JP2008175095A - 吸込ノズルおよび吸込ノズルを備えたポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、モータを冷却する冷却水の熱を放散させることができ、この際の熱交換効率を向上させることが可能な吸込ノズルを備えたポンプを提供する。
【解決手段】ポンプケーシング１２の下端部の吸込部１７に吸込ノズル２１が取付けられ、吸込ノズル２１は、汚水６を吸込む吸込流路４０を有するノズル本体４１と、冷却水３８の熱を放散させる熱交換器４２とを有し、熱交換器４２はノズル本体４１の外周方を覆う外筒体４３を有し、外筒体４３とノズル本体４１との間に、冷却水用流路４９が形成されているとともに中間筒体４４が設けられ、冷却水用流路４９は、外筒体４３と中間筒体４４との間に形成された外流路４９ａと、中間筒体４４とノズル本体４１との間に形成された内流路４９ｂとからなり、外流路４９ａと内流路４９ｂとが連通している。
【選択図】図３

Description

本発明は、モータ部分が露出する低水位で運転することがあるポンプに取付けられる吸込ノズルおよび吸込ノズルを備えたポンプに関する。

従来、モータ部分が露出する低水位で運転することがあるポンプとしては、例えば、図９に示すように、ポンプケーシング１０１内に羽根車１０２が収納され、ポンプケーシング１０１の下部に揚水１０３を吸込む吸込口１０４が形成され、ポンプケーシング１０１の側部に揚水１０３を吐出する吐出口１０５が形成されている。羽根車１０２はモータ１０６で回転駆動する回転軸１０７の下端部に設けられている。モータ１０６はモータフレーム１０８内に収納され、モータフレーム１０８はポンプケーシング１０１の上方に取付けられている。モータフレーム１０８の外側には冷却用ジャケット１０９が設けられている。

ポンプケーシング１０１とモータフレーム１０８との間には熱交換器１１０が設けられている。冷却用ジャケット１０９の内部と熱交換器１１０の内部とは連通しており、冷却用ジャケット１０９と熱交換器１１０との内部には冷却水１１１が封入されている。また、熱交換器１１０の内部には、冷却水１１１を循環させる冷却用羽根車１１２が収納されている。この冷却用羽根車１１２は上記回転軸１０７に設けられている。

熱交換器１１０の内部とポンプケーシング１０１の内部とは円板状の冷却エレメント１１３で仕切られている。冷却エレメント１１３の上面には、熱交換器１１０内に突出する冷却水側通路形成用フィン１１４が形成されている。冷却エレメント１１３の下面には、羽根車１０２の上方で且つポンプケーシング１０１内に突出する揚液側冷却フィン１１５が形成されている。

これによると、ポンプ１１６を運転している際、回転軸１０７が回転駆動し、羽根車１０２と冷却用羽根車１１２とが回転する。これにより、揚水１０３が、吸込口１０４からポンプケーシング１０１内へ吸込まれ、吐出口１０５から吐出される。この時、上記冷却用羽根車１１２の回転よって、冷却水１１１が冷却用ジャケット１０９内と熱交換器１１０内との間を循環する。モータ１０６から発生した熱は、冷却水１１１を介して、冷却用ジャケット１０９内から熱交換器１１０内へ伝わり、冷却エレメント１１３の冷却水側通路形成用フィン１１４から揚液側冷却フィン１１５を経て、ポンプケーシング１０１内を流れる揚水１０３へ伝達される。これにより、モータ１０６の部分が露出した低水位でポンプ１１６を運転している場合でも、熱交換が行われ、モータ１０６が冷却される。
特開２００２−３１００８８

しかしながら上記の従来形式では、熱交換器１１０を設けるためのスペースが小さいため、熱交換器１１０内の冷却水１１１と冷却エレメント１１３とが接触する伝熱面積を十分に広く確保したり、或いは、ポンプケーシング１０１内の揚水１０３と冷却エレメント１１３とが接触する放熱面積を十分に広く確保することが難しく、これにより、熱交換効率を向上させることが困難であった。

