ポンプ装置および配管構造
【課題】ポンプ装置内に滞留する空気を簡易に排除することが出来るポンプ装置を提供する。
【解決手段】ポンプ装置は、液体流を発生させる動作を行うポンプ動作部２０と、ポンプ動作部の上流側に配置され、循環対象とする恒温水Ｗをポンプ動作部２０に取り入れる第１導入口を備えた上流側連結管３０と、ポンプ動作部２０と前記第１導入口との間に配置され、恒温水Ｗの供給系統とは異なる系統から供給される空気抜き水Ｗ１をポンプ動作部２０に取り入れるための第２導入口を備えたサブ連結管５０と、ポンプ動作部２０の下流側に配置され恒温水Ｗを送り出す第１導出口を備えた下流側連結管４０と、空気抜き用の空気排出管６０とを備える。
【解決手段】ポンプ装置は、液体流を発生させる動作を行うポンプ動作部２０と、ポンプ動作部の上流側に配置され、循環対象とする恒温水Ｗをポンプ動作部２０に取り入れる第１導入口を備えた上流側連結管３０と、ポンプ動作部２０と前記第１導入口との間に配置され、恒温水Ｗの供給系統とは異なる系統から供給される空気抜き水Ｗ１をポンプ動作部２０に取り入れるための第２導入口を備えたサブ連結管５０と、ポンプ動作部２０の下流側に配置され恒温水Ｗを送り出す第１導出口を備えた下流側連結管４０と、空気抜き用の空気排出管６０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水などの液体の汲み上げや移送に使用されるポンプ装置、及びこのポンプ装置が適用された配管構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポンプ装置は、機械的なエネルギーによって流体の圧力を増大させ、これによって当該流体を低位から汲み上げたり、移送したりする用に供される。例えば、工場やビルディング等で用いられる温熱冷凍サイクル等において恒温水を循環させる配管系統や、空調用の冷媒流体の供給や循環を行う配管系統では、その配管の途中にポンプ装置が組み入れられる。このポンプ装置としては、吸い込み口と吐き出し口とが直線状に配置されたラインポンプ（例えば特許文献１参照）が汎用されている。
【０００３】
ポンプ装置は、移送対象の液体（例えば水）に圧力を与えて水流を発生させるポンプ動作部を備えるが、このポンプ動作部（例えばインぺラの吸い込み部など）に何らかの要因で空気が入り込むことがある。特に、設備配置の制限等の要請で、供給元の貯水（湯）タンクよりも高所にポンプ装置を配置する必要がある場合に顕著となる。ポンプ動作部内に空気が存在すると、ポンピング動作が阻害されたり或いはポンプ故障の原因となったりするため、上記のラインポンプでは、吐き出し口の側に空気抜きコックや自動排気弁が取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４６９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ポンプ装置の内部に滞留した空気を排除するには、当該ポンプ装置が組み入れられた配管内で水流を発生させ、例えば上記の空気抜きコックを開として空気を逃がせば良い。しかし、内部に空気を抱き込んだ状態であると、そのポンプ装置を用いて前記水流を発生させることができない場合がある。
【０００６】
そこで、配管を常時水圧が加わった状態としてポンプ装置を押し込み型で使用する、或いは、貯水タンクよりも高所にポンプ装置を配置せねばならない場合にはその高低差を小さくして比較的ポンプ装置に水圧が加わり易いようにする、という対策が考えられる。しかし、これらの対策では、配管の配置や配管長などの配管設計の詳細検討が必要となり、配管経路の設定に制限がある場合は対応が困難となる。また、既存配管設備の場合では、その設備の大幅な改良が必要となる場合があり、妥当な対応策とは言えない。
【０００７】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたもので、ポンプ装置内に滞留する空気を簡易に排除することが出来るポンプ装置、及びこのポンプ装置が適用された配管構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一局面に係るポンプ装置は、液体流を発生させる動作を行うポンプ動作部と、前記ポンプ動作部の上流側に配置され、第１系統から供給される液体を前記ポンプ動作部に取り入れるための第１導入口と、前記ポンプ動作部と前記第１導入口との間に配置され、前記第１系統とは異なる第２系統から供給される液体を前記ポンプ動作部に取り入れるための第２導入口と、前記ポンプ動作部の下流側に配置され、前記ポンプ動作部から液体を吐出させるための第１導出口と、を備えることを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
このポンプ装置によれば、第１系統とは異なる第２系統からポンプ動作部内に液体を供給可能な第２導入口が、前記ポンプ動作部と第１導入口との間に備えられている。このため、第２導入口から導入される液体の液体流により、ポンプ動作部内に滞留することがある空気を排除することが可能となる。
【００１０】
上記構成において、前記第１導入口の上流側に取り付けられ、前記下流側から前記上流側に向けた液体流の発生を阻止する逆止弁をさらに備えることが望ましい（請求項２）。この構成によれば、逆止弁の存在により、第２導入口から液体をポンプ装置内へ導入したときに、上流側から下流側に向けた順方向の液体流を確実に発生させることができ、ポンプ動作部内の空気を効率的に抜くことができる。
【００１１】
上記構成において、前記ポンプ動作部と前記第１導出口との間に配置され、開閉弁が備えられた第２導出口をさらに備えることが望ましい（請求項３）。この構成によれば、第２導入口から液体がポンプ装置内へ導入される際に、その液体流によって前記第２導出口を通してポンプ動作部内の空気を逃がすことができる。
【００１２】
本発明の他の局面に係る配管構造は、上記のポンプ装置と、前記第１導入口に一端が接続される第１配管と、前記第１導出口に一端が接続される第２配管と、前記第１配管を介して前記ポンプ装置に吸引される液体が貯留される液貯留容器と、前記第２導入口に一端が接続され、前記ポンプ動作部に滞留する空気を排除する液体を供給するための第３配管と、を備えることを特徴とする（請求項４）。
【００１３】
この配管構造によれば、第３配管及び第２導入口を介して、ポンプ動作部内にその上流側からポンプ動作部に滞留する空気を排除するための液体を供給することが可能となる。このため、第２導入口から導入される液体の液体流により、ポンプ動作部内に滞留することがある空気を排除することが可能となる。
【００１４】
上記構成において、前記ポンプ装置は、前記液貯留容器より高位に配置されていても良い（請求項５）。このような配管構造においては、ポンプ装置内に空気が滞留し易くなるが、本発明では第２導入口が備えられているので、これを利用して滞留空気を容易に排除することができる。
【００１５】
上記構成において、前記第１配管の他端及び前記第２配管の他端が、いずれも前記液貯留容器に連通されていることが望ましい（請求項６）。この構成によれば、液貯留容器を起点及び終点とする循環配管系統を有する配管構造において、この循環配管系統とは別系統の空気抜き液体流系統を備えた配管構造を構築することができる。
【００１６】
