特許 6773598 水中ポンプ用バルブ装置および水中ポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6773598

(24)【登録日】2020年10月5日

(45)【発行日】2020年10月21日

(54)【発明の名称】水中ポンプ用バルブ装置および水中ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04D 7/04 20060101AFI20201012BHJP

   F04D 13/08 20060101ALI20201012BHJP

   F16K 31/126 20060101ALI20201012BHJP

【ＦＩ】

   F04D7/04 T

   F04D13/08 X

   F04D13/08 W

   F16K31/126 Z

【請求項の数】9

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-69887(P2017-69887)

(22)【出願日】2017年3月31日

(65)【公開番号】特開2018-172984(P2018-172984A)

(43)【公開日】2018年11月8日

【審査請求日】2019年9月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000150844

【氏名又は名称】株式会社鶴見製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(72)【発明者】

【氏名】田中 静夫

【審査官】 岩田 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０７−０７６８７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０５１５４２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ ７／０４

Ｆ０４Ｄ １３／０８

Ｆ１６Ｋ ３１／１２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

吐出される流体が通る流路と、
前記流路中に移動可能に設けられ、弁座に当接することにより前記流路を閉塞する弁体と、
前記流路中に配置され、封入液が封入される第１室の壁を形成する第１変形部と、前記流路中に配置され、前記封入液が封入される第２室の壁を形成する第２変形部とを含むダイアフラムと、
前記第１室と前記第２室との間を前記封入液が通過可能に連通する連通部を含み、前記第１室と前記第２室とを仕切る仕切り部材とを備え、
前記ダイアフラムは、前記第１変形部が前記流路中において流体により流体が流れる方向に押されて変形されることにより、前記第１室の前記封入液が前記連通部を介して前記第２室に流入し、前記第２変形部が変形されることにより前記弁体を前記弁座に導くように構成されており、
前記ダイアフラムの前記第１変形部は、前記流路を取り囲むように配置されている、水中ポンプ用バルブ装置。

【請求項2】

前記ダイアフラムは、前記第１変形部および前記第２変形部が一体的に形成されている、請求項１に記載の水中ポンプ用バルブ装置。

【請求項3】

前記ダイアフラムは、筒状に形成されており、筒状の内側に前記流路が形成され、筒状の外側に前記第１室および前記第２室が形成されている、請求項１または２に記載の水中ポンプ用バルブ装置。

【請求項4】

筒状の前記ダイアフラムの前記第１変形部は、流体の流れ方向に沿って前記流路を狭くするように形成されている、請求項３に記載の水中ポンプ用バルブ装置。

【請求項5】

筒状の前記ダイアフラムを内側から押さえて支持する押え部材をさらに備え、
前記押え部材は、前記第２変形部に対向するように設けられた開口を含む、請求項３または４に記載の水中ポンプ用バルブ装置。

【請求項6】

前記押え部材は、筒状に形成されており、前記第２変形部に対向する部分に前記開口が設けられている、請求項５に記載の水中ポンプ用バルブ装置。

【請求項7】

前記弁体は、略球状に形成されており、
前記押え部材の前記開口は、前記弁体が通過可能な大きさを有している、請求項５または６に記載の水中ポンプ用バルブ装置。

【請求項8】

筒状の前記ダイアフラムの外側を覆うように設けられ、前記第１室および前記第２室の壁を形成する筒状のケース部材をさらに備え、
前記仕切り部材は、前記ケース部材と一体的に形成されている、請求項３〜７のいずれか１項に記載の水中ポンプ用バルブ装置。

【請求項9】

駆動部と、
前記駆動部により駆動される羽根車と、
前記羽根車により吐出される流体が通る第１流路および第２流路と、
前記第２流路中に移動可能に設けられ、弁座に当接することにより前記第２流路を閉塞する弁体と、
前記第２流路中に配置され、封入液が封入される第１室の壁を形成する第１変形部と、前記第２流路中に配置され、前記封入液が封入される第２室の壁を形成する第２変形部とを含むダイアフラムと、
前記第１室と前記第２室との間を前記封入液が通過可能に連通する連通部を含み、前記第１室と前記第２室とを仕切る仕切り部材とを備え、
前記ダイアフラムは、前記第１変形部が前記第２流路中において流体により流体が流れる方向に押されて変形されることにより、前記第１室の前記封入液が前記連通部を介して前記第２室に流入し、前記第２変形部が変形することにより前記弁体を前記弁座に導くように構成されており、
前記ダイアフラムの前記第１変形部は、前記第２流路を取り囲むように配置されている、水中ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水中ポンプ用バルブ装置および水中ポンプに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、下水用の水槽内を撹拌するためなどに用いられる水中ポンプ用バルブ装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