また、熱交換器１１０内の冷却水１１１と冷却エレメント１１３とが接触する伝熱面積を拡大するために冷却水側通路形成用フィン１１４を増加させたり、或いは、ポンプケーシング１０１内の揚水１０３と冷却エレメント１１３とが接触する放熱面積を拡大するために揚液側冷却フィン１１５を増加させる場合、各フィン１１４，１１５を設置するためのスペースが狭いため、各フィン１１４，１１５を細かく配置する必要があり、構成が複雑になるといった問題がある。

本発明は、簡単な構成で、ポンプを駆動させるモータを冷却するための冷却媒体の熱を放散させることができ、この際の熱交換効率を向上させることが可能な吸込ノズルおよび吸込ノズルを備えたポンプを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明は、モータ部分が露出する低水位で運転することがあるポンプの吸込部に取付けられる吸込ノズルであって、外部流体を吸込む吸込流路を有するノズル本体と、ポンプのモータを冷却する冷却媒体の熱を放散させる熱交換器とが備えられ、熱交換器は、ノズル本体の外周部に、冷却媒体が流れる冷却媒体用流路を有してなるものである。

これによると、吸込ノズルをポンプの吸込部に取付け、モータを駆動させてポンプを運転することにより、外部流体がノズル本体からポンプに吸込まれる。この時、モータから発生した熱は、冷却媒体に伝わり、冷却媒体が冷却媒体用流路を流れる際に、ノズル本体の外周面から内周面に伝達し、ノズル本体の内周面からノズル本体内を流れている外部流体へ放散される。

このように、熱交換器は冷却媒体用流路をノズル本体の外周部に有しているため、ノズル本体の外周方の空きスペースを、熱交換器取付けのための取付用スペースとして利用することができる。これにより、熱交換器を設けるために十分な広さのスペースを容易に確保することができ、冷却媒体用流路内の冷却媒体とノズル本体の外周面とが接触する伝熱面積を十分に広く確保すること、および、ノズル本体の内周面と外部流体とが接触する放熱面積を十分に広く確保することが容易になる。これにより、熱交換効率を向上させることができる。

さらに、ノズル本体内には流速の速い外部流体が流れているため、冷却媒体の熱はノズル本体の内周面に接する外部流体によって迅速且つ確実に奪われ、これにより、熱交換効率がさらに向上する。

本第２発明における吸込ノズルは、熱交換器はノズル本体の外周方を覆う外筒体を有し、冷却媒体用流路が外筒体の内周面とノズル本体の外周面との間に形成され、冷却媒体用流路の上流端に冷却媒体流入部が形成され、冷却媒体用流路の下流端に冷却媒体流出部が形成され、ノズル本体の内周面と外筒体の外周面とをそれぞれ放熱面としたものである。

これによると、冷却媒体は、冷却媒体流入部から冷却媒体用流路に流入し、冷却媒体用流路を流れた後、冷却媒体流出部から流出する。モータから発生した熱は、冷却媒体に伝わり、冷却媒体が冷却媒体用流路を流れる際に、ノズル本体の外周面から内周面に伝達し、ノズル本体の内周面からノズル本体内を流れている外部流体へ放散されるとともに、外筒体の内周面から外周面に伝達し、吸込ノズルの外側周囲の外部流体へも放散される。このように、簡単な構成の熱交換器を吸込ノズルに備えることにより、冷却媒体の熱交換効率がさらに向上する。

また、外筒体の内周面とノズル本体の外周面との径方向における間隔を調整することによって、冷却媒体用流路を流れる冷却媒体の流速を、最適な流速に調整することができる。

本第３発明における吸込ノズルは、ノズル本体と外筒体との間に中間筒体が設けられ、
冷却媒体用流路は、外筒体の内周面と中間筒体の外周面との間に形成された外流路と、中間筒体の内周面とノズル本体の外周面との間に形成された内流路とからなり、外流路と内流路とが連通しているものである。

これによると、冷却媒体は、冷却媒体流入部から冷却媒体用流路の外流路と内流路とのいずれか一方の流路を流れた後、一方の流路から外流路と内流路とのいずれか他方の流路
へ流れ、他方の流路を経て冷却媒体流出部から流出する。

