JP5155113B2 - underwater pump - Google Patents

underwater pump Download PDF

Info

Publication number
JP5155113B2
JP5155113B2 JP2008295698A JP2008295698A JP5155113B2 JP 5155113 B2 JP5155113 B2 JP 5155113B2 JP 2008295698 A JP2008295698 A JP 2008295698A JP 2008295698 A JP2008295698 A JP 2008295698A JP 5155113 B2 JP5155113 B2 JP 5155113B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chamber
coolant
pump
heat exchange
pumped water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2008295698A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010121519A (en
Inventor
克博 稲場
克仁 水沼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Industrial Machinery Systems Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Industrial Machinery Systems Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Furukawa Industrial Machinery Systems Co Ltd filed Critical Furukawa Industrial Machinery Systems Co Ltd
Priority to JP2008295698A priority Critical patent/JP5155113B2/en
Publication of JP2010121519A publication Critical patent/JP2010121519A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5155113B2 publication Critical patent/JP5155113B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、雨水、汚水等の水が溜まった箇所から、この水を汲み上げ、排水するために用いられる水中ポンプに関する。   The present invention relates to a submersible pump used for pumping up and draining water from a place where water such as rain water and sewage is collected.

水中ポンプは、例えば、雨水、汚水等の水(以下「下水」という。)が流れ込み、この下水が溜まった下水ピット、地下空間等の下水の貯水箇所に設置され、この貯水箇所から下水を汲み上げ、下水道等の処分施設に排水するために用いられる。このような水中ポンプとしては、例えば、特許文献1に記載されたものが知られている。
上記特許文献1に記載された水中ポンプには、モータフレームの外側に水(冷却水)が封入されたウォータージャケットが設けられると共に、下部軸受及び下部軸封装置を囲むオイルボックスとポンプケーシングとの間に熱交換器が配置されている。この熱交換器には、内部に冷却水が封入された冷却ボックスと、この冷却ボックス内の空間を上側液室と下側液室とに区画する隔壁状の冷却エレメントとが設けられている。
For example, submersible pumps are installed in sewage storage areas such as rainwater and sewage (hereinafter referred to as “sewage”) and collected in sewage pits and underground spaces. Used for draining to disposal facilities such as sewers. As such a submersible pump, what was described in patent document 1 is known, for example.
The submersible pump described in Patent Document 1 includes a water jacket in which water (cooling water) is sealed outside the motor frame, and includes an oil box and a pump casing that surround the lower bearing and the lower shaft seal device. A heat exchanger is arranged between them. This heat exchanger is provided with a cooling box in which cooling water is enclosed, and a partition-like cooling element that divides the space in the cooling box into an upper liquid chamber and a lower liquid chamber.

ここで、ウォータージャケットに連通した上側液室内には、モータ軸に連結された羽根車(循環用インペラ)が配置されており、この循環用インペラがモータ軸と一体となって回転することにより、遠心ポンプの作用により上側液室内とウォータージャケットとの間で水が循環する。また下側液室には、羽根車(揚水インペラ)により吸上げられた下水(揚水)が内部を流通する。   Here, in the upper liquid chamber communicated with the water jacket, an impeller (circulation impeller) connected to the motor shaft is disposed, and the circulation impeller rotates integrally with the motor shaft. Water circulates between the upper liquid chamber and the water jacket by the action of the centrifugal pump. In the lower liquid chamber, sewage (pumped water) sucked up by an impeller (pumped impeller) circulates.

これにより、特許文献1記載の水中ポンプでは、熱交換器における上側液室内を流通する冷却水の熱が冷却エレメントを介して、下側液室内を流通する揚水側へ移動し、冷却水が上側液室内で冷却された後にウォータージャケットへ流入し、この冷却水によりポンプ駆動用モータの効率的に冷却される。
特開2002−310088号公報(段落〔0018〕〜〔0028〕、図4〜図8)
Thereby, in the submersible pump described in Patent Document 1, the heat of the cooling water flowing through the upper liquid chamber in the heat exchanger moves to the pumped water side flowing through the lower liquid chamber via the cooling element, and the cooling water flows upward. After cooling in the liquid chamber, it flows into the water jacket, and the cooling water efficiently cools the pump drive motor.
JP 2002-310088 A (paragraphs [0018] to [0028], FIGS. 4 to 8)

しかしながら、下水が土等の固体粒子やピッチ等のゲル状質(以下、これらを包括して「スラリー成分」という。)を多く含み、このスラリー成分が下水中に分散し、又は懸濁した状態になっている場合には、このような下水を特許文献1に記載されたような水中ポンプを用いて汲み上げると、熱交換器における下側液室の内壁部にスラリー成分が固着し、下側液室の内壁におけるスラリー成分の固着量が経時的に増加することがある。   However, the sewage contains a large amount of solid particles such as soil and gel-like substances such as pitch (hereinafter collectively referred to as “slurry component”), and the slurry component is dispersed or suspended in the sewage. When such sewage is pumped up using a submersible pump as described in Patent Document 1, the slurry component adheres to the inner wall of the lower liquid chamber in the heat exchanger, and the lower side The amount of slurry component adhering to the inner wall of the liquid chamber may increase over time.

そして、スラリー成分が下側液室の内壁に固着すると、このようなスラリー成分の熱伝導率は、冷却エレメントの素材と比較し、かなり低いものであることから、冷却エレメントを通した熱移動の効率が低下すると共に、下側液室における揚水の流通路の断面積が縮小し、下側液室内における揚水の流通量が減少する。この結果、熱交換器による冷却水を冷却する能力(熱交換能力)が低下するため、モータに対する冷却が不足し、温度上昇によりモータに損傷、劣化が生じるおそれがある。   When the slurry component adheres to the inner wall of the lower liquid chamber, the thermal conductivity of such a slurry component is considerably lower than that of the material of the cooling element. As the efficiency decreases, the cross-sectional area of the pumped water flow path in the lower liquid chamber decreases, and the flow rate of pumped water in the lower liquid chamber decreases. As a result, the ability to cool the cooling water by the heat exchanger (heat exchange ability) is reduced, so that the motor is not sufficiently cooled, and the motor may be damaged or deteriorated due to the temperature rise.

上記のような問題は、揚水インペラにより吸上げられた揚水の一部を、直接ウォータージャケットの内部に供給し、この下水を冷却水としてウォータージャケットの内部に流通させることで、モータを冷却する水中ポンプにも、同様に生じ得る。
本発明の目的は、上記事実を考慮し、冷却液室内を流通して原動機を冷却する冷却液に対して熱吸収を行う揚水が流通する熱交換室の内部に、揚水中に含まれるスラリー成分が残留することを効果的に抑制できる水中ポンプを提供することにある。
The above problem is that a part of the pumped water sucked up by the pumped impeller is supplied directly to the inside of the water jacket, and this sewage is circulated inside the water jacket as cooling water to cool the motor. It can occur in the pump as well.
The object of the present invention is to take the above-mentioned facts into consideration, and the slurry component contained in the pumped water inside the heat exchange chamber in which the pumped water that performs heat absorption for the coolant that flows through the coolant chamber and cools the prime mover flows. It is in providing the submersible pump which can suppress effectively remaining.