上記特許文献１には、ポンプの運転開始時に、一定時間の間ポンプから吐出される廃水の流路を開放するバルブ（水中ポンプ用バルブ装置）が開示されている。この特許文献１のバルブは、流路の流れ方向と直交する方向にダイアフラムが配置され、流体が流れることによる圧力差により、ダイアフラムが変形されることにより、一定時間後にバルブボールが弁座に当接されて、開放された流路を閉塞するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平７−７６８７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１のバルブ（水中ポンプ用バルブ装置）では、変形させるダイアフラムが流路の流れ方向と直交する方向に配置され、流体が流れることによる圧力差のみでダイアフラムを変形させる構成であるため、ダイアフラムを大きく変形させることが困難であるという不都合がある。このため、所望の変形量を達成するために、ダイアフラムの圧力差を受ける部分の面積を大きくする必要がある。その結果、ダイアフラムが大きくなるため、バルブが大型化するという問題点がある。

【0006】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、装置が大型化するのを抑制することが可能な水中ポンプ用バルブ装置および水中ポンプを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における水中ポンプ用バルブ装置は、吐出される流体が通る流路と、流路中に移動可能に設けられ、弁座に当接することにより流路を閉塞する弁体と、流路中に配置され、封入液が封入される第１室の壁を形成する第１変形部と、流路中に配置され、封入液が封入される第２室の壁を形成する第２変形部とを含むダイアフラムと、第１室と第２室との間を封入液が通過可能に連通する連通部を含み、第１室と第２室とを仕切る仕切り部材とを備え、ダイアフラムは、第１変形部が流路中において流体により流体が流れる方向に押されて変形されることにより、第１室の封入液が連通部を介して第２室に流入し、第２変形部が変形されることにより弁体を弁座に導くように構成されており、ダイアフラムの第１変形部は、流路を取り囲むように配置されている。

【0008】

この発明の第１の局面による水中ポンプ用バルブ装置では、上記のように、ダイアフラムを、第１変形部が流路中において流体により流体が流れる方向に押されて変形されることにより、第１室の封入液が連通部を介して第２室に流入し、第２変形部が変形されることにより弁体を弁座に導くように構成する。これにより、流体の流れによりダイアフラムの第１変形部を変形させることができるので、圧力差のみによりダイアフラムを変形させる場合に比べて、第１変形部を大きく変形させることができる。これにより、圧力差のみによりダイアフラムを変形させる場合と異なり、ダイアフラムを大型化する必要がないので、装置が大型化するのを抑制することができる。

【0009】

上記第１の局面による水中ポンプ用バルブ装置において、好ましくは、ダイアフラムは、第１変形部および第２変形部が一体的に形成されている。このように構成すれば、第１変形部および第２変形部を別体で設ける場合に比べて、部品点数を減少させることができるとともに、装置構成を簡素化することができる。

【0010】

上記第１の局面による水中ポンプ用バルブ装置において、好ましくは、ダイアフラムは、筒状に形成されており、筒状の内側に流路が形成され、筒状の外側に第１室および第２室が形成されている。このように構成すれば、流路を囲むようにダイアフラムを設けることができるので、ダイアフラムの第１変形部に対して、流体の流れをバランスよく作用させることができる。これにより、ダイアフラムの第１変形部を効果的に変形させることができる。

【0011】

この場合、好ましくは、筒状のダイアフラムの第１変形部は、流体の流れ方向に沿って流路を狭くするように形成されている。このように構成すれば、ダイアフラムの第１変形部を、流路を狭くして流体の流速を大きくするためのノズルとして機能させることができるので、ノズルを別途設ける場合に比べて、部品点数を減少させることができるとともに、装置構成を簡素化することができる。また、流路が狭くなるように設けられた第１変形部の表面には、流体が当たりやすくなるので、流体の流れにより容易に第１変形部を変形させることができる。

【0012】

上記ダイアフラムが筒状に形成されている構成において、好ましくは、筒状のダイアフラムを内側から押さえて支持する押え部材をさらに備え、押え部材は、第２変形部に対向するように設けられた開口を含む。このように構成すれば、押え部材の開口以外の部分により筒状のダイアフラムを内側から支持することができるので、押え部材に支持された部分のダイアフラムが変形するのを抑制することができる。これにより、第１室の封入液が連通部を介して第２室に流入した場合に、開口に対向する位置の第２変形部に変形を集中させることができるので、第２変形部を容易に大きく変形させることができる。