このように、冷却媒体用流路を外流路と内流路とで構成しているため、冷却媒体流入部から冷却媒体流出部までの冷却媒体用流路の全長が長くなって、冷却媒体が冷却媒体流入部から流入して冷却媒体流出部から流出するまでの時間が長くなり、その分、冷却媒体の熱の放散が促進される。

本第４発明における吸込ノズルは、ノズル本体と外筒体との間に螺旋状の壁体が備えられ、冷却媒体用流路は、外筒体の内周面とノズル本体の外周面と壁体との間に形成された螺旋状の流路であるものである。

これによると、冷却媒体用流路を螺旋状の流路にしたため、冷却媒体用流路の全長が長くなる。したがって、冷却媒体が冷却媒体流入部から流入して冷却媒体流出部から流出するまでの時間が長くなり、その分、冷却媒体の熱の放散が促進される。

本第５発明は、上記請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の吸込ノズルを備えたポンプであって、羽根車を収納したポンプケーシングと、羽根車を回転駆動させるモータを収納したモータフレームと、モータフレームの外側に設けられた冷却用ジャケットと、冷却用ジャケット内の冷却媒体を熱交換器の冷却媒体用流路へ供給する供給管と、熱交換器の冷却媒体用流路から流出した冷却媒体を冷却用ジャケット内へ戻す戻し管と、冷却用ジャケット内と熱交換器の冷却媒体用流路との間で冷却媒体を循環させる冷却用羽根車とが備えられ、吸込ノズルはポンプの吸込部に設けられるものである。

本第６発明におけるポンプは、吸込ノズルが、外部流体を貯留するピットの底面に形成された凹形状の残留流体貯留用槽内に上方から突入しているものである。
これによると、ピットの底面が露出し、外部流体が残留流体貯留用槽内のみに残留している場合であっても、吸込ノズルが残留流体貯留用槽内の外部流体に没する。これにより、ピットの底面よりも低位置に設定された最低水位においても、ポンプの運転と冷却媒体によるモータの冷却と熱交換器による熱交換とが行える。

以上のように本発明によると、簡単な構成で、モータ冷却用の冷却媒体の熱を放散させることができ、この際の熱交換効率を向上させることができる。

以下、本発明における第一の実施の形態を図１〜図６に基いて説明する。
図１，図２に示すように、１は汚水発生源と下水処理場とを結ぶ配管の途中に設置されるマンホールであり、マンホール１の周壁２には、汚水６（外部流体の一例）の流入口３と、流入口３からマンホール１内に流れ込む汚水６の勢いを減勢させるバッフル４とが設けられている。

マンホール１のピット５の底部には二台の水中ポンプＰが左右に並んで設置されている。図３に示すように、両水中ポンプＰはそれぞれ、羽根車１１を収納したポンプケーシング１２と、羽根車１１を回転駆動させるモータ１３を収納したモータフレーム１４と、モータ１３によって回転する回転軸１５とを有している。羽根車１１は回転軸１５の下端部に取付けられている。

ポンプケーシング１２の下端部には吸込部１７が設けられ、吸込部１７は吸込孔１８と吸込側フランジ１９とを備えている。吸込側フランジ１９には吸込ノズル２１が取付けられている。

また、ポンプケーシング１２の側部には吐出部２３が設けられている。吐出部２３は吐出孔２４と吐出側フランジ２５とを備えている。吐出側フランジ２５には揚水管２６が接続されて立ち上り、両水中ポンプＰの揚水管２６の上端部は排出管２７に接続されている。

回転軸１５は下部軸受２９と上部軸受３０とで回転自在に保持されている。下部軸受２９はポンプケーシング１２とモータフレーム１４との間に設けられた下軸受箱３１内に収納されている。ポンプケーシング１２と下軸受箱３１との間にはメカニカルシールカバー３３が設けられ、ポンプケーシング１２の内部空間３４と下軸受箱３１の内部空間３５とはメカニカルシールカバー３３によって仕切られている。