本発明の請求項1に係る水中ポンプは、電動機から伝達されるトルクによりポンプ室内に配置された揚水インペラを回転させ、該揚水インペラにより吸入口を通して揚水をポンプ室内に吸入すると共に、吐出口を通して前記ポンプ室内の揚水を加圧状態として排出する水中ポンプであって、前記電動機を密封した電動機ケーシングの外周側に配置され、該電動機ケーシングとの間に冷却液が封入される第1の冷却液室を形成する外筒部材と、冷却液が封入されると共に、前記第1の冷却液室内にそれぞれ開口する給液口及び排液口を通して該第1の冷却液室と連通した第2の冷却液室と、前記第2の冷却液室内に配置され、前記電動機の回転時に、前記給液口を通して前記第2の冷却液室内の冷却液を前記第1の冷却液室内に供給すると共に、前記排液口を通して前記第1の冷却液室内の冷却液を前記第2の冷却液室内に吸入する循環用インペラと、熱交換可能な冷却隔壁を介して前記第2の冷却液室に隣接するように配置され、前記揚水インペラにより前記ポンプ室内に吸入された揚水の一部が供給されると共に、該揚水が内部を流通する熱交換室と、前記熱交換室内に配置され、前記電動機から伝達されるトルクにより回転しつつ、前記ポンプ室内から前記熱交換室内に供給された揚水を攪拌すると共に、該揚水中にスラリー成分が含まれる場合に、該スラリー成分を破砕する破砕部材と、を有することを特徴とする。   A submersible pump according to claim 1 of the present invention rotates a pumping impeller disposed in a pump chamber by torque transmitted from an electric motor, and sucks pumped water into the pump chamber through the suction port by the pumping impeller, and passes through a discharge port. A submersible pump that discharges pumped water in the pump chamber in a pressurized state, and is disposed on an outer peripheral side of an electric motor casing in which the electric motor is sealed, and a first cooling liquid in which a cooling liquid is sealed between the electric motor casing An outer cylinder member forming a chamber, and a second cooling in which a cooling liquid is enclosed and communicated with the first cooling liquid chamber through a liquid supply port and a liquid discharge port respectively opened in the first cooling liquid chamber A liquid chamber and a second cooling liquid chamber are disposed in the second cooling liquid chamber, and when the electric motor rotates, the cooling liquid in the second cooling liquid chamber is supplied to the first cooling liquid chamber through the liquid supply port. Adjacent to the second cooling liquid chamber through a circulation impeller for sucking the cooling liquid in the first cooling liquid chamber into the second cooling liquid chamber through the drain port and a heat exchangeable cooling partition wall. A part of the pumped water sucked into the pump chamber by the pumped impeller is supplied, and a heat exchange chamber in which the pumped water circulates, and a heat exchange chamber disposed in the pump chamber and transmitted from the electric motor. A crushing member that stirs the pumped water supplied from the pump chamber into the heat exchange chamber while rotating by the generated torque, and crushes the slurry component when the slurry component is contained in the pumped water. It is characterized by that.

上記請求項1に係る水中ポンプでは、熱交換室内に配置された破砕部材が回転しつつ、揚水インペラによりポンプ室内から熱交換室内に供給された揚水を攪拌すると共に、この揚水中にスラリー成分が含まれる場合に、このスラリー成分を破砕する。これにより、熱交換室内を流通する揚水がスラリー成分を含むものであっても、破砕部材により揚水中に含まれるスラリー成分を細かく破砕できるので、比較的大サイズのスラリー成分を細分化できると共に、小サイズのスラリー成分が凝集等により成長することも防止でき、さらに破砕部材が揚水に与える攪拌力により細分化されたスラリー成分を揚水中に拡散し、又は懸濁した状態に維持できるので、揚水中のスラリー成分が熱交換室の内壁に固着することを効果的に抑制できる。   In the submersible pump according to claim 1, while the crushing member disposed in the heat exchange chamber rotates, the pumped water supplied from the pump chamber to the heat exchange chamber is stirred by the pumped impeller, and the slurry component is contained in the pumped water. If included, this slurry component is crushed. Thereby, even if the pumped water flowing through the heat exchange chamber contains a slurry component, the slurry component contained in the pumped water can be finely crushed by the crushing member, so that a relatively large size slurry component can be subdivided, It is possible to prevent the small-sized slurry component from growing due to coagulation and the like, and further, the slurry component subdivided by the stirring force given to the pumped water by the crushing member can be diffused or kept suspended in the pumped water. It can suppress effectively that the slurry component in it adheres to the inner wall of a heat exchange chamber.

この結果、請求項1に係る水中ポンプによれば、熱交換室の内壁を形成する冷却隔壁にスラリー成分が固着し、冷却隔壁を通した熱移動が阻害されることや、熱交換室内におけるスラリー成分の残留量が増加して揚水の流通量が低下することを効果的に防止できる。
また本発明の請求項2に係る水中ポンプは、請求項1記載の水中ポンプにおいて、前記破砕部材は、前記ポンプ室を前記熱交換室に連通させ、かつ前記ポンプ室内の揚水の一部を前記熱交換室に供給する連通口に面する部位に配置されたことを特徴とする。
As a result, according to the submersible pump according to claim 1, the slurry component adheres to the cooling partition that forms the inner wall of the heat exchange chamber, and the heat transfer through the cooling partition is hindered, or the slurry in the heat exchange chamber It can prevent effectively that the residual amount of a component increases and the flow volume of pumping water falls.
The submersible pump according to claim 2 of the present invention is the submersible pump according to claim 1, wherein the crushing member communicates the pump chamber with the heat exchange chamber, and a part of the pumped water in the pump chamber is It is arranged at a portion facing the communication port for supplying to the heat exchange chamber.

また本発明の請求項3に係る水中ポンプは、請求項1又は2記載の水中ポンプにおいて、前記破砕部材は、その回転時に、前記熱交換室内を流通する揚水に前記電動機の駆動軸の外周側を旋回する旋回流を発生させることを特徴とする。
また本発明の請求項4に係る水中ポンプは、請求項1乃至3の何れか1項記載の水中ポンプにおいて、前記電動機の駆動軸の外周面における前記第2の冷却液室内に面した部位に、該駆動軸と一体となって回転すると共に、該駆動軸と前記電動機ケーシング及び前記冷却隔壁との間をそれぞれシールするメカニカルシールを嵌挿したことを特徴とする。
The submersible pump according to claim 3 of the present invention is the submersible pump according to claim 1 or 2, wherein, when the crushing member rotates, the crushing member feeds pumped water flowing through the heat exchange chamber to the outer peripheral side of the drive shaft of the electric motor. It is characterized by generating a swirling flow that swirls.
A submersible pump according to a fourth aspect of the present invention is the submersible pump according to any one of the first to third aspects, wherein the submersible pump is disposed at a portion of the outer peripheral surface of the drive shaft of the electric motor facing the second coolant chamber. A mechanical seal that rotates together with the drive shaft and seals between the drive shaft and the motor casing and the cooling partition wall is fitted.

以上説明した本発明に係る水中ポンプによれば、冷却液室内を流通して原動機を冷却する冷却液に対して熱吸収を行う揚水が流通する熱交換室の内部に、揚水中に含まれるスラリー成分が残留することを効果的に抑制できる。   According to the submersible pump according to the present invention described above, the slurry contained in the pumped water inside the heat exchange chamber through which the pumped water that performs heat absorption with respect to the coolant that flows through the coolant chamber and cools the prime mover flows. It can suppress effectively that a component remains.

以下、本発明の実施形態に係る水中ポンプについて図面を参照して説明する。
図1には、本発明の実施形態に係る水中ポンプの構成が軸線方向に沿った断面図により示され、図2には、図1に示された水中ポンプにおけるポンプモータ、ポンプモータに対する軸封機構及び冷却機構がそれぞれ示されている。本実施形態に係る水中ポンプ10は、例えば、雨水、汚水等の下水が流れ込み、この下水が溜まったピット、地下空間等の貯水箇所に設置される。なお、以下の説明にて、貯水箇所から水中ポンプ10の内部に吸水された下水については「揚水W」というものとする。
Hereinafter, a submersible pump according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration of a submersible pump according to an embodiment of the present invention in a sectional view along the axial direction. FIG. 2 shows a pump motor in the submersible pump shown in FIG. 1 and a shaft seal for the pump motor. A mechanism and a cooling mechanism are shown respectively. The submersible pump 10 according to the present embodiment is installed, for example, in sewage such as rainwater or sewage, and is installed in a water storage location such as a pit or underground space where the sewage is accumulated. In the following description, the sewage absorbed from the reservoir location into the submersible pump 10 is referred to as “pumped water W”.

図1に示されるように、水中ポンプ10は、略円筒状のモータケーシング16の内部に密封状態で収納されたポンプモータ12と、このポンプモータ12の駆動軸14の先端部に連結固定された遠心型の揚水インペラ18とを備えている。ポンプモータ12には、モータケーシング16内に駆動軸14の外周側に固定された複数個のロータ20及び、モータケーシング16の内周側に固定された複数個のステータ22が設けられている。
ポンプモータ12では、ロータ20がケーブル、モータブラシ等を介してモータ電源(図示省略)に接続されており、このモータ電源によりロータ20に定格の駆動電流が供給されることにより、駆動軸14を所定の回転速度で回転させる。
As shown in FIG. 1, the submersible pump 10 is connected and fixed to a pump motor 12 housed in a sealed state in a substantially cylindrical motor casing 16 and a tip end portion of a drive shaft 14 of the pump motor 12. A centrifugal pumping impeller 18 is provided. The pump motor 12 is provided with a plurality of rotors 20 fixed to the outer peripheral side of the drive shaft 14 in the motor casing 16 and a plurality of stators 22 fixed to the inner peripheral side of the motor casing 16.
In the pump motor 12, the rotor 20 is connected to a motor power source (not shown) via a cable, a motor brush, and the like, and a rated drive current is supplied to the rotor 20 by this motor power source, thereby driving the drive shaft 14. Rotate at a predetermined rotation speed.

