JP2012219718A - ブラケット及び水中ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】浸水検知器を取り付け可能、且つ、浸水検知器の有無に係らず共有化が可能なブラケット及びブラケットを用いた水中ポンプを提供すること。
【解決手段】モータ１０と、モータ１０より回転する回転軸２４と、回転軸２４に接続された羽根車４２、及び、羽根車４２を収納するケーシング４１を具備するポンプ１２と、回転軸２４及びケーシング４１間を軸封するメカニカルシール３１と、メカニカルシール３１を収納するシール室３４、シール室３４と外部とを連通し、ポンプ１２からの漏水を案内する導水路、及び、導水路の端部に取り付けられる浸水検知器１３又は導水路の端部を閉塞するふたを具備するブラケット３０と、を備える構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、メカニカルシールから浸水した水を検知する浸水検知器を取り付け可能なブラケット、及び、ブラケットを有する水中ポンプに関する。

汚水や汚物用の送水に用いる水中ポンプは、渦巻形のケーシング内に羽根車が収容された渦巻ポンプと、羽根車を回転させるモータと、シール室を有するブラケットにメカニカルシールを収納したモータへの浸水を防止する軸封装置と、を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このような水中ポンプにおいては、メカニカルシールの劣化や異常によりメカニカルシールの漏れが発生してモータ内に漏れた水が浸水すると、軸受不良や絶縁不良を引き起こす虞がある。このため、メカニカルシールからの漏れた水量が一定量になると、当該メカニカルシールの漏れを検知する浸水検知器を設け、モータに浸水することを防止する構成も知られている。

浸水検知器は、例えばフロート方式が用いられる。また、浸水検知器は、メカニカルシールからの漏水量が一定となった場合に、当該漏水を浸水検知器まで導く導水路を有するブラケットに設けられる。

特開２００２−２０２０９２号公報

上述した浸水検知器を用いた水中ポンプでは、以下の問題があった。即ち、浸水検知器を用いるためには、浸水検知器に導水する導水路がブラケットに設けられる必要がある。しかし、当該浸水検知器は、顧客要望があるときに水中ポンプに浸水検知器を設けるため、浸水検知器を用いた水中ポンプと、浸水検知器を用いない水中ポンプとでは、異なる形状のブラケットをそれぞれ用いる必要がある。

即ち、同様の機能を有する水中ポンプであっても、浸水検知器の有無でブラケットの形状を区別する必要があり、部品の管理コストや製造コストの増大の原因となる。

そこで、本発明は、浸水検知器を取り付け可能、且つ、浸水検知器の有無に係らず共有化が可能なブラケット及びブラケットを用いた水中ポンプを提供することを目的としている。

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明のブラケット及び水中ポンプは次のように構成されている。

本発明の一態様のブラケットは、その内部にメカニカルシールを収納するとともに、ポンプ及びモータを接続し、前記メカニカルシールを収納するシール室と、前記シール室と外部とを連通し、前記ポンプから前記シール室内へ浸入した漏水を案内する導水路と、前記導水路の端部に取り付けられ、前記ポンプからの漏水を検知する浸水検知器又は前記導水路の端部を閉塞するふたと、を備える。

本発明の一態様の水中ポンプは、モータと、前記モータにより回転する回転軸と、前記回転軸に接続された羽根車、及び、前記羽根車を収納するケーシングを具備するポンプと、前記回転軸及び前記ケーシング間を軸封するメカニカルシールと、前記メカニカルシールを収納するシール室、前記シール室と外部とを連通し、前記ポンプからの漏水を案内する導水路、及び、前記導水路の端部に取り付けられる浸水検知器又は前記導水路の端部を閉塞するふたを具備するブラケットと、を備える。