メカニカルシールカバー３３は、円板部３３ａと、円板部３３ａの外周縁に設けられた外周フレーム部３３ｂと、円板部３３ａの下面から羽根車１１に向かって垂設された円筒部３３ｃとを有している。回転軸１５はメカニカルシールカバー３３の円板部３３ａを貫通している。回転軸１５に対するシールを行う下部メカニカルシール３６ａの固定環がメカニカルシールカバー３３の円板部３３ａに設けられているとともに上部メカニカルシール３６ｂの固定環が下部軸受２９に設けられている。また、円板部３３ａの上面には複数の冷却用フィン６２が形成されている。

モータフレーム１４の外側には円筒状の冷却用ジャケット３７が設けられている。冷却用ジャケット３７の内部にはモータ１３を冷却する冷却水３８（冷却媒体の一例）が充填されている。

上記メカニカルシールカバー３３の外周フレーム部３３ｂには、冷却水３８を下軸受箱３１の内部空間３５に戻す戻し孔３９が形成されている。また、下軸受箱３１の内部空間３５の上部と冷却用ジャケット３７内の下部とは連通孔４６によって連通している。尚、下軸受箱３１の内部空間３５には冷却水３８が充満している。

図３〜図６に示すように、上記吸込ノズル２１は、汚水６を吸込む吸込流路４０を有する円筒形状のノズル本体４１と、冷却水３８の熱を放散させる熱交換器４２とを有している。熱交換器４２は、ノズル本体４１の外周方を覆う円筒形状の外筒体４３と、ノズル本体４１と外筒体４３との間に設けられた円筒形状の中間筒体４４とを有している。これら外筒体４３と中間筒体４４とはノズル本体４１の吸込流路４０の軸心４５を中心とする同軸心上に配置されている。

外筒体４３の上端部には円環状の上部天板４７が設けられ、上部天板４７の内周縁はノズル本体４１の上部外周面に溶接等で取付けられている。外筒体４３の下端部には円環状の下部底板４８が設けられ、下部底板４８の内周縁はノズル本体４１の下端外周面に溶接等で取付けられている。これにより、外筒体４３の内周面とノズル本体４１の外周面との間に、軸心４５の方向に沿って冷却水３８が流れる冷却水用流路４９（冷却媒体用流路の一例）が形成されている。冷却水用流路４９には冷却水３８が充満している。中間筒体４４の上端は上部天板４７に取付けられ、中間筒体４４の下端は下部底板４８から上方へ離間している。

上記中間筒体４４によって、冷却水用流路４９は、外筒体４３の内周面と中間筒体４４の外周面との間に全周にわたり形成された外流路４９ａと、中間筒体４４の内周面とノズル本体４１の外周面との間に全周にわたり形成された内流路４９ｂとに分けられている。尚、外流路４９ａの下流端（下部）と内流路４９ｂの上流端（下部）とが連通している。ノズル本体４１の内周面４１ａと外筒体４３の外周面４３ａとがそれぞれ冷却水３８の熱を放散させる放熱面の役割をなし、ノズル本体４１の外周面４１ｂと外筒体４３の内周面４３ｂとがそれぞれ冷却水３８の熱を放熱面に伝える伝熱面の役割をなす。

上部天板４７には、外流路４９ａの上流端に連通する冷却水流入口５１（冷却媒体流入部の一例）と、内流路４９ｂの下流端に連通する冷却水流出口５２（冷却媒体流出部の一例）とが設けられている。

ノズル本体４１は、その上端部にノズル側フランジ５４を有している。図３に示すように、ボルト・ナット５５等の連結手段を用いてノズル側フランジ５４を吸込側フランジ１９に連結することにより、吸込ノズル２１がポンプケーシング１２に取付けられる。

冷却用ジャケット３７には、冷却用ジャケット３７内の冷却水３８を熱交換器４２の冷却水用流路４９へ供給する供給管５７の一端（上端）が継手６６を介して接続されている。供給管５７の他端（下端）は継手６０を介して冷却水流入口５１に接続されている。