モータケーシング16は、ポンプモータ12の軸心Cに沿った軸線方向(矢印SD方向)へ貫通する略薄肉円筒状に形成された本体筒部24を備えると共に、この本体筒部24の上端側を閉塞した略円板状の頂板26及び、本体筒部24の下端側を閉塞した略円板状の底板28を備えている。頂板26には、その下面側の中央部に円筒状の軸受箱30が一体的に形成されており、この軸受箱30内には、円環状に形成された単列の上側軸受32が嵌挿固定されている。この上側軸受32は、駆動軸14の上端部を軸支すると共に、駆動軸14を頂板26に連結している。   The motor casing 16 includes a main body cylinder portion 24 formed in a substantially thin cylindrical shape that penetrates in the axial direction (arrow SD direction) along the axis C of the pump motor 12, and an upper end side of the main body cylinder portion 24 is provided. A substantially disc-shaped top plate 26 that is closed and a substantially disc-shaped bottom plate 28 that is closed on the lower end side of the main body cylinder portion 24 are provided. A cylindrical bearing box 30 is integrally formed on the top plate 26 at the center on the lower surface side, and a single row upper bearing 32 formed in an annular shape is inserted into the bearing box 30. It is fixed. The upper bearing 32 supports the upper end portion of the drive shaft 14 and connects the drive shaft 14 to the top plate 26.

モータケーシング16の底板28には、その中央部に円形の連結口34が穿設されており、この連結口34には、有底円筒状の軸受箱36が環状のシール材(図示省略)を介して圧入、捻じ込み等により固定されている。軸受箱36は底板28から下方へ突出しており、その底面中央部に駆動軸14が貫通する円形の貫通穴37が穿設されている。軸受箱36内には、円環状に形成された複列の下側軸受38が嵌挿固定されており、駆動軸14は、下側軸受38及び軸受箱36の貫通穴37を通って、モータケーシング16の内部から下方へ突出している。下側軸受38は、駆動軸14の軸線方向の中間部を軸支すると共に、駆動軸14を軸受箱36に連結している。   The bottom plate 28 of the motor casing 16 is provided with a circular connecting port 34 at the center thereof, and a cylindrical bearing box 36 with a bottom is provided with an annular sealing material (not shown) in the connecting port 34. It is fixed by press-fitting, screwing or the like. The bearing box 36 protrudes downward from the bottom plate 28, and a circular through hole 37 through which the drive shaft 14 passes is formed in the center of the bottom surface. A double-row lower bearing 38 formed in an annular shape is fitted and fixed in the bearing box 36, and the drive shaft 14 passes through the lower bearing 38 and the through hole 37 of the bearing box 36, and then the motor. Projecting downward from the inside of the casing 16. The lower bearing 38 supports an intermediate portion in the axial direction of the drive shaft 14 and connects the drive shaft 14 to the bearing box 36.

図1に示されるように、水中ポンプ10には、モータケーシング16から下方へ突出する駆動軸14に対する軸封機構40が設けられている。軸封機構40は、駆動軸14の外周側に嵌挿されると共に、軸受箱36の下端面に密着する軸封リング42を備えている。この軸封リング42は、駆動軸14の外周面と貫通穴37の内周面との間を液密状態となるようにシールしている。   As shown in FIG. 1, the submersible pump 10 is provided with a shaft sealing mechanism 40 for the drive shaft 14 that protrudes downward from the motor casing 16. The shaft seal mechanism 40 includes a shaft seal ring 42 that is fitted on the outer peripheral side of the drive shaft 14 and is in close contact with the lower end surface of the bearing housing 36. The shaft seal ring 42 seals the space between the outer peripheral surface of the drive shaft 14 and the inner peripheral surface of the through hole 37 so as to be in a liquid-tight state.

軸封機構40は、軸封リング42の下側に配置されると共に、駆動軸14の外周側に嵌挿される円筒状のメカニカルシール44を備えている。このメカニカルシール44は、駆動軸14と一体となって回転するように駆動軸14の外周面に固定されている。またメカニカルシール44は、軸線方向に沿って軸封リング42と後述するシールフレーム部60との間に介装されており、その上端部及び下端部を軸封リング42及びシールフレーム部60にそれぞれ圧接させている。   The shaft sealing mechanism 40 includes a cylindrical mechanical seal 44 that is disposed on the lower side of the shaft sealing ring 42 and is fitted on the outer peripheral side of the drive shaft 14. The mechanical seal 44 is fixed to the outer peripheral surface of the drive shaft 14 so as to rotate integrally with the drive shaft 14. Further, the mechanical seal 44 is interposed between the shaft seal ring 42 and a seal frame portion 60 described later along the axial direction, and the upper end portion and the lower end portion thereof are respectively attached to the shaft seal ring 42 and the seal frame portion 60. Press contact.

メカニカルシール44は、その上端部を軸封リング42の下端面全周に亘って圧接させている。これにより、軸受箱36の貫通穴37と駆動軸14との間が軸封リング42及びメカニカルシール44により液密状態となるようにシールされる。ここで、メカニカルシール44は、例えば、摩擦抵抗が小さく、かつ若干の弾性を有する樹脂材料によりからなり、その上端部を軸封リング42に対して回転方向へ摺動可能となるように圧接させている。   The upper end of the mechanical seal 44 is in pressure contact with the entire periphery of the lower end surface of the shaft seal ring 42. Thereby, the space between the through hole 37 of the bearing housing 36 and the drive shaft 14 is sealed by the shaft seal ring 42 and the mechanical seal 44 so as to be in a liquid-tight state. Here, the mechanical seal 44 is made of, for example, a resin material having a small frictional resistance and a slight elasticity, and has an upper end pressed against the shaft seal ring 42 so as to be slidable in the rotational direction. ing.

水中ポンプ10には、モータケーシング16の外周側に薄肉円筒状の外筒部材46が同軸的に配置されている。これにより、水中ポンプ10では、モータケーシング16の外周面と外筒部材46の内周面との間に円筒状の空間が形成され、この円筒状の空間は後述する冷却液Lが封入される第1冷却液室48とされる。外筒部材46の上端部には円環状の連結リング50が固定されており、この連結リング50は、頂板26の上面中央部に形成された円形の凸部27の外周側に嵌挿固定されている。これにより、外筒部材46は、その上端部が連結リング50を介して頂板26に連結されると共に、第1冷却液室48の上端側が連結リング50により閉塞される。   In the submersible pump 10, a thin cylindrical outer cylinder member 46 is coaxially disposed on the outer peripheral side of the motor casing 16. Thereby, in the submersible pump 10, a cylindrical space is formed between the outer peripheral surface of the motor casing 16 and the inner peripheral surface of the outer cylinder member 46, and this cylindrical space is filled with a cooling liquid L described later. The first coolant chamber 48 is used. An annular connecting ring 50 is fixed to the upper end portion of the outer cylinder member 46, and this connecting ring 50 is fitted and fixed to the outer peripheral side of the circular convex portion 27 formed at the center of the upper surface of the top plate 26. ing. Thereby, the upper end portion of the outer cylinder member 46 is connected to the top plate 26 via the connection ring 50, and the upper end side of the first coolant chamber 48 is closed by the connection ring 50.

水中ポンプ10には、外筒部材46の下側に、全体として略円筒状に形成された中間フレーム52が配置されている。中間フレーム52には、その上端部から外周側へ延出する環状のフランジ部54が一体的に形成されており、このフランジ部54は外筒部材46の下端部に連結固定されている。また中間フレーム52には、その内周側に中間フレーム52の内部空間を上下の小空間に区画する冷却隔壁56が一体的に形成されている。   In the submersible pump 10, an intermediate frame 52 formed in a substantially cylindrical shape as a whole is disposed below the outer cylinder member 46. The intermediate frame 52 is integrally formed with an annular flange portion 54 extending from the upper end portion to the outer peripheral side, and this flange portion 54 is connected and fixed to the lower end portion of the outer cylinder member 46. The intermediate frame 52 is integrally formed with a cooling partition wall 56 that divides the internal space of the intermediate frame 52 into upper and lower small spaces on the inner peripheral side thereof.

