(57)【要約】    【課題】  インチングを防止できるポンプ装置を提供する    【解決手段】  ポンプの停止中で水流が無い場合、支持バネ５４によって、金属球受け５６Ａに対して軽く接するように金属球５２が支持される。ポンプが起動されると水流が生じ、金属球５２が金属球受け５６Ａに当たって、圧力スイッチ６０への圧力の伝達が遮断され、圧力スイッチによる圧力の検出がしばらくの間妨げられる。そして、金属球５２の荒らされた表面を介して圧力スイッチ側に徐々に水が流れ込み、数十秒の遅延時間後、圧力スイッチ６０での検出が可能になる。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ８２と、前記ポンプの吐出側と給水栓８６との間に形成された通水路中に配置されたポンプ制御装置２０と、前記ポンプ制御装置に接続された圧力タンク８４と、所定の低圧力を検出したとき前記ポンプの起動信号を、所定の高圧力を検出したときは前記ポンプの停止信号を出力する圧力スイッチ６０とを備えたポンプ装置１０において、
前記ポンプ制御装置は、一方が前記ポンプの吐出側に接続された第１通路室２１と、
一方が前記給水栓に接続された第２通路室２２と、
一方が前記圧力スイッチ６０につながり、他方に導入口２６を備える第１導水路２８と、
前記第１導水路内に設けられたロート状の球体受け５６Ａと、
前記球体受けに接して、前記第１導水路の水流を制限させる球体５２と、
前記球体を前記球体受けに接した状態で保持するバネ５４と、
一方が前記第１導水路に繋がり、他方が前記第２通路室に繋がり、前記第２通路室の流量が少ない間は第２通路室の圧力を伝達し、流量が多い間は第２通路室側の流水によって減圧される第２導水路４０と、
一方の面が前記第１通路室からの水圧を受け、他方の面が前記第２導水路と介して第２通路室からの水圧を受け、前記第１通路室の水圧と前記第２通路室の水圧差が小さい間は前記第１導水路の前記導入口２６を開き、前記ポンプの吐出水量により前記第１導水路の前記導入口側に移動して前記導入口２６を閉じるダイヤフラム２４と、
前記第１通路室と前記第２通路室との間に配置され、前記ポンプの吐出水圧に抗圧する抵抗弁３０と、
前記抵抗弁３０を閉方向へ付勢する付勢バネと３８と、
前記第１通路室と前記第２通路室とを繋ぐ開口４２Ａを備え、前記抵抗弁が閉状態で当接する弁受け４２と、
前記抵抗弁に設けられた通孔３４と、を備え、
前記球体受け又は前記球体の少なくとも何れか一方の表面が荒らされ、
前記ポンプの起動後に吐出水量が少ない間は、前記抵抗弁が弁受け４２に当接した状態で前記通孔を水が通り、水流によって前記球体受けに球体が接して水流を制限して、前記圧力スイッチ６０の検出をしばらくの間不可能にした後、前記球体受け又は前記球体の前記荒らされた表面を介して水を流して前記圧力スイッチ６０での検出を可能にし、
吐出水量が多い場合は、前記付勢バネの付勢力に反して前記抵抗弁が開き、前記第２通路室側の流水によって第２導水路４０が減圧され、前記ダイヤフラム２４が前記第１通路室からの水圧により前記第１導水路側に移動し、前記導入口２６を閉じて、前記ポンプを駆動させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力タンクを備え圧力スイッチによりポンプを駆動するポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、第１通路室と第２通路室とを備えるポンプ制御装置内にバネで付勢された抵抗弁を設け、第１通路室と第２通路室との間に圧力差を生じさせることで、ダイヤフラムを動作させ、圧力スイッチ側への通水を制御することで、吐水水量が多い間、ポンプを駆動させ続けるポンプ装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭６１−１９８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、蛇口の締め付け不十分や配管施工時のミスによる僅かな漏水により、ポンプに搭載される圧力スイッチが頻繁に動作し、ポンプが短時間に起動／停止を繰り返すインチング運転が発生すると共に、圧力スイッチの寿命が短くなるという課題がある。