本発明によれば、浸水検知器を取り付け可能、且つ、浸水検知器の有無に係らず共有化が可能なブラケット及びブラケットを用いた水中ポンプを提供することが可能となる。

本発明の一実施の形態に係る水中ポンプの構成を一部断面で示す説明図。 同水中ポンプの要部構成を断面で示す説明図。 同水中ポンプの要部構成を断面で示す説明図。

以下、本発明の一実施の形態に係る水中ポンプ１を、図１乃至図３を用いて説明する。
図１は本発明の一実施の形態に係る水中ポンプ１の構成を一部断面で示す説明図、図２は水中ポンプ１に用いられるブラケット３０及び浸水検知器１３の構成を断面で示す説明図、図３は水中ポンプ１に用いられるブラケット３０の構成を断面で示す説明図である。なお、図１中、Ｂは締結部材を、Ｆは水の流れを、Ｋは電源ケーブル、Ｌはライナリングを、Ｓは信号線をそれぞれ示す。

図１に示すように、水中ポンプ１は、モータ１０と、軸封装置１１と、ポンプ１２と、を備えている。また、水中ポンプ１は、浸水検知器１３、又は、ふた１４を備えている。このような水中ポンプ１は、汚水槽又は下水道等に設置され、異物（汚物等）を含む汚水を移送する所謂汚水ポンプや排水ポンプと呼ばれるものである。

モータ１０は、モータケーシング２１と、固定子２２と、回転子２３と、回転軸２４と、を備えている。またモータ１０は、外部電源等に接続される電源ケーブルＫを有している。モータケーシング２１は、両端が閉塞する円筒形状に形成され、一方の端面が軸封装置１１にボルト等の締結部材Ｂにより固定される。

固定子２２は、モータケーシング２１の内面に固定されている。また固定子２２は、電源ケーブルＫを介して供給された電力により、回転子２３を回転可能に形成されている。回転子２３は、その回転中心に回転軸２４が固定されており、その回転に追従して回転軸２４を回転させる。

回転軸２４は、モータケーシング２１の一端側から突出し、且つ、モータケーシング２１にベアリング等の軸受２５を介して回転自在に軸支されている。

軸封装置１１は、ブラケット３０と、メカニカルシール３１と、を備えている。軸封装置１１は、モータ１０、ポンプ１２及び回転軸２４間を液密に仕切る。

ブラケット３０は、後述するポンプ１２のケーシング４１を成す上部材４４とボルト等の締結部材により一体に組み合わされることで、円筒容器状に形成され、その両端面に回転軸２４を挿通する挿通孔３３を備えている。即ち、ブラケット３０は、その上部を成すケース３２を有し、その下部が上部材４４により構成され、ケース３２及び上部材４４が締結部材により一体に組み合わされる。また、ブラケット３０は、上端面の挿通孔がケース３２に、下端面の挿通孔３３が上部材４４に形成される。

ブラケット３０は、内部にメカニカルシール３１を収納するシール室３４を形成する。また、ブラケット３０は、例えば、シール室３４内に、メカニカルシール３１の潤滑油が所定の量だけ充填されている。ブラケット３０は、少なくとも、ケース３２が、ステンレス鋼材により形成されている。なお、ブラケット３０は、上部材４４もステンレス鋼材により形成されていてもよい。

ブラケット３０は、その両端にフランジ部３０ａが形成されており、ボルト等の締結部材Ｂを介して、モータケーシング２１及びポンプ１２の後述するケーシング４１と接続される。

ブラケット３０は、モータケーシング２１側のフランジ部３０ａに近接して設けられ、シール室３４とブラケット３０の外面とを連結する導水路３６がケース３２に形成されている。また、ブラケット３０は、導水路３６のケース３２の外面側に位置する端部に設けられ、浸水検知器１３及びふた１４の一方を取り付け可能な取付部３７を備えている。

導水路３６は、少なくとも、シール室３４内に充填される潤滑油の油面よりも高い位置で、シール室３４と連通する。取付部３７は、ブラケット３０の外面に位置し、外部と導水路３６とを連通する。また、取付部３７は、ブラケット３０の外面に位置する導水路３６の端部に、浸水検知器１３及びふた１４の一方を螺合することで固定可能な、例えば雌螺子部３７ａを有している。