冷却隔壁56は、全体として下方へ向かって内外径が徐々に縮小する有底のすり鉢状に形成されている。具体的には、冷却隔壁56には、中間フレーム52の内周面の軸線方向中間部から内周側へ延出すると共に、下方へ向かって傾斜したテーパ部58が形成されると共に、このテーパ部58の下端側を閉塞する円板状のシールフレーム部60が一体的に形成されている。このシールフレーム部60の中央部には円形の貫通穴62が穿設されており、この貫通穴62には駆動軸14の下端部が貫通している。   The cooling partition wall 56 is formed in a bottomed mortar shape whose inner and outer diameters gradually decrease downward as a whole. Specifically, the cooling partition wall 56 is formed with a tapered portion 58 that extends from the axially intermediate portion of the inner peripheral surface of the intermediate frame 52 toward the inner peripheral side and is inclined downward, and this taper. A disc-shaped seal frame portion 60 that closes the lower end side of the portion 58 is integrally formed. A circular through hole 62 is formed in the center portion of the seal frame portion 60, and the lower end portion of the drive shaft 14 passes through the through hole 62.

水中ポンプ10には、中間フレーム52の下側に略円板状に形成されたバックカバー64が配置されている。バックカバー64は中間フレーム52の下端側を閉塞している。これにより、中間フレーム52の内側には外部から隔離された空間が形成される。この中間フレーム52内の空間は、冷却隔壁56により軸線方向に沿って上下の小空間に区画されることになる。   The submersible pump 10 is provided with a back cover 64 formed in a substantially disc shape below the intermediate frame 52. The back cover 64 closes the lower end side of the intermediate frame 52. Thereby, a space isolated from the outside is formed inside the intermediate frame 52. The space in the intermediate frame 52 is divided into upper and lower small spaces along the axial direction by the cooling partition wall 56.

ここで、冷却隔壁56を介して上側の小空間は、冷却液Lが封入された第2冷却液室61とされ、また冷却隔壁56を介して下側の小空間は、後述するポンプ室65に連通すると共に、ポンプ室65内から供給される揚水Wが内部を流通する熱交換室66とされる。
中間フレーム52には、径方向に沿って周壁部を貫通するパイプ状のドレイン口68が形成されており、このドレイン口68の内周端(開口端)は、熱交換室66内における上端部付近に開口している。バックカバー64の中央部には円形の連通開口70が穿設されている。
Here, the small space on the upper side through the cooling partition wall 56 is a second cooling liquid chamber 61 filled with the cooling liquid L, and the small space on the lower side through the cooling partition wall 56 is a pump chamber 65 described later. And a heat exchange chamber 66 through which the pumped water W supplied from the pump chamber 65 circulates.
The intermediate frame 52 is formed with a pipe-shaped drain port 68 that penetrates the peripheral wall portion along the radial direction. The inner peripheral end (open end) of the drain port 68 is the upper end portion in the heat exchange chamber 66. Open near. A circular communication opening 70 is formed in the center of the back cover 64.

一方、揚水インペラ18には、図2に示されるように、上端中央部に円形凸状のボス部72が形成されており、このボス部72を介して、揚水インペラ18は駆動軸14の下端部に同軸的に連結固定されている。このボス部72の外径は、連通開口70の内径よりも若干小さくなっている。ボス部72は連通開口70の中央部を挿通すると共に、その中心が連通開口70の中心と一致するように支持されている。これにより、ボス部72の外周面と連通開口70の内周面との間には、環状の隙間Gが形成される。   On the other hand, as shown in FIG. 2, the pumped impeller 18 has a circular convex boss 72 formed at the center of the upper end, and the pumped impeller 18 is connected to the lower end of the drive shaft 14 via the boss 72. Coaxially connected and fixed to the part. The outer diameter of the boss portion 72 is slightly smaller than the inner diameter of the communication opening 70. The boss portion 72 is inserted through the central portion of the communication opening 70 and supported so that the center thereof coincides with the center of the communication opening 70. Thereby, an annular gap G is formed between the outer peripheral surface of the boss portion 72 and the inner peripheral surface of the communication opening 70.

図1に示されるように、水中ポンプ10には、バックカバー64を介して中間フレーム52の下側にポンプケーシング74が配置されている。ポンプケーシング74は、全体として軸線方向へ貫通する肉厚円筒状に形成されており、その上端側がバックカバー64により閉塞されると共に、下端側が略円板状のフロントカバー76により閉塞されている。これにより、ポンプケーシング74の内部には、外部から区画された軸線方向へ扁平な円柱状の空間が形成され、このポンプケーシング74内の空間はポンプ室65とされる。   As shown in FIG. 1, the pump casing 74 is disposed in the submersible pump 10 below the intermediate frame 52 via the back cover 64. The pump casing 74 is formed in a thick cylindrical shape penetrating in the axial direction as a whole, and its upper end side is closed by a back cover 64 and its lower end side is closed by a substantially disc-shaped front cover 76. Thus, a cylindrical space that is flat in the axial direction partitioned from the outside is formed inside the pump casing 74, and the space in the pump casing 74 serves as a pump chamber 65.

ポンプ室65内には、揚水インペラ18における整流部78及び、この整流部78から外周側へ延出する複数の羽根部80が回転可能に収納されている。フロントカバー76の中央部には吸水口77が開口しており、またポンプケーシング74には、その外周側に揚水インペラ18によりポンプ室65内で加圧状態とされた揚水Wの吐出口(図示省略)が形成されている。   In the pump chamber 65, a rectifying unit 78 in the pumped impeller 18 and a plurality of blade portions 80 extending from the rectifying unit 78 to the outer peripheral side are rotatably accommodated. A water intake port 77 is opened at the center of the front cover 76, and the pump casing 74 has a discharge port (not shown) for pumped water W that is pressurized in the pump chamber 65 by the pumping impeller 18 on the outer peripheral side. (Omitted) is formed.

水中ポンプ10には、フロントカバー76を介してポンプケーシング74の下側に有底円筒状のポンプスタンド82が連結されており、このポンプスタンド82には、外周側の壁部に複数の開口部84が形成されている。ここで、水中ポンプ10は、ポンプモータ12の作動及び停止を制御するための制御部(図示省略)を備えると共に、例えば、水位センサ(図示省略)を備えている。水中ポンプ10の制御部は、水位センサにより貯水箇所の水位が所定の作動水位よりも高いことが検出されると、ポンプモータ12を作動させ、水位センサにより貯水箇所の水位が作動水位よりも低くなると、ポンプモータ12の作動を停止させる。作動水位は、例えばポンプケーシング74の上端部付近に設定される。   The submersible pump 10 is connected with a bottomed cylindrical pump stand 82 on the lower side of the pump casing 74 via a front cover 76, and the pump stand 82 has a plurality of openings on the outer peripheral wall portion. 84 is formed. Here, the submersible pump 10 includes a control unit (not shown) for controlling the operation and stop of the pump motor 12 and, for example, a water level sensor (not shown). When the water level sensor detects that the water level at the water storage location is higher than the predetermined operating water level, the control unit of the submersible pump 10 operates the pump motor 12 and the water level sensor causes the water level at the water storage location to be lower than the operating water level. Then, the operation of the pump motor 12 is stopped. The working water level is set near the upper end of the pump casing 74, for example.

図2に示されるように、揚水インペラ18におけるボス部72の上端部は、バックカバー64の連通開口70を通して熱交換室66内まで突出している。また、駆動軸14の下端部には、上側に対して外径が縮小した細径部15が形成されており、この細径部15は熱交換室66内に位置している。熱交換室66内には、リング状のシールハウジング86が配置されており、このシールハウジング86は細径部15及びボス部72の外周側に嵌挿されており、これらの細径部15及びボス部72と一体となって回転する。   As shown in FIG. 2, the upper end portion of the boss portion 72 of the pumped water impeller 18 projects into the heat exchange chamber 66 through the communication opening 70 of the back cover 64. Further, a thin diameter portion 15 having an outer diameter reduced with respect to the upper side is formed at the lower end portion of the drive shaft 14, and the small diameter portion 15 is located in the heat exchange chamber 66. A ring-shaped seal housing 86 is disposed in the heat exchange chamber 66, and the seal housing 86 is fitted on the outer peripheral side of the small diameter portion 15 and the boss portion 72. It rotates integrally with the boss part 72.

シールハウジング86には、軸線方向に沿って上端側に軸封リング88が形成されると共に、下端側に軸封リング88に対して内外径が大きい破砕リング90が同軸的に形成されている。軸封リング88は細径部15の外周側に位置しており、また破砕リング90はボス部72の外周側に位置している。また水中ポンプ10は、細径部15の外周側に嵌挿されるシールリング91を備えている。   A shaft sealing ring 88 is formed on the upper end side along the axial direction of the seal housing 86, and a crushing ring 90 having a larger inner and outer diameter than the shaft sealing ring 88 is formed coaxially on the lower end side. The shaft seal ring 88 is located on the outer peripheral side of the small diameter portion 15, and the crushing ring 90 is located on the outer peripheral side of the boss portion 72. The submersible pump 10 also includes a seal ring 91 that is inserted into the outer peripheral side of the small diameter portion 15.

