遠心ポンプユニット

【課題】ケース内に十分な負圧を発生させることができる遠心ポンプユニットを提供する。
【解決手段】遠心ポンプユニット１０は、ケース３３の上部３８に吐出ノズル４５が設けられ、ケース３３の内部空間３４に羽根車２３が回転自在に設けられ、羽根車２３がボリュート４１で覆われ、羽根車２３をエンジン１３で回転することによりボリュート４１の内部空間４２に吸い込んだ流体をボリュート４１から送り出し、送り出した流体をノズル吐出口４９ａから吐出するものである。この遠心ポンプユニット１０は、吐出ノズル４５が上下方向に伸縮自在に形成されることにより、ノズル吐出口４９ａを上下方向に移動可能とした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケースの上部に吐出ノズルが設けられ、ケース内に羽根車が回転自在に設けられ、羽根車を駆動源で回転することによりケース内に吸い込んだ水などの流体を吐出ノズルの吐出口から吐出する遠心ポンプユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
遠心ポンプユニットは、ケース内に回転軸が回転自在に突出され、突出させた回転軸に羽根車が設けられている。羽根車は、回転軸にハブが設けられ、ハブに複数の羽根が設けられている。
この遠心ポンプユニットを駆動する際には、ケース内に呼び流体（呼び水作用を奏する流体）を供給した後、自吸運転の呼び流体作用でケース内に負圧を発生させ、発生させた負圧でケース内に水などの流体（以下、「流体」という）を吸い込む。
自吸運転で流体を吸い込むことにより定常運転で吸い込んだ流体を羽根車の遠心力で吐出口から吐出する（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１３３８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１の遠心ポンプユニットにおいて、自吸運転の呼び流体でケース内に負圧を発生させる際に、ケース内に呼び流体を供給した状態で羽根車を回転する。
よって、羽根車の回転による遠心力でケース内の呼び流体が吐出口から漏れ出すことが考えられる。
ケース内の呼び流体が吐出口から漏れだした場合、ケース内に十分な負圧を発生させることが難しく、ケース内に流体を吸い込む自吸性能を確保し難い。
【０００５】
本発明は、ケース内に十分な負圧を発生させることができる遠心ポンプユニットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、ケースの上部に吐出ノズルが設けられ、前記ケース内に羽根車が回転自在に設けられ、前記羽根車を駆動源で回転することにより前記ケース内に吸い込んだ流体を前記ケースから送り出し、送り出した流体を前記吐出ノズルの吐出口から吐出する遠心ポンプユニットにおいて、前記吐出ノズルが上下方向に伸縮自在に形成されることにより、前記吐出口を上下方向に移動可能としたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２は、前記駆動源の駆動回路に設けられ、前記吐出ノズルが上方に伸張された状態において前記駆動回路をオンに切替可能で、前記吐出ノズルが下方に収縮された状態において前記駆動回路をオフに切替可能なオン／オフ切替手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る発明では、吐出ノズルを上下方向に伸縮自在に形成することで、吐出口を上下方向に移動可能とした。
よって、自吸運転の際に、吐出ノズルを上方に伸張させて吐出口を上方に移動することで、羽根車の回転による遠心力でケース内の呼び流体（呼び水作用を奏する流体）が吐出口から漏れ出すことを防止できる。
【０００９】
これにより、ケース内に呼び流体を留めることが可能になり、ケース内を密閉空間に確保してケース内に十分な負圧を発生させることができる。