上記構成において、前記第２配管の他端に接続され、前記第２配管を通して前記ポンプ動作部に液体を送り込むサブポンプをさらに備えることが望ましい（請求項７）。この構成によれば、空気抜き液体流をサブポンプにより容易に発生させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ポンプ装置内に滞留する空気を、第２導入口を利用して簡易に排除することが出来る。従って、安定的に運転させることができるポンプ装置、及びこのポンプ装置が適用された配管構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るポンプ装置を示す一部切り欠き分解斜視図である。
【図２】図１に示すポンプ装置の一部切り欠き組み立て斜視図である。
【図３】図２に示すポンプ装置のIII−III線断面図である。
【図４】配管構造の一実施形態を示す説明図であり、（Ａ）は、ポンプ装置が定常運転を行っている状態、（Ｂ）は、ポンプ装置が始動されるときの状態をそれぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１〜図３は、本発明の一実施形態に係るポンプ装置１０を示す図であり、図１は、一部切り欠き分解斜視図、図２は、図１に示すポンプ装置の一部切り欠き組み立て斜視図、図３は、図２のIII−III線断面図である。なお、図１〜図３において、Ｘ方向を左右方向、Ｙ方向を前後方向といい、特に−Ｘを左方、＋Ｘを右方、−Ｙを前方、＋Ｙを後方という。
【００２０】
本実施形態のポンプ装置１０は、吸い込み口と吐き出し口とが直線状に配置されたラインポンプラインであって、恒温水Ｗ（液体の一例）を配管内で循環させる水流を発生させる。ポンプ装置１０は、遠心力で水を汲み上げるポンプ動作部２０と、上流端に第１フランジ３１（第１導入口）を有する上流側連結管３０と、下流端に第２フランジ４１（第１導出口）を有する下流側連結管４０と、先端に第３フランジ５１（第２導入口）を有するとともに第１開閉バルブ５２が介設されたサブ連結管５０と、第２開閉バルブ６１（開閉弁）が介設された空気排出管６０（第２導出口）と、ポンプ動作部２０に駆動力を伝達する駆動モータ７０とが、それぞれ箱形を呈したケーシング１１に装着されることによって構成されている。
【００２１】
恒温水Ｗは、本実施形態においては、工場やオフィス用のビルディング等に空調用として使用される温熱冷凍サイクル用の循環水である。かかる恒温水Ｗは、通常、所定の空調装置や冷凍装置等で循環的に使用される。
【００２２】
ケーシング１１は、略直方体状に形成され、平面視で矩形状の底板１２と、この底板１２の前縁部から立設された前板１３と、同後縁部から立設された後板１４と、底板１２の左右の縁部から立設された左右方向一対の側板１５と、これら前板１３、後板１４および一対の側板１５の上縁部に架設された天板１６とを備えている。
【００２３】
一対の側板１５は、左縁部の下部の角部がそれぞれ円弧状に形成されているとともに、底板１２には、これらの円弧に沿うように湾曲されて形成された円弧部１２１が設けられている。円弧部１２１は、底板１２に沿って後方から前方へ向かった水流を淀みなく反転させるものである。
【００２４】
円弧部１２１の右方位置には、下面からの押し起こしにより形成された円錐状の円錐膨出部１２２が形成されている。円錐膨出部１２２は、底板１２に沿った水流を上方へ向けて案内し、これによってポンプ動作部２０の直下位置で恒温水Ｗに上向流を生じさせるためのものである。
【００２５】
前板１３の上方位置であって、前後方向の中央部には、ケーシング１１内の恒温水Ｗを下流側連結管４０へ導出するための導出口１３１が設けられている。また、後板１４には、前後方向で導出口１３１と対向する位置に、恒温水Ｗをケーシング１１内へ導入するための導入口１４１が設けられている。
【００２６】
後板１４には、導入口１４１の上方位置から前方に向かって先下がりに傾斜した、上流側連結管３０からの恒温水Ｗを下方へ向かわせるためのガイド板１４２が設けられている。従って、導入口１４１からケーシング１１内へ導入された恒温水Ｗは、ガイド板１４２の裏面側に案内されて斜めに下降しながら前進し、円錐膨出部１２２へ向かうことになる。
【００２７】
天板１６の中央部より若干左方寄りの位置には、ポンプ動作部２０をケーシング１１内へ装着するための、平面視で正方形状を呈する装着開口１６１が設けられている。装着開口１６１の四隅の外方の天板１６には、駆動モータ７０の後述の支持プレート７４をネジ止めするためのネジ孔１６２がそれぞれ螺設されている。
【００２８】
ポンプ動作部２０は、駆動モータ７０の駆動軸７３の下端部に同心で固定された状態で、装着開口１６１を介してケーシング１１内に装着され、駆動軸７３回りに回転することにより発生される遠心力で、ケーシング１１内の恒温水Ｗを上流側連結管３０から下流側連結管４０を通して循環させる。
【００２９】
ポンプ動作部２０は、下面開口からケーシング１１内の恒温水Ｗを汲み上げ、遠心力により上側部の開口から水平方向へ向けて排出する。ポンプ動作部２０は、上下方向に延びる軸筒体２１と、この軸筒体２１の上端部に同心かつ連通状態で連設された内部が空洞の十字回転体２２と、前記軸筒体２１の下端部から同心で下方に向けて連設された逆漏斗状の円形フード部材２３と、前記十字回転体２２の上面から同心で上方に向かって突設された中心軸２４とを備えている。
【００３０】
十字回転体２２は、平面視で十字状を呈する上部十字板２２１と、下部でこの上部十字板２２１に対向配置された同一形状の下部十字板２２２と、これら上下の十字板２２１，２２２の各側面間に架設された曲折側壁２２３とを備える。十字回転体２２は、内部が空洞とされているとともに、各十字の腕の部分の先端には、水を吹き出すための吹き出開口２２４が形成されている。
【００３１】
上部十字板２２１には、その上面の中心位置に中心軸２４が同心で一体的に接続されている。下部十字板２２２には、その下面の中心位置に軸筒体２１と連通する連通孔２２２ａが同心で穿設されている。下部十字板２２２は、軸筒体２１の上縁部と一体的に接続されている。
【００３２】
円形フード部材２３は、十字回転体２２の下部十字板２２２に同心かつ十字回転体２２と連通状態で一体的に接続されている。円形フード部材２３の下端部は、径寸法が前記円錐膨出部１２２の径寸法より若干大きめに設定されているとともに、同下端部と底板１２との間には隙間が形成されている。これによって円錐膨出部１２２に案内されて形成された恒温水Ｗの上向流は、円形フード部材２３によって確実に捕捉される。
【００３３】
中心軸２４の上端面には、円盤状の下部カップリング部材２４１が同心で一体的に設けられている。下部カップリング部材２４１は、駆動モータ７０の駆動軸７３に設けられた上部カップリング部材７３１に一体的に連結され、これによって駆動モータ７０の駆動力がポンプ動作部２０へ伝達される。
【００３４】
上流側連結管３０は、ポンプ動作部２０の上流側に配置され、恒温水Ｗの取り入れ口として機能する部分である。上流側連結管３０は、導入口１４１と同心で後板１４の外面側から右方へ向けて突設され、後述の逆止弁部材８０を介して汲み上げ管９２（図４）に接続される。上流側連結管３０の右端には、第１フランジ３１が設けられ、この第１フランジ３１と、汲み上げ管９２のフランジとがボルト止めで連結される。
【００３５】
下流側連結管４０は、ポンプ動作部２０の下流側に配置され、恒温水Ｗの吐き出し口として機能する部分である。下流側連結管４０は、導出口１３１と同心で前板１３の外面側から左方へ向けて突設され、後述の戻し管９３（図４）が連結される。下流側連結管４０の左端には、第２フランジ４１が設けられ、この第２フランジ４１と、戻し管９３のフランジとがボルト止めで連結される。
【００３６】