【０００５】
特許文献１では、第３図に示された流量Ａ以下の流量では、ダイヤフラムが動作せず、上記事態が生じたとき圧力の変化でインチングが生じるという課題があった。
【０００６】
本発明の目的は、インチングを防止できるポンプ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るポンプ装置は、一方が圧力スイッチ６０につながり、他方にダイヤフラム２４により開閉される導入口２６を備える第１導水路２８と、第１導水路内に設けられたロート状の球体受け５６Ａと、球体受けに接して、第１導水路の水流を制限させる球体５２と、球体を球体受けに接した状態で保持するバネ５４と、を備える。そして、球体受け又は球体の少なくとも何れか一方の表面が荒らされ、ポンプの起動後に吐出水量が少ない間は、抵抗弁が弁受け４２に当接した状態で通孔を水が通り、バネによって球体受けに球体が接して水流を制限して、圧力スイッチ６０の検出をしばらくの間不可能にした後、球体受け又は球体の荒らされた表面を介して水を流して圧力スイッチ６０での検出を可能にする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のポンプ装置は、圧力スイッチが水圧の低下を検出してポンプが起動した、球体が球体受けにバネで押し当てられ圧力の伝達が遮断され、圧力スイッチによる圧力の検出、即ち、圧力スイッチによるポンプの停止がしばらくの間妨げられる。そして、球体受け又は球体の荒らされた表面を介して圧力スイッチ側に徐々に水が流れ込み、圧力スイッチ６０での検出が可能になる。これにより、一旦、起動したポンプが直ちに停止するインチング動作が防がれ、ポンプはポンプ制御装置内の圧力に関わらず、一旦起動した後は所定の遅延時間分駆動した後、停止する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るポンプ装置の配管構成図。
【図２】（Ａ）は第１実施形態のポンプ装置のポンプ制御装置の断面図であり、（Ｂ）はポンプ制御装置の一部の拡大断面図であり、（Ｃ）はダイヤフラムの断面図である。
【図３】（Ａ）は第１実施形態のポンプ装置のポンプ制御装置の断面図であり、（Ｂ）はポンプ制御装置の一部の拡大断面図であり、（Ｃ）はダイヤフラムの断面図である。
【図４】（Ａ）は第１実施形態のポンプ装置のポンプ制御装置の断面図であり、（Ｂ）はポンプ制御装置の一部の拡大断面図であり、（Ｃ）はダイヤフラムの断面図である。
【図５】ポンプ制御装置の側面図。
【図６】第１実施形態のポンプ装置のポンプ制御装置及び圧力スイッチの断面図。
【図７】（Ａ）はポンプ制御装置の一部の拡大断面図であり、（Ｂ）、（Ｃ）は、インチング防止機構の断面図である。
【図８】第２実施形態のポンプ装置のポンプ制御装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は本発明の第１実施形態に係るポンプ装置１０の配管構成図である。
ポンプ８２は吸入側に吸入管９２を接続し、吐出側にポンプ制御装置２０を介して外部の給水栓８６に接続している。圧力スイッチ６０及び圧力タンク８４はポンプ制御装置２０に接続されている。圧力スイッチは、給水仕様を満足する閉圧と、閉圧よりも高い圧力レベルの開圧を検出する公知の物である。
【００１１】
図２〜図５で、（Ａ）は第１実施形態のポンプ装置のポンプ制御装置の断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）中の点線で囲まれた部分の拡大断面図であり、（Ｃ）はダイヤフラムの断面図である。
