JP3092863B2 - 水中ポンプ装置 - Google Patents

水中ポンプ装置

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JP3092863B2
JP3092863B2 JP03124157A JP12415791A JP3092863B2 JP 3092863 B2 JP3092863 B2 JP 3092863B2 JP 03124157 A JP03124157 A JP 03124157A JP 12415791 A JP12415791 A JP 12415791A JP 3092863 B2 JP3092863 B2 JP 3092863B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水中ポンプ装置に係
り、特に、空転運転を長時間あるいは連続的に行うとき
の、水中モータの冷却に好適な水中ポンプ装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来の装置は、例えば、実公平3−55
4号公報に記載されているように、ポンプの空転運転を
モータの電流値で検知し、空転運転となったときにはモ
ータへの供給電圧を下げることにより消費電力を小さく
し、さらに、モータカバに多数の放熱用フィンを設け、
空転運転時のモータの温度上昇を抑えるようになってい
た。
【0003】また、一般の水中ポンプでは、揚水運転中
はポンプ揚水または吸水槽内の水によりモータ外部を冷
却し、空転運転時は無給気で空気により冷却を行ってい
た。
【0004】図4は、従来の水中ポンプ装置の略示配置
図である。
【0005】図4に示すように、他の従来技術として
は、モータ5´をモータ軸10で直結したポンプ6の下
部に設け、モータ5´は最低水位下に常時水没するよう
に計画し、吸水槽1に滞留している水でモータ5´外部
を冷却するようにしていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】一般に、水中モータポ
ンプを設置する機場等では、吸水槽水位が低い場合の空
転による管理運転、雨水排水ポンプで採用されている先
行待機運転を行う水中モータポンプおよび吸水槽の容量
や流入量の関係から、通常の水位による始動,停止では
始動頻度が大きくなる場合、吸水槽の水位に関わらず、
ポンプを停止することなく運転を継続できることが望ま
れる。
【0007】上記実公平3−554号公報に記載の従来
技術は、単相の小容量の水中ポンプにおいては、比較的
簡単な装置で連続運転を実現できるが、三相の大容量水
中ポンプでは、大掛かりな電圧調整装置が必要となると
いう問題があった。また、放熱用のフィンをモータカバ
に設けても、放熱される大気側の容積が限定されると、
大気側の温度上昇にともない、モータ温度も上昇するこ
とから、長時間の空転運転ができないという問題点もあ
った。
【0008】また、一般の水中モータポンプにおいて
も、短時間の空転運転は可能であるが、長時間あるいは
連続的なポンプの空転運転はできないという問題があっ
た。
【0009】さらに、図4のように、モータ5´をポン
プ6の下部に設け、常時滞留している水でモータを冷却
する方法は、滞留水の量とモータの発熱量により滞留水
の温度上昇が発生することから、長時間あるいは連続的
なポンプの空転運転ができないという問題があった。
【0010】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るためになされたもので、その目的は、水中モータポン
プの空転運転を長時間あるいは連続的に行うことがで
き、吸水槽の水位に関わらず、ポンプを停止することな
く運転が継続できる水中ポンプ装置を提供することにあ
る。
【0011】また、本発明の第2の目的は、特別な駆動
機や検知器を追加すること無く、長時間あるいは連続的
なポンプの空転運転ができる水中ポンプ装置を提供する
ことにある。
【0012】さらに、本発明の第3の目的は、小容量の
フアンで効率の良い冷却ができる水中ポンプ装置を提供
することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る水中ポンプ装置の発明の構成は、少な
くとも吸水槽内に配設されたポンプ部と、該ポンプ部に
直結する水中モータ部とを備え、モータの外周部をポン
プ排水が流通するようにしたものにおいて、前記水中モ
ータ部を囲むモータカバと、該モータカバの外側に位置
し、一方は空気導入部に、他方は前記モータカバ内に連
通する吸気通路と、一方はモータカバ内に、他方は外気
に開放される排気通路とを設けて空気流通路を構成し、
この空気流通路内のモータ軸にフアンを設け、前記排気
通路の排気口レベルを、ポンプ揚水運転時の最高水位以
上に位置させるものである
【0014】上記目的を達成するために、本発明に係る
水中ポンプ装置の他の発明の構成は、少なくとも吸水槽
内に配設されたポンプ部と、該ポンプ部に直結する水中
モータ部とを備え、モータの外周部をポンプ排水が流通
するようにしたものにおいて、前記水中モータ部を囲む
モータカバと、該モータカバの外側に位置し、一方は空
気導入部に、他方は前記モータカバ内に連通する吸気通
路と、一方はモータカバ内に、他方は外気に開放される
排気通路とを設けて空気流通路を構成し、この空気流通
路内の、モータカバ外の空気導入部または排気通路のい
ずれかにフアンを設け、前記排気通路の排気口レベル
を、ポンプ揚水運転時の最高水位以上に位置させるもの
である
【0015】上記目的を達成するために、本発明に係る
水中ポンプ装置のさらに他の発明の構成は、少なくとも
吸水槽内に配設されたポンプ部と、該ポンプ部に直結す
る水中モータ部とを備え、モータの外周部をポンプ排水
が流通するようにしたものにおいて、少なくとも水中モ
ータ部を収容する包囲体を設け、この包囲体に、排水路
および外気の吸気管,排気管を接続して、前記吸気管の
外気側に、弁手段を介して外気供給フアンを設け、前記
排気管の排気口レベルを、ポンプ揚水運転時の最高水位
以上に位置させるものである
【0016】なお付記すると、供給する空気の量は、ポ
ンプ空転運転時に発生する熱量を奪うことのできる空気
量とし、長時間あるいは連続的に空転運転を行っても、
モータの許容温度以下となるよう定めたものである。
【0017】
【作用】モータ軸にフアンを設ける場合、ポンプ運転中
はフアンも回転するため、通常の揚水運転時、モータ
は、外部の水とフアンにより供給された空気とで冷却さ
れる。水位が低下し、ポンプが空転運転になると、モー
タ外部の水がないため、フアンにより供給された空気の
みで冷却される。
【0018】一方、モータ外部にフアンを設ける場合
は、揚水運転時は、モータは外部の水により冷却され、
水位が低下し空転運転となった場合には、外部のフアン
を運転しモータに冷却用の空気を供給する。再び揚水運
転になったときは、フアンを停止し空気の供給を停止す
る。
【0019】いずれの場合も、冷却用空気量は空転運転
時の発熱量を考慮した空気量としているので、長時間あ
るいは連続的に空転運転を行なっても、水中モータにな
んら支障を及ぼすことなく運転ができる。
【0020】
【実施例】以下、本発明の各実施例を図1ないし図3を
参照して説明する。
【0021】〔実施例 1〕 図1は、本発明の一実施例に係る水中ポンプ装置の縦断
面図、図2は、図1のA−A矢視断面図である。
【0022】図1および図2において、1は吸水槽、2
は吐出槽、3は、これら吸水槽1,吐出槽2等を構成
し、水中ポンプ装置を設置するコンクリートケーシン
グ、3aは、コンクリートケーシング3に設けた排水用
の吐出口、4はサポート、5は水中モータ、6はポンプ
で、水中モータ5,ポンプ6はモータ軸10を介して直
結され水中モータポンプを構成している。
【0023】7aは空気導入部、8は、水中モータ5を
囲むモータカバ、7bは、モータカバ8の外側の一部に
形成された吸気通路、9はモータ上カバ、12は、一方
はモータ上カバ9に接続し他方は外気に開放する排気通
路で、これら空気導入部7a,吸気通路7b,モータカ
バ8内,排気通路12で水中モータ5を冷却する空気流
通路が構成される。
【0024】11は、水中モータ5の上部に突出したモ