サブ連結管５０は、ポンプ動作部２０と上流側連結管３０との間に配置され、恒温水Ｗの循環系統（第１系統）とは異なる水供給系統（第２系統）から、空気抜き水Ｗ１（図４（Ｂ）参照）をケーシング１１内へ導入するための連結管である。サブ連結管５０は、前方の側板１５の右下角部から前方に向けて突設され、後述のサブ配管９４（図４）が連結される。サブ連結管５０には、第１開閉バルブ５２が介設されているとともに、その先端である前端に第３フランジ５１が設けられている。この第３フランジ５１と、サブ配管９４のフランジとがボルト止めで連結される。
【００３７】
空気排出管６０は、ケーシング１１内へ空気抜き水Ｗ１が導入されたときに、その水流で当該ケーシング１１内に存在する空気Ａ（図４）を排出するために設けられている。空気排出管６０は、開放状態とされた上端（第２導出孔）を有し、天板１６の後方左角部に立設されている。この空気排出管６０には、第２開閉バルブ６１が設けられている。
【００３８】
ポンプ装置１０の始動時には、予め第１開閉バルブ５２および第２開閉バルブ６１の双方が開放され、サブ連結管５０からの空気抜き水Ｗ１がケーシング１１内へ導入される。このときにケーシング１１内の空気は、水嵩の増加により空気排出管６０を介して外部へ排出される。ケーシング１１内が空気抜き水Ｗ１で満杯になった時点で第１および第２開閉バルブ５２，６１が閉止され、引き続き駆動モータ７０が駆動され、ポンプ動作部２０による恒温水Ｗ（図４）の汲み上げが開始されるものである。
【００３９】
駆動モータ７０は、ポンプ動作部２０を駆動回転させるためのものであり、縦置きでケーシング１１の天板１６上に据え付けられる。駆動モータ７０は、内部に固定子および回転子が設けられたモータ本体７１と、このモータ本体７１の下端面から同心で下方に向けて延設された支持パイプ７２と、この支持パイプ７２に貫通されて下端部から外部に突出した駆動軸７３と、支持パイプ７２に外嵌された状態でその下端部に固定された支持プレート７４とを備えている。
【００４０】
駆動軸７３の下端部には、中心軸２４の下部カップリング部材２４１に対応した円盤状の上部カップリング部材７３１が同心で一体的に付設されている。この上部カップリング部材７３１を下部カップリング部材２４１に同心でネジ止め固定することにより、ポンプ動作部２０が同心で駆動モータ７０の駆動軸７３に取り付けられる。
【００４１】
支持プレート７４は、駆動モータ７０をケーシング１１に据え付けるためのものであり、ケーシング１１の天板１６に設けられた装着開口１６１より若干大きめの正方形状に設定されている。支持プレート７４の４つの角部には、ケーシング１１の天板１６に螺設されたネジ孔１６２に対向する貫通孔７４１が穿設されている。
【００４２】
駆動軸７３に取り付けられた状態のポンプ動作部２０を、装着開口１６１を介してケーシング１１内に挿入し、引き続き支持プレート７４で装着開口１６１を閉止した状態で、各貫通孔７４１を介してボルトＢをネジ孔１６２に螺着し締結することにより、ポンプ動作部２０および駆動モータ７０が、図２に示すように、ケーシング１１に装着される。
【００４３】
上流側連結管３０と汲み上げ管９２（図４）との間には、逆止弁部材８０が介設されている。逆止弁部材８０は、汲み上げ管９２から上流側連結管３０へ向かう恒温水Ｗの流通を許容するが、上流側連結管３０から汲み上げ管９２へ向かう逆流を阻止する。同様に、空気抜き水Ｗ１がケーシング１１内へ導入されたときにおいても前記逆流を防止し、空気抜き水Ｗ１の順方向の水流を形成させて、空気排出管６０からの空気抜きを確実に実行させる役目を果たす。
【００４４】
逆止弁部材８０は、外径寸法が上流側連結管３０の第１フランジ３１の外径寸法と等しく設定された円形枠体８１と、この円形枠体８１の中心孔８１１を塞ぐ円形の逆止弁８２とを備えている。円形枠体８１は、上流側連結管３０の第１フランジ３１と、汲み上げ管９２のフランジとにより挟持された状態でボルト止めされる。
【００４５】
逆止弁８２は、中心孔８１１より大径で、かつ、上流側連結管３０の内径寸法より小径に設定されている。逆止弁８２は、円形枠体８１における上流側連結管３０側において、その上端部が中心孔８１１の上縁部に揺動可能に取り付けられている。従って、恒温水貯留槽９１（液貯留容器）からの恒温水Ｗが汲み上げ管９２および上流側連結管３０を介してポンプ装置１０のケーシング１１内へ供給されるときには、逆止弁８２が水圧によって上流側連結管３０側へ揺動する。これにより、恒温水Ｗは、逆止弁部材８０を通過することができる。
【００４６】
また、後述のサブポンプ９７の駆動でサブ連結管５０を介してケーシング１１内へ導入された空気抜き水Ｗ１が、上流側連結管３０を介し汲み上げ管９２へ向けて逆流しようとしたときは、逆止弁８２が円形枠体８１の方向に押圧され、これによって中心孔８１１が閉止される。従って、空気抜き水Ｗ１が汲み上げ管９２を通って恒温水貯留槽９１に戻されることはない。
【００４７】
上記のように構成されたポンプ装置１０によれば、当該ポンプ装置１０が、図３に示すように、定常運転を行っているときは、第１開閉バルブ５２および第２開閉バルブ６１が閉止された状態で駆動モータ７０の駆動によりポンプ動作部２０が駆動軸７３回りに回転される。この場合、十字回転体２２内の恒温水Ｗが遠心力で吹き出開口２２４から外部へ放出されて水流が形成され、恒温水Ｗは下流側連結管４０を通って送り出される。
【００４８】
一方、十字回転体２２内の恒温水Ｗが放出されることによって十字回転体２２内が負圧になるため、ケーシング１１内の恒温水Ｗが円形フード部材２３を介して吸い上げられる。従って、ケーシング１１内における円錐膨出部１２２の上方位置の円形フード部材２３内には上昇流が形成され、これによってケーシング１１内の恒温水Ｗは、十字回転体２２から連続的に下流側連結管４０に向けて送り出されることになる。
【００４９】
このとき、逆止弁部材８０の逆止弁８２は、恒温水Ｗの水流によって上流側連結管３０の方向へ向けて揺動しているため、恒温水Ｗは、支障なく逆止弁８２を通過してケーシング１１内へ導入される。
【００５０】
これに対し、ポンプ動作部２０に空気が滞留していることが想定される場合、具体的にはポンプ装置１０の始動に際しては、第１開閉バルブ５２および第２開閉バルブ６１がそれぞれ開放されるとともに、後述の戻し管９３に設けられた第３開閉バルブ９３１（図４）が閉止される。この状態でサブ連結管５０を介して空気抜き水Ｗ１がケーシング１１内に導入される。この空気抜き水Ｗ１の導入によってケーシング１１内は空気抜き水Ｗ１で満たされた状態になり、内部に滞留している空気は空気排出管６０を介して排出される。
【００５１】
実際には、第２開閉バルブ６１の先端から空気抜き水Ｗ１が溢れ出るか否かにより、ケーシング１１内が空気抜き水Ｗ１で満たされたか否か、つまり空気抜きが完了したか否かが確認できる。空気抜きの完了後、第１開閉バルブ５２および第２開閉バルブ６１が閉止されるとともに、第３開閉バルブ９３１が開放され、引き続き駆動モータ７０が駆動される。こうすることで、ポンプ動作部２０は、ケーシング１１内が空気抜き水Ｗ１で満たされているため空回りすることはなく、空気抜き水Ｗ１を下流側連結管４０へ向けて送り出す。これによるポンプ動作部２０内の圧力低下で、恒温水Ｗが汲み上げ管９２および逆止弁部材８０を介してケーシング１１内へ導入されることになる。
【００５２】
以下、図４を基に、上記ポンプ装置１０を用いた配管構造９０の実施形態について説明する。図４（Ａ）は、ポンプ装置１０が定常運転を行っている状態、図４（Ｂ）は、ポンプ装置１０が始動されるときの状態をそれぞれ示している。図４におけるＸによる方向表示は、図３の場合と同様（−Ｘ：左方、＋Ｘ：右方）である。なお、図４においては、各管において太い実線矢印で水（図４（Ａ）では恒温水Ｗ、図４（Ｂ）では空気抜き水Ｗ１）が流通している状態を示し、細い実線で水が流通していない状態を示している。
【００５３】