ポンプ制御装置２０は、下部ケーシング４６と上部ケーシング４８とを備える。下部ケーシング４６内には、一方がポンプの吐出側に接続された第１通路室２１と、一方が給水栓側に接続された第２通路室２２とが設けられている。上部ケーシング４８内には導圧室２３が形成されている。導圧室２３には第１導水路２８の筒状端部２８ａが延在している。図２（Ｃ）に示されるように筒状端部２８ａの先端には導入口２６が設けられている。第１導水路２８の他端には、図６中に示されるように圧力スイッチ６０が設けられている。
【００１２】
導圧室２３と第２通路室２２との間には第２導水路４０が設けられている。即ち、第２通路室２２と第１導水路２８とは、導圧室２３を介して接続される。ここで、第２導水路４０の第２通路室２２の開口４０ａは、第２通路室２２の径が小さくなる直前に設けらている。これにより、第２導水路４０は、第２通路室の流量が少ない間は第２通路室の圧力を伝達する。そして、第２導水路４０は、第２通路室の流量が多い間は第２通路室側の流水によって減圧される。
【００１３】
図２（Ｃ）に示されるように筒状端部２８ａの先端の導入口２６と対向する位置に、ダイヤフラム２４が設けられている。ダイヤフラムの中央部には、導入口２６を閉じる閉座２４Ａが取り付けられ、閉座２４Ａの外周にはバネ受け皿２４Ｂが設けられている。ダイヤフラム２４は、筒状端部２８ａの外周に設けられたコイルバネ４４によって、下方に付勢されている。更に、ダイヤフラム２４の上面側が第２導水路を介して第２通路室からの水圧を受ける。他方、ダイヤフラム２４の下面側が第１通路室２１からの水圧を受ける。そして、第１通路室２１の水圧と第２通路室２２の水圧差が小さい間は、図２（Ｃ）、図３（Ｃ）に示されるようにダイヤフラム２４は第１導水路２８の導入口２６を開く。ポンプの吐出水量が多くなると、図４（Ｃ）に示されるようにダイヤフラム２４は、第１導水路の筒状端部２８ａ側に移動して、導入口２６を閉じる。
【００１４】
第１通路室と第２通路室との間には抵抗ハッチ３０が設けられている。
抵抗ハッチ３０は、軸３６に依って回動可能に支持される。軸３６は、抵抗ハッチの端部に設けられた軸孔３０ａに挿通されている（図２（Ｂ））。抵抗ハッチ３０はトーションバネ３８によって、図中時計回り方向に付勢される。抵抗ハッチ３０の軸孔３０ａの反対側の端部近傍には、磁石３２Ｂが設けられている。ハッチ受け４２内に該磁石３２Ｂに対応する磁石３２Ａが設けられ、磁石３２Ａ、３２Ｂの磁力によって、抵抗ハッチ３０の閉状態を維持する力が加えられる。抵抗ハッチ３０には通孔３４が設けられている。流水量が小さい内は、通孔３４内を水が通過し、磁石３２Ａ、３２Ｂの磁力及びトーションバネ３８によって抵抗ハッチ３０は、開口４２Ａを備えるハッチ受け４２側に押され、該ハッチ受けへの当接状態が維持される（図２（Ｂ））。そして、流水量がやや大きくなると、図３（Ｂ）に示されるように抵抗ハッチ３０は、ポンプの吐出水圧に抗圧し、第１通路室と第２通路室との間に圧力差を生じさせる。
【００１５】
図２は、流水が無い場合、及び、流水の量が小さい場合を示している。
上述したように、流水量が小さい内は、通孔３４内を水が通過し、磁石３２Ａ、３２Ｂの磁力及びトーションバネ３８によって抵抗ハッチ３０は、開口４２Ａを備えるハッチ受け４２側に押され、該ハッチ受けへの当接状態が維持される（図２（Ｂ））。コイルバネ４４の付勢力によって、図２（Ｃ）に示されるようにダイヤフラム２４は第１導水路２８の導入口２６を開いている。
【００１６】
図３は、流水量がやや大きくなった場合を示している。