冷却水流出口５２には、冷却水用流路４９から流出した冷却水３８を冷却用ジャケット３７内に戻す戻し管５８の一端（下端）が継手６１を介して接続されている。戻し管５８の他端（上端）はメカニカルシールカバー３３の戻し孔３９に継手６７を介して接続されている。

尚、上記下軸受箱３１の内部空間３５には、冷却水３８を冷却用ジャケット３７内と熱交換器４２の冷却水用流路４９との間で循環させる冷却用羽根車５９が備えられている。この冷却用羽根車５９は、下部メカニカルシール３６ａの回転環と上部メカニカルシール３６ｂの回転環との間に位置し、回転軸１５に外嵌されて取付けられている。

図１，図２に示すように、上記マンホール１のピット５の底面５ａには凹形状の釜場６３（残留流体貯留用槽の一例）が左右一対形成されている。左右一方の水中ポンプＰの吸込ノズル２１が左右一方の釜場６３内に上方から突入し、左右他方の水中ポンプＰの吸込ノズル２１が左右他方の釜場６３内に上方から突入している。左右両釜場６３は接線方向に形成された連通路６５によってＳ字型に連通している。

以下、上記構成における作用を説明する。
モータ１３を駆動させて水中ポンプＰを運転することにより、回転軸１５と共に羽根車１１と冷却用羽根車５９とが回転し、ピット５内の汚水６が、吸込ノズル２１のノズル本体４１からポンプケーシング１２内に吸込まれ、吐出部２３から揚水管２６を経て排出管２７へ排出される。この際、上記冷却用羽根車５９の回転によって、冷却水３８が、冷却用ジャケット３７内から供給管５７を通って熱交換器４２の冷却水流入口５１から外流路４９ａを下向きに流れ、さらに外流路４９ａから内流路４９ｂを上向きに流れた後、冷却水流出口５２から戻し管５８を通って下軸受箱３１の内部空間３５に流れ込み、この内部空間３５から連通孔４６を通って冷却用ジャケット３７内へ戻る。

ポンプ運転中にモータ１３から発生した熱は、冷却用ジャケット３７内の冷却水３８に伝達し、冷却水３８が熱交換器４２の外流路４９ａを流れる際に、外筒体４３の内周面４３ｂから外周面４３ａに伝導し、吸込ノズル２１の外側周囲の汚水６へ放散され、その後、冷却水３８が内流路４９ｂを流れる際に、ノズル本体４１の外周面４１ｂから内周面４１ａに伝導し、ノズル本体４１内を流れている汚水６へ放散される。

このように、熱交換器４２は冷却水用流路４９をノズル本体４１の外周部に有しているため、ノズル本体４１の径方向における外周方の空きスペースを、熱交換器取付けのための取付用スペースとして利用することができる。これにより、熱交換器４２を設けるために十分な広さのスペースを容易に確保することができ、冷却水用流路４９内の冷却水３８とノズル本体４１の外周面４１ｂとが接触する伝熱面積を十分に広く確保すること、および、ノズル本体４１の内周面４１ａと汚水６とが接触する放熱面積を十分に広く確保すること、および、冷却水用流路４９内の冷却水３８と外筒体４３の内周面４３ｂとが接触する伝熱面積を十分に広く確保すること、および、外筒体４３の外周面４３ａと汚水６とが接触する放熱面積を十分に広く確保することが容易になる。このように、簡単な構成の熱交換器４２を吸込ノズル２１に備えることにより、冷却水３８の熱交換効率を向上させることができる。

また、ノズル本体４１内には流速の速い汚水６が流れているため、冷却水３８の熱はノズル本体４１の内周面４１ａに接する汚水６によって迅速且つ確実に奪われ、これにより、冷却水３８の熱交換効率がさらに向上する。

また、冷却水用流路４９を外流路４９ａと内流路４９ｂとで構成しているため、冷却水流入口５１から冷却水流出口５２までの冷却水用流路４９の全長が長くなって、冷却水３８が冷却水流入口５１から流入して冷却水流出口５２から流出するまでの時間が長くなり、その分、冷却水３８の熱の放散が促進される。