配管構造９０は、上記のポンプ装置１０と、このポンプ装置１０が汲み上げて循環させる恒温水Ｗが貯留された恒温水貯留槽９１（液貯留容器）と、この恒温水貯留槽９１と上流側連結管３０との間に介設された汲み上げ管９２（第１配管）と、恒温水貯留槽９１と下流側連結管４０との間に介設された戻し管９３（第２配管）と、恒温水貯留槽９１とサブ連結管５０との間に介設されたサブ配管９４（第３配管）とを備えている。図示の通り、ポンプ装置１０は恒温水貯留槽９１よりも高所に配置されている。
【００５４】
汲み上げ管９２には、当該汲み上げ管９２内を流れる恒温水Ｗとの熱交換で所定の被処理流体の温度を恒温水Ｗの温度にする負荷装置９５が介設されている。戻し管９３には、負荷装置９５での熱交換で温度変化した恒温水Ｗの温度を元の温度に戻す温度復元装置９６が介設されている。また、サブ配管９４には、空気抜き水Ｗ１をポンプ動作部２０に送り込むサブポンプ９７が介設されている。さらに、戻し管９３には、温度復元装置９６の上流側に、第３開閉バルブ９３１が介設されている。
【００５５】
かかる構成の配管構造９０によれば、ポンプ装置１０が定常運転されるときは、第１開閉バルブ５２および第２開閉バルブ６１が閉止されているとともに、第３開閉バルブ９３１が開放されている。この定常運転では、恒温水貯留槽９１内の恒温水Ｗは、図４（Ａ）に太い矢印で示すように、汲み上げ管９２を通って汲み上げられ、負荷装置９５で被処理流体との間で熱交換を行った後、ポンプ動作部２０を介して戻し管９３へ導出され、温度復元装置９６で元の温度に復元された後に恒温水貯留槽９１へ戻され、以後、負荷装置９５、ポンプ装置１０および温度復元装置９６の間を循環することになる。
【００５６】
ついで、長期間の休止の後にポンプ装置１０を再始動されるような場合には、ポンプ装置１０が恒温水貯留槽９１よりも高所に配置されていることもあって、恒温水Ｗがケーシング１１内から抜け出てしまっている場合が多い。つまり、ケーシング１１内に空気が滞留していることが多い。このような場合、まず第３開閉バルブ９３１が閉止された後に第１開閉バルブ５２および第２開閉バルブ６１が開放される。そうすると、図４（Ｂ）に太い矢印で示すように、ポンプ装置１０のケーシング１１内と恒温水貯留槽９１内とがサブ配管９４を介して連通状態になる。
【００５７】
この状態でサブポンプ９７を駆動すると、恒温水貯留槽９１内の恒温水Ｗが空気抜き水Ｗ１としてサブ配管９４内に導出され、ケーシング１１内に送り込まれる。このとき、ケーシング１１内の空気は、空気排出管６０を介して外部に排出されるため、ケーシング１１内は速やかに空気抜き水Ｗ１によって満たされる。ケーシング１１内の空気抜き水Ｗ１は、逆止弁部材８０の逆止弁８２に阻止されて汲み上げ管９２へ流れ込むことがないため、空気抜き水Ｗ１を必要最小限に留めることが可能になる。
【００５８】
ついで、空気排出管６０からの空気抜き水Ｗ１の噴出によりケーシング１１内が空気抜き水Ｗ１で満たされたことが確認されると、サブポンプ９７が停止される。引き続き、第１開閉バルブ５２および第２開閉バルブ６１が閉止されるとともに、第３開閉バルブ９３１が開放され、同時に駆動モータ７０が駆動される。この駆動モータ７０の駆動によるポンプ動作部２０の動作で、恒温水貯留槽９１内の恒温水Ｗが汲み上げ管９２を介して汲み上げられ、以後は、先の図４（Ａ）に示すように、ポンプ装置１０の定常運転に移行するものである。
【００５９】
以上、本発明の一実施形態につき説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば以下のような変形実施形態を取ることもできる。
【００６０】
（１）上記の実施形態においては、ポンプ装置１０が汲み上げ対象としている液体として、工場やオフィス用のビルディング等に空調用として使用される温熱冷凍サイクル用の循環水である恒温水Ｗである例を示した。これ以外に、本発明は各種のプラントで採用される各種の液体の汲み上げに適用することができる。
【００６１】
（２）上記の実施形態においては、空気抜き水Ｗ１として恒温水貯留槽９１に貯留されている恒温水Ｗを、サブポンプ９７でポンプアップして空気抜き水Ｗ１として使用する例を示した。恒温水貯留槽９１の恒温水Ｗを利用せず、別の水源の水（例えば水道水など）を採用してもよい。
【００６２】
（３）上記の実施形態においては、上流側連結管３０と汲み上げ管９２との間に逆止弁部材８０が介設されているが、特に逆止弁部材８０を設けなくてもよい。但し、逆止弁部材８０が設けられていない場合には、空気抜き水Ｗ１が汲み上げ管９２を介して恒温水貯留槽９１にまで逆流するため、空気抜き水Ｗ１の使用量が多くなる。
【００６３】
（４）空気抜き水Ｗ１を導入するためのサブ連結管５０を、ポンプ装置１０の内部の点検孔として活用したり、水洗用の注水孔として利用したりすることもできる。この場合、第３フランジ５１とサブ配管９４のフランジとの連結を外し、サブ連結管５０の端部開口を露出させれば良い。
【符号の説明】
【００６４】
１０ ポンプ装置
１１ ケーシング
２０ ポンプ動作部
３０ 上流側連結管
３１ 第１フランジ（第１導入孔）
４０ 下流側連結管
４１ 第２フランジ（第１導出孔）
５０ サブ連結管
５１ 第３フランジ（第２導入孔）
５２ 第１開閉バルブ
６０ 空気排出管（第２導出孔）
６１ 第２開閉バルブ（開閉弁）
７０ 駆動モータ
８０ 逆止弁部材
９０ 配管構造
９１ 恒温水貯留槽（液貯留容器）
９２ 汲み上げ管（第１配管）
９３ 戻し管（第２配管）
９４ サブ配管（第３配管）
９７ サブポンプ
Ａ 空気
Ｗ 恒温水（液体）
Ｗ１ 空気抜き水
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水などの液体の汲み上げや移送に使用されるポンプ装置、及びこのポンプ装置が適用された配管構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポンプ装置は、機械的なエネルギーによって流体の圧力を増大させ、これによって当該流体を低位から汲み上げたり、移送したりする用に供される。例えば、工場やビルディング等で用いられる温熱冷凍サイクル等において恒温水を循環させる配管系統や、空調用の冷媒流体の供給や循環を行う配管系統では、その配管の途中にポンプ装置が組み入れられる。このポンプ装置としては、吸い込み口と吐き出し口とが直線状に配置されたラインポンプ（例えば特許文献１参照）が汎用されている。
【０００３】
ポンプ装置は、移送対象の液体（例えば水）に圧力を与えて水流を発生させるポンプ動作部を備えるが、このポンプ動作部（例えばインぺラの吸い込み部など）に何らかの要因で空気が入り込むことがある。特に、設備配置の制限等の要請で、供給元の貯水（湯）タンクよりも高所にポンプ装置を配置する必要がある場合に顕著となる。ポンプ動作部内に空気が存在すると、ポンピング動作が阻害されたり或いはポンプ故障の原因となったりするため、上記のラインポンプでは、吐き出し口の側に空気抜きコックや自動排気弁が取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４６９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ポンプ装置の内部に滞留した空気を排除するには、当該ポンプ装置が組み入れられた配管内で水流を発生させ、例えば上記の空気抜きコックを開として空気を逃がせば良い。しかし、内部に空気を抱き込んだ状態であると、そのポンプ装置を用いて前記水流を発生させることができない場合がある。
【０００６】