【0013】

この場合、好ましくは、押え部材は、筒状に形成されており、第２変形部に対向する部分に開口が設けられている。このように構成すれば、断面形状が多角形である場合と比べて、筒状（断面形状が円形状）の押え部材内を流れる流体の摩擦力（圧力損失）を低減させることができるとともに、押え部材を製造しやすく構成することができる。また、筒状のダイアフラムの内側を筒状の押え部材により密着して支持することができるので、開口に対向する位置の第２変形部に変形を集中させて、第２変形部を効果的に大きく変形させることができる。

【0014】

上記押え部材を備える構成において、好ましくは、弁体は、略球状に形成されており、押え部材の開口は、弁体が通過可能な大きさを有している。このように構成すれば、押え部材の開口を介して弁体を押え部材の内側の流路中と、押え部材の外側の部分とに移動させることができる。これにより、弁体を弁座に当接して流路を閉塞する位置と、弁体を弁座から離間させて流路を開放する位置とに、弁体を容易に移動させることができる。

【0015】

上記ダイアフラムが筒状に形成されている構成において、好ましくは、筒状のダイアフラムの外側を覆うように設けられ、第１室および第２室の壁を形成する筒状のケース部材をさらに備え、仕切り部材は、ケース部材と一体的に形成されている。このように構成すれば、筒状のダイアフラムと筒状のケース部材とを組み合わせることにより、容易に第１室および第２室を設けることができる。

【0016】

上記目的を達成するために、この発明の第２の局面における水中ポンプは、駆動部と、駆動部により駆動される羽根車と、羽根車により吐出される流体が通る第１流路および第２流路と、第２流路中に移動可能に設けられ、弁座に当接することにより第２流路を閉塞する弁体と、第２流路中に配置され、封入液が封入される第１室の壁を形成する第１変形部と、第２流路中に配置され、封入液が封入される第２室の壁を形成する第２変形部とを含むダイアフラムと、第１室と第２室との間を封入液が通過可能に連通する連通部を含み、第１室と第２室とを仕切る仕切り部材とを備え、ダイアフラムは、第１変形部が第２流路中において流体により流体が流れる方向に押されて変形されることにより、第１室の封入液が連通部を介して第２室に流入し、第２変形部が変形することにより弁体を弁座に導くように構成されており、ダイアフラムの第１変形部は、第２流路を取り囲むように配置されている。

【0017】

この発明の第２の局面による水中ポンプでは、上記のように、ダイアフラムを、第１変形部が第２流路中において流体により流体が流れる方向に押されて変形されることにより、第１室の封入液が連通部を介して第２室に流入し、第２変形部が変形することにより弁体を弁座に導くように構成する。これにより、流体の流れによりダイアフラムの第１変形部を変形させることができるので、圧力差のみによりダイアフラムを変形させる場合に比べて、第１変形部を大きく変形させることができる。これにより、圧力差のみによりダイアフラムを変形させる場合と異なり、ダイアフラムを大型化する必要がないので、装置が大型化するのを抑制することが可能な水中ポンプを提供することができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、上記のように、装置が大型化するのを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施形態による水中ポンプを示した概略図である。

【図2】本発明の一実施形態による水中ポンプを示した平面図である。

【図3】本発明の一実施形態による水中ポンプの配置例を示した図である。

【図4】本発明の一実施形態によるバルブ装置を示した断面斜視図である。

【図5】本発明の一実施形態によるバルブ装置の押え部材を示した斜視図である。

【図6】本発明の一実施形態によるバルブ装置の開放状態を示した断面図である。

【図7】本発明の一実施形態によるバルブ装置の閉塞状態を示した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0021】

（水中ポンプの構成）
図１〜図７を参照して、本発明の一実施形態について説明する。一実施形態による水中ポンプ１００は、図１に示すように、モータ１と、回転軸２と、ポンプ室３と、オイル室４と、メカニカルシール５と、オイルリフター６と、羽根車７とを備えている。また、水中ポンプ１００には、バルブ装置８が設けられている。また、水中ポンプ１００は、回転軸２が上下方向に延びる縦型の水中電動ポンプである。なお、モータ１は、特許請求の範囲の「駆動部」の一例である。また、バルブ装置８は、特許請求の範囲の「水中ポンプ用バルブ装置」の一例である。