図３（Ｂ）に示されるように抵抗ハッチ３０は、水流によって回動され、磁石３２Ａ、３２Ｂの磁力による結束は解かれるが、トーションバネ３８のバネ圧によって、ポンプの吐出水圧に抗圧する。これによって、抵抗ハッチ３０は、半分開いた状態となり、第１通路室と第２通路室との間に圧力差を生じさせる。第１通路室と第２通路室との間の圧力差は小さいため、コイルバネ４４の付勢力によって、図３（Ｃ）に示されるようにダイヤフラム２４は第１導水路２８の導入口２６を開いている。
【００１７】
図４は、流水量が多い場合を示している。
ポンプからの吐出水量が多い場合は、図４（Ｂ）に示されるようにトーションバネ３８の付勢力に反して抵抗ハッチ３０が全開状態になる。上述されたように、第２通路室側の流水によって第２導水路４０が減圧され、第１通路室２１と第２導水路４０に繋がる導圧室２３内の圧力差が大きくなり、コイルバネ４４の付勢力に逆らい、ダイヤフラム２４が第１通路室２１からの水圧により第１導水路の筒状端部２８ａ側に移動して、導入口２６を閉じる（図４（Ｃ））。これにより、第１導水路２８を介する圧力スイッチ６０への圧力の伝達を遮断し、多くの吐出水量を発生させているポンプに駆動状態を維持させる。
【００１８】
図４（Ｂ）に示されるように、導入口２６の閉じる吐出水量が多い間、抵抗ハッチ３０は、回動され、第１通路室２１と第２通路室２２と繋ぐハッチ受け４２の開口４２Ａの中心線（開口４２Ａにより形成される面と交わる開口中心を通る垂線）Ａ−Ａと交わらない位置まで跳ね上がる。このため、抵抗ハッチ３０による水の圧力損失が小さくなる。
【００１９】
図５（Ａ）は、図２（Ａ）に示されるポンプ制御装置のＦ矢視図であり、抵抗ハッチ３０の全閉状態を示す。図５（Ｂ）は、図３（Ａ）に示されるポンプ制御装置のＦ矢視図であり、抵抗ハッチ３０の半閉状態を示す。図５（Ｃ）は、図４（Ａ）に示されるポンプ制御装置のＦ矢視図であり、抵抗ハッチ３０の全開状態を示す。第１実施形態では、図５（Ｃ）に示されるように、開口４２Ａ側から抵抗ハッチ３０が一部しか見えない位置まで後退し、抵抗ハッチ３０が水流と干渉しなくなるため、抵抗ハッチ３０による水の圧力損失が非常に小さくなる。
【００２０】
そして、流水量がやや小さくなると、図３（Ｂ）に示されるように抵抗ハッチ３０は、水流に逆らい半開状態に戻り、トーションバネ３８のバネ圧によって、ポンプの吐出水圧に抗圧する。これによって、抵抗ハッチ３０は、半分開いた状態となり、第１通路室と第２通路室との間に圧力差を生じさせる。図３（Ｃ）に示されるようにダイヤフラム２４は第１導水路２８の導入口２６を開き、圧力スイッチ６０によりポンプの停止が可能になる。
【００２１】
図６中に示されるように、ポンプ制御装置２０と圧力スイッチ６０とを接続する第１導水路２８には、ポンプの起動、停止を短時間で繰り返すインチングを防止するためのインチング防止機構５０が設けられている。圧力スイッチ６０は、ダイヤフラム６２と、ダイヤフラムにより押し上げられるプランジャー６４と、プランジャー６４を押し戻すバネ６６と、閉圧と開圧との差を設けるための差動機構６７と、差動機構６７により開閉されるスイッチ６８とを備える。
【００２２】
図２（Ｃ），図３（Ｃ）に示されるようにダイヤフラム２４が第１導水路２８の導入口２６を開き、圧力スイッチ６０によるポンプの起動、停止が可能な状態でのポンプ制御装置でのインチングの防止動作が図７中に示される。図７（Ａ）はポンプ制御装置のインチング防止機構５０の拡大断面図であり、図７（Ｂ）、（Ｃ）は、インチング防止機構の動作を示す断面図である。
【００２３】
インチング防止機構５０は、パッキング５６の下面に形成されたロート状の金属球受け５６Ａと、金属球受けに接して、第１導水路２８への水流を制限させる金属球５２とを備える。パッキング５６は可撓性を備えるゴム、樹脂、セラミック、金属から構成される。金属球５２は小径のステンレス球からなり、表面が荒らされている。実施形態では、金属球が用いられたが、セラミック球、樹脂球等の球体を用いることも可能である。パッキング５６の下側の第１導水路２８には、径が大きくされたバネ収容部２８Ａが形成される。バネ収容部２８Ａに金属球５２を支持する支持バネ５４が収容される。ポンプの停止中で水流が無い場合、及び、ポンプの駆動状態が続き水量が大きくなって、図４（Ｃ）に示されようにダイヤフラム２４によって第１導水路２８へ水の導入が防がれる間は、図７（Ｂ）中に示すように、支持バネ５４によって、金属球受け５６Ａに対して軽く接するように金属球５２が支持される。