そこで、配管を常時水圧が加わった状態としてポンプ装置を押し込み型で使用する、或いは、貯水タンクよりも高所にポンプ装置を配置せねばならない場合にはその高低差を小さくして比較的ポンプ装置に水圧が加わり易いようにする、という対策が考えられる。しかし、これらの対策では、配管の配置や配管長などの配管設計の詳細検討が必要となり、配管経路の設定に制限がある場合は対応が困難となる。また、既存配管設備の場合では、その設備の大幅な改良が必要となる場合があり、妥当な対応策とは言えない。
【０００７】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたもので、ポンプ装置内に滞留する空気を簡易に排除することが出来るポンプ装置、及びこのポンプ装置が適用された配管構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一局面に係るポンプ装置は、液体流を発生させる動作を行うポンプ動作部と、前記ポンプ動作部の上流側に配置され、第１系統から供給される液体を前記ポンプ動作部に取り入れるための第１導入口と、前記ポンプ動作部と前記第１導入口との間に配置され、前記第１系統とは異なる第２系統から供給される液体を前記ポンプ動作部に取り入れるための第２導入口と、前記ポンプ動作部の下流側に配置され、前記ポンプ動作部から液体を吐出させるための第１導出口と、を備えることを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
このポンプ装置によれば、第１系統とは異なる第２系統からポンプ動作部内に液体を供給可能な第２導入口が、前記ポンプ動作部と第１導入口との間に備えられている。このため、第２導入口から導入される液体の液体流により、ポンプ動作部内に滞留することがある空気を排除することが可能となる。
【００１０】
上記構成において、前記第１導入口の上流側に取り付けられ、前記下流側から前記上流側に向けた液体流の発生を阻止する逆止弁をさらに備えることが望ましい（請求項２）。この構成によれば、逆止弁の存在により、第２導入口から液体をポンプ装置内へ導入したときに、上流側から下流側に向けた順方向の液体流を確実に発生させることができ、ポンプ動作部内の空気を効率的に抜くことができる。
【００１１】
上記構成において、前記ポンプ動作部と前記第１導出口との間に配置され、開閉弁が備えられた第２導出口をさらに備えることが望ましい（請求項３）。この構成によれば、第２導入口から液体がポンプ装置内へ導入される際に、その液体流によって前記第２導出口を通してポンプ動作部内の空気を逃がすことができる。
【００１２】
本発明の他の局面に係る配管構造は、上記のポンプ装置と、前記第１導入口に一端が接続される第１配管と、前記第１導出口に一端が接続される第２配管と、前記第１配管を介して前記ポンプ装置に吸引される液体が貯留される液貯留容器と、前記第２導入口に一端が接続され、前記ポンプ動作部に滞留する空気を排除する液体を供給するための第３配管と、を備えることを特徴とする（請求項４）。
【００１３】
この配管構造によれば、第３配管及び第２導入口を介して、ポンプ動作部内にその上流側からポンプ動作部に滞留する空気を排除するための液体を供給することが可能となる。このため、第２導入口から導入される液体の液体流により、ポンプ動作部内に滞留することがある空気を排除することが可能となる。
【００１４】
上記構成において、前記ポンプ装置は、前記液貯留容器より高位に配置されていても良い（請求項５）。このような配管構造においては、ポンプ装置内に空気が滞留し易くなるが、本発明では第２導入口が備えられているので、これを利用して滞留空気を容易に排除することができる。
【００１５】
上記構成において、前記第１配管の他端及び前記第２配管の他端が、いずれも前記液貯留容器に連通されていることが望ましい（請求項６）。この構成によれば、液貯留容器を起点及び終点とする循環配管系統を有する配管構造において、この循環配管系統とは別系統の空気抜き液体流系統を備えた配管構造を構築することができる。
【００１６】
上記構成において、前記第２配管の他端に接続され、前記第２配管を通して前記ポンプ動作部に液体を送り込むサブポンプをさらに備えることが望ましい（請求項７）。この構成によれば、空気抜き液体流をサブポンプにより容易に発生させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ポンプ装置内に滞留する空気を、第２導入口を利用して簡易に排除することが出来る。従って、安定的に運転させることができるポンプ装置、及びこのポンプ装置が適用された配管構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るポンプ装置を示す一部切り欠き分解斜視図である。
【図２】図１に示すポンプ装置の一部切り欠き組み立て斜視図である。
【図３】図２に示すポンプ装置のIII−III線断面図である。
【図４】配管構造の一実施形態を示す説明図であり、（Ａ）は、ポンプ装置が定常運転を行っている状態、（Ｂ）は、ポンプ装置が始動されるときの状態をそれぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１〜図３は、本発明の一実施形態に係るポンプ装置１０を示す図であり、図１は、一部切り欠き分解斜視図、図２は、図１に示すポンプ装置の一部切り欠き組み立て斜視図、図３は、図２のIII−III線断面図である。なお、図１〜図３において、Ｘ方向を左右方向、Ｙ方向を前後方向といい、特に−Ｘを左方、＋Ｘを右方、−Ｙを前方、＋Ｙを後方という。
【００２０】
本実施形態のポンプ装置１０は、吸い込み口と吐き出し口とが直線状に配置されたラインポンプラインであって、恒温水Ｗ（液体の一例）を配管内で循環させる水流を発生させる。ポンプ装置１０は、遠心力で水を汲み上げるポンプ動作部２０と、上流端に第１フランジ３１（第１導入口）を有する上流側連結管３０と、下流端に第２フランジ４１（第１導出口）を有する下流側連結管４０と、先端に第３フランジ５１（第２導入口）を有するとともに第１開閉バルブ５２が介設されたサブ連結管５０と、第２開閉バルブ６１（開閉弁）が介設された空気排出管６０（第２導出口）と、ポンプ動作部２０に駆動力を伝達する駆動モータ７０とが、それぞれ箱形を呈したケーシング１１に装着されることによって構成されている。
【００２１】
恒温水Ｗは、本実施形態においては、工場やオフィス用のビルディング等に空調用として使用される温熱冷凍サイクル用の循環水である。かかる恒温水Ｗは、通常、所定の空調装置や冷凍装置等で循環的に使用される。
【００２２】
ケーシング１１は、略直方体状に形成され、平面視で矩形状の底板１２と、この底板１２の前縁部から立設された前板１３と、同後縁部から立設された後板１４と、底板１２の左右の縁部から立設された左右方向一対の側板１５と、これら前板１３、後板１４および一対の側板１５の上縁部に架設された天板１６とを備えている。
【００２３】
一対の側板１５は、左縁部の下部の角部がそれぞれ円弧状に形成されているとともに、底板１２には、これらの円弧に沿うように湾曲されて形成された円弧部１２１が設けられている。円弧部１２１は、底板１２に沿って後方から前方へ向かった水流を淀みなく反転させるものである。
【００２４】
円弧部１２１の右方位置には、下面からの押し起こしにより形成された円錐状の円錐膨出部１２２が形成されている。円錐膨出部１２２は、底板１２に沿った水流を上方へ向けて案内し、これによってポンプ動作部２０の直下位置で恒温水Ｗに上向流を生じさせるためのものである。
【００２５】