【0022】

モータ１は、外部からの水が浸入しないように、密閉されている。また、モータ１は、回転軸２を介して羽根車７を回転駆動させるように構成されている。また、モータ１は、固定子１１と回転子１２とを含んでいる。固定子１１は、コイルを有しており、モータ１の外周部に配置されている。また、固定子１１は、ケーブル１３から電力が供給されることにより、磁界を発生させるように構成されている。回転子１２は、回転軸２に取り付けられ、固定子１１と対向するようにモータ１の内側に配置されている。また、回転子１２は、固定子１１からの磁界により回転するように構成されている。

【0023】

回転軸２は、モータ１の駆動により回転するように構成されている。また、回転軸２は、モータ１の駆動力を羽根車７に伝えるように構成されている。また、回転軸２（羽根車７）は、平面視において（上方から見た場合に）、時計回り（図１に示すＪ方向）に回転するように構成されている。また、回転軸２は、ベアリング２１および２２により回転可能に支持されている。また、回転軸２は、モータ１からオイル室４を貫通してポンプ室３まで延びるように配置されている。また、回転軸２のモータ１側の端部とは逆側の端部には、羽根車７が取り付けられている。

【0024】

ポンプ室３には、羽根車７が配置されている。また、ポンプ室３には、吸込口３１と吐出口３２と流路３３とが形成されている。羽根車７は、回転することにより、水中ポンプ１００が配置されたマンホールなどの排水領域２００（図３参照）の汚水を吸込口３１から吸い込むとともに、吸い込んだ汚水を流路３３を介して吐出口３２の方向に送るように構成されている。つまり、流路３３は、羽根車７により吐出される流体が通るように構成されている。なお、流路３３は、特許請求の範囲の「第１流路」の一例である。

【0025】

オイル室４は、モータ１およびポンプ室３の間に配置されており、オイル室４は、オイルが充填されている。また、オイル室４内には、メカニカルシール５が設けられている。メカニカルシール５は、負荷側（ポンプ室３側）および反負荷側（ポンプ室３に対して反対側、つまり、モータ１側）に、それぞれ、摺動部（図示せず）を有している。負荷側の摺動部は、ポンプ室３の圧力水がオイル室４に流入するのを防止（抑制）する機能を有している。また、反負荷側の摺動部は、オイル室４のオイルを含む流体がモータ１側に流入するのを防止（抑制）する機能を有している。なお、摺動部は、オイル室４に充填されたオイルによって、潤滑されるとともに、焼きつかないように冷却される。メカニカルシール５の反負荷側（上端）には、シール４１が設けられている。シール４１は、たとえば、オイルシール等が用いられる。

【0026】

オイルリフター６は、オイル室４の回転軸２の周りに設けられ、回転軸２の周囲を囲う筒形状を有している。また、オイルリフター６は、回転軸２の回転に伴いオイルを上方向に持ち上げるように構成されている。つまり、オイルリフター６は、メカニカルシール５の反負荷側の摺動部にオイルを供給するように構成されている。また、オイルリフター６の下部には、貫通孔６ａが設けられている。貫通孔６ａは、オイルリフター６の内周側にオイルを導くように構成されている。また、オイルリフター６は、上方向に持ち上げたオイルをオイルリフター６の上端側から外周側に戻すように構成されている。

【0027】

羽根車７は、図１に示すように、回転軸２を介してモータ１に接続されている。また、羽根車７は、ポンプ室３に配置されている。羽根車７は、軸方向（上下方向）から見て、円形状に形成されている。また、羽根車７（および回転軸２）の中心は、吸込口３１の真上に配置され、吐出口３２の側方側に配置されている。また、羽根車７は、金属材料、樹脂材料またはゴム材料などにより形成されている。

【0028】

（バルブ装置の構成）
バルブ装置８は、望ましくは、ポンプ室３のケーシングの上部のエアバルブ取付孔に取り付けられている。これにより、水中ポンプ１００を水中に配置する際に、ポンプ室３の空気をバルブ装置８から逃がすことができるので、別途エアバルブを設ける必要がないとともに、バルブ装置８を取り付けるための構成を別途設ける必要がない。また、バルブ装置８は、ポンプ室３から送られる流体を流路８ａを通して吐出するように構成されている。つまり、流路８ａは、羽根車７により吐出される流体が通るように構成されている。図２に示すように、バルブ装置８は、水平方向に流体を吐出するように構成されている。また、バルブ装置８は、水中ポンプ１００の始動時において、所定の時間、流体を吐出するように構成されている。つまり、バルブ装置８は、フラッシュバルブとして機能する。なお、流路８ａは、特許請求の範囲の「第２流路」の一例である。