また、外筒体４３と中間筒体４４との径方向における間隔および中間筒体４４とノズル本体４１との径方向における間隔をそれぞれ調整することにより、冷却水用流路４９を流れる冷却水３８の流速を、最適な流速に調整することができる。

さらに、図３に示すように、下軸受箱３１の内部空間３５の冷却水３８の熱は、メカニカルシールカバー３３の上面から下面に伝導し、ポンプケーシング１２内の汚水６へ放散される。これにより、冷却水３８の熱交換効率がより一段と向上する。

図１に示すように、モータ１３の部分が汚水６の水面上に露出する低水位Ｈ１で水中ポンプＰを運転している場合であっても、上記のように熱交換器４２による熱交換が行われ、冷却水３８によってモータ１３が冷却される。

また、汚水６の水面がさらに低下してピット５の底面５ａが露出し、図３に示すように、汚水６が釜場６３内のみに残留している場合であっても、吸込ノズル２１が釜場６３内の汚水６に没する。これにより、図１に示すように、ピット５の底面５ａよりも低位置に設定された最低水位Ｈ２においても、水中ポンプＰの運転と冷却水３８によるモータ１３の冷却と熱交換器４２による熱交換とが行える。さらに、釜場６３を設けることで、吸込ノズル２１の外周部における汚水６の流速が増すため、外筒体４３の外周面４３ａからの放熱が促進される。

また、左右いずれか一方の水中ポンプＰのみを運転することにより、図２に示すように、ピット５内に外周を通る流れＡが発生してスカムが回収されるとともに、左右一方の釜場６３内に旋回流Ｂが発生し、さらに、連通路６５を通る流れＣが上記旋回流Ｂを促進し、この流れＣによって停止側の左右他方の釜場６３内の汚水６が左右一方の釜場６３内へ流れ込む。また、左右いずれか他方の水中ポンプＰのみを運転した場合も、同様に、停止側の左右一方の釜場６３内の汚水６が左右他方の釜場６３内へ流れ込む。このような旋回流Ｂの発生によって流れが乱されるため、外筒体４３の外周面４３ａからの放熱がより一段と促進される。

また、熱交換器４２を備えていない既存の吸込ノズルを装着した既設の水中ポンプＰに対して、ボルト・ナット５５を外して上記既存の吸込ノズルを取り外し、ボルト・ナット５５を用いて、熱交換器４２を備えた吸込ノズル２１に容易に交換することができる。

上記第一の実施の形態では、図３に示すように、冷却水３８は熱交換器４２の外流路４９ａに流入して内流路４９ｂから流出するが、内流路４９ｂに流入して外流路４９ａから流出してもよい。

上記第一の実施の形態では、図４に示すように、中間筒体４４の上端を上部天板４７に取付け、中間筒体４４の下端を下部底板４８から上方へ離間させているが、中間筒体４４の下端を下部底板４８に取付け、中間筒体４４の上端を上部天板４７から下方へ離間させ、冷却水流入口５１と冷却水流出口５２とを下部底板４８に設けてもよい。

上記第一の実施の形態では、中間筒体４４を設けているが、中間筒体４４を設けないものであってもよい。この場合、冷却水流入口５１は上部天板４７（又は下部底板４８）に設けられ、冷却水流出口５２は下部底板４８（又は上部天板４７）に設けられる。

次に、第二の実施の形態を図７に基いて説明する。
ノズル本体４１の外周面４１ｂと外筒体４３の内周面４３ｂとの間に螺旋状の壁体７０が備えられている。冷却水用流路４９は、ノズル本体４１の外周面４１ｂと外筒体４３の内周面４３ｂと壁体７０との間に形成された螺旋状の流路である。下部底板４８には、冷却水用流路４９の上流端に連通する冷却水流入口５１が設けられている。また、上部天板４７には、冷却水用流路４９の下流端に連通する冷却水流出口５２が設けられている。

