプボックス１０と、ポンプボックス１０内に収納された電動式の水中ポンプ２０と、ポンプボックス１０に設けた空気調整弁３０とを主要な構成としている。
【００１８】
ポンプボックス１０の下部には、図示しない浴槽等の水供給源からの水を供給するための配管４０が接続されており、その接続口１１近傍には、ポンプボックス１０内の水が水供給源に逆流するのを防止するための逆止弁５０が設けられている。ポンプボックス１０の上部には、水中ポンプ２０からの水を図示しない水供給先に供給するための吐出口１２が設けられ、その吐出口１２近傍には水供給先の水が逆流するのを防止する逆止弁６０が設けられている。
【００１９】
ポンプボックス１０の側部で水中ポンプ２０近傍には、上下に２つのセンサ端子７１，７２を備えた水位センサ７０が設けられている。この水位センサ７０は、２つのセンサ端子７１，７２の両方が水を検知した場合のみに水検知のセンサ信号を発信するようになっている。そして、水中ポンプ２０は、水位センサ７０からのセンサ信号に基づいて図示しないコントローラによって運転又は停止されるようになっている。具体的には、ポンプボックス１０内の水位が上側のセンサ端子７１の位置を上回って水位センサ７０からセンサ信号が発信された場合にのみ運転可能であり、水位が上側のセンサ端子７１の位置を下回って水位センサ７０からセンサ信号が発信されなくなった場合には、自動的に停止されるようになっている。
【００２０】
空気調整弁３０は、ポンプボックス１０の上部に設けられており、ポンプボックス１０と一体的に設けられた弁部収納部３１と、弁部収納部３１内に上下動可能に収納されている弁部３２とからなる。
【００２１】
弁部３２は、上部の第１の弁３２ａと、下部の第１の弁３２ｂと、その中間の弁部フロート３２ｃを備え、これらを弁棒３１ｄで一体化したものである。ここで、弁部フロートによる浮力は、弁部３２全体の重量より大きくなるように設定されている。
【００２２】
弁部収納部３１の上端には、第１の弁３２ａを受け入れて空気調整弁３０を閉止するために第１の弁受け部３１ａが設けられ、
弁部収納部３１の下部には第２の弁３２ｂを受け入れて空気調整弁３０を閉止するために第２の弁受け部３１ｂが設けられている。
【００２３】
弁部３２の下方には、棒状の弁部支持部材８０が配置されている。この弁部支持部材８０は、支点８１を介して弁部収納部３１の下端部分に回動可能に取り付けられ、梃子として作用するように構成されている。そして、梃子の力点となる弁部支持部材８０の一端にはフロート９０が一体的に設けられており、このフロート９０（力点）の上下動に伴い、作用点となる弁部支持部材８０の他端部分が上下動するようになっている。
【００２４】
以上の構成において、本発明に係る水中ポンプユニット、とくにその空気調整弁３０の動作について説明する。
【００２５】
図２は、空気調整弁３０の動作を示す縦断面図である。同図（ａ）は、ポンプボックス１０の水位が所定量未満、すなわちフロート９０が全く水に漬かっていないときの空気調整弁３０の状態を示している。この状態においては、フロート９０は自重によって下降し、これに伴ってフロート９０とは反対側の弁部支持部材８０の他端部分が上昇して弁部３２（弁棒３２ｄ）の下端に当接する。ここで、弁部３２（弁棒３２ｄ）との当接点、すなわち梃子の作用点に作用する力が弁部３２全体の重力より大きくなるよう、フロート９０の重量及び梃子比が設定されているので、弁部支持部材８０の作用点側は上昇し、弁部収納部３１下端のストッパ部３１ｃに当接して停止される。この状態では、図２（ａ）に示すように、弁部３２の第１及び第２の弁３２ａ，３２ｂは、弁部収納部３１の第１及び第２の弁受け部３１ａ，３１ｂには嵌り込まない中立位置に位置し、空気調整弁３０は空気を導通可能な開放状態となる。したがって、水供給源から配管４０（図１参照）を介して水が自然流入すると、自然にポンプボックス１０内の空気が排出されるようになるので、水供給源からの水を継続的に自然流入によって取り入れることができる。
【００２６】