【0029】

ここで、水中ポンプ１００は、図３に示すように、マンホールなどの排水領域２００に配置される。排水領域２００は、汚水が貯められる。このため、スカムの発生や壁面にスカムが固着することを抑制するために、排水領域２００を定期的に撹拌する必要がある。そこで、水中ポンプ１００の始動時に、吸水する汚水の一部を排水領域２００に吐出することにより、排水領域２００を撹拌する。バルブ装置８の吐出方向は、マンホールの周方向に調整される。バルブ装置８は、水中ポンプ１００が始動してから所定時間経過後に流路８ａを開放状態から閉塞状態に切り替えるように構成されている。バルブ装置８の流路８ａが開放状態の場合に、水中ポンプ１００により吸水された汚水の残りは、配管１０１を通って、送水される。

【0030】

排水領域２００には、複数（２台）の水中ポンプ１００が設けられている。複数の水中ポンプ１００を同時に動作させる場合は、複数の水中ポンプ１００の各々のバルブ装置８から吐出される流体により排水領域２００に旋回流を発生させるように吐出方向が調整されている。これにより、効率よく排水領域２００を撹拌することが可能である。

【0031】

バルブ装置８は、図４に示すように、配管８１と、吐出部８２と、ダイアフラム８３と、押え部材８４と、ケース部材８５と、弁体８６とを備えている。配管８１および吐出部８２は、流体の吐出方向において、ダイアフラム８３、押え部材８４およびケース部材８５を挟み込んだ状態において、複数組のボルト８７ａおよびナット８７ｂにより締結されている。締結するボルト８７ａおよびナット８７ｂは、３組または４組設けられている。これにより、ダイアフラム８３、押え部材８４およびケース部材８５を挟み込んだ状態でバランスよく配管８１および吐出部８２を締結することが可能である。

【0032】

また、バルブ装置８には、封入液８９が封入される第１室８８ａおよび８８ｂが形成されている。

【0033】

配管８１は、管部８１１と、フランジ部８１２とを含んでいる。管部８１１は、湾曲形状の管状に形成されている。つまり、バルブ装置８の流路８ａは、湾曲した部分を含んでいる。管部８１１の内側には、流路８ａが形成されている。フランジ部８１２は、板状に形成されている。フランジ部８１２は、ボルト８７ａおよびナット８７ｂにより締結するために設けられている。フランジ部８１２には、ボルト８７ａを通すための貫通孔が形成されている。配管８１は、一端側がポンプ室３のケーシングに接続され、他端側がダイアフラム８３に接続されている。

【0034】

吐出部８２は、弁座８２１と、フランジ部８２２とを含んでいる。弁座８２１は、弁体８６が当接することにより流路８ａが閉塞されるように構成されている。フランジ部８２２は、板状に形成されている。フランジ部８２２は、ボルト８７ａおよびナット８７ｂにより締結するために設けられている。フランジ部８２２には、ボルト８７ａを通すための貫通孔が形成されている。

【0035】

ダイアフラム８３は、第１変形部８３１と、第２変形部８３２と、管状部８３３とを含んでいる。第１変形部８３１は、流路８ａ中に配置され、封入液８９が封入される第１室８８ａの壁を形成している。第２変形部８３２は、流路８ａ中に配置され、封入液８９が封入される第２室８８ｂの壁を形成している。また、ダイアフラム８３は、第１変形部８３１および第２変形部８３２が一体的に形成されている。

【0036】

また、ダイアフラム８３は、筒状に形成されている。そして、ダイアフラム８３は、筒状の内側に流路８ａが形成され、筒状の外側に第１室８８ａおよび第２室８８ｂが形成されている。具体的には、筒状のダイアフラム８３の外側を覆うように筒状のケース部材８５が設けられている。そして、筒状のダイアフラム８３の外側と、筒状のケース部材８５との内側により囲まれた部分に、第１室８８ａおよび第２室８８ｂが形成されている。つまり、ケース部材８５は、第１室８８ａおよび第２室８８ｂの壁を形成している。

【0037】

筒状のダイアフラム８３の第１変形部８３１は、流体の流れ方向に沿って流路８ａを狭くするように形成されている。具体的には、第１変形部８３１は、流路８ａの断面の面積が流体の流れ方向に沿って徐々に小さくなるように構成されている。流路８ａの断面は、略円形状に形成されている。つまり、第１変形部８３１は、流路８ａを狭くするノズルとしても機能する。