前板１３の上方位置であって、前後方向の中央部には、ケーシング１１内の恒温水Ｗを下流側連結管４０へ導出するための導出口１３１が設けられている。また、後板１４には、前後方向で導出口１３１と対向する位置に、恒温水Ｗをケーシング１１内へ導入するための導入口１４１が設けられている。
【００２６】
後板１４には、導入口１４１の上方位置から前方に向かって先下がりに傾斜した、上流側連結管３０からの恒温水Ｗを下方へ向かわせるためのガイド板１４２が設けられている。従って、導入口１４１からケーシング１１内へ導入された恒温水Ｗは、ガイド板１４２の裏面側に案内されて斜めに下降しながら前進し、円錐膨出部１２２へ向かうことになる。
【００２７】
天板１６の中央部より若干左方寄りの位置には、ポンプ動作部２０をケーシング１１内へ装着するための、平面視で正方形状を呈する装着開口１６１が設けられている。装着開口１６１の四隅の外方の天板１６には、駆動モータ７０の後述の支持プレート７４をネジ止めするためのネジ孔１６２がそれぞれ螺設されている。
【００２８】
ポンプ動作部２０は、駆動モータ７０の駆動軸７３の下端部に同心で固定された状態で、装着開口１６１を介してケーシング１１内に装着され、駆動軸７３回りに回転することにより発生される遠心力で、ケーシング１１内の恒温水Ｗを上流側連結管３０から下流側連結管４０を通して循環させる。
【００２９】
ポンプ動作部２０は、下面開口からケーシング１１内の恒温水Ｗを汲み上げ、遠心力により上側部の開口から水平方向へ向けて排出する。ポンプ動作部２０は、上下方向に延びる軸筒体２１と、この軸筒体２１の上端部に同心かつ連通状態で連設された内部が空洞の十字回転体２２と、前記軸筒体２１の下端部から同心で下方に向けて連設された逆漏斗状の円形フード部材２３と、前記十字回転体２２の上面から同心で上方に向かって突設された中心軸２４とを備えている。
【００３０】
十字回転体２２は、平面視で十字状を呈する上部十字板２２１と、下部でこの上部十字板２２１に対向配置された同一形状の下部十字板２２２と、これら上下の十字板２２１，２２２の各側面間に架設された曲折側壁２２３とを備える。十字回転体２２は、内部が空洞とされているとともに、各十字の腕の部分の先端には、水を吹き出すための吹き出開口２２４が形成されている。
【００３１】
上部十字板２２１には、その上面の中心位置に中心軸２４が同心で一体的に接続されている。下部十字板２２２には、その下面の中心位置に軸筒体２１と連通する連通孔２２２ａが同心で穿設されている。下部十字板２２２は、軸筒体２１の上縁部と一体的に接続されている。
【００３２】
円形フード部材２３は、十字回転体２２の下部十字板２２２に同心かつ十字回転体２２と連通状態で一体的に接続されている。円形フード部材２３の下端部は、径寸法が前記円錐膨出部１２２の径寸法より若干大きめに設定されているとともに、同下端部と底板１２との間には隙間が形成されている。これによって円錐膨出部１２２に案内されて形成された恒温水Ｗの上向流は、円形フード部材２３によって確実に捕捉される。
【００３３】
中心軸２４の上端面には、円盤状の下部カップリング部材２４１が同心で一体的に設けられている。下部カップリング部材２４１は、駆動モータ７０の駆動軸７３に設けられた上部カップリング部材７３１に一体的に連結され、これによって駆動モータ７０の駆動力がポンプ動作部２０へ伝達される。
【００３４】
上流側連結管３０は、ポンプ動作部２０の上流側に配置され、恒温水Ｗの取り入れ口として機能する部分である。上流側連結管３０は、導入口１４１と同心で後板１４の外面側から右方へ向けて突設され、後述の逆止弁部材８０を介して汲み上げ管９２（図４）に接続される。上流側連結管３０の右端には、第１フランジ３１が設けられ、この第１フランジ３１と、汲み上げ管９２のフランジとがボルト止めで連結される。
【００３５】
下流側連結管４０は、ポンプ動作部２０の下流側に配置され、恒温水Ｗの吐き出し口として機能する部分である。下流側連結管４０は、導出口１３１と同心で前板１３の外面側から左方へ向けて突設され、後述の戻し管９３（図４）が連結される。下流側連結管４０の左端には、第２フランジ４１が設けられ、この第２フランジ４１と、戻し管９３のフランジとがボルト止めで連結される。
【００３６】
サブ連結管５０は、ポンプ動作部２０と上流側連結管３０との間に配置され、恒温水Ｗの循環系統（第１系統）とは異なる水供給系統（第２系統）から、空気抜き水Ｗ１（図４（Ｂ）参照）をケーシング１１内へ導入するための連結管である。サブ連結管５０は、前方の側板１５の右下角部から前方に向けて突設され、後述のサブ配管９４（図４）が連結される。サブ連結管５０には、第１開閉バルブ５２が介設されているとともに、その先端である前端に第３フランジ５１が設けられている。この第３フランジ５１と、サブ配管９４のフランジとがボルト止めで連結される。
【００３７】
空気排出管６０は、ケーシング１１内へ空気抜き水Ｗ１が導入されたときに、その水流で当該ケーシング１１内に存在する空気Ａ（図４）を排出するために設けられている。空気排出管６０は、開放状態とされた上端（第２導出孔）を有し、天板１６の後方左角部に立設されている。この空気排出管６０には、第２開閉バルブ６１が設けられている。
【００３８】
ポンプ装置１０の始動時には、予め第１開閉バルブ５２および第２開閉バルブ６１の双方が開放され、サブ連結管５０からの空気抜き水Ｗ１がケーシング１１内へ導入される。このときにケーシング１１内の空気は、水嵩の増加により空気排出管６０を介して外部へ排出される。ケーシング１１内が空気抜き水Ｗ１で満杯になった時点で第１および第２開閉バルブ５２，６１が閉止され、引き続き駆動モータ７０が駆動され、ポンプ動作部２０による恒温水Ｗ（図４）の汲み上げが開始されるものである。
【００３９】
駆動モータ７０は、ポンプ動作部２０を駆動回転させるためのものであり、縦置きでケーシング１１の天板１６上に据え付けられる。駆動モータ７０は、内部に固定子および回転子が設けられたモータ本体７１と、このモータ本体７１の下端面から同心で下方に向けて延設された支持パイプ７２と、この支持パイプ７２に貫通されて下端部から外部に突出した駆動軸７３と、支持パイプ７２に外嵌された状態でその下端部に固定された支持プレート７４とを備えている。
【００４０】
駆動軸７３の下端部には、中心軸２４の下部カップリング部材２４１に対応した円盤状の上部カップリング部材７３１が同心で一体的に付設されている。この上部カップリング部材７３１を下部カップリング部材２４１に同心でネジ止め固定することにより、ポンプ動作部２０が同心で駆動モータ７０の駆動軸７３に取り付けられる。
【００４１】
支持プレート７４は、駆動モータ７０をケーシング１１に据え付けるためのものであり、ケーシング１１の天板１６に設けられた装着開口１６１より若干大きめの正方形状に設定されている。支持プレート７４の４つの角部には、ケーシング１１の天板１６に螺設されたネジ孔１６２に対向する貫通孔７４１が穿設されている。
【００４２】
駆動軸７３に取り付けられた状態のポンプ動作部２０を、装着開口１６１を介してケーシング１１内に挿入し、引き続き支持プレート７４で装着開口１６１を閉止した状態で、各貫通孔７４１を介してボルトＢをネジ孔１６２に螺着し締結することにより、ポンプ動作部２０および駆動モータ７０が、図２に示すように、ケーシング１１に装着される。
【００４３】
上流側連結管３０と汲み上げ管９２（図４）との間には、逆止弁部材８０が介設されている。逆止弁部材８０は、汲み上げ管９２から上流側連結管３０へ向かう恒温水Ｗの流通を許容するが、上流側連結管３０から汲み上げ管９２へ向かう逆流を阻止する。同様に、空気抜き水Ｗ１がケーシング１１内へ導入されたときにおいても前記逆流を防止し、空気抜き水Ｗ１の順方向の水流を形成させて、空気排出管６０からの空気抜きを確実に実行させる役目を果たす。