シールリング91は、例えば、摩擦抵抗が小さく、かつ若干の弾性を有する樹脂材料によりからなり、その上端面をシールフレーム部60の下面側に圧接させると共に、下端面を破砕リング90の上面側へ圧接させ、軸線方向に若干の圧縮状態とされている。これにより、貫通穴62の内周面と駆動軸14の外周面との間がシールリング91により液密状態となるようにシールされる。   The seal ring 91 is made of, for example, a resin material having a small frictional resistance and a little elasticity. The upper end surface of the seal ring 91 is pressed against the lower surface side of the seal frame portion 60, and the lower end surface is directed to the upper surface side of the crushing ring 90. It is pressed and is in a slightly compressed state in the axial direction. As a result, the seal ring 91 seals the space between the inner peripheral surface of the through hole 62 and the outer peripheral surface of the drive shaft 14.

破砕リング90には、その外周面から攪拌突起部92を突出させており、この攪拌突起部92は、周方向に沿って破砕リング90の外周面に連続的又は間欠的に配列されている。攪拌突起部92は、例えば、平面視にて矩形状、台形状、三角状等の突起状に形成されており、破砕リング90が回転することにより、熱交換室66内の揚水Wに局部的に乱流を発生させると共に、全体として軸心Cを中心として旋回する旋回流FRを発生させる。   The crushing ring 90 has a stirring protrusion 92 protruding from the outer peripheral surface thereof, and the stirring protrusion 92 is continuously or intermittently arranged on the outer peripheral surface of the crushing ring 90 along the circumferential direction. For example, the stirring protrusion 92 is formed in a protrusion shape such as a rectangular shape, a trapezoidal shape, or a triangular shape in plan view, and the crushing ring 90 rotates, so that the stirring protrusion portion 92 is localized in the pumped water W in the heat exchange chamber 66. A turbulent flow is generated at the same time, and a swirl flow FR swirling around the axis C as a whole is generated.

図2に示されるように、中間フレーム52の内周側には、全体として略円筒状に形成された仕切部材94が配置されている。仕切部材94には、外周側に周方向へ延在するフランジ部96が全周近くに亘って形成されると共に、このフランジ部96の周方向に沿った両端部の間に軸線方向に沿って延在する樋部98が形成されている。樋部98は、その断面形状が平面視にて外周側へ向かって開いた略コ字状に形成されている。   As shown in FIG. 2, a partition member 94 formed in a substantially cylindrical shape as a whole is disposed on the inner peripheral side of the intermediate frame 52. In the partition member 94, a flange portion 96 extending in the circumferential direction is formed on the outer peripheral side over the entire circumference, and along the axial direction between both end portions along the circumferential direction of the flange portion 96. An extending collar 98 is formed. The collar portion 98 is formed in a substantially U shape whose cross-sectional shape is open toward the outer peripheral side in a plan view.

中間フレーム52内で、フランジ部96は外周端を中間フレーム52の内周面に密着させている。また樋部98は、上端部を底板28の下面側へ密着させると共に、一対の外周端部をそれぞれ中間フレーム52の内周面に密着させている。これにより、第2冷却液室61が仕切部材94により軸線方向に沿って上側液室部104及び下側液室部106に区画される。また樋部98と中間フレーム52の内周面との間には、軸線方向へ貫通する連通路99が形成される。   Within the intermediate frame 52, the flange portion 96 has an outer peripheral end in close contact with the inner peripheral surface of the intermediate frame 52. The flange portion 98 has an upper end portion in close contact with the lower surface side of the bottom plate 28 and a pair of outer peripheral end portions in close contact with the inner peripheral surface of the intermediate frame 52. As a result, the second coolant chamber 61 is partitioned by the partition member 94 into the upper liquid chamber portion 104 and the lower liquid chamber portion 106 along the axial direction. A communication passage 99 penetrating in the axial direction is formed between the flange portion 98 and the inner peripheral surface of the intermediate frame 52.

また仕切部材94には、フランジ部96及び樋部98から内周側へ延出すると共に、下方へ傾斜したテーパ部108が形成されると共に、このテーパ部108の内周端から下方へ突出する円筒部110が一体的に形成されている。これにより、これにより、第2冷却液室61が仕切部材94により軸線方向に沿って上側液室部104及び下側液室部106に区画されると共に、これら上側液室部104と下側液室部106とが円筒部110の内周側を通して互いに連通する。   Further, the partition member 94 is formed with a tapered portion 108 that extends from the flange portion 96 and the flange portion 98 to the inner peripheral side and is inclined downward, and protrudes downward from the inner peripheral end of the tapered portion 108. The cylindrical portion 110 is integrally formed. Thereby, the second coolant chamber 61 is partitioned into the upper liquid chamber portion 104 and the lower liquid chamber portion 106 along the axial direction by the partition member 94, and the upper liquid chamber portion 104 and the lower liquid chamber 106 are separated. The chamber portion 106 communicates with each other through the inner peripheral side of the cylindrical portion 110.

一方、モータケーシング16の底板28は、その外周端を中間フレーム52の内周面に密着させており、これにより、第1冷却液室48を中間フレーム52内の第2冷却液室61から区画している。底板28には、仕切部材94の樋部98に面し、軸線方向へ貫通する排液口100が形成されると共に、この排液口100とは反対側の端部に軸線方向へ貫通する給液口102が形成されている。これにより、第1冷却液室48は、排液口100及び給液口102をそれぞれ通じて中間フレーム52内の空間と連通する。このとき、第1冷却液室48は、給液口102を通して第2冷却液室61の上側液室部104に連通し、排液口100及び連通路99を通して第2冷却液室61の下側液室部106に連通する。   On the other hand, the outer peripheral end of the bottom plate 28 of the motor casing 16 is in close contact with the inner peripheral surface of the intermediate frame 52, whereby the first coolant chamber 48 is partitioned from the second coolant chamber 61 in the intermediate frame 52. doing. The bottom plate 28 is formed with a drainage port 100 that faces the flange 98 of the partition member 94 and penetrates in the axial direction, and feeds through the end on the opposite side to the drainage port 100 in the axial direction. A liquid port 102 is formed. Accordingly, the first coolant chamber 48 communicates with the space in the intermediate frame 52 through the drainage port 100 and the liquid supply port 102, respectively. At this time, the first coolant chamber 48 communicates with the upper liquid chamber portion 104 of the second coolant chamber 61 through the liquid supply port 102, and the lower side of the second coolant chamber 61 through the drain port 100 and the communication path 99. It communicates with the liquid chamber 106.

前述したように、第1冷却液室48及び第2冷却液室61には、それぞれ冷却液Lが封入されている。第1冷却液室48及び第2冷却液室61に冷却液Lを封入する際には、これらの冷却液室48、61内に空気が浸入しないように、例えば、水中ポンプ10を冷却液Lに浸漬した状態で、この冷却液Lを冷却液室48、61に注入する。
図1に示されるように、水中ポンプ10は、メカニカルシール44の外周側に嵌挿固定される循環用インペラ112を備えている。この循環用インペラ112には、内周側にリング状のボス部114が形成されると共に、このボス部114から外周側へ延出する複数枚の羽根部116が一体的に形成されている。循環用インペラ112は、軸線方向に沿って円筒部110の内周側に配置されている。循環用インペラ112はメカニカルシール44及び駆動軸14と一体となって一方向へ回転する。これにより、第2冷却液室61内で下側液室部106から上側液室部104へ向かう冷却液Lの流れを発生させる。
As described above, the first coolant chamber 48 and the second coolant chamber 61 are filled with the coolant L, respectively. When the cooling liquid L is sealed in the first cooling liquid chamber 48 and the second cooling liquid chamber 61, for example, the submersible pump 10 is connected to the cooling liquid L so that air does not enter the cooling liquid chambers 48 and 61. The cooling liquid L is poured into the cooling liquid chambers 48 and 61 while being immersed in the cooling liquid chamber.
As shown in FIG. 1, the submersible pump 10 includes a circulation impeller 112 that is fitted and fixed to the outer peripheral side of the mechanical seal 44. The circulation impeller 112 is formed with a ring-shaped boss portion 114 on the inner peripheral side, and a plurality of blade portions 116 extending integrally from the boss portion 114 to the outer peripheral side. The circulation impeller 112 is disposed on the inner peripheral side of the cylindrical portion 110 along the axial direction. The circulation impeller 112 rotates in one direction integrally with the mechanical seal 44 and the drive shaft 14. As a result, a flow of the cooling liquid L from the lower liquid chamber portion 106 toward the upper liquid chamber portion 104 is generated in the second cooling liquid chamber 61.