【0038】

第１変形部８３１は、ダイアフラム８３において、流体の流れる方向における上流に設けられている。第２変形部８３２は、ダイアフラム８３において、流体の流れる方向における下流側の下部に設けられている。管状部８３３は、ダイアフラム８３において、流体の流れる方向における下流側の上部に設けられている。ダイアフラム８３の下流側の部分は、上部が、断面が半円形状の管状部８３３により形成され、下部が、断面が半楕円形状の第２変形部８３２により形成されている。

【0039】

ダイアフラム８３は、弾性変形可能な材料により形成されている。ダイアフラム８３は、弾性材料により形成されている。たとえば、ダイアフラム８３は、ゴムや樹脂などにより形成されている。

【0040】

押え部材８４は、筒状のダイアフラム８３を内側から押さえて支持するように構成されている。押え部材８４は、筒状に形成されている。押え部材８４は、第２変形部８３２に対向するように設けられた開口８４１を含んでいる。具体的には、図５に示すように、押え部材８４は、筒状の下部側面に開口８４１が設けられている。また、押え部材８４の開口８４１は、弁体８６が通過可能な大きさを有している。具体的には、開口８４１は、平面視において（上下方向に見て）開口８４１の径が、弁体８６の径よりも大きくなるように形成されている。

【0041】

押え部材８４は、金属により形成されている。具体的には、押え部材８４は、金属製の管に開口８４１を設けることにより形成されている。押え部材８４は、ダイアフラム８３を押さえる芯金として機能する。具体的には、押え部材８４は、流体の吐出方向において、ダイアフラム８３に挟み込まれた状態において、ダイアフラム８３の外側から配管８１および吐出部８２により挟み込むことにより、ダイアフラム８３を固定している。これにより、第１室８８ａおよび第２室８８ｂがシールされる。

【0042】

ケース部材８５は、筒状のダイアフラム８３の外側を覆うように設けられ、第１室８８ａおよび第２室８８ｂの壁を形成する筒状に形成されている。つまり、ケース部材８５は、第１室８８ａの外側の壁、および、第２室８８ｂの外側の壁を形成している。ケース部材８５には、仕切り部材８５１と、通路８５２とが設けられている。また、ケース部材８５は、金属により形成されている。たとえば、ケース部材８５は、鉄を含む材料の鋳物により形成されている。

【0043】

仕切り部材８５１は、第１室８８ａと第２室８８ｂとを仕切るように構成されている。また、仕切り部材８５１には、第１室８８ａと第２室８８ｂとの間を封入液８９が通過可能に連通する連通部８５１ａを含んでいる。連通部８５１ａは、小径の貫通孔（オリフィス）である。連通部８５１ａは、封入液８９が第１室８８ａおよび第２室８８ｂの間をゆっくりと移動するように設けられている。連通部８５１ａの孔径を調整することにより、封入液８９の移動速度が調整される。

【0044】

仕切り部材８５１は、ケース部材８５と一体的に形成されている。通路８５２は、封入液８９を出し入れするために設けられている。通路８５２は、栓８５２ａにより封止することが可能に構成されている。

【0045】

弁体８６は、略球状に形成されている。また、弁体８６は、ステンレスなどの金属、樹脂、または、ガラスなどにより形成されている。弁体８６は、流路８ａ中に移動可能に設けられている。そして、弁体８６は、弁座８２１に当接することにより流路８ａを閉塞するように構成されている。具体的には、弁体８６は、図６に示すように、水中ポンプ１００の始動時には、押え部材８４の開口８４１に収まっている。これにより、流路８ａを開放している。また、弁体８６は、図７に示すように、水中ポンプ１００の駆動から所定時間経過後に、弁座８２１に当接する。これにより、流路８ａを閉塞する。

【0046】

封入液８９は、水よりも粘性が大きい流体により形成されている。封入液８９は、たとえば、オイルを含んでいる。封入液８９は、第１室８８ａおよび第２室８８ｂに封入される量や、粘度が調整されることにより、水中ポンプ１００の駆動から、バルブ装置８の流路８ａが閉塞されるまでの時間が調整される。封入液８９は、第１室８８ａおよび第２室８８ｂ内を真空引きした状態で、通路８５２から注入される。これにより、第１室８８ａおよび第２室８８ｂ内に気体が混入することを抑制することができるので、第１変形部８３１および第２変形部８３２の変形が気体の圧縮により吸収されて、変形量が小さくなるのを抑制することが可能である。