【００２４】
第１実施形態のポンプ装置で、ポンプ制御装置２０内の水圧が低下し、圧力スイッチ６０により開圧が検出されると、ポンプ８２が起動され水流が生じる。支持バネ５４によって図７（Ｂ）に示されるように金属球５２が金属球受け５６Ａに押し当てられ、圧力スイッチへの圧力の伝達が遮断され、圧力スイッチによる圧力の検出、即ち、圧力スイッチによるポンプの停止がしばらくの間妨げられる。そして、金属球５２の荒らされた表面を介して圧力スイッチ側に徐々に水が流れ込み、数十秒の遅延時間後、圧力スイッチ６０での検出が可能になる。これにより、一旦、起動したポンプが直ちに停止するインチング動作が防がれ、ポンプはポンプ制御装置内の圧力に関わらず、一旦起動した後は所定の遅延時間分駆動した後、停止する。数十秒の遅延時間は、金属球の表面荒さにより調整可能である。
【００２５】
ポンプ制御装置２０内の水圧が低下し、圧力スイッチ６０側のバネ６６でダイヤフラム６２が押しさげられた際、図７（Ｃ）に示すように金属球５２が押し下げられ、圧力スイッチ６０側からの水がポンプ制御装置２０内に戻される。即ち、インチング防止機構５０は逆止弁の役割も備える。インチング防止機構５０により、一旦、起動したポンプが直ちに停止するインチング動作が防がれ、ポンプはポンプ制御装置内の圧力に関わらず、一旦起動した後は所定の遅延時間分駆動した後、停止する。
【００２６】
圧力タンクの封入ガスが抜け、更に圧力ゴムが破損すると、蛇口の締め付け不十分や配管の漏れ等により、僅かな漏水によっても、ポンプ停止時の配管内圧力が急激に低下するようになる。しかしながら、第１実施形態のポンプ装置では、インチング防止機構５０により、圧力スイッチが頻繁に動作し、ポンプが短時間に起動／停止を繰り返すインチング運転が防止され、圧力スイッチの寿命が短くなることが防がれる。
【００２７】
第１実施形態では、金属球の表面が荒らされたが、金属球受け又は金属球の少なくとも何れか一方の表面が荒らされれば効果を奏し得る。この場合、金属球が金属球受けに押し当てられた状態で、金属球受け又は金属球の荒らされた表面を介して圧力スイッチ側に徐々に水が流れ込む。
【００２８】
図８は第２実施形態のポンプ制御装置を示す。
第２実施形態のポンプ制御装置のインチング防止機構５０は第１実施形態と同様である。第２実施形態では、第１実施形態の抵抗ハッチの代わりに、抵抗弁３０Ａ、弁座３０Ｂが用いられる。弁座３０Ｂは軸方向に移動可能である。抵抗弁３０Ａはバネ３８Ａで付勢され、弁座３０Ｂはバネ３８Ｂで付勢される。抵抗弁３０Ａ、弁座３０Ｂによって、第１通路室２１、第２通路室２２間に圧力差が生じる。第２実施形態のポンプ制御装置の動作は第１実施形態と同様である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  ポンプ装置
２０  ポンプ制御装置
２１  第１通路室
２２  第２通路室
２３  導圧室
２４  ダイヤフラム
２６  導入口
２８  第１導水路
３０  抵抗ハッチ
３４  通孔
３８  トーションバネ
４０  第２導水路
４２  ハッチ受け
４２Ａ  開口
５２  金属球
５６Ａ  金属球受け
６０  圧力スイッチ
８２  ポンプ
８４  圧力タンク
【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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