【００４４】
逆止弁部材８０は、外径寸法が上流側連結管３０の第１フランジ３１の外径寸法と等しく設定された円形枠体８１と、この円形枠体８１の中心孔８１１を塞ぐ円形の逆止弁８２とを備えている。円形枠体８１は、上流側連結管３０の第１フランジ３１と、汲み上げ管９２のフランジとにより挟持された状態でボルト止めされる。
【００４５】
逆止弁８２は、中心孔８１１より大径で、かつ、上流側連結管３０の内径寸法より小径に設定されている。逆止弁８２は、円形枠体８１における上流側連結管３０側において、その上端部が中心孔８１１の上縁部に揺動可能に取り付けられている。従って、恒温水貯留槽９１（液貯留容器）からの恒温水Ｗが汲み上げ管９２および上流側連結管３０を介してポンプ装置１０のケーシング１１内へ供給されるときには、逆止弁８２が水圧によって上流側連結管３０側へ揺動する。これにより、恒温水Ｗは、逆止弁部材８０を通過することができる。
【００４６】
また、後述のサブポンプ９７の駆動でサブ連結管５０を介してケーシング１１内へ導入された空気抜き水Ｗ１が、上流側連結管３０を介し汲み上げ管９２へ向けて逆流しようとしたときは、逆止弁８２が円形枠体８１の方向に押圧され、これによって中心孔８１１が閉止される。従って、空気抜き水Ｗ１が汲み上げ管９２を通って恒温水貯留槽９１に戻されることはない。
【００４７】
上記のように構成されたポンプ装置１０によれば、当該ポンプ装置１０が、図３に示すように、定常運転を行っているときは、第１開閉バルブ５２および第２開閉バルブ６１が閉止された状態で駆動モータ７０の駆動によりポンプ動作部２０が駆動軸７３回りに回転される。この場合、十字回転体２２内の恒温水Ｗが遠心力で吹き出開口２２４から外部へ放出されて水流が形成され、恒温水Ｗは下流側連結管４０を通って送り出される。
【００４８】
一方、十字回転体２２内の恒温水Ｗが放出されることによって十字回転体２２内が負圧になるため、ケーシング１１内の恒温水Ｗが円形フード部材２３を介して吸い上げられる。従って、ケーシング１１内における円錐膨出部１２２の上方位置の円形フード部材２３内には上昇流が形成され、これによってケーシング１１内の恒温水Ｗは、十字回転体２２から連続的に下流側連結管４０に向けて送り出されることになる。
【００４９】
このとき、逆止弁部材８０の逆止弁８２は、恒温水Ｗの水流によって上流側連結管３０の方向へ向けて揺動しているため、恒温水Ｗは、支障なく逆止弁８２を通過してケーシング１１内へ導入される。
【００５０】
これに対し、ポンプ動作部２０に空気が滞留していることが想定される場合、具体的にはポンプ装置１０の始動に際しては、第１開閉バルブ５２および第２開閉バルブ６１がそれぞれ開放されるとともに、後述の戻し管９３に設けられた第３開閉バルブ９３１（図４）が閉止される。この状態でサブ連結管５０を介して空気抜き水Ｗ１がケーシング１１内に導入される。この空気抜き水Ｗ１の導入によってケーシング１１内は空気抜き水Ｗ１で満たされた状態になり、内部に滞留している空気は空気排出管６０を介して排出される。
【００５１】
実際には、第２開閉バルブ６１の先端から空気抜き水Ｗ１が溢れ出るか否かにより、ケーシング１１内が空気抜き水Ｗ１で満たされたか否か、つまり空気抜きが完了したか否かが確認できる。空気抜きの完了後、第１開閉バルブ５２および第２開閉バルブ６１が閉止されるとともに、第３開閉バルブ９３１が開放され、引き続き駆動モータ７０が駆動される。こうすることで、ポンプ動作部２０は、ケーシング１１内が空気抜き水Ｗ１で満たされているため空回りすることはなく、空気抜き水Ｗ１を下流側連結管４０へ向けて送り出す。これによるポンプ動作部２０内の圧力低下で、恒温水Ｗが汲み上げ管９２および逆止弁部材８０を介してケーシング１１内へ導入されることになる。
【００５２】
以下、図４を基に、上記ポンプ装置１０を用いた配管構造９０の実施形態について説明する。図４（Ａ）は、ポンプ装置１０が定常運転を行っている状態、図４（Ｂ）は、ポンプ装置１０が始動されるときの状態をそれぞれ示している。図４におけるＸによる方向表示は、図３の場合と同様（−Ｘ：左方、＋Ｘ：右方）である。なお、図４においては、各管において太い実線矢印で水（図４（Ａ）では恒温水Ｗ、図４（Ｂ）では空気抜き水Ｗ１）が流通している状態を示し、細い実線で水が流通していない状態を示している。
【００５３】
配管構造９０は、上記のポンプ装置１０と、このポンプ装置１０が汲み上げて循環させる恒温水Ｗが貯留された恒温水貯留槽９１（液貯留容器）と、この恒温水貯留槽９１と上流側連結管３０との間に介設された汲み上げ管９２（第１配管）と、恒温水貯留槽９１と下流側連結管４０との間に介設された戻し管９３（第２配管）と、恒温水貯留槽９１とサブ連結管５０との間に介設されたサブ配管９４（第３配管）とを備えている。図示の通り、ポンプ装置１０は恒温水貯留槽９１よりも高所に配置されている。
【００５４】
汲み上げ管９２には、当該汲み上げ管９２内を流れる恒温水Ｗとの熱交換で所定の被処理流体の温度を恒温水Ｗの温度にする負荷装置９５が介設されている。戻し管９３には、負荷装置９５での熱交換で温度変化した恒温水Ｗの温度を元の温度に戻す温度復元装置９６が介設されている。また、サブ配管９４には、空気抜き水Ｗ１をポンプ動作部２０に送り込むサブポンプ９７が介設されている。さらに、戻し管９３には、温度復元装置９６の上流側に、第３開閉バルブ９３１が介設されている。
【００５５】
かかる構成の配管構造９０によれば、ポンプ装置１０が定常運転されるときは、第１開閉バルブ５２および第２開閉バルブ６１が閉止されているとともに、第３開閉バルブ９３１が開放されている。この定常運転では、恒温水貯留槽９１内の恒温水Ｗは、図４（Ａ）に太い矢印で示すように、汲み上げ管９２を通って汲み上げられ、負荷装置９５で被処理流体との間で熱交換を行った後、ポンプ動作部２０を介して戻し管９３へ導出され、温度復元装置９６で元の温度に復元された後に恒温水貯留槽９１へ戻され、以後、負荷装置９５、ポンプ装置１０および温度復元装置９６の間を循環することになる。
【００５６】
ついで、長期間の休止の後にポンプ装置１０を再始動されるような場合には、ポンプ装置１０が恒温水貯留槽９１よりも高所に配置されていることもあって、恒温水Ｗがケーシング１１内から抜け出てしまっている場合が多い。つまり、ケーシング１１内に空気が滞留していることが多い。このような場合、まず第３開閉バルブ９３１が閉止された後に第１開閉バルブ５２および第２開閉バルブ６１が開放される。そうすると、図４（Ｂ）に太い矢印で示すように、ポンプ装置１０のケーシング１１内と恒温水貯留槽９１内とがサブ配管９４を介して連通状態になる。
【００５７】
この状態でサブポンプ９７を駆動すると、恒温水貯留槽９１内の恒温水Ｗが空気抜き水Ｗ１としてサブ配管９４内に導出され、ケーシング１１内に送り込まれる。このとき、ケーシング１１内の空気は、空気排出管６０を介して外部に排出されるため、ケーシング１１内は速やかに空気抜き水Ｗ１によって満たされる。ケーシング１１内の空気抜き水Ｗ１は、逆止弁部材８０の逆止弁８２に阻止されて汲み上げ管９２へ流れ込むことがないため、空気抜き水Ｗ１を必要最小限に留めることが可能になる。
【００５８】
ついで、空気排出管６０からの空気抜き水Ｗ１の噴出によりケーシング１１内が空気抜き水Ｗ１で満たされたことが確認されると、サブポンプ９７が停止される。引き続き、第１開閉バルブ５２および第２開閉バルブ６１が閉止されるとともに、第３開閉バルブ９３１が開放され、同時に駆動モータ７０が駆動される。この駆動モータ７０の駆動によるポンプ動作部２０の動作で、恒温水貯留槽９１内の恒温水Ｗが汲み上げ管９２を介して汲み上げられ、以後は、先の図４（Ａ）に示すように、ポンプ装置１０の定常運転に移行するものである。