【0047】

ここで、本実施形態では、ダイアフラム８３は、第１変形部８３１が流路８ａ中において流体により流体が流れる方向に押されて変形されることにより、第１室８８ａの封入液８９が連通部８５１ａを介して第２室８８ｂに流入し、第２変形部８３２が変形されることにより弁体８６を弁座８２１に導くように構成されている。

【0048】

具体的には、図６および図７に示すように、第１変形部８３１は、流体の流れにより、流体の流れる方向に押されて変形される。また、第２変形部８３２は、流路８ａに流体が流れることにより、圧力差（負圧）を受け流路８ａ側に変形される。つまり、流路８ａに流体が流れることにより、第１室８８ａが小さくなり、第２室８８ｂが大きくなる。これにより、封入液８９が連通部８５１ａを介して第１室８８ａから第２室８８ｂに移動する。この際、連通部８５１ａにより封入液８９の移動量（流量）が制限されるため、封入液８９は、第１室８８ａから第２室８８ｂにゆっくり移動する。

【0049】

第２室８８ｂに封入液８９が移動されると、第２変形部８３２により弁体８６を押し上げられる。押し上げられた弁体８６は、流体の流れにより流れ方向に押されて、弁座８２１に導かれる。弁体８６が弁座８２１に当接すると、ポンプ室３からの圧力により、弁体８６が弁座８２１に当接された状態で維持される。これにより、バルブ装置８の流路８ａが閉塞されて、バルブ装置８からの流体の吐出が停止される。

【0050】

弁体８６により流路８ａが閉塞されると、流れがなくなるので、第１変形部８３１に作用する圧力と、第２変形部８３２に作用する圧力とが略等しくなる。つまり、第１変形部８３１および第２変形部８３２は、弾性材料の復元力（元の形に戻ろうとする力）により、図６の状態に戻るように変形する。これにより、封入液８９が連通部８５１ａを介して第２室８８ｂから第１室８８ａに移動する。また、水中ポンプ１００の駆動が停止されると、ポンプ室３からの圧力もなくなるため、弁体８６が重力により下に移動する。この際に、弁体８６が第２変形部８３２を下側に押圧して、第２変形部８３２を図６の状態に戻るように変形させる。

【0051】

（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0052】

本実施形態では、上記のように、ダイアフラム８３を、第１変形部８３１が流路８ａ中において流体により流体が流れる方向に押されて変形されることにより、第１室８８ａの封入液８９が連通部８５１ａを介して第２室８８ｂに流入し、第２変形部８３２が変形されることにより弁体８６を弁座８２１に導くように構成する。これにより、流体の流れによりダイアフラム８３の第１変形部８３１を変形させることができるので、圧力差のみによりダイアフラム８３を変形させる場合に比べて、第１変形部８３１を大きく変形させることができる。これにより、圧力差のみによりダイアフラム８３を変形させる場合と異なり、ダイアフラム８３を大型化する必要がないので、装置が大型化するのを抑制することができる。

【0053】

本実施形態では、上記のように、ダイアフラム８３の第１変形部８３１および第２変形部８３２を、一体的に形成する。これにより、第１変形部８３１および第２変形部８３２を別体で設ける場合に比べて、部品点数を減少させることができるとともに、装置構成を簡素化することができる。

【0054】

本実施形態では、上記のように、ダイアフラム８３を、筒状に形成し、筒状の内側に流路８ａを形成し、筒状の外側に第１室８８ａおよび第２室８８ｂを形成する。これにより、流路８ａを囲むようにダイアフラム８３を設けることができるので、ダイアフラム８３の第１変形部８３１に対して、流体の流れをバランスよく作用させることができる。これにより、ダイアフラム８３の第１変形部８３１を効果的に変形させることができる。

【0055】

本実施形態では、上記のように、筒状のダイアフラム８３の第１変形部８３１を、流体の流れ方向に沿って流路８ａを狭くするように形成する。これにより、ダイアフラム８３の第１変形部８３１を、流路８ａを狭くして流体の流速を大きくするためのノズルとして機能させることができるので、ノズルを別途設ける場合に比べて、部品点数を減少させることができるとともに、装置構成を簡素化することができる。また、流路８ａが狭くなるように設けられた第１変形部８３１の表面には、流体が当たりやすくなるので、流体の流れにより容易に第１変形部８３１を変形させることができる。