メカニカルシール３１は、ブラケット３０と回転軸２４との間を密閉することで、ポンプ１２からの浸水の防止及びモータ１０への潤滑油の浸入を防止可能に形成されている。

このように、軸封装置１１は、ブラケット３０内にメカニカルシール３１を設けることで、モータ１０への異物混入を防止する所謂二段構造が用いられる。

ポンプ１２は、ケーシング４１と、羽根車４２と、を備えている。ケーシング４１は、その内部に羽根車４２を収納する渦巻ケーシングであり、その内部にポンプ室４３を形成する。ケーシング４１は、組み立てることでその内部にポンプ室４３を形成する上部材４４及び下部材４５を有し、羽根車４２を回転軸２４に固定した状態で分解可能に形成されている。

上部材４４は、本実施の形態では、ブラケット３０の一部に締結部材により一体に組み立てられる。上部材４４は、ブラケット３０の下部を構成するとともに、ブラケット３０の下面の挿通孔３３を有し、挿通孔３３の下方に、羽根車４２を回動可能に指示する第１支持部４７を有している。

下部材４５は、水中ポンプ１を据付面に据付ける複数の脚部４８を備えている。また、下部材４５は、その底面であって、複数の脚部４８間に設けられた吸込開口４９と、その側面に設けられた吐出開口５０と、を備えている。なお、吐出開口５０は、その口径（吐出径）が羽根車４２を通過可能な異物の粒径を通過可能に形成されている。具体的には、吐出開口５０の口径は、羽根車４２を通過可能な所定の粒径の異物と略同一径に形成されている。ここで、羽根車４２を通過可能な所定の粒径の異物とは、水中ポンプ１の吐出開口５０の口径（吐出径）と同直径（所定の粒径）の球形固形物である。

吸込開口４９は、羽根車４２の後述する吸込口５８と略同一の口径に形成されている。吸込開口４９は、羽根車４２を回動可能に支持する第２支持部４９ａを有している。なお、挿通孔３３、第１支持部４７及び第２支持部４９ａには、回転軸２４及び羽根車４２と摺動可能なライナリングＬが設けられる。第１支持部４７及び第２支持部４９ａは、このライナリングＬを介して羽根車４２を回転自在に支持する。

羽根車４２は、ノンクロッグのクローズド羽根車であって、所定の粒径の異物を通過可能に形成されている。このような羽根車４２は、例えば、一対のシュラウド５２，５３と、これらシュラウド５２，５３間に一体に設けられた羽根５４と、を備えている。羽根車４２は、流体を吸込む吸込口５８と、吸込んだ流体を吐出する吐出口６３を有している。

一対のシュラウド５２，５３の一方（以下、シュラウド５２）は、円板状に形成されている。シュラウド５２は、その中央側に、回転軸２４が挿通可能、且つ、キー溝が形成された挿通孔５６を有する第１被支持部５７が形成されている。

一対のシュラウド５２，５３の他方（以下、シュラウド５３）は、円環状に形成されている。シュラウド５３は、その中央側に、吸込口５８が形成された第２被支持部５９が形成されている。

第１被支持部５７は、ライナリングＬを介して第１支持部４７に回転及び摺動自在に支持される。第２被支持部５９は、ライナリングＬを介して第２支持部４９ａに回転及び摺動自在に支持される。

羽根５４は、シュラウド５２，５３間に１枚設けられている。羽根５４は、その一方の端部が、シュラウド５２，５３の中心側に、その他方の端部がシュラウド５２，５３の外周縁に配置される。羽根５４は、シュラウド５２、５３の中心（インペラ５４の回転中心）からの径が各位置で異なる形状、例えば渦巻形状やインボリュート形状に形成されている。なお、その詳細な形状は、羽根車４２が、汚水を所定のポンプ効率で圧送（移送）可能な形状であれば、適宜設定可能である。

羽根車４２は、シュラウド５２，５２の外周側の一部と羽根とにより形成された、シュラウド５３の吸込口５８から吸い込まれた汚水をポンプ室４３内へと移動させる開口６３を形成する。

この開口６３は、吸込口５８から吸込んだ汚水をポンプ室４３へと吐出する吐出口６３である。吐出口６３は、所定の粒径、即ち、羽根車４２内を通過可能な異物の最大粒径の異物が吐出可能に形成されている。吐出口６３は、そのシュラウド５２，５３間の幅（開口幅）が、吸込口５８の口径よりも小さく形成されている。