以下、上記構成における作用を説明する。
モータ１３を駆動させて水中ポンプＰを運転することにより、冷却水３８は、冷却用ジャケット３７内から供給管５７を通って熱交換器４２の冷却水流入口５１から螺旋状の冷却水用流路４９を流れ、冷却水流出口５２から戻し管５８を通って下軸受箱３１の内部空間３５に流れ込み、この内部空間３５から連通孔４６を通って冷却用ジャケット３７内へ戻る。

ポンプ運転中にモータ１３から発生した熱は、冷却用ジャケット３７内の冷却水３８に伝達し、冷却水３８が熱交換器４２の冷却水用流路４９を流れる際に、ノズル本体４１の外周面４１ｂから内周面４１ａに伝導するとともに外筒体４３の内周面４３ｂから外周面４３ａに伝導し、ノズル本体４１内を流れている汚水６へ放散されるとともに吸込ノズル２１の外側周囲の汚水６へ放散される。

また、冷却水用流路４９を螺旋状の流路にしたため、冷却水流入口５１から冷却水流出口５２までの冷却媒体用流路４９の全長が長くなる。したがって、冷却水３８が冷却水流入口５１から流入して冷却水流出口５２から流出するまでの時間が長くなり、その分、冷却水３８の熱の放散が促進される。

次に、第三の実施の形態を図８に基いて説明する。
ノズル本体４１の外周面４１ｂと外筒体４３の内周面４３ｂとの間に、平板状の複数の縦フィン７２が放射状に設けられている。ノズル本体４１の外周面４１ｂと外筒体４３の内周面４３ｂとの間に形成された冷却水用流路４９は周方向において縦フィン７２により複数に分割されている。

下部底板４８には、冷却水用流路４９の上流端に連通する冷却水流入口５１が設けられている。また、上部天板４７には、冷却水用流路４９の下流端に連通する冷却水流出口５２が設けられている。

以下、上記構成における作用を説明する。
モータ１３を駆動させて水中ポンプＰを運転することにより、冷却水３８は、冷却用ジャケット３７内から供給管５７を通って熱交換器４２の冷却水流入口５１から冷却水用流路４９を流れ、冷却水流出口５２から戻し管５８を通って下軸受箱３１の内部空間３５に流れ込み、この内部空間３５から連通孔４６を通って冷却用ジャケット３７内へ戻る。

ポンプ運転中にモータ１３から発生した熱は、冷却用ジャケット３７内の冷却水３８に伝達し、冷却水３８が熱交換器４２の冷却水用流路４９を流れる際に、ノズル本体４１の外周面４１ｂから内周面４１ａに伝導するとともに外筒体４３の内周面４３ｂから外周面４３ａに伝導し、ノズル本体４１内を流れている汚水６へ放散されるとともに吸込ノズル２１の外側周囲の汚水６へ放散される。

冷却水用流路４９を流れている冷却水３８は、ノズル本体４１の外周面４１ｂと外筒体４３の内周面４３ｂとに接触するとともに、各縦フィン７２にも接触するため、伝熱面積が増大し、熱交換効率が向上する。

上記第二および第三の実施の形態では、冷却水流入口５１を下部底板４８に設け、冷却水流出口５２を上部天板４７に設けて、冷却水３８を下から上へ流しているが、冷却水流入口５１を上部天板４７に設け、冷却水流出口５２を下部底板４８に設けて、冷却水３８を上から下へ流してもよい。

上記各実施の形態では、冷却媒体の一例として冷却水３８を用いたが、冷却水３８以外の熱伝導率の良好な他の液体、例えば不凍液や油等を用いてもよい。
上記各実施の形態では、外部流体の一例として汚水６を挙げたが、汚水６以外の他の液体であってもよい。

上記各実施の形態では、図３に示すように、モータ１３の下部に羽根車１１が設けられた立軸ポンプを例に挙げて説明しているが、モータ１３と羽根車１１との位置関係はこれに限定されるものではない。