【0056】

本実施形態では、上記のように、筒状のダイアフラム８３を内側から押さえて支持する押え部材８４を設け、押え部材８４に、第２変形部８３２に対向するように開口８４１を形成する。これにより、押え部材８４の開口８４１以外の部分により筒状のダイアフラム８３を内側から支持することができるので、押え部材８４に支持された部分のダイアフラム８３が変形するのを抑制することができる。これにより、第１室８８ａの封入液８９が連通部８５１ａを介して第２室８８ｂに流入した場合に、開口８４１に対向する位置の第２変形部８３２に変形を集中させることができるので、第２変形部８３２を容易に大きく変形させることができる。

【0057】

本実施形態では、上記のように、押え部材８４を、筒状に形成し、第２変形部８３２に対向する部分に開口８４１を設ける。これにより、断面形状が多角形である場合と比べて、筒状（断面形状が円形状）の押え部材８４内を流れる流体の摩擦力（圧力損失）を低減させることができるとともに、押え部材８４を製造しやすく構成することができる。また、筒状のダイアフラム８３の内側を筒状の押え部材８４により密着して支持することができるので、開口８４１に対向する位置の第２変形部８３２に変形を集中させて、第２変形部８３２を効果的に大きく変形させることができる。

【0058】

本実施形態では、上記のように、弁体８６を、略球状に形成し、押え部材８４の開口８４１を、弁体８６が通過可能な大きさを有するように形成する。これにより、押え部材８４の開口８４１を介して弁体８６を押え部材８４の内側の流路８ａ中と、押え部材８４の外側の部分とに移動させることができる。これにより、弁体８６を弁座８２１に当接して流路８ａを閉塞する位置と、弁体８６を弁座８２１から離間させて流路８ａを開放する位置とに、弁体８６を容易に移動させることができる。

【0059】

本実施形態では、上記のように、筒状のダイアフラム８３の外側を覆うとともに、第１室８８ａおよび第２室８８ｂの壁を形成する筒状のケース部材８５を設け、仕切り部材８５１を、ケース部材８５と一体的に形成する。これにより、筒状のダイアフラム８３と筒状のケース部材８５とを組み合わせることにより、容易に第１室８８ａおよび第２室８８ｂを設けることができる。

【0060】

（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

【0061】

たとえば、上記実施形態では、水中ポンプをマンホール内に配置した例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、水中ポンプをマンホール内以外に配置してもよい。たとえば、水中ポンプを、水槽や、池、海などに配置してもよい。

【0062】

また、上記実施形態では、バルブ装置（水中ポンプ用バルブ装置）が流体を水平方向に吐出する例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、水中ポンプ用バルブ装置が水平方向に対して斜め上または斜め下に向けて流体を吐出するようにしてもよいし、上または下方向に流体を吐出するようにしてもよい。また、水中ポンプ用バルブ装置の流体の吐出方向を調整可能に構成してもよい。

【0063】

また、上記実施形態では、バルブ装置（水中ポンプ用バルブ装置）がポンプ室のケーシング上部に取り付けられた例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、水中ポンプ用バルブ装置をポンプ室のケーシング上部以外に取り付けてもよい。

【0064】

また、上記実施形態では、排水領域に２台の水中ポンプを配置する構成の例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、排水領域に１台の水中ポンプを配置してもよいし、３台以上の水中ポンプを配置してもよい。

【0065】

また、上記実施形態では、バルブ装置（水中ポンプ用バルブ装置）の流路が湾曲した形状の例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、水中ポンプ用バルブ装置の流路が直線状に延びた形状に形成されていてもよい。

【0066】

また、上記実施形態では、弁体が略球形状に形成されている構成の例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、弁体は、略球形状以外の形状に形成されていてもよい。

【0067】

また、上記実施形態では、回転軸が垂直方向に延びるように配置された縦型の水中ポンプに本発明を適用する例を示したが、本発明はこれに限らない。回転軸が水平方向に延びるように配置された横型の水中ポンプに本発明を適用してもよい。

【0068】

また、上記実施形態では、オイル室にオイルを持ち上げるためのオイルリフターを設ける構成の例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、オイル室にオイルリフターを設けていなくてもよい。

【符号の説明】

【0069】

１ モータ（駆動部）
７ 羽根車
８ バルブ装置（水中ポンプ用バルブ装置）
８ａ 流路（第２流路）
３３ 流路（第１流路）
８３ ダイアフラム
８４ 押え部材
８５ ケース部材
８６ 弁体
８８ａ 第１室
８８ｂ 第２室
８９ 封入液
１００ 水中ポンプ
８２１ 弁座
８３１ 第１変形部
８３２ 第２変形部
８４１ 開口
８５１ 仕切り部材
８５１ａ 連通部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】