ータ軸10に取り付けたフアン、13は端子箱である。
【0025】図1の実施例では、コンクリートケーシン
グ3の上部からサポート4を介して水中モータ5,ポン
プ6が吊り下げられた水中モータポンプが採用されてお
り、モータ軸10上にフアン11が装備されている。
【0026】ポンプ6の運転とともにモータ軸10が回
転し、同時にフアン11も回転し、大気は実線矢印のよ
うに、空気導入部7aからモータカバ8の外側の一部に
設けられた吸気通路7bを通って供給され、水中モータ
5の内部を通過する際に熱を奪い、フアン11により排
気通路12を通って外部に放出される。
【0027】本実施例によれば、吸水槽1の水位が低下
し、ポンプ6が空転運転となっても、水中モータ5が冷
たい大気により冷却されることから、長時間あるいは連
続的な空転運転ができるという効果がある。
【0028】特に、吸水槽水位が低い場合の空転による
管理運転、雨水排水ポンプで採用されている先行待機運
転を行う水中モータポンプおよび吸水槽の容量や流入量
の関係から、通常の水位による始動,停止では始動頻度
が大きくなる場合、吸水槽の水位に関わらず、ポンプを
連続的に運転できる効果がある。
【0029】ここで、供給する空気の量は、ポンプ空転
運転時に発生する熱量を奪うことのできる空気量とし、
長時間あるいは連続的に空転運転を行なっても、モータ
の許容温度以下となるように定めている。
【0030】また、空転運転時の軽負荷状態における水
中モータの発熱量に見合う空気を供給すればよいので、
空気供給手段(フアン)の容量は一般の陸上のモータに
較べて小さくできる効果がある。
【0031】なお、図示しないが、モータ軸10上にフ
アン11を設ける替わりに、空気導入部7aまたは排気
通路12のいずれかに電動フアンを設けることにより、
上記と同様の効果を得ることができる。
【0032】〔実施例 2〕 次に、図3は、本発明の他の実施例に係る水中ポンプ装
置の縦断面図である。
【0033】図3において、1は吸水槽、5Aは水中モ
ータ、6Aはポンプで、これら水中ポンプ5A,ポンプ
6Aを図示しないモータ軸で直結して水中モータポンプ
を構成している。14は、水中モータポンプを収容する
包囲体に係るコラムパイプで、このコラムパイプ14
は、水中モータ5Aを囲むように構成され、排水用の吐
出口14aを備えている。
【0034】16は、コラムパイプ14の下部(水中モ
ータ5Aの下側部)から外部へ配設した吸気管、17
は、コラムパイプ14の上部から外部へ配設した排気
管、18は、吸気管16に具備された吸気弁、19は、
排気管17に具備された排気弁、15は電動フアンで、
この電動フアン15は、吸気弁18を介して吸気管16
の外気側に配設されている。
【0035】図3に示すように、ポンプ6Aは、水中モ
ータ5Aにより駆動され、吸水槽1の水をコラムパイプ
14を介して吐出口14aから吐出するようになってい
る。
【0036】ここで、吸水槽1の水位が低下し、ポンプ
6Aが空転運転状態になったことを水中モータ5Aの電
流値または吸水槽1の水位、あるいはポンプ6Aの吐出
圧力等により検知すると、電動フアン15を運転し、吸
気弁18,排気弁19を開とする。
【0037】電動フアン15により吐出された空気は、
実線矢印のように、吸気管16を経てコラムパイプ14
内に導かれ、水中モータ5Aを外周から冷却し、排気管
17を通って外部に放出される。吸水槽1の水位が上昇
し、揚水運転状態になったことを前記と同様の方法で検
知すると、電動フアン15を停止し、吸気弁18,排気
弁19を閉とする。
【0038】図3の実施例によれば、ポンプ6Aが空転
運転となっても、水中モータ5Aが冷たい大気により冷
却されることから、長時間あるいは連続的な空転運転が
でき、先の実施例と同様の効果が得られる。
【0039】なお、図3において、吸気弁18は逆止弁
することにより、ポンプ揚水運転時における揚水が電
動フアン15内に入ることを防止できるので、逆止弁と
しても差し支えない。
【0040】また、排気管17の排気口のレベルを、ポ
ンプ揚水運転時の最高水位以上とすれば、揚水運転時で
も排気口より水が排出されることがないので、排気弁1