したがって、ケース内に流体（水）を吸い込む自吸性能を確保して、ケース内に流体を吸い込む速度を高めることができる。
【００１０】
さらに、吐出ノズルを上下方向に伸縮自在に形成して吐出口を上下方向に移動可能とすることで、吐出口の高さを任意の位置に選択することができる。
このように、吐出口の高さを任意の位置に選択可能とすることで、遠心ポンプユニットの使い勝手の向上を図ることができる。
【００１１】
請求項２に係る発明では、駆動源の駆動回路にオン／オフ切替手段を備えた。そして、吐出ノズルを上方に伸張した状態において駆動回路をオン／オフ切替手段でオンに切替可能とし、吐出ノズルを下方に収縮した状態において駆動回路をオン／オフ切替手段でオフに切替可能とした。
【００１２】
よって、吐出ノズルを上方に伸張した状態においてのみ駆動源を駆動することができる。これにより、羽根車の回転による遠心力でケース内の呼び流体が吐出口から漏れ出すことを防止できる。
したがって、ケース内に流体を吸い込む自吸性能を確保して、ケース内に流体を吸い込む速度を確実に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る遠心ポンプユニットを示す斜視図である。
【図２】図１の遠心ポンプを示す斜視図である。
【図３】図１の遠心ポンプを示す断面図である。
【図４】図１の遠心ポンプに備えた伸縮部を伸張した状態を示す断面図である。
【図５】本発明に係る遠心ポンプユニットの駆動回路を示す回路図である。
【図６】本発明に係る遠心ポンプの吐出ノズルを旋回させる例を説明する図である。
【図７】本発明に係る遠心ポンプユニットを自吸運転する際に伸縮部を伸張させる例を説明する図である。
【図８】本発明に係る遠心ポンプユニットを自吸運転する際にエンジンを始動させる例を説明する図である。
【図９】本発明に係る遠心ポンプユニットが自吸運転から定常運転に替わる状態を説明する図である。
【図１０】本発明に係る遠心ポンプユニットの定常運転において吐出ノズルを押し下げる例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
【実施例】
【００１５】
実施例に係る遠心ポンプユニット１０について説明する。
図１に示すように、遠心ポンプユニット１０は、略矩形体枠状に形成されたフレーム１１と、フレーム１１のベース１２に設けられたエンジン（駆動源）１３と、エンジン１３に設けられるとともにベース１２に設けられた遠心ポンプ１５と、エンジン１３の駆動回路１７に設けられたオン／オフ切替手段１８とを備えている。
【００１６】
エンジン１３は、図３に示すように、クランクシャフト２１の端部２１ａが遠心ポンプ１５内に突出され、突出された端部２１ａが遠心ポンプ１５の羽根車２３に連結されている。
クランクシャフト２１は、端部２１ａの近傍部位２１ｂがメカニカルシール２７に回転自在に支持されている。
エンジン１３を駆動してクランクシャフト２１を回転することにより羽根車２３を回転することができる。
【００１７】
図２、図３に示すように、遠心ポンプ１５は、エンジン１３のシリンダブロック３１に蓋部材３６を介してボルト止めされた設けられたケース３３と、ケース３３の内部空間（ケース内）３４に設けられてクランクシャフト２１（端部２１ａ）に連結された羽根車２３と、羽根車２３を覆うボリュート（ケース）４１とを備えている。
【００１８】
また、遠心ポンプ１５は、ケース３３の吸込口３３ａに設けられた吸込ノズル４４と、ケース３３の吐出口３３ｂに設けられた吐出ノズル４５とを備えている。
ケース３３の吐出口３３ｂは、ボリュート４１の吐出口４１ｂにケース３３の内部空間３４を経て連通されている。
【００１９】
以下、ボリュート４１の吐出口４１ｂを「ボリュート吐出口」と略記する。
また、ケース３３の吸込口３３ａを「ケース吸込口」と略記し、ケース３３の吐出口３３ｂを「ケース吐出口」と略記する。
【００２０】