水供給源からの自然流入によってポンプボックスの水位が上昇し満水になると、図２（ｂ）に示すように、フロート９０がその浮力によって上昇して弁部支持部材８０の作用点側が下降し、さらに、水が弁部収納部３１内に浸入すると、弁部３２が弁部フロート３２ｃの浮力によって上昇する。そうすると、弁部３２の第１の弁３２ａが弁部収納部３１の第１の弁受け部３１ａに嵌り込んで空気調整弁３０は閉止される。これによって、満水時にポンプボックス１０から水が溢れ出ることが防止される。
【００２７】
また、ポンプボックス１０内の水は、ポンプ吸込口２１（図１参照）から水中ポンプ２０内にも浸入し、水中ポンプ２０内部の空気は吐出口１２から押し出されて運転可能状態となる。
【００２８】
水中ポンプ２０の運転を開始すると、その吸引力によってポンプボックス１０内は負圧となり、配管４０との接続口１１（図１参照）から水を吸い込むと同時に、空気調整弁３０から空気を吸い込もうとする。これに伴い、図２（ｃ）に示すように、弁部３２が下降し、弁部３２の第２の弁３２ｂが弁部収納部３１の第２の弁受け部３１ｂに嵌り込んで空気調整弁３０は閉止される。これによって、水中ポンプ２０の運転時に空気がポンプボックス１０内に流入するのが防止され、上述した接続口１１からの水の吸い込みが効率的に行われるとともに、空気の巻き込みによる水中ポンプ２０の動作不良も防止される。
【００２９】
ここで、図２（ｃ）に示す状態では、ポンプボックス１０内の水によってフロート９０が上昇し、弁部支持部材８０の作用点側が下降しているので、弁部３２（弁棒３２ｄ）が下限まで下降してもその下端が弁部支持部材８０に当接することはなく、スムーズに下降することができる。一方、ポンプボックス１０の水位がフロート９０の位置より低い場合は、図２（ａ）で説明したようにフロート９０は下降するので、弁部支持部材８０の作用点側が上昇して弁部３２（弁棒３２ｄ）の下端に当接するが、水中ポンプ２０が運転開始するとその吸引力によって弁部３２（弁棒３２ｄ）は下降可能である。無論、ポンプボックス１０の水位がセンサ端子７１の位置を下回るまでに低下したら、上述のように水中ポンプ２０は自動停止するので、水中ポンプ２０が空気を巻き込んで動作不良を起こすことはない。
【００３０】
以上のように、本発明は、密閉状のポンプボックス１０に空気調整弁３０を設けているので、水中ポンプ２０の安定的かつ効率的な運転が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、浴槽の残り水をトイレの洗浄水や洗濯用水として再利用するときなどに使用する外付けの水中ポンプユニットとして利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る水中ポンプユニットの実施例を示す縦断面図である。
【図２】空気調整弁３０の動作を示す縦断面図である。
【図３】従来の水中ポンプユニットを利用した浴槽水の再利用装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  ポンプボックス
１１  水供給源からの配管との接続口
１２  吐出口
２０  水中ポンプ
２１  ポンプ吸込口
３０  空気調整弁
３１  弁部収納部
３１ａ  第１の弁受け部
３１ｂ  第２の弁受け部
３１ｃ  ストッパ部
３２  弁部
３２ａ  第１の弁
３２ｂ  第２の弁
３２ｃ  弁部フロート
３２ｄ  弁棒
４０  水供給源から配管
５０、６０  逆止弁
７０  水位センサ
７１、７２  センサ端子
８０  弁部支持部材
８１  弁部支持部材の支点
９０  フロート
１００  従来の水中ポンプユニット
１１０  ポンプボックス
１２０  水中ポンプ
２００  浴槽
３００  配管
４００  水洗トイレ
４１０  ロータンク
５００  水位センサ
６００  コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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