【００５９】
以上、本発明の一実施形態につき説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば以下のような変形実施形態を取ることもできる。
【００６０】
（１）上記の実施形態においては、ポンプ装置１０が汲み上げ対象としている液体として、工場やオフィス用のビルディング等に空調用として使用される温熱冷凍サイクル用の循環水である恒温水Ｗである例を示した。これ以外に、本発明は各種のプラントで採用される各種の液体の汲み上げに適用することができる。
【００６１】
（２）上記の実施形態においては、空気抜き水Ｗ１として恒温水貯留槽９１に貯留されている恒温水Ｗを、サブポンプ９７でポンプアップして空気抜き水Ｗ１として使用する例を示した。恒温水貯留槽９１の恒温水Ｗを利用せず、別の水源の水（例えば水道水など）を採用してもよい。
【００６２】
（３）上記の実施形態においては、上流側連結管３０と汲み上げ管９２との間に逆止弁部材８０が介設されているが、特に逆止弁部材８０を設けなくてもよい。但し、逆止弁部材８０が設けられていない場合には、空気抜き水Ｗ１が汲み上げ管９２を介して恒温水貯留槽９１にまで逆流するため、空気抜き水Ｗ１の使用量が多くなる。
【００６３】
（４）空気抜き水Ｗ１を導入するためのサブ連結管５０を、ポンプ装置１０の内部の点検孔として活用したり、水洗用の注水孔として利用したりすることもできる。この場合、第３フランジ５１とサブ配管９４のフランジとの連結を外し、サブ連結管５０の端部開口を露出させれば良い。
【符号の説明】
【００６４】
１０ ポンプ装置
１１ ケーシング
２０ ポンプ動作部
３０ 上流側連結管
３１ 第１フランジ（第１導入孔）
４０ 下流側連結管
４１ 第２フランジ（第１導出孔）
５０ サブ連結管
５１ 第３フランジ（第２導入孔）
５２ 第１開閉バルブ
６０ 空気排出管（第２導出孔）
６１ 第２開閉バルブ（開閉弁）
７０ 駆動モータ
８０ 逆止弁部材
９０ 配管構造
９１ 恒温水貯留槽（液貯留容器）
９２ 汲み上げ管（第１配管）
９３ 戻し管（第２配管）
９４ サブ配管（第３配管）
９７ サブポンプ
Ａ 空気
Ｗ 恒温水（液体）
Ｗ１ 空気抜き水
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体流を発生させる動作を行うポンプ動作部と、
前記ポンプ動作部の上流側に配置され、第１系統から供給される液体を前記ポンプ動作部に取り入れるための第１導入口と、
前記ポンプ動作部と前記第１導入口との間に配置され、前記第１系統とは異なる第２系統から供給される液体を前記ポンプ動作部に取り入れるための第２導入口と、
前記ポンプ動作部の下流側に配置され、前記ポンプ動作部から液体を吐出させるための第１導出口と、
を備えることを特徴とするポンプ装置。
【請求項２】
前記第１導入口の上流側に取り付けられ、前記下流側から前記上流側に向けた液体流の発生を阻止する逆止弁をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置。
【請求項３】
前記ポンプ動作部と前記第１導出口との間に配置され、開閉弁が備えられた第２導出口をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のポンプ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のポンプ装置と、
前記第１導入口に一端が接続される第１配管と、
前記第１導出口に一端が接続される第２配管と、
前記第１配管を介して前記ポンプ装置に吸引される液体が貯留される液貯留容器と、
前記第２導入口に一端が接続され、前記ポンプ動作部に滞留する空気を排除する液体を供給するための第３配管と、
を備えることを特徴とする配管構造。
【請求項５】
前記ポンプ装置が、前記液貯留容器より高位に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の配管構造。
【請求項６】
前記第１配管の他端及び前記第２配管の他端が、いずれも前記液貯留容器に連通されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の配管構造。
【請求項７】
前記第２配管の他端に接続され、前記第２配管を通して前記ポンプ動作部に液体を送り込むサブポンプをさらに備えることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の配管構造。
【請求項１】
液体流を発生させる動作を行うポンプ動作部と、
前記ポンプ動作部の上流側に配置され、第１系統から供給される液体を前記ポンプ動作部に取り入れるための第１導入口と、
前記ポンプ動作部と前記第１導入口との間に配置され、前記第１系統とは異なる第２系統から供給される液体を前記ポンプ動作部に取り入れるための第２導入口と、
前記ポンプ動作部の下流側に配置され、前記ポンプ動作部から液体を吐出させるための第１導出口と、
を備えることを特徴とするポンプ装置。
【請求項２】
前記第１導入口の上流側に取り付けられ、前記下流側から前記上流側に向けた液体流の発生を阻止する逆止弁をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置。
【請求項３】
前記ポンプ動作部と前記第１導出口との間に配置され、開閉弁が備えられた第２導出口をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のポンプ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のポンプ装置と、
前記第１導入口に一端が接続される第１配管と、
前記第１導出口に一端が接続される第２配管と、
前記第１配管を介して前記ポンプ装置に吸引される液体が貯留される液貯留容器と、
前記第２導入口に一端が接続され、前記ポンプ動作部に滞留する空気を排除する液体を供給するための第３配管と、
を備えることを特徴とする配管構造。
【請求項５】
前記ポンプ装置が、前記液貯留容器より高位に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の配管構造。
【請求項６】
前記第１配管の他端及び前記第２配管の他端が、いずれも前記液貯留容器に連通されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の配管構造。
【請求項７】
前記第２配管の他端に接続され、前記第２配管を通して前記ポンプ動作部に液体を送り込むサブポンプをさらに備えることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の配管構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２４８９４７（Ｐ２０１０−２４８９４７Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９７１３５（Ｐ２００９−９７１３５）
【出願日】平成２１年４月１３日（２００９．４．１３）
【出願人】（０００１５６９３８）関西電力株式会社 (1,442)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１３日（２００９．４．１３）
【出願人】（０００１５６９３８）関西電力株式会社 (1,442)
【Ｆターム（参考）】
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