上記各実施の形態では、図３に示すように、冷却水３８を上下両メカニカルシール３６ａ，３６ｂ間に設けられた冷却用羽根車５９により循環させているが、図９に示すように、冷却用羽根車１１２をダブル型メカニカルシール１１７の下部に設けたタイプのポンプ１１６に、吸込ノズル２１を使用してもよい。

本発明の第一の実施の形態におけるポンプを設置したマンホールの縦断面図である。 同、マンホールのピット底面の平面図である。 同、ポンプの縦断面図である。 同、ポンプの吸込ノズルの縦断面図である。 同、図４におけるＸ−Ｘ矢視図である。 同、ポンプの吸込ノズルの平面図である。 本発明の第二の実施の形態における吸込ノズルの図である。 本発明の第三の実施の形態における吸込ノズルの図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＸ−Ｘ矢視図である。 従来のポンプの縦断面図である。

符号の説明

５ ピット
５ａ 底面
６ 汚水（外部流体）
１１ 羽根車
１２ ポンプケーシング
１３ モータ
１４ モータフレーム
１７ 吸込部
２１ 吸込ノズル
３７ 冷却用ジャケット
３８ 冷却水（冷却媒体）
４０ 吸込流路
４１ ノズル本体
４１ａ ノズル本体の内周面
４２ 熱交換器
４３ 外筒体
４３ａ 外筒体の外周面
４４ 中間筒体
４９ 冷却水用流路（冷却媒体用流路）
４９ａ 外流路
４９ｂ 内流路
５１ 冷却水流入口（冷却媒体流入部）
５２ 冷却水流出口（冷却媒体流出部）
５７ 供給管
５８ 戻し管
５９ 冷却用羽根車
６３ 釜場（残留流体貯留用槽）
７０ 壁体
Ｐ 水中ポンプ

Claims (6)

1. モータ部分が露出する低水位で運転することがあるポンプの吸込部に取付けられる吸込ノズルであって、
   外部流体を吸込む吸込流路を有するノズル本体と、ポンプのモータを冷却する冷却媒体の熱を放散させる熱交換器とが備えられ、
   熱交換器は、ノズル本体の外周部に、冷却媒体が流れる冷却媒体用流路を有してなることを特徴とする吸込ノズル。
2. 熱交換器はノズル本体の外周方を覆う外筒体を有し、
   冷却媒体用流路が外筒体の内周面とノズル本体の外周面との間に形成され、
   冷却媒体用流路の上流端に冷却媒体流入部が形成され、
   冷却媒体用流路の下流端に冷却媒体流出部が形成され、
   ノズル本体の内周面と外筒体の外周面とをそれぞれ放熱面としたことを特徴とする請求項１記載の吸込ノズル。
3. ノズル本体と外筒体との間に中間筒体が設けられ、
   冷却媒体用流路は、外筒体の内周面と中間筒体の外周面との間に形成された外流路と、中間筒体の内周面とノズル本体の外周面との間に形成された内流路とからなり、
   外流路と内流路とが連通していることを特徴とする請求項２記載の吸込ノズル。
4. ノズル本体と外筒体との間に螺旋状の壁体が備えられ、
   冷却媒体用流路は、外筒体の内周面とノズル本体の外周面と壁体との間に形成された螺旋状の流路であることを特徴とする請求項２記載の吸込ノズル。
5. 上記請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の吸込ノズルを備えたポンプであって、
   羽根車を収納したポンプケーシングと、羽根車を回転駆動させるモータを収納したモータフレームと、モータフレームの外側に設けられた冷却用ジャケットと、冷却用ジャケット内の冷却媒体を熱交換器の冷却媒体用流路へ供給する供給管と、熱交換器の冷却媒体用流路から流出した冷却媒体を冷却用ジャケット内へ戻す戻し管と、冷却用ジャケット内と熱交換器の冷却媒体用流路との間で冷却媒体を循環させる冷却用羽根車とが備えられ、
   吸込ノズルはポンプの吸込部に設けられることを特徴とするポンプ。
6. 吸込ノズルが、外部流体を貯留するピットの底面に形成された凹形状の残留流体貯留用槽内に上方から突入していることを特徴とする請求項５記載のポンプ。

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