浸水検知器１３は、その内部に浸入した、メカニカルシール３１からの漏水を検知可能に形成されている。浸水検知器１３は、所謂フロート方式と呼ばれる検知器であって、外郭を形成するケースである外郭部７０と、その外郭部７０の内部にフロート７１、及び、フロート７１の移動により信号を発生させる信号発生器７２を備えている。信号発生器７２は、フロート７１の移動により、漏水を検知し、当該検知した情報を、信号線Ｓを介して外部に送信可能に形成されている。

浸水検知器１３は、外郭部７０の一部に、Ｏリング等のパッキンを介して取付部３７に取り付け可能な被取付部７３を備えている。被取付部７３は、例えば、雌螺子部３７ａに螺合可能な雄螺子部７３ａである。また、浸水検知器１３は、被取付部７３を含む外郭部７０がステンレス鋼材により形成されている。

ふた１４は、取付部３７の外部に露出する導水路３６を閉塞する蓋体である。ふた１４は、例えば、取付部３７に取り付け可能な被取付部７３を備えている。被取付部７３は、例えば、雄螺子部７３ａである。ふた１４は、パッキンを介在させて、当該雄螺子部７３ａを雌螺子部３７ａに螺合することで、取付部３７に取り付け可能に形成されている。なお、ふた１４の被取付部７３は、浸水検知器１３の被取付部７３と同一形状に形成されている。

このように構成されたブラケット３０を有する水中ポンプ１によれば、浸水検知器１３を用いる場合には、ブラケット３０の取付部３７に、浸水検知器１３の被取付部７３を取り付ければよい。

浸水検知器１３を有する水中ポンプ１は、電源ケーブルＫを介してモータ１０の固定子２２に電力が供給されると、固定子２２により回転子２３が回転され、これに伴い回転子２３に固定された回転軸２４も回転する。この回転軸２４の回転により、ポンプ１２の羽根車４２が回転する。

図１の水の流れＦに示すように、ポンプ１２は、羽根車４２の回転により、吸込口５８から吸い込まれた汚水が羽根車４２の吐出口６３から吐出され、ケーシング４１及び羽根車４２により圧送される。この圧送によりポンプ１２は、この圧送された水を、吐出開口５０を介して水中ポンプ１の二次側へ移送することが可能となる。

このとき、メカニカルシール３１の漏れが有る場合には、回転軸２４とメカニカルシール３１との間から、水が漏れ、当該水がシール室３４に浸入することとなる。シール室３４に一定以上の水が浸入すると、浸入した水（漏水）の水位が、導水路３６に到達する。なお、本実施形態においては、漏水は、浸入した水とシール室３４内の潤滑油との混合物である。

導水路３６に到達した漏水は、導水路３６を通じて浸水検知器１３内部へと侵入し、フロート７１を移動させることとなる。浸水検知器１３は、当該フロート７１の移動を検知すると、信号発生器２で信号を発生させ、信号線Ｓを介して当該信号を外部に送信する。なお、信号線Ｓを介して送信された信号は、外部に接続された制御盤や報知器により、メカニカルシール３１からの漏水を外部に報知する。

また、ブラケット３０を有する水中ポンプ１によれば、浸水検知器１３を用いない構成とする場合には、ブラケット３０の取付部３７に、ふた１４を取り付ければよい。即ち、浸水検知器１３の代わりに、ふた１４を用いて導水路３６を閉塞すれば、浸水検知器１３の有無に係らず、ブラケット３０は同一のものを用いることが可能となる。

また、ブラケット３０の少なくともケース３２及び浸水検知器１３の外郭部７０をステンレス鋼材により形成することで、耐食性に優れ、錆の発生を防止することが可能となる。このため、導水路３６が錆の付着等により閉塞されることがなく、浸水検知器１３により確実に漏水を検知することが可能となり、高い信頼性を有する水中ポンプ１とすることが可能となる。