第2冷却液室61内に上方へ向かう冷却液Lの流れが発生することにより、上側液室部104と下側液室部106との間に液差圧が発生し、正の液圧となった上側液室部104内の冷却液Lが給液口102を通して第1冷却液室48に流れ込み、第1冷却液室48内で軸心Cを中心として旋回しつつ、上方へ移動する略スパイラル状の冷却液Lの流れを発生させる。これにより、第1冷却液室48内における排液口100付近に存在する冷却液Lが排液口100を通して下側液室部106に還流する。なお、第1冷却液室48内でスパライル状の冷却液Lの流れを効率的に発生させるために、例えば、排液口100を、その中心軸が軸線方向に対して接線方向へ傾けて形成するようにしても良い。   Due to the upward flow of the cooling liquid L in the second cooling liquid chamber 61, a liquid pressure difference is generated between the upper liquid chamber section 104 and the lower liquid chamber section 106. The coolant L in the upper liquid chamber 104 thus formed flows into the first coolant chamber 48 through the liquid supply port 102, and moves upward while rotating around the axis C in the first coolant chamber 48. A flow of the spiral cooling liquid L is generated. As a result, the coolant L existing in the vicinity of the drainage port 100 in the first coolant chamber 48 flows back to the lower liquid chamber portion 106 through the drainage port 100. In order to efficiently generate the flow of the spoiled coolant L in the first coolant chamber 48, for example, the drain port 100 is formed with its central axis inclined tangential to the axial direction. You may make it do.

また水中ポンプ10では、モータケーシング16、外筒部材46及び中間フレーム52がそれぞれ熱伝導率が比較的高く、各種液体に対する耐腐食性も高い銅合金、ステンレス等の金属材料により好ましくは形成されている。   In the submersible pump 10, the motor casing 16, the outer cylinder member 46, and the intermediate frame 52 are preferably formed of a metal material such as a copper alloy or stainless steel having relatively high thermal conductivity and high corrosion resistance against various liquids. Yes.

次に、以上説明した本実施形態に係る水中ポンプ10の動作及び作用について説明する。
水中ポンプ10は、前述したように、基本的には下水が溜まった貯水箇所に設置されるが、水以外の各種液体を汲み上げるために用いることも可能である。また、下水ピット等の貯水施設に常時設置して使用することも可能であるし、また大雨、洪水等により浸水した地下室等の施設から下水を排水する場合に、臨時に設置して使用することも可能である。
Next, the operation and action of the submersible pump 10 according to the present embodiment described above will be described.
As described above, the submersible pump 10 is basically installed at a water storage location where sewage is accumulated, but can also be used to pump up various liquids other than water. In addition, it can be installed and used at all times in water storage facilities such as sewage pits, and should be installed and used temporarily when draining sewage from facilities such as basements that have been flooded due to heavy rain, flooding, etc. Is also possible.

水中ポンプ10では、貯水箇所の水位が所定の作動水位を超えると、ポンプモータ12が駆動軸14を所定の回転方向へ所定の速度で回転させ、この駆動軸14と一体となって揚水インペラ18がポンプ室65内で回転する。これにより、貯水箇所の下水が、吸水口77を通してポンプ室65内に揚水Wとして吸入される。ポンプ室65内の揚水Wは、一方向へ回転する羽根部80により加圧されつつ、大部分がポンプ室65に形成された吐出口から吐出される。この吐出口には、エルボ、ホース等からなる配管が接続されており、この配管を通して揚水Wは下水道等の排水設備へ排水される。   In the submersible pump 10, when the water level at the reservoir location exceeds a predetermined working water level, the pump motor 12 rotates the drive shaft 14 in a predetermined rotation direction at a predetermined speed, and the pumping impeller 18 is integrated with the drive shaft 14. Rotates in the pump chamber 65. As a result, the sewage at the reservoir is sucked into the pump chamber 65 through the water inlet 77 as the pumped water W. Most of the pumped water W in the pump chamber 65 is discharged from a discharge port formed in the pump chamber 65 while being pressurized by the blade portion 80 rotating in one direction. A pipe made of an elbow, a hose, etc. is connected to the discharge port, and the pumped water W is drained to a drainage facility such as a sewer through the pipe.

水中ポンプ10では、ポンプ室65内で揚水インペラ18が回転することにより、ポンプ室65内に吸入された揚水Wの一部が、揚水インペラ18の背面側に開口した連通開口70(隙間G)を通して熱交換室66内に流入する。このとき、隙間Gに面して配置された破砕リング90も駆動軸14と一体となって回転する。
これにより、破砕リング90は、熱交換室66内に流入する揚水Wに対して攪拌突起部92により攪拌力を与える。この攪拌力により揚水Wには、攪拌突起部92の外周付近で局部的な乱流が発生すると共に、破砕リング90の外周側を旋回するような旋回流FR(図2参照)が発生する。
In the submersible pump 10, when the pumped impeller 18 rotates in the pump chamber 65, a part of the pumped water W sucked into the pump chamber 65 is connected to the communication opening 70 (gap G) opened on the back side of the pumped impeller 18. Through the heat exchange chamber 66. At this time, the crushing ring 90 disposed facing the gap G also rotates integrally with the drive shaft 14.
Thereby, the crushing ring 90 gives a stirring force to the pumped water W flowing into the heat exchange chamber 66 by the stirring protrusion 92. Due to this stirring force, a local turbulent flow is generated in the pumped water W in the vicinity of the outer periphery of the stirring protrusion 92, and a swirling flow FR (see FIG. 2) that rotates around the outer peripheral side of the crushing ring 90 is generated.

熱交換室66内で旋回流FRが発生することにより、揚水Wの一部は冷却隔壁56に沿って流れる層流となり、冷却隔壁56を通して下側液室部106内を流れる冷却液Lとの間で効率的に熱交換(吸熱)を行う。水中ポンプ10では、隙間Gを通して流入した揚水Wと等しい量の揚水Wが、ドレイン口68を通して熱交換室66内から外部(貯水箇所)へ排出される。   By generating the swirl flow FR in the heat exchange chamber 66, a part of the pumped water W becomes a laminar flow that flows along the cooling partition wall 56, and the cooling liquid L that flows in the lower liquid chamber portion 106 through the cooling partition wall 56. Heat exchange (endothermic) efficiently. In the submersible pump 10, the same amount of pumped water W as the pumped water W that flows in through the gap G is discharged from the heat exchange chamber 66 to the outside (water storage location) through the drain port 68.

また水中ポンプ10では、第2冷却液室61内で循環用インペラ112が回転することにより、第1冷却液室48内の冷却液Lが排液口100を通して第2冷却液室61の下側液室部106内に流入する。ポンプモータ12を冷却した冷却液Lの熱が冷却隔壁56を通して、熱交換室66内を流れる揚水W側に移動するので、下側液室部106内で冷却液Lが効率的に冷却される。下側液室部106内で冷却された冷却液Lは、循環用インペラ112により上側液室部104へ送られ、給液口102を通して上側液室部104から第1冷却液室48内へ流入する。この冷却液Lは、前述したように、スパイラル状の流れとなって第1冷却液室48内を流通した後、排液口100を通して下側液室部106に還流する。   In the submersible pump 10, the circulating impeller 112 rotates in the second cooling liquid chamber 61, so that the cooling liquid L in the first cooling liquid chamber 48 passes through the drain port 100 and is below the second cooling liquid chamber 61. The liquid flows into the liquid chamber 106. Since the heat of the coolant L that has cooled the pump motor 12 moves to the pumped water W flowing through the heat exchange chamber 66 through the cooling partition wall 56, the coolant L is efficiently cooled in the lower liquid chamber portion 106. . The cooling liquid L cooled in the lower liquid chamber section 106 is sent to the upper liquid chamber section 104 by the circulation impeller 112 and flows into the first cooling liquid chamber 48 from the upper liquid chamber section 104 through the liquid supply port 102. To do. As described above, the coolant L flows in a spiral flow through the first coolant chamber 48 and then returns to the lower liquid chamber 106 through the drain port 100.