9は省略することができる。
【0041】さらに、図3の実施例では、吸気管16が
コラムパイプ14の下部、排気管17がコラムパイプ1
4の上部に接続しているが、本発明はこれに限らず、吸
気管はコラムパイプ14の上部、排気管がコラムパイプ
14の下部に接続され、電動フアンが図3に向かって上
部に位置するようにしてもよいことは言うまでもない。
【0042】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、水中モータポンプの空転運転を長時間あるいは
連続的に行うことができ、吸水槽の水位にかかわらず、
ポンプを停止することなく運転を継続しうる水中ポンプ
装置を提供することができる。また、本発明の第2の効
果として、特別な駆動機や検知器を追加すること無く、
長時間あるいは連続的なポンプの空転運転の可能な水中
ポンプ装置を提供することができる。
【0043】さらに、本発明の第3の効果として、小容
量のフアンで効率の良い冷却ができる水中ポンプ装置を
提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る水中ポンプ装置の縦断
面図である。
【図2】図1のA−A矢視断面図である。
【図3】本発明の他の実施例に係る水中ポンプ装置の縦
断面図である。
【図4】従来の水中ポンプ装置の略示配置図である。
【符号の説明】
1 吸水槽 3 コンクリートケーシング 5,5A 水中モータ 6,6A ポンプ 7a 空気導入部 7b 吸気通路 8 モータカバ 9 モータ上カバ 10 モータ軸 11 フアン 12 排気通路 14 コラムパイプ 15 電動フアン 16 吸気管 17 排気管 18 吸気弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F04D 13/08

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも吸水槽内に配設されたポンプ
    部と、該ポンプ部に直結する水中モータ部とを備え、モ
    ータの外周部をポンプ排水が流通するようにしたものに
    おいて、 前記水中モータ部を囲むモータカバと、該モータカバの
    外側に位置し、一方は空気導入部に、他方は前記モータ
    カバ内に連通する吸気通路と、一方はモータカバ内に、
    他方は外気に開放される排気通路とを設けて空気流通路
    を構成し、 この空気流通路内のモータ軸にフアンを設け、 前記排気通路の排気口レベルを、ポンプ揚水運転時の最
    高水位以上に位置させることを特徴とする水中ポンプ装
    置。
  2. 【請求項2】 少なくとも吸水槽内に配設されたポンプ
    部と、該ポンプ部に直結する水中モータ部とを備え、モ
    ータの外周部をポンプ排水が流通するようにしたものに
    おいて、 前記水中モータ部を囲むモータカバと、該モータカバの
    外側に位置し、一方は空気導入部に、他方は前記モータ
    カバ内に連通する吸気通路と、一方はモータカバ内に、
    他方は外気に開放される排気通路とを設けて空気流通路
    を構成し、 この空気流通路内の、モータカバ外の空気導入部または
    排気通路のいずれかにフアンを設け、 前記排気通路の排気口レベルを、ポンプ揚水運転時の最
    高水位以上に位置させることを特徴とする水中ポンプ装
    置。
  3. 【請求項3】 少なくとも吸水槽内に配設されたポンプ
    部と、該ポンプ部に直結する水中モータ部とを備え、モ
    ータの外周部をポンプ排水が流通するようにしたものに
    おいて、 少なくとも水中モータ部を収容する包囲体を設け、この
    包囲体に、排水路および外気の吸気管,排気管を接続し
    て、 前記吸気管の外気側に、弁手段を介して外気供給フアン
    を設け、 前記排気管の排気口レベルを、ポンプ揚水運転時の最高
    水位以上に位置させることを特徴とする水中ポンプ装
    置。
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