JP2017025858A - Submerged motor-driven pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水中電動ポンプに関するものである。 The present invention relates to a submersible electric pump.
従来、ポンプ室の圧力水がモータ内へ侵入することのないように、ポンプ室とモータとの間にメカニカルシールが設けられたオイル室を備えた小型の水中電動ポンプが知られている。しかし、この水中電動ポンプでは、メカニカルシールの摺動部の摩耗や面荒れにより、摺動部からオイル室に入った圧力水やオイル等がモータ内へ流入することがあるという不都合がある。 Conventionally, a small submersible electric pump including an oil chamber in which a mechanical seal is provided between the pump chamber and the motor is known so that the pressure water in the pump chamber does not enter the motor. However, this submersible electric pump has a disadvantage that pressure water, oil, or the like entering the oil chamber from the sliding portion may flow into the motor due to wear or surface roughness of the sliding portion of the mechanical seal.
そこで、圧力水やオイル等がモータ内へ流入するのを防止するため、オイル室内に浸水検出センサを設置して、オイル室内への浸水を検知することにより、モータへの通電を遮断する水中ポンプ(水中電動ポンプ)が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。また、ポンプ室の圧力水やオイル室内のオイルをモータ内へ浸入させないようにオイル室とモータとの間に浸水溜り室をさらに設けることによって、浸水溜り室内での浸水検知器による浸水の検知に基づいてモータへの通電を遮断するまでの時間を長く確保する構成を有する水中ポンプ(水中電動ポンプ)も提案されている(たとえば、特許文献2参照)。 Therefore, in order to prevent pressure water, oil, etc. from flowing into the motor, a submersible pump that shuts off the power supply to the motor by installing a submersion detection sensor in the oil chamber and detecting the submersion in the oil chamber. (Submersible electric pump) has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In addition, an additional immersion chamber is provided between the oil chamber and the motor to prevent the pressure water in the pump chamber and the oil in the oil chamber from entering the motor, so that the inundation detector can detect inundation in the immersion chamber. Based on this, a submersible pump (submersible electric pump) having a configuration that ensures a long time until the motor is de-energized has also been proposed (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、上記特許文献1の水中ポンプ(水中電動ポンプ)では、ポンプ室の圧力水がオイル室内に浸水したことを、浸水検知センサにより検知した場合に、圧力水やオイル等がモータ内へ流入するのを最小限に抑えるために、水中ポンプを強制的に停止させて水中から引き上げて、ポンプケーシングやオイルケーシング等を取外して、メンテナンス作業を行なった上で復旧させる必要がある。この場合、運転を継続するためには、予備の水中ポンプを保有して、予備の水中ポンプにより緊急対応をしなければならない。このため、維持管理に多くの労力が必要になるという問題点がある。 However, in the submersible pump (submersible electric pump) of the above-mentioned Patent Document 1, when the water detection sensor detects that the pressure water in the pump chamber has submerged in the oil chamber, the pressure water, oil, or the like flows into the motor. In order to minimize this, it is necessary to forcibly stop the submersible pump, pull it out of the water, remove the pump casing, the oil casing, etc., perform the maintenance work, and restore the pump. In this case, in order to continue the operation, it is necessary to have a spare submersible pump and take emergency measures with the spare submersible pump. For this reason, there is a problem that a lot of labor is required for maintenance.
また、上記特許文献2の水中ポンプ(水中電動ポンプ)では、オイル室とモータとの間に浸水溜まり室を設けているため、モータへの通電を遮断するまでの時間を長く確保することができるものの、その分、構造が複雑化してしまうと同時に、ポンプの全高が高くなり大型化する。また、浸水検知器により浸水溜まり室への浸水を検知した場合には、上記特許文献1の水中ポンプと同様に、水中ポンプを強制的に停止させて水中から引き上げて、メンテナンス作業を行なった上で復旧させる必要がある。この場合、運転を継続するためには、予備の水中ポンプにより緊急対応をしなければならない。このため、維持管理に多くの労力が必要になるという問題点がある。
Moreover, in the submersible pump (submersible electric pump) of the above-mentioned
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、維持管理を容易に行うことが可能な水中電動ポンプを提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to provide a submersible electric pump that can be easily maintained.
この発明の一の局面による水中電動ポンプは、モータと、モータにより駆動される羽根車が配置されたポンプ室と、摺動部を有するメカニカルシールが設けられ、モータとポンプ室との間に配置されたオイル室と、モータとオイル室との間に配置されたオイル貯留部と、オイル貯留部とオイル室とを連通する流体返送路と、流体返送路中に設けられ、電気的に開閉可能な制御弁とを備え、モータの運転状態に応じて、制御弁の開閉制御が行われるように構成されている。 The submersible electric pump according to one aspect of the present invention is provided with a motor, a pump chamber in which an impeller driven by the motor is disposed, and a mechanical seal having a sliding portion, and is disposed between the motor and the pump chamber. The oil reservoir, the oil reservoir disposed between the motor and the oil chamber, the fluid return path that communicates between the oil reservoir and the oil chamber, and the fluid return path can be electrically opened and closed. The control valve is configured to perform opening / closing control of the control valve according to the operating state of the motor.
この発明の一の局面による水中電動ポンプでは、上記のように、オイル貯留部とオイル室とを連通する流体返送路と、流体返送路中に設けられ、電気的に開閉可能な制御弁とを設け、モータの運転状態に応じて、制御弁の開閉制御が行われるように構成する。これにより、モータの運転状態に応じて流体返送路中の制御弁を開けることができるので、オイル貯留部に流入したオイルを流体返送路を介してオイル室へ戻すことができる。その結果、オイル室からオイル貯留部に流入したオイルがそのまま溜まるのを抑制することができるので、ポンプケーシングやオイルケーシング等を取外して、メンテナンス作業を行う必要がない。また、オイル貯留部を設けることにより、オイル昇りが発生した場合でもモータの軸受けにオイルが流れ込んでモータの軸受けのグリスを流してしまうことを抑制することができる。また、運転を継続するために、予備の水中ポンプを保有する必要もない。その結果、維持管理に多くの労力および費用を必要とせず、水中電動ポンプの維持管理を容易に行うことができる。 In the submersible electric pump according to one aspect of the present invention, as described above, the fluid return path that communicates the oil reservoir and the oil chamber, and the control valve that is provided in the fluid return path and can be electrically opened and closed. The control valve is opened and closed according to the operating state of the motor. Thereby, since the control valve in the fluid return path can be opened according to the operating state of the motor, the oil that has flowed into the oil reservoir can be returned to the oil chamber via the fluid return path. As a result, it is possible to suppress the oil flowing into the oil reservoir from the oil chamber from being stored as it is, so that it is not necessary to perform maintenance work by removing the pump casing, the oil casing, and the like. Further, by providing the oil reservoir, it is possible to prevent oil from flowing into the motor bearing and flowing grease of the motor bearing even when oil rises. Moreover, it is not necessary to have a spare submersible pump in order to continue operation. As a result, maintenance and management of the submersible electric pump can be easily performed without requiring much labor and cost for maintenance.
上記一の局面による水中電動ポンプにおいて、好ましくは、制御弁は、モータの停止時に閉じるように制御されるように構成されている。このように構成すれば、水中電動ポンプの停止時に、水中電動ポンプを移動させた場合や、横向きに載置した場合でも、流体返送路を介してオイルがオイル室からオイル貯留部に逆流するのを防止することができる。 In the submersible electric pump according to the above aspect, the control valve is preferably configured to be closed when the motor is stopped. With this configuration, even when the submersible electric pump is moved or placed sideways when the submersible electric pump is stopped, the oil flows back from the oil chamber to the oil reservoir through the fluid return path. Can be prevented.
この場合、好ましくは、制御弁は、モータの運転時に開くように制御されるように構成されている。このように構成すれば、水中電動ポンプの運転時に、オイル貯留部に流入したオイルを流体返送路を介してオイル室へ戻すことができる。 In this case, preferably, the control valve is configured to be controlled to open when the motor is operated. If comprised in this way, the oil which flowed into the oil storage part can be returned to an oil chamber via a fluid return path at the time of operation of a submersible electric pump.
上記制御弁がモータの停止時に閉じるように制御される構成において、好ましくは、制御弁は、モータの停止後に所定の時間開くように制御されるように構成されている。このように構成すれば、水中電動ポンプの運転停止後に、オイル貯留部に流入したオイルを流体返送路を介してオイル室へ戻すことができる。 In the configuration in which the control valve is controlled to be closed when the motor is stopped, the control valve is preferably configured to be opened for a predetermined time after the motor is stopped. If comprised in this way, the oil which flowed into the oil storage part can be returned to an oil chamber via a fluid return path, after the operation of a submersible electric pump stops.
この場合、好ましくは、制御弁は、モータの停止後に所定の時間経過後に閉じるように制御されるように構成されている。このように構成すれば、オイル貯留部に流入したオイルを流体返送路を介してオイル室へ戻した後に、制御弁が閉じられるので、オイル室にオイルを返送することができるとともに、水中電動ポンプの停止時のオイル返送後に、オイルがオイル貯留部に逆流するのを防止することができる。 In this case, preferably, the control valve is configured to be controlled to be closed after a predetermined time has elapsed after the motor is stopped. If comprised in this way, after returning the oil which flowed into the oil storage part to an oil chamber via a fluid return path, since a control valve is closed, while being able to return oil to an oil chamber, an underwater electric pump It is possible to prevent the oil from flowing back to the oil reservoir after the oil is returned at the stop.
上記一の局面による水中電動ポンプにおいて、好ましくは、メカニカルシールは、オイル室のポンプ室側に設けられている。このように構成すれば、ポンプ室からオイル室への浸水を効果的に抑制することができる。また、オイル室のポンプ室側にメカニカルシールを設けて、オイル室のオイル貯留部側にメカニカルシールを設けない場合は、メカニカルシールの構成を簡素化することができるとともに、オイル貯留部側にメカニカルシールを設けない分、水中電動ポンプの高さ寸法を小さくすることができる。 In the submersible electric pump according to the above aspect, the mechanical seal is preferably provided on the pump chamber side of the oil chamber. If comprised in this way, the water immersion from a pump chamber to an oil chamber can be suppressed effectively. In addition, when a mechanical seal is provided on the pump chamber side of the oil chamber and no mechanical seal is provided on the oil reservoir side of the oil chamber, the structure of the mechanical seal can be simplified and the mechanical seal is provided on the oil reservoir side. Since the seal is not provided, the height dimension of the submersible electric pump can be reduced.
上記一の局面による水中電動ポンプにおいて、好ましくは、オイル貯留部に設けられ、オイル室側に流体を送るポンプ機構部をさらに備える。このように構成すれば、オイル室からオイル貯留部内へ流入しようとする流体に対して下向きに圧力を加えることができるので、オイル室からのオイル昇りを抑制することができる。また、オイル貯留部に流入した流体に対して、流体返送路へ導くように圧力を加えることができるので、より効果的にオイル貯留部に流入したオイルをオイル室へ戻すことができる。 The submersible electric pump according to the above aspect preferably further includes a pump mechanism that is provided in the oil reservoir and sends fluid to the oil chamber side. If comprised in this way, since a pressure can be applied downward with respect to the fluid which flows in into an oil storage part from an oil chamber, the oil rising from an oil chamber can be suppressed. Further, since pressure can be applied to the fluid flowing into the oil reservoir so as to guide it to the fluid return path, the oil that has flowed into the oil reservoir can be returned to the oil chamber more effectively.
上記メカニカルシールがオイル室のポンプ室側に設けられている構成において、好ましくは、オイル貯留部のオイル室側端に設けられ、オイル室を封止する第1シールをさらに備える。このように構成すれば、オイル室からオイル貯留部にオイルが侵入するのを効果的に抑制することができる。 In the configuration in which the mechanical seal is provided on the pump chamber side of the oil chamber, it is preferable to further include a first seal that is provided at the oil chamber side end of the oil reservoir and seals the oil chamber. If comprised in this way, it can suppress effectively that oil penetrate | invades into an oil storage part from an oil chamber.
上記一の局面による水中電動ポンプにおいて、好ましくは、オイル貯留部のモータ側端に設けられ、オイル貯留部を封止する第2シールをさらに備える。このように構成すれば、オイル貯留部に流入したオイルがモータに流れ込むのを効果的に抑制することができる。 The submersible electric pump according to the above aspect preferably further includes a second seal that is provided at the motor side end of the oil reservoir and seals the oil reservoir. If comprised in this way, it can suppress effectively that the oil which flowed into the oil storage part flows into a motor.
本発明によれば、上記のように、維持管理を容易に行うことが可能な水中電動ポンプを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, as mentioned above, the submersible electric pump which can perform maintenance management easily can be provided.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
(水中電動ポンプの構成)
図1を参照して、本発明の第1実施形態について説明する。第1実施形態による水中電動ポンプ100は、図1に示すように、モータ1と、回転軸2と、羽根車3と、ポンプ室4と、オイル室5と、摺動部6aを有するメカニカルシール6と、環状体7と、オイル貯留部8と、流体返送路9とを備えている。また、水中電動ポンプ100には、制御部10が接続されている。また、水中電動ポンプ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。
[First Embodiment]
(Configuration of submersible electric pump)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the submersible
モータ1は、固定子11と、回転子12とを含んでいる。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、羽根車3(回転軸2)を回転駆動させるように構成されている。
The motor 1 includes a
固定子11は、コイルを有する。また、固定子11は、モータ1の外周部に配置されている。また、ケーブル13より固定子11のコイルに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、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、回転軸2に取り付けられている。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。
The
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の駆動を羽根車3に伝達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。ベアリング21は、モータ1の反負荷側(ポンプ室4に対して反対側)に設けられている。ベアリング22は、モータ1の負荷側(ポンプ室4側)に設けられている。また、回転軸2は、モータ1からオイル室5を貫通してポンプ室4まで延びるように配置されている。また、回転軸2のポンプ室4側端部には、羽根車3が取り付けられている。
The
羽根車3は、ポンプ室4内に配置されている。また、羽根車3は、回転駆動することにより、水に速度エネルギーを与える。そして、ポンプ室4内にて水の速度エネルギーが圧力エネルギーに変換されることによって、水に圧力が作用されて送られるように構成されている。つまり、羽根車3の回転駆動により、ポンプ室4の吸水口41から水が吸い上げられて、吐出口42から吸い上げられた水が吐出される。
The impeller 3 is disposed in the pump chamber 4. Moreover, the impeller 3 gives speed energy to water by rotationally driving. And it is comprised so that pressure may be acted on and sent to water, when the velocity energy of water is converted into pressure energy within the pump chamber 4. That is, by the rotational drive of the impeller 3, water is sucked up from the
オイル室5は、モータ1およびポンプ室4の間に配置されており、オイル室5には、オイルが充填されている。オイル室5のモータ1側は、壁51が配置されている。また、オイル室5内には、摺動部6aを有するメカニカルシール6が設けられており、オイル室5に充填されたオイルによって摺動部6aが潤滑されるとともに、摺動部6aが焼きつかないよう冷却されるよう構成されている。具体的には、メカニカルシール6は、オイル室5のポンプ室4側に設けらている。つまり、メカニカルシール6の摺動部6aは、負荷側(ポンプ室4側)に設けられている。また、メカニカルシール6の負荷側(ポンプ室4側)の摺動部6aは、ポンプ室4の圧力水がオイル室5に入らないように設けられている。
The oil chamber 5 is disposed between the motor 1 and the pump chamber 4, and the oil chamber 5 is filled with oil. A
メカニカルシール6は、固定部材61と、回転部材62と、バネ63と、支持部材64とを含んでいる。固定部材61は、摺動面611を有している。回転部材62は、摺動面621を有している。固定部材61は、オイル室5のハウジングに固定されている。また、固定部材61は、回転軸2を囲むように円環状に形成されている。回転部材62は、回転軸2に取り付けられている。つまり、回転部材62は、回転軸2とともに回転するように構成されている。また、回転部材62は、回転軸2を囲むように円環状に形成されている。また、回転部材62は、バネ63により、固定部材61側に付勢されている。バネ63は、ポンプ室4側が回転部材62に当接するとともに、オイル室5側が支持部材64に当接している。
The mechanical seal 6 includes a fixed
支持部材64は、バネ63の上側を押さえるように支持するように構成されている。また、支持部材64は、回転軸2に取り付けられている。また、支持部材64は、円環状に形成されている。
The
固定部材61および回転部材62は、回転軸2の軸方向に対向するように配置されている。摺動部6aでは、固定部材61の摺動面611と、回転部材62の摺動面621とが、互いに摺動するように構成されている。また、摺動面611および621の間には、オイル室5内のオイルがわずかに入るように構成されている。これにより、摺動面611および621が潤滑されるとともに、摺動面611および621が焼きつかないようにオイルにより冷却され、摺動部6a(オイル室5)がシールされるように構成されている。
The fixed
環状体7は、オイル室5の反負荷側(ポンプ室4に対して反対側)の壁51からモータ1側に突出するように設けられている。また、環状体7は、回転軸2と所定の間隔を隔てて回転軸2を取り囲むように円環状に設けられている。また、環状体7のオイル室5側端には、シール71が設けられている。シール71は、たとえば、オイルシールやシールリップまたは回転軸2と摺動するリップ部に傾斜リブや溝などの負荷側に推力発生する機構を有したシールが用いられる。また、シール71は、環状体7と回転軸2との間に配置されている。なお、シール71は、特許請求の範囲の「第1シール」の一例である。
The annular body 7 is provided so as to protrude from the
オイル貯留部8は、環状体7に囲まれている。また、オイル貯留部8は、回転軸2を取り囲むようにモータ1側に向かって延びるように形成されている。また、オイル貯留部8は、モータ1とオイル室5との間に配置されている。また、オイル貯留部8は、シール71から漏れるオイルを含む流体が流入するように構成されている。また、オイル貯留部8のオイル室5側端は、シール71により封止されている。つまり、オイル室5のオイル貯留部8側は、シール71により封止されている。
The
ここで、第1実施形態では、流体返送路9は、オイル貯留部8とオイル室5とを連通するように設けられている。具体的には、流体返送路9は、オイル室5の反負荷側(ポンプ室4に対して反対側)の壁51に設けられた孔部51aと、環状体7に設けられた孔部7aとを連通するように形成されている。つまり、流体返送路9は、オイル貯留部8のオイルを含む流体をオイル室5に返送するように構成されている。また、流体返送路9は、パイプや、チューブなどの管部材により構成されることが望ましいが、一体造形や溝状に造形した開口部を蓋で封止するように構成してもよい。つまり、流体返送路9は、オイル貯留部8とオイル室5とが連通されるよう構成されていればよい。
Here, in the first embodiment, the fluid return path 9 is provided so as to communicate the
また、第1実施形態では、流体返送路9中には、制御弁91が設けられている。制御弁91は、電気的に開閉されるように構成されている。制御弁91は、たとえば、通電により電磁石を駆動させて弁を開閉させる電磁弁により構成されている。また、制御弁91は、制御部10により開閉制御が行われるように構成されている。
In the first embodiment, a
制御部10は、ケーブル13を介して水中電動ポンプ100に接続されている。制御部10は、水中電動ポンプ100を駆動させるための制御盤に設けられている。また、制御部10は、モータ1の駆動を制御するように構成されている。また、制御部10は、制御弁91の開閉動作を制御するように構成されている。
The
ここで、第1実施形態では、制御部10は、モータ1の運転状態に応じて、制御弁91の開閉制御を行うように構成されている。具体的には、制御部10は、制御弁91がモータ1の停止時に閉じるように制御するように構成されている。また、制御部10は、制御弁91がモータ1の運転時に開くように制御するように構成されている。
Here, in the first embodiment, the
(オイルリタン制御処理の説明)
次に、図2を参照して、第1実施形態の水中電動ポンプ100のオイルリタン制御処理について説明する。なお、オイルリタン制御処理は、制御部10により行われる。
(Description of oil return control process)
Next, the oil return control process of the submersible
水中電動ポンプ100(モータ1)が駆動されると、ステップS1において、制御弁91が開かれる。その後、ステップS2において、水中電動ポンプ100(モータ1)の駆動が停止されたか否かが判断される。水中電動ポンプ100(モータ1)の駆動が停止されていなければ、停止されるまで、ステップS2の判断が繰り返される。水中電動ポンプ100(モータ1)の駆動が停止されれば、ステップS3において、制御弁91が閉じられる。その後、オイルリタン制御処理が終了される。これにより、水中電動ポンプ100(モータ1)の駆動時は、オイル貯留部8のオイルを含む流体がオイル室5に戻されること(オイルリタン)が可能となる。
When the submersible electric pump 100 (motor 1) is driven, the
(第1実施形態の効果)
第1実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of 1st Embodiment)
In the first embodiment, the following effects can be obtained.
第1実施形態では、上記のように、オイル貯留部8とオイル室5とを連通する流体返送路9と、流体返送路9中に設けられ、電気的に開閉可能な制御弁91とを設け、モータ1の運転状態に応じて、制御弁91の開閉制御が行われるように構成する。これにより、モータ1の運転状態に応じて流体返送路9中の制御弁91を開けることができるので、オイル貯留部8に流入したオイルを流体返送路9を介してオイル室5へ戻すことができる。その結果、オイル室5からオイル貯留部8に流入したオイルがそのまま溜まるのを抑制することができるので、ポンプケーシングやオイルケーシング等を取外して、メンテナンス作業を行う必要がない。また、オイル貯留部8を設けることにより、オイル昇りが発生した場合でもモータ1のベアリング22にオイルが流れ込んでモータ1のベアリング22のグリスを流してしまうことを抑制することができる。また、運転を継続するために、予備の水中ポンプを保有する必要もない。その結果、維持管理に多くの労力および費用を必要とせず、水中電動ポンプ100の維持管理を容易に行うことができる。
In the first embodiment, as described above, the fluid return path 9 that connects the
また、第1実施形態では、上記のように、制御弁91が、モータ1の停止時に閉じるように制御されるように構成する。これにより、水中電動ポンプ100の停止時に、水中電動ポンプ100を移動させた場合や、横向きに載置した場合でも、流体返送路9を介してオイルがオイル室5からオイル貯留部8に逆流するのを防止することができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、制御弁91が、モータ1の運転時に開くように制御されるように構成する。これにより、水中電動ポンプ100の運転時に、オイル貯留部8に流入したオイルを流体返送路9を介してオイル室5へ戻すことができる。
Further, in the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、メカニカルシール6を、オイル室5のポンプ室4側に設ける。これにより、ポンプ室4からオイル室5への浸水を効果的に抑制することができる。また、オイル室5のポンプ室4側にメカニカルシール6を設けて、オイル室5のオイル貯留部8側にメカニカルシール6を設けないので、メカニカルシール6の構成を簡素化することができるとともに、オイル貯留部8側にメカニカルシール6を設けない分、水中電動ポンプ100の高さ寸法を小さくすることができるとともに、オイル室5内に充填されるオイルの量を減らすことができる。
In the first embodiment, the mechanical seal 6 is provided on the oil chamber 5 on the pump chamber 4 side as described above. As a result, it is possible to effectively suppress water from the pump chamber 4 to the oil chamber 5. In addition, since the mechanical seal 6 is provided on the pump chamber 4 side of the oil chamber 5 and the mechanical seal 6 is not provided on the
また、第1実施形態では、上記のように、オイル貯留部8のオイル室5側端に配置され、オイル室5を封止するシール71を設ける。これにより、オイル室5からオイル貯留部8にオイルが侵入するのを効果的に抑制することができる。
In the first embodiment, as described above, the
(第1実施形態の変形例)
次に、図3を参照して、本発明の第1実施形態の変形例について説明する。
(Modification of the first embodiment)
Next, a modification of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
第1実施形態の変形例では、制御部10は、制御弁91がモータ1の停止後に所定の時間(たとえば、30秒)開くように制御するように構成されている。また、制御部10は、制御弁91がモータ1の停止後に所定の時間(たとえば、30秒)経過後に閉じるように制御するように構成されている。
In the modification of the first embodiment, the
(オイルリタン制御処理の説明)
図3を参照して、第1実施形態の変形例の水中電動ポンプ100のオイルリタン制御処理について説明する。なお、オイルリタン制御処理は、制御部10により行われる。
(Description of oil return control process)
With reference to FIG. 3, the oil return control process of the submersible
水中電動ポンプ100の駆動中に、ステップS11において、水中電動ポンプ100(モータ1)の駆動が停止されたか否かが判断される。水中電動ポンプ100(モータ1)の駆動が停止されていなければ、停止されるまで、ステップS11の判断が繰り返される。水中電動ポンプ100(モータ1)の駆動が停止されれば、ステップS12において、制御弁91が開かれる。
While driving the submersible
ステップS13において、制御弁91が開かれてから所定の時間(たとえば、30秒)が経過したか否かが判断される。つまり、制御弁91が開かれてオイル貯留部8のオイルがオイル室5に戻されること(オイルリタン)が所定の時間行われたか否かが判断される。所定の時間が経過するまで、ステップS13の判断が繰り返される。
In step S13, it is determined whether or not a predetermined time (for example, 30 seconds) has elapsed since the
所定の時間が経過すると、ステップS14において、制御弁91が閉じられる。その後、オイルリタン制御処理が終了される。
When the predetermined time has elapsed, the
なお、第1実施形態の変形例のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。 The remaining configuration of the modification of the first embodiment is the same as that of the first embodiment.
(第1実施形態の変形例の効果)
第1実施形態の変形例では、以下のような効果を得ることができる。
(Effects of Modification of First Embodiment)
In the modification of the first embodiment, the following effects can be obtained.
第1実施形態の変形例では、上記のように、制御弁91が、モータ1の停止後に所定の時間開くように制御されるように構成する。これにより、水中電動ポンプ100の運転停止後に、オイル貯留部8に流入したオイルを流体返送路9を介してオイル室5へ戻すことができる。
In the modification of the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態の変形例では、上記のように、制御弁91が、モータ1の停止後に所定の時間経過後に閉じるように制御されるように構成する。これにより、オイル貯留部8に流入したオイルを流体返送路9を介してオイル室5へ戻した後に、制御弁91が閉じられるので、オイル室5にオイルを返送することができるとともに、水中電動ポンプ100の停止時のオイル返送後に、オイルがオイル貯留部8に逆流するのを防止することができる。
Further, in the modified example of the first embodiment, as described above, the
なお、第1実施形態の変形例のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。 The remaining effects of the modification of the first embodiment are similar to those of the aforementioned first embodiment.
[第2実施形態]
次に、図4を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。この第2実施形態では、オイル貯留部8のオイル室5側にシール71を設けた上記第1実施形態とは異なり、オイル貯留部8のモータ1側にシール72を設けた構成について説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, unlike the first embodiment in which a
図4に示すように、第2実施形態による水中電動ポンプ200は、モータ1と、回転軸2と、羽根車3と、ポンプ室4と、オイル室5と、摺動部6aを有するメカニカルシール6と、環状体7と、オイル貯留部8と、流体返送路9とを備えている。また、水中電動ポンプ200には、制御部10が接続されている。また、水中電動ポンプ200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。
As shown in FIG. 4, the submersible
ここで、第2実施形態では、図4に示すように、オイル貯留部8のモータ1側端に、オイル貯留部8を封止するシール72が設けられている。具体的には、環状体7のモータ1側端に、シール72が設けられている。シール72は、たとえば、オイルシールやシールリップまたは回転軸2と摺動するリップ部に傾斜リブや溝などの負荷側に推力発生する機構を有したシールが用いられる。また、シール72は、環状体7と回転軸2との間に配置されている。なお、シール72は、特許請求の範囲の「第2シール」の一例である。
Here, in 2nd Embodiment, as shown in FIG. 4, the seal |
オイル室5とオイル貯留部8との間の壁51には、接触シール511が設けられている。接触シール511は、ラビリンス構造を有する。これにより、オイル室5からオイル貯留部8へのオイルの流入が抑制される。
A
また、第2実施形態では、モータ1の運転状態に応じて、制御弁91の開閉制御が行われるように構成されている。
Moreover, in 2nd Embodiment, it is comprised so that the opening / closing control of the
なお、第2実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。 In addition, the other structure of 2nd Embodiment is the same as that of the said 1st Embodiment.
(第2実施形態の効果)
第2実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of 2nd Embodiment)
In the second embodiment, the following effects can be obtained.
第2実施形態では、上記第1実施形態と同様に、オイル貯留部8とオイル室5とを連通する流体返送路9と、流体返送路9中に設けられ、電気的に開閉可能な制御弁91とを設け、モータ1の運転状態に応じて、制御弁91の開閉制御が行われるように構成する。これにより、維持管理に多くの労力および費用を必要とせず、水中電動ポンプ200の維持管理を容易に行うことができる。
In the second embodiment, as in the first embodiment, a fluid return path 9 that communicates between the
また、第2実施形態では、上記のように、オイル貯留部8のモータ1側端に配置され、オイル貯留部8を封止するシール72を設ける。これにより、オイル貯留部8に流入したオイルがモータ1に流れ込むのを効果的に抑制することができる。
Moreover, in 2nd Embodiment, as mentioned above, the seal |
なお、第2実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。 The remaining effects of the second embodiment are similar to those of the aforementioned first embodiment.
[第3実施形態]
次に、図5および図6を参照して、本発明の第3実施形態について説明する。この第3実施形態では、第1および第2実施形態と異なり、オイル貯留部8にポンプ機構部81を設けた構成の例について説明する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the third embodiment, unlike the first and second embodiments, an example of a configuration in which a
図5に示すように、第3実施形態による水中電動ポンプ300は、モータ1と、回転軸2と、羽根車3と、ポンプ室4と、オイル室5と、摺動部6aおよび6bを有するメカニカルシール6と、環状体7と、オイル貯留部8と、流体返送路9とを備えている。また、水中電動ポンプ300には、制御部10が接続されている。また、水中電動ポンプ300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。
As shown in FIG. 5, the submersible
オイル室5は、モータ1およびポンプ室4の間に配置されており、オイル室5には、オイルが充填されている。オイル室5のモータ1側は、壁51が配置されている。また、オイル室5の回転軸2の周りには、オイルリフター52が設けられている。また、オイル室5内には、摺動部6aおよび6bを有するメカニカルシール6が設けられており、オイル室5に充填されたオイルによって摺動部6aおよび6bが潤滑されるとともに、摺動部6aおよび6bが焼きつかないよう冷却されるよう構成されている。具体的には、メカニカルシール6の負荷側(ポンプ室4側)の摺動部6aは、オイル室5のポンプ室4側に設けられている。つまり、メカニカルシール6の負荷側(ポンプ室4側)の摺動部6aは、ポンプ室4の圧力水がオイル室5に入らないように設けられている。また、メカニカルシール6の反負荷側(ポンプ室4に対して反対側)の摺動部6bは、オイル室5のモータ1側に設けられている。つまり、メカニカルシール6の反負荷側(ポンプ室4に対して反対側)の摺動部6bは、オイル室5のオイルを含む流体がモータ1側に入らないように設けられている。
The oil chamber 5 is disposed between the motor 1 and the pump chamber 4, and the oil chamber 5 is filled with oil. A
オイルリフター52は、回転軸2の周りに筒状に設けられている。オイルリフター52は、回転軸2の回転に伴い移動する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52は、摺動部6bにオイルを供給するように構成されている。オイルリフター52の下部には、貫通孔521が設けられている。貫通孔521からオイルリフター52の内周側にオイルが導かれるように構成されている。
The
オイル貯留部8のモータ1側端には、オイル貯留部8を封止するシール73が設けられている。具体的には、環状体7のモータ1側端に、シール73が設けられている。シール73は、たとえば、オイルシールやシールリップまたは回転軸2と摺動するリップ部に傾斜リブや溝などの負荷側に推力発生する機構を有したシールが用いられる。また、シール73は、環状体7と回転軸2との間に配置されている。なお、シール73は、特許請求の範囲の「第2シール」の一例である。
A
ここで、第4実施形態では、オイル貯留部8には、メカニカルシール6の反負荷側(ポンプ室4に対して反対側)の摺動部6b側に流体を送るポンプ機構部81が設けられている。ポンプ機構部81は、図6に示すように、回転軸2の外周部に配置されている。また、ポンプ機構部81は、らせん溝811を有している。これにより、ポンプ機構部81が回転軸2とともに回転すると、オイル貯留部8内の流体がらせん溝811に沿って、オイル室5側に送られる。また、ポンプ機構部81は、回転することにより、オイル貯留部8に溜まった流体を流体返送路9を介してオイル室5に送るように構成されている。
Here, in the fourth embodiment, the
また、第3実施形態では、モータ1の運転状態に応じて、制御弁91の開閉制御が行われるように構成されている。
Moreover, in 3rd Embodiment, it is comprised so that the opening / closing control of the
なお、第3実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。 The remaining configuration of the third embodiment is similar to that of the aforementioned first embodiment.
(第3実施形態の効果)
第3実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of the third embodiment)
In the third embodiment, the following effects can be obtained.
第3実施形態では、上記第1実施形態と同様に、オイル貯留部8とオイル室5とを連通する流体返送路9と、流体返送路9中に設けられ、電気的に開閉可能な制御弁91とを設け、モータ1の運転状態に応じて、制御弁91の開閉制御が行われるように構成する。これにより、維持管理に多くの労力および費用を必要とせず、水中電動ポンプ300の維持管理を容易に行うことができる。
In the third embodiment, as in the first embodiment, a fluid return path 9 that connects the
また、第3実施形態では、上記のように、オイル貯留部8に配置され、オイル室5側に流体を送るポンプ機構部81を設ける。これにより、オイル室5からオイル貯留部8内へ流入しようとする流体に対して下向きに圧力を加えることができるので、オイル室5からのオイル昇りを抑制することができる。また、オイル貯留部8に流入した流体に対して、流体返送路9へ導くように圧力を加えることができるので、より効果的にオイル貯留部8に流入したオイルをオイル室5へ戻すことができる。
Moreover, in 3rd Embodiment, as mentioned above, the
なお、第3実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。 The remaining effects of the third embodiment are similar to those of the aforementioned first embodiment.
(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。
(Modification)
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiment but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications (modifications) within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
たとえば、上記第1〜第3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電動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電動ポンプに本発明を適用してもよい。 For example, in the first to third embodiments, the example in which the present invention is applied to the vertical submersible electric pump arranged so that the rotation axis extends in the vertical direction is shown, but the present invention is not limited to this. You may apply this invention to the horizontal submersible electric pump arrange | positioned so that a rotating shaft may extend in a horizontal direction.
また、上記第1〜第3実施形態では、制御弁として、電磁石により駆動される電磁弁を用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、制御弁として、電磁弁以外の電気的に開閉可能な制御弁を用いてもよい。 Moreover, in the said 1st-3rd embodiment, although the example of the structure which uses an electromagnetic valve driven by an electromagnet as a control valve was shown, this invention is not restricted to this. In the present invention, an electrically openable / closable control valve other than the electromagnetic valve may be used as the control valve.
また、上記第1実施形態では、オイル貯留部のオイル室側にシールを設け、上記第2および第3実施形態では、オイル貯留部のモータ側にシールを設けた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、オイル貯留部のオイル室側およびモータ側の両方にシールを設けてもよいし、オイル貯留部のオイル室側およびモータ側の両方にシールを設けなくてもよい。 In the first embodiment, the seal is provided on the oil chamber side of the oil reservoir, and in the second and third embodiments, the seal is provided on the motor side of the oil reservoir. The present invention is not limited to this. In the present invention, a seal may be provided on both the oil chamber side and the motor side of the oil reservoir, or a seal may not be provided on both the oil chamber side and the motor side of the oil reservoir.
また、上記第1〜第3実施形態では、流体返送路が、パイプや、チューブなどの管部材により構成されている例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、流体返送路は、ハウジングなどに溝を形成して、蓋をすることにより設けてもよい。また、ハウジングに流路を掘って流体返送路を形成してもよい。 Moreover, in the said 1st-3rd embodiment, although the fluid return path showed the example comprised by pipe members, such as a pipe and a tube, this invention is not limited to this. In the present invention, the fluid return path may be provided by forming a groove in a housing or the like and capping the groove. Further, a fluid return path may be formed by digging a channel in the housing.
また、上記第3実施形態では、ポンプ機構部が回転軸の外周部に配置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、ポンプ機構部を、回転軸の外周部に対向する位置に配置してもよい。 Moreover, in the said 3rd Embodiment, although the example of the structure by which the pump mechanism part is arrange | positioned at the outer peripheral part of the rotating shaft was shown, this invention is not limited to this. In this invention, you may arrange | position a pump mechanism part in the position facing the outer peripheral part of a rotating shaft.
また、上記第3実施形態では、ポンプ機構部にらせん溝が設けら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、ポンプ機構部に翼形状のブレードや遠心式の羽根を設けて、オイル貯留部の流体を送る(加圧する)ように構成してもよい。 Moreover, in the said 3rd Embodiment, although the example of the structure by which the spiral groove was provided in the pump mechanism part was shown, this invention is not limited to this. In the present invention, a wing-shaped blade or a centrifugal blade may be provided in the pump mechanism unit to send (pressurize) the fluid in the oil storage unit.
また、上記第3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。 Moreover, although the example of the structure which provides the oil lifter for raising oil in an oil chamber was shown in the said 3rd Embodiment, this invention is not limited to this. In the present invention, the oil lift may not be provided in the oil chamber.
また、上記第1実施形態では、説明の便宜上、制御部の処理動作を処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明したが、本発明はこれに限らない。本発明では、制御部の処理動作を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型(イベントドリブン型)の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。 In the first embodiment, for convenience of explanation, the processing operation of the control unit has been described using a flow-driven flowchart that performs processing in order along the processing flow. However, the present invention is not limited to this. In the present invention, the processing operation of the control unit may be performed by event-driven (event-driven) processing that executes processing in units of events. In this case, it may be performed by a complete event drive type or a combination of event drive and flow drive.
1 モータ
3 羽根車
4 ポンプ室
5 オイル室
6 メカニカルシール
6a 摺動部
8 オイル貯留部
9 流体返送路
71 シール(第1シール)
72、73 シール(第2シール)
81 ポンプ機構部
91 制御弁
100、200、300 水中電動ポンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor 3 Impeller 4 Pump chamber 5 Oil chamber 6
72, 73 seal (second seal)
81
Claims (9)
前記モータにより駆動される羽根車が配置されたポンプ室と、
摺動部を有するメカニカルシールが設けられ、前記モータと前記ポンプ室との間に配置されたオイル室と、
前記モータと前記オイル室との間に配置されたオイル貯留部と、
前記オイル貯留部と前記オイル室とを連通する流体返送路と、
前記流体返送路中に設けられ、電気的に開閉可能な制御弁とを備え、
前記モータの運転状態に応じて、前記制御弁の開閉制御が行われるように構成されている、水中電動ポンプ。 A motor,
A pump chamber in which an impeller driven by the motor is disposed;
An oil chamber provided with a mechanical seal having a sliding portion, and disposed between the motor and the pump chamber;
An oil reservoir disposed between the motor and the oil chamber;
A fluid return path communicating the oil reservoir and the oil chamber;
A control valve provided in the fluid return path and electrically openable and closable,
A submersible electric pump configured to perform opening / closing control of the control valve according to an operating state of the motor.
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KR101798824B1 (en) | 2017-07-12 | 2017-11-16 | 정근수 | Underwater pump equipped with a sealing device for preventing in-flow of foreign matter in the impeller operator |
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- 2015-07-27 JP JP2015147716A patent/JP6474332B2/en active Active
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