このとき、ポンプモータ12が発生した熱は、本体筒部24を通して第1冷却液室48内を流通する冷却液Lに移動する。この冷却液Lに移動した熱の一部は、第1冷却液室48の流通時に、外筒部材46を通して水中ポンプ10の外部へ放射される。また冷却液Lに移動した熱の残りの殆どは、第2冷却液室61の流通時に、冷却隔壁56を通して熱交換室66内を流通する揚水Wに移動し、この揚水Wと共に装置外部へ排出される。   At this time, the heat generated by the pump motor 12 moves to the coolant L flowing through the first coolant chamber 48 through the main body cylinder portion 24. Part of the heat transferred to the coolant L is radiated to the outside of the submersible pump 10 through the outer cylinder member 46 when the first coolant chamber 48 flows. Further, most of the remaining heat transferred to the cooling liquid L is transferred to the pumped water W flowing through the heat exchange chamber 66 through the cooling partition wall 56 during the circulation of the second cooling liquid chamber 61 and discharged together with the pumped water W to the outside of the apparatus. Is done.

従って、ポンプモータ12は、その回転時に冷却液Lにより効率的かつ確実に冷却されるので、発生熱の蓄熱により過度な温度上昇が発生することがない。この結果、水中ポンプ10では、ポンプモータ12に過度な温度上昇が生じることが防止されるので、ポンプモータ12に熱劣化や熱損傷が発生することが防止されている。
本実施形態に係る水中ポンプ10では、ポンプ室65内に吸入された揚水Wの一部が連通開口70(隙間G)を通して熱交換室66内に流入する際に、この揚水Wに対して破砕リング90攪拌突起部92が攪拌力を与える。この攪拌力により揚水Wには、攪拌突起部92付近で局部的な強い乱流が発生すると共に、破砕リング90の外周側を旋回するような旋回流FRが発生する。これにより、熱交換室66内を流通する揚水Wの一部が冷却隔壁56に沿って流れる層流となり、冷却隔壁56を通して下側液室部106内を流れる冷却液Lとの間で効率的に熱交換(吸熱)が行われる。
Therefore, the pump motor 12 is efficiently and reliably cooled by the coolant L during its rotation, so that an excessive temperature rise does not occur due to heat accumulation of generated heat. As a result, in the submersible pump 10, since an excessive temperature rise is prevented from occurring in the pump motor 12, it is possible to prevent the pump motor 12 from being thermally deteriorated or damaged.
In the submersible pump 10 according to the present embodiment, when a part of the pumped water W sucked into the pump chamber 65 flows into the heat exchange chamber 66 through the communication opening 70 (gap G), the pumped water W is crushed. The ring 90 stirring protrusion 92 provides stirring force. Due to this stirring force, a strong local turbulent flow is generated in the pumped water W in the vicinity of the stirring protrusion 92 and a swirl flow FR that swirls around the outer peripheral side of the crushing ring 90 is generated. As a result, a part of the pumped water W flowing in the heat exchange chamber 66 becomes a laminar flow that flows along the cooling partition 56, and is efficient between the cooling liquid L that flows in the lower liquid chamber 106 through the cooling partition 56. Heat exchange (endothermic) is performed.

また、水中ポンプ10では、揚水Wに微細な固体粒子やゲル状質からなるスラリー成分Sが含まれている場合、揚水Wが熱交換室66内に流入する際に、スラリー成分Sに対して攪拌突起部92により攪拌力及び、攪拌突起部92との衝突に伴う衝撃力がそれぞれ作用する。これにより、揚水Wにサイズが大きいスラリー成分Sが含まれるときには、このようなスラリー成分Sについては攪拌突起部92からの攪拌力及び衝撃力により破砕し、細分化できるのでので、スラリー成分Sが大サイズのまま熱交換室66内に流入し、これが沈殿することを効果的に防止できる。   In addition, in the submersible pump 10, when the pumped water W includes a slurry component S made of fine solid particles or gel, the pumped water W flows into the heat exchange chamber 66 with respect to the slurry component S. A stirring force and an impact force associated with a collision with the stirring protrusion 92 act by the stirring protrusion 92, respectively. Thereby, when the slurry component S with a large size is contained in the pumped water W, the slurry component S can be crushed and subdivided by the stirring force and the impact force from the stirring protrusion 92, so that the slurry component S is It can prevent effectively that it flows in into the heat exchange chamber 66 with a large size, and this precipitates.

また、水中ポンプ10では、攪拌突起部92により熱交換室66内に流入した揚水W及びスラリー成分Sに攪拌力が作用することにより、スラリー成分Sが熱交換室66内で凝集して成長することを効果的に防止できると共に、揚水W中に懸濁し、又は均一に拡散したスラリー成分Sが析出することも防止できるので、成長したスラリー成分Sが熱交換室66内に沈殿することや、揚水W中から析出したスラリー成分Sが熱交換室66の内壁部に固着することを効果的に防止できる。   Further, in the submersible pump 10, the agitation force acts on the pumped water W and the slurry component S that flow into the heat exchange chamber 66 by the agitation protrusion 92, so that the slurry component S aggregates and grows in the heat exchange chamber 66. This can be effectively prevented, and it is also possible to prevent the slurry component S suspended or uniformly diffused in the pumped water W from being deposited, so that the grown slurry component S is precipitated in the heat exchange chamber 66, The slurry component S deposited from the pumped water W can be effectively prevented from sticking to the inner wall portion of the heat exchange chamber 66.

この結果、本実施形態に係る水中ポンプ10によれば、熱交換室66の内壁の一部を形成する冷却隔壁56にスラリー成分Sが固着し、冷却隔壁56を通した揚水Wと冷却液Lとの間の熱移動が阻害されることや、熱交換室66内におけるスラリー成分Sの残留量が増加して、揚水Wの流通量が経時的に低下することを効果的に防止できる。
なお、本実施形態では、冷却液室48、61に封入される冷却液Lとしては、冷却性能(熱伝達率)及び、メカニカルシール44等に対する潤滑性を考慮して清水を用いているが、これ以外にも、不凍液を混ぜた清水、油等も冷却液Lとして用いることができる。
As a result, according to the submersible pump 10 according to the present embodiment, the slurry component S adheres to the cooling partition 56 that forms part of the inner wall of the heat exchange chamber 66, and the pumped water W and the coolant L that have passed through the cooling partition 56. It is possible to effectively prevent the heat transfer from being hindered, the residual amount of the slurry component S in the heat exchange chamber 66 from increasing, and the flow rate of the pumped water W from decreasing with time.
In the present embodiment, as the cooling liquid L sealed in the cooling liquid chambers 48 and 61, clean water is used in consideration of cooling performance (heat transfer coefficient) and lubricity with respect to the mechanical seal 44, etc. Besides this, fresh water, oil, etc. mixed with antifreeze can also be used as the cooling liquid L.

本発明の実施形態に係る水中ポンプの構成を示す軸線方向に沿った断面図である。It is sectional drawing along the axial direction which shows the structure of the submersible pump which concerns on embodiment of this invention. 図1に示された水中ポンプにおけるポンプモータ、ポンプモータに対する軸封機構及び冷却機構の構成を示す軸線方向に沿った断面図である。It is sectional drawing along the axial direction which shows the structure of the pump motor in the submersible pump shown by FIG. 1, the shaft sealing mechanism with respect to a pump motor, and a cooling mechanism.