ケース３３は、蓋部材３６に対向するとともにケース３３の吸込口３３ａを有する吸込口側壁部３７と、吸込口側壁部３７の吸込口３３ａをボリュート４１の吸込口４１ａに連通する連通路４３と、吸込口側壁部３７および蓋部材３６間の各上端部に設けられた上部３８とを有する。
以下、ボリュート４１の吸込口４１ａを「ボリュート吸込口」と略記する。
【００２１】
蓋部材３６は、クランクシャフト２１（端部２１ａの近傍部位２１ｂ）と同軸上に支持孔３６ａが形成され、支持孔３６ａにメカニカルシール２７が同軸上に支持され、メカニカルシール２７に端部２１ａの近傍部位２１ｂが回転自在に支持されている。
さらに、クランクシャフト２１の端部２１ａがメカニカルシール２７を介してボリュート４１の内部空間（ボリュート内、ケース内）４２に突出されている。
【００２２】
クランクシャフト２１（端部２１ａの近傍部位２１ｂ）はメカニカルシール２７を用いて回転自在に支持されている。
よって、ボリュート４１の内部空間４２の流体（水）が、近傍部位２１ｂの支持部位から外部に漏れることをメカニカルシール２７で機械的に制限することができる。
【００２３】
ボリュート４１の内部空間４２に突出されたクランクシャフト２１の端部２１ａに羽根車２３が設けられている。
羽根車２３は、クランクシャフト２１の端部２１ａに設けられたハブ２４と、ハブ２４の表面２４ａに設けられた複数の羽根２５とを備えている。
【００２４】
この羽根車２３は、ケース３３の内部空間３４に収容されたボリュート４１で覆われている。
ボリュート４１は、上向きに開口したボリュート吐出口４１ｂを備え、ボリュート吐出口４１ｂに向けて渦巻形に形成されたケーシングである。
【００２５】
吐出ノズル４５は、基部４６がケース３３の上部３８にボルト４７で設けられ、基部４６に上下方向に伸縮自在な伸縮部４８の下端部４８ａが設けられ、伸縮部４８の上端部４８ｂにノズル本体４９が設けられている。
ノズル本体４９にノズル吐出口（吐出口）４９ａ（図７（ｂ）も参照）が形成されている。
【００２６】
図３、図４に示すように、伸縮部４８は、ノズル本体４９を引き上げることにより伸張可能で、ノズル本体４９を押し下げることにより収縮可能に蛇腹状に形成されている。
すなわち、吐出ノズル４５は上下方向に伸縮自在に形成されている。
【００２７】
吐出ノズル４５を上方に伸張することにより、ノズル吐出口４９ａ（図２も参照）を上方位置Ｈ１に移動することができる。
一方、吐出ノズル４５を下方に収縮することにより、ノズル吐出口４９ａを下方位置Ｈ２に移動することができる。
このように、ノズル吐出口４９ａを上下方向に移動可能とすることで、ノズル吐出口４９ａの高さ位置を用途に対応させて任意の位置に選択することができる。
【００２８】
遠心ポンプ１５によれば、羽根車２３をクランクシャフト２１で矢印の如く回転することにより、ケース吸込口３３ａ、連通路４３およびボリュート吸込口４１ａを経てボリュート４１の内部空間４２に流体を吸い込む。
ボリュート４１の内部空間４２に吸い込まれた流体７７（図９参照）を、ボリュート４１の周壁部４１ｃに沿って送り出す。
【００２９】
送り出した流体７７をボリュート吐出口４１ｂからケース３３の内部空間３４に吐出させる。ケース３３の内部空間３４に吐出させた流体７７を、ケース吐出口３３ｂを経て吐出ノズル４５のノズル吐出口４９ａから外部に吐出させる。
【００３０】
図５に示すように、オン／オフ切替手段１８は、エンジン１３の駆動回路１７に設けられている。
エンジン１３の駆動回路１７は、エンジン１３のメインスイッチ（オン・オフスイッチ）５４と、発電機５５と、点火プラグ５６とを備えている。
メインスイッチ５４は、図１に示すエンジン１３の裏面側に設けられている。
発電機５５は、エンジン１３をリコイルスタータ５８で始動することにより発電を開始し、駆動回路１７に電圧を供給するように構成されている。
【００３１】
駆動回路１７に電圧が供給されることにより点火プラグ５６に電圧が供給される。これにより、点火プラグ５６で燃焼室５７の混合燃料を点火することができる。
リコイルスタータ５８は、エンジン１３の始動用の手段として一般に使用されている部品である。
【００３２】
オン／オフ切替手段１８は、リミットスイッチ（オン・オフスイッチ）６１と、リレー６２とを並列に備えている。
図３、図４に示すように、リミットスイッチ６１は、ケース３３の上部３８に取付ブラケット６４を介してスイッチ本体６１ａが設けられ、スイッチ本体６１ａにアーム６１ｂが揺動自在に設けられ、アーム６１ｂの先端部にローラ６１ｃが回転自在に設けられている。アーム６１ｂはばね（図示せず）の付勢力でスイッチ本体６１ａから離れる方向に付勢されている。
【００３３】
ローラ６１ｃをばねの付勢力に抗してスイッチ本体６１ａ側に押し込むことによりリミットスイッチ６１をオン状態に切り替えることができる。
ローラ６１ｃから押圧力を解除することによりローラがスイッチ本体６１ａから離れる方向に移動することによりリミットスイッチ６１をオフ状態に切り替えることができる。
すなわち、リミットスイッチ６１は、オン・オフスイッチである。
【００３４】
このリミットスイッチ６１は、吐出ノズル４５の伸縮部４８が収縮された状態において、ローラ６１ｃがガイドレール６６のガイド部６６ａに接触した状態に保たれる。
この状態において、オン／オフ切替手段１８はオフの状態に保たれる。
【００３５】
一方、リミットスイッチ６１は、吐出ノズル４５の伸縮部４８が伸張された状態において、ローラ６１ｃがガイドレール６６の押圧部６６ｂで押圧された状態に保たれる。
この状態において、オン／オフ切替手段１８はオンの状態に切り替わる。
ガイドレール６６は、吐出ノズル４５に設けられている。
【００３６】
図５に示すように、リレー６２は、メインスイッチ５４をオンに切り替えるとともにリミットスイッチ６１をオンに切り替えた状態において、エンジン１３をリコイルスタータ５８で始動させて発電機５５から駆動回路１７に電圧を供給することでオンに切り替えられる。
また、リレー６２は、オンに切り替えられた状態において、リミットスイッチ６１をオフに切り替えてもオン状態に保つことができる。
このリレー６２は、一般に使用されているリレーである。
【００３７】
すなわち、オン／オフ切替手段１８は、吐出ノズル４５（図４参照）が上方に伸張された状態において駆動回路１７をオンに切替可能に構成されている。
さらに、オン／オフ切替手段１８は、吐出ノズル４５（図３参照）が下方に収縮された状態において駆動回路１７をオンに切替不能に構成されている。
【００３８】
よって、図４に示すように、吐出ノズル４５を上方に伸張した状態においてのみエンジン１３（図１参照）を駆動することができる。
これにより、図３に示す羽根車２３の回転による遠心力でケース３３（ボリュート４１）内の呼び流体（呼び水作用を奏する流体）が吐出ノズル４５のノズル吐出口４９ａから漏れ出すことを防止できる。
【００３９】
したがって、ケース３３内に流体７７を吸い込む自吸性能を確保して、ケース３３（ボリュート４１）内に流体７７を吸い込む速度を確実に高めることができる。
一方、エンジン１３を始動した後は、吐出ノズル４５を下方に収縮させてもエンジン１３を駆動状態に保つことができる。
【００４０】
図６に示すように、吐出ノズル４５の基部４６に蛇腹状の伸縮部４８を設けることで、吐出ノズル４５のノズル本体４９を想像線で示すように矢印の如く旋回（首振り移動を）させることができる。
なお、図６においては、伸縮部４８の構成の理解を容易にするためにオン／オフ切替手段１８を除去した状態で示す。
【００４１】
このオン／オフ切替手段１８は、一例として、アーム６１ｂの先端部に設けたローラ６１ｃを球体に代え、ガイドレール６６のガイド部６６ａに球体の周方向への移動を可能にする周方向ガイド部が設けられている。
これにより、オン／オフ切替手段１８をノズル本体４９の旋回操作に対応させることが可能である。
【００４２】
吐出ノズル４５のノズル本体４９を矢印の如く旋回させることで、ノズル本体４９に備えたノズル吐出口４９ａの向きを任意に選択することができる。
これにより、遠心ポンプユニット１０の使用状態に対応させて、ノズル本体４９に備えたノズル吐出口４９ａの向きを用途に対応させて任意に選択することができる。
【００４３】
加えて、図３、図４に示すように、ノズル吐出口４９ａを上下方向に移動可能とすることで、ノズル吐出口４９ａの高さ位置を用途に対応させて任意の位置に選択することができる。
このように、ノズル吐出口４９ａの向きやノズル吐出口４９ａの高さを用途に対応させて任意に選択することができるので、遠心ポンプユニット１０の使い勝手の向上を図ることができる。
【００４４】
つぎに、遠心ポンプユニット１０の自吸運転でケース３３内に流体７７（図９参照）を吸い込む例を図７〜図１０に基づいて説明する。
図７（ａ）に示すように、遠心ポンプユニット１０のメインスイッチ５４（図１も参照）をオンに切り替える。
【００４５】
図７（ｂ）に示すように、吐出ノズル４５のノズル本体４９をＨ１まで矢印Ａの如く引き上げて伸縮部４８を伸張させる。
この状態において、吐出ノズル４５の供給口７２から呼び流体（呼び水作用を奏する流体）を矢印Ｂの如くケース３３の内部空間３４に供給する。
吐出ノズル４５のノズル本体４９をＨ１まで引き上げて伸縮部４８を伸張させることでリミットスイッチ６１をオンに切り替える。
【００４６】
図８（ａ）に示すように、メインスイッチ５４がオンに切り替えられるとともに、リミットスイッチ６１がオンに切り替えられる。
この状態において、リコイルスタータ５８でクランクシャフト２１を回転する。
【００４７】
図８（ｂ）に示すように、クランクシャフト２１を回転させることにより、発電機５５が発電を開始して駆動回路１７に電圧を供給する。駆動回路１７に電圧を供給することで、リレー６２がオンに切り替えられる。
リレー６２がオンに切り替えられることで、発電機５５から点火プラグ５６に電圧を供給する。これにより、点火プラグ５６で燃焼室５７の混合燃料を点火させてエンジン１３を始動する。
【００４８】
図９に示すように、エンジン１３が始動することでクランクシャフト２１が回転する。クランクシャフト２１が回転することで、羽根車２３がボリュート４１内で矢印Ｃの如く回転する。
【００４９】
ここで、吐出ノズル４５を上方に伸張させてノズル吐出口４９ａを上方位置Ｈ１まで上方に移動されている。
これにより、羽根車２３の回転による遠心力でボリュート４１内の呼び流体がノズル吐出口４９ａ（図２も参照）から漏れ出すことを防止できる。
【００５０】
加えて、伸縮部４８を蛇腹状に形成することで、伸縮部４８の内壁４８ｃを凹凸状に形成することができる。
このように、内壁４８ｃに環状の凹凸部が交互に形成されることで、ケース吐出口３３ｂからノズル吐出口４９ａに向かう呼び流体の流れを内壁４８ｃの凹凸部で阻止することができる。
よって、ボリュート４１内の呼び流体がノズル吐出口４９ａから漏れ出すことを一層確実に防止できる。
【００５１】
これにより、ボリュート４１内に呼び流体を留めることが可能になり、ボリュート４１の内部空間４２を密閉状態に確保することができる。
ボリュート４１の内部空間４２を密閉状態に確保することでボリュート４１内に十分な負圧を発生させることができる。
【００５２】
ボリュート４１内に十分な負圧を発生させることで、ボリュート４１内に流体７７を吸い込む自吸性能を確保することができる。
したがって、ボリュート４１内に吸込ホース７４、吸込ノズル４４および連通路４３を経て流体源７６の流体７７を矢印Ｄの如く吸い込む際の吸込速度を高めることができる。
吸込ホース７４は、基端部７４ａが吸込ノズル４４に連通され、先端部７４ｂが流体源（水源）７６の流体７７に差し込まれている。
【００５３】
ボリュート４１内に流体７７を吸い込むことで、吸い込んだ流体７７を定常運転において羽根車２３の遠心力でボリュート吐出口４１ｂからケース３３の内部空間３４に吐出させる。
ケース３３の内部空間３４に吐出させた流体７７を、ケース吐出口３３ｂを経て吐出ノズル４５のノズル吐出口４９ａ（図２も参照）から外部に吐出させる。
【００５４】
図１０（ａ）に示すように、自吸運転から定常運転に替わった状態において、吐出ノズル４５のノズル本体４９をＨ２まで押し下げて伸縮部４８を収縮させることによりリミットスイッチ６１をオフに切り替える。
【００５５】
図１０（ｂ）に示すように、リミットスイッチ６１をオフに切り替えた状態において、リレー６２をオンに保つことができる。
これにより、エンジン１３を駆動させた状態、すなわち遠心ポンプ１５（図１０（ａ）参照）を駆動させた状態に保つことができる。
【００５６】
図１０（ａ）に示すように、吐出ノズル４５のノズル本体４９をＨ２まで押し下げた状態において、遠心ポンプ１５を駆動させた状態に保つことができる。
これにより、定常運転において、ノズル本体４９のノズル吐出口４９ａの高さをＨ１〜Ｈ２の範囲で任意に調整することが可能になり、使い勝手の向上を図ることができる。
【００５７】
なお、本発明に係る遠心ポンプユニットは、前述した実施例に限定されるものではなく適宜変更、改良などが可能である。
例えば、前記実施例では、伸縮部４８を蛇腹状に形成することにより吐出ノズル４５を昇降可能に形成した例について説明したが、これに限らないで、テレスコピックタイプなどの他の構成で吐出ノズル４５を昇降可能に形成することも可能である。
【００５８】
また、前記実施例では、リミットスイッチ６１のローラ６１ｃをガイドレール６６に沿って移動することでリミットスイッチ６１をオン／オフ制御する例について説明したが、リミットスイッチ６１をオン／オフ制御する構成はこれに限定するものではない。
リミットスイッチ６１に代えて、磁気やレーザなどを用いた位置検出センサーなどをオン・オフスイッチとして使用することも可能である。
【００５９】
さらに、前記実施例で示した遠心ポンプユニット１０、エンジン１３、オン／オフ切替手段１８、羽根車２３、ケース３３、ボリュート４１、吐出ノズル４５、伸縮部４８およびリミットスイッチ６１などの形状や構成は例示したものに限定するものではなく適宜変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、羽根車を駆動源で回転することによりケース内に吸い込んだ流体を吐出ノズルの吐出口から吐出する遠心ポンプユニットへの適用に好適である。
【符号の説明】
【００６１】
１０…遠心ポンプユニット、１３…エンジン（駆動源）、１７…駆動回路、１８…オン／オフ切替手段、２３…羽根車、３３…ケース、３４…内部空間（ケース内）、３８…ケースの上部、４１…ボリュート（ケース）、４２…内部空間（ボリュート内、ケース内）、４５…吐出ノズル、４８…伸縮部、４９ａ…ノズル吐出口（吐出ノズルの吐出口）、７７…流体。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースの上部に吐出ノズルが設けられ、前記ケース内に羽根車が回転自在に設けられ、前記羽根車を駆動源で回転することにより前記ケース内に吸い込んだ流体を前記ケースから送り出し、送り出した流体を前記吐出ノズルの吐出口から吐出する遠心ポンプユニットにおいて、
前記吐出ノズルが上下方向に伸縮自在に形成されることにより、前記吐出口を上下方向に移動可能としたことを特徴とする遠心ポンプユニット。
【請求項２】
前記駆動源の駆動回路に設けられ、
前記吐出ノズルが上方に伸張された状態において前記駆動回路をオンに切替可能で、
前記吐出ノズルが下方に収縮された状態において前記駆動回路をオフに切替可能なオン／オフ切替手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の遠心ポンプユニット。

【図１】