上述したように本実施の形態に係る水中ポンプ１によれば、ブラケット３０に導水路３６と連通する取付部３７を設け、当該取付部３７に浸水検知器１３を取り付けるか、若しくは、ふた１４により導水路３６を閉塞する。また、浸水検知器１３及びふた１４は、取付部３７に取付け可能な同一形状の被取付部７３を有する構成とすることで、浸水検知器１３の有無に係らず、ブラケット３０を共有化することが可能となる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した例では、取付部３７に雌螺子部３７ａを設け、被取付部７３を雄螺子部７３ａとし、これらを螺合して、取付部３７に浸水検知器１３又はふた１４を取り付ける構成を説明したが、これに限定されない。例えば、取付部３７と被取付部７３とを、嵌合により固定する構成であってもよく、また、スナップリング等の他の部材を用いて固定する構成であってもよい。

また、上述した例では、羽根５４を一枚だけ有する羽根車４２を備えたポンプ１２を用いる構成を説明したが、これに限定されず、他のポンプであってもよい。

また、上述した例では、上部材４４が、ブラケット３０及びポンプ１２のケーシング４１の一部を成す構成を説明したが、これに限定されない。即ち、ブラケット３０及びケーシング４１は別体の構成品により構成し、これらを組み合わせる構成であってもよい。

さらに、上述した例では、ブラケット３０内のシール室３４に、メカニカルシール３１の潤滑油を充填させる構成を説明したが、これに限定されない。例えば、メカニカルシール３１は、摺動性に優れ、潤滑油を必要としないものを用いてもよい。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。

１…水中ポンプ、２…信号発生器、１０…モータ、１１…軸封装置、１２…ポンプ、１３…浸水検知器、１４…ふた、２１…モータケーシング、２２…固定子、２３…回転子、２４…回転軸、２５…軸受、３０…ブラケット、３０ａ…フランジ部、３１…メカニカルシール、３２…ケース、３３…挿通孔、３４…シール室、３６…導水路、３７…取付部、３７ａ…雌螺子部、４１…ケーシング、４２…羽根車、４３…ポンプ室、４４…上部材、４５…下部材、４７…支持部、４８…脚部、４９…吸込開口、４９ａ…支持部、５０…吐出開口、５２，５３…シュラウド、５４…羽根、５６…挿通孔、５７…被支持部、５８…吸込口、５９…被支持部、６３…吐出口、７０…外郭部、７１…フロート、７２…信号発生器、７３…被取付部、７３ａ…雄螺子部、Ｂ…締結部材、Ｋ…電源ケーブル、Ｌ…ライナリング、Ｓ…信号線。

Claims (6)

1. その内部にメカニカルシールを収納するとともに、ポンプ及びモータを接続するブラケットにおいて、
   前記メカニカルシールを収納するシール室と、
   前記シール室と外部とを連通し、前記ポンプから前記シール室内へ浸入した漏水を案内する導水路と、
   前記導水路の端部に取り付けられ、前記ポンプからの漏水を検知する浸水検知器又は前記導水路の端部を閉塞するふたと、
   を備えることを特徴とするブラケット。
2. 前記導水路は、その端部に取付部を有し、
   前記浸水検知器及び前記ふたは、前記取付部に取り付けられる同一形状の被取付部を備えることを特徴とする請求項１に記載のブラケット。
3. 前記ブラケット及び前記浸水検知器の外郭部は、ステンレス鋼材により形成されていることを特徴とする請求項１に記載のブラケット。
4. モータと、
   前記モータにより回転する回転軸と、
   前記回転軸に接続された羽根車、及び、前記羽根車を収納するケーシングを具備するポンプと、
   前記回転軸及び前記ケーシング間を軸封するメカニカルシールと、
   前記メカニカルシールを収納するシール室、前記シール室と外部とを連通し、前記ポンプからの漏水を案内する導水路、及び、前記導水路の端部に取り付けられる浸水検知器又は前記導水路の端部を閉塞するふたを具備するブラケットと、
   を備えることを特徴とする水中ポンプ。
5. 前記ブラケットは、前記導水路の端部に取り付けられた取付部を有し、
   前記浸水検知器及び前記ふたは、前記取付部に取り付けられる同一形状の被取付部を備えることを特徴とする請求項４に記載の水中ポンプ。
6. 前記ブラケット及び前記浸水検知器の外郭部は、ステンレス鋼材により形成されていることを特徴とする請求項４に記載の水中ポンプ。

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