符号の説明Explanation of symbols

10 水中ポンプ
12 ポンプモータ(電動機)
14 駆動軸
15 細径部
16 モータケーシング(電動機ケーシング)
18 揚水インペラ
20 ロータ
22 ステータ
24 本体筒部
26 頂板
27 凸部
28 底板
30 軸受箱
32 上側軸受
34 連結口
36 軸受箱
37 貫通穴
38 下側軸受
40 軸封機構
42 軸封リング
44 メカニカルシール
46 外筒部材
48 第1冷却液室
50 連結リング
52 中間フレーム
54 フランジ部
56 冷却隔壁
58 テーパ部
60 シールフレーム部
61 第2冷却液室
62 貫通穴
64 バックカバー
65 ポンプ室
66 熱交換室
68 ドレイン口
70 連通開口
72 ボス部
74 ポンプケーシング
76 フロントカバー
77 吸水口
78 整流部
80 羽根部
82 ポンプスタンド
84 開口部
86 シールハウジング
88 軸封リング
90 破砕リング(破砕部材)
91 シールリング
92 攪拌突起部
94 仕切部材
96 フランジ部
98 樋部
99 連通路
100 排液口
102 給液口
104 上側液室部
106 下側液室部
108 テーパ部
110 円筒部
112 循環用インペラ
114 ボス部
116 羽根部
G 隙間
L 冷却液
S スラリー成分
W 揚水
10 Submersible pump 12 Pump motor (electric motor)
14 Drive shaft 15 Small diameter portion 16 Motor casing (motor casing)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 18 Pumped impeller 20 Rotor 22 Stator 24 Main body cylinder part 26 Top plate 27 Convex part 28 Bottom plate 30 Bearing box 32 Upper side bearing 34 Connection port 36 Bearing box 37 Through-hole 38 Lower side bearing 40 Shaft sealing mechanism 42 Shaft sealing ring 44 Mechanical seal 46 Outside Cylindrical member 48 First coolant chamber 50 Connecting ring 52 Intermediate frame 54 Flange portion 56 Cooling partition wall 58 Tapered portion 60 Seal frame portion 61 Second coolant chamber 62 Through hole 64 Back cover 65 Pump chamber 66 Heat exchange chamber 68 Drain port 70 Communication opening 72 Boss part 74 Pump casing 76 Front cover 77 Water inlet 78 Rectification part 80 Blade part 82 Pump stand 84 Opening part 86 Seal housing 88 Shaft seal ring 90 Crushing ring (crushing member)
91 seal ring 92 stirring protrusion 94 partition member 96 flange portion 98 flange 99 communication path 100 drainage port 102 liquid supply port 104 upper liquid chamber portion 106 lower liquid chamber portion 108 taper portion 110 cylindrical portion 112 circulating impeller 114 boss Part 116 Blade part G Gap L Coolant S Slurry component W Pumped water

Claims (4)

電動機から伝達されるトルクによりポンプ室内に配置された揚水インペラを回転させ、該揚水インペラにより吸入口を通して揚水をポンプ室内に吸入すると共に、吐出口を通して前記ポンプ室内の揚水を加圧状態として排出する水中ポンプであって、
前記電動機を密封した電動機ケーシングの外周側に配置され、該電動機ケーシングとの間に冷却液が封入される第1の冷却液室を形成する外筒部材と、
冷却液が封入されると共に、前記第1の冷却液室内にそれぞれ開口する給液口及び排液口を通して該第1の冷却液室と連通した第2の冷却液室と、
前記第2の冷却液室内に配置され、前記電動機の回転時に、前記給液口を通して前記第2の冷却液室内の冷却液を前記第1の冷却液室内に供給すると共に、前記排液口を通して前記第1の冷却液室内の冷却液を前記第2の冷却液室内に吸入する循環用インペラと、
熱交換可能な冷却隔壁を介して前記第2の冷却液室に隣接するように配置され、前記揚水インペラにより前記ポンプ室内に吸入された揚水の一部が供給されると共に、該揚水が内部を流通する熱交換室と、
前記熱交換室内に配置され、前記電動機から伝達されるトルクにより回転しつつ、前記ポンプ室内から前記熱交換室内に供給された揚水を攪拌すると共に、該揚水中にスラリー成分が含まれる場合に、該スラリー成分を破砕する破砕部材と、
を有することを特徴とする水中ポンプ。
The pumped impeller disposed in the pump chamber is rotated by torque transmitted from the electric motor, and pumped water is sucked into the pump chamber through the suction port by the pumped impeller, and the pumped water in the pump chamber is discharged in a pressurized state through the discharge port. A submersible pump,
An outer cylinder member that is disposed on the outer peripheral side of an electric motor casing that seals the electric motor, and forms a first cooling liquid chamber in which the cooling liquid is sealed between the electric motor casing,
A second coolant chamber that is sealed with the coolant and communicates with the first coolant chamber through a liquid supply port and a drain port that respectively open into the first coolant chamber;
When the electric motor is rotated, the coolant in the second coolant chamber is supplied to the first coolant chamber through the liquid supply port, and is passed through the drain port. A circulating impeller for sucking the coolant in the first coolant chamber into the second coolant chamber;
A part of the pumped water sucked into the pump chamber is supplied by the pumping impeller, and the pumped water passes through the inside through a cooling partition wall that can exchange heat. A circulating heat exchange chamber;
When the pumping water supplied from the pump chamber to the heat exchange chamber is agitated while being rotated by the torque transmitted from the electric motor, and the slurry component is contained in the pumped water. A crushing member for crushing the slurry component;
Submersible pump characterized by having.
前記破砕部材は、前記ポンプ室を前記熱交換室に連通させ、かつ前記ポンプ室内の揚水の一部を前記熱交換室に供給する連通口に面する部位に配置されたことを特徴とする請求項1記載の水中ポンプ。 The crushing member is disposed at a portion facing a communication port for communicating the pump chamber with the heat exchange chamber and supplying a part of pumped water in the pump chamber to the heat exchange chamber. Item 1. A submersible pump according to item 1. 前記破砕部材は、その回転時に、前記熱交換室内を流通する揚水に前記電動機の駆動軸の外周側を旋回する旋回流を発生させることを特徴とする請求項1又は2記載の水中ポンプ。 3. The submersible pump according to claim 1, wherein the crushing member generates a swirling flow that swirls the outer peripheral side of the drive shaft of the electric motor in the pumped water flowing in the heat exchange chamber when rotating. 前記電動機の駆動軸の外周面における前記第2の冷却液室内に面した部位に、該駆動軸と一体となって回転すると共に、該駆動軸と前記電動機ケーシング及び前記冷却隔壁との間をそれぞれシールするメカニカルシールを嵌挿したことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の水中ポンプ。 A portion of the outer peripheral surface of the drive shaft of the electric motor that faces the second coolant chamber rotates together with the drive shaft, and between the drive shaft and the motor casing and the cooling partition wall, respectively. The submersible pump according to any one of claims 1 to 3, wherein a mechanical seal for sealing is inserted.
JP2008295698A 2008-11-19 2008-11-19 underwater pump Expired - Fee Related JP5155113B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008295698A JP5155113B2 (en) 2008-11-19 2008-11-19 underwater pump

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008295698A JP5155113B2 (en) 2008-11-19 2008-11-19 underwater pump

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010121519A JP2010121519A (en) 2010-06-03
JP5155113B2 true JP5155113B2 (en) 2013-02-27

Family

ID=42323066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008295698A Expired - Fee Related JP5155113B2 (en) 2008-11-19 2008-11-19 underwater pump

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5155113B2 (en)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5496700B2 (en) * 2010-02-12 2014-05-21 株式会社荏原製作所 Motor pump
JP5552402B2 (en) * 2010-09-09 2014-07-16 新明和工業株式会社 Pump coolant circulation structure
KR101243718B1 (en) 2011-03-18 2013-03-13 (주)엔탑스 drainage pumping apparatus
JP5924576B2 (en) * 2012-02-27 2016-05-25 株式会社栗本鐵工所 Unloading system
JP6001919B2 (en) * 2012-05-22 2016-10-05 株式会社久保田鉄工所 Electric water pump
CN104675712A (en) * 2015-02-10 2015-06-03 四川泰博流体科技有限公司 Low-temperature transfer injection pump
DE102015006893B3 (en) * 2015-06-03 2016-07-07 SHG Spechtenhauser Hochwasser-und Gewässerschutz GmbH special pump
KR101588171B1 (en) * 2015-12-07 2016-01-26 이윤철 Water pumps
JP6456812B2 (en) * 2015-12-21 2019-01-23 株式会社電業社機械製作所 Submersible motor driven pump
CN108457865B (en) * 2018-03-21 2024-03-08 南元泵业有限公司 High temperature resistant pump and cooling structure thereof
JP7067443B2 (en) * 2018-11-30 2022-05-16 株式会社鶴見製作所 underwater pump
CN109488606A (en) * 2018-12-28 2019-03-19 安徽银龙泵阀股份有限公司 A kind of sewage discharge pump
EP3938658A4 (en) * 2019-03-15 2022-05-04 Lavalley Industries, LLC Pit pump for use in a drilling fluid recycling system
KR102188200B1 (en) * 2020-05-14 2020-12-09 주식회사 한진펌프 Pump
KR102188203B1 (en) * 2020-05-14 2020-12-08 주식회사 한진펌프 Pump
CN113530845B (en) * 2021-08-18 2023-06-30 苏州伊美达泵业有限公司 Ultralow temperature pump

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3386254B2 (en) * 1994-09-30 2003-03-17 株式会社鶴見製作所 Submersible pump with cooling water self-circulation device
JP4655181B2 (en) * 2001-04-09 2011-03-23 アイム電機工業株式会社 Dry submersible motor pump with cooling water enclosed heat exchanger
JP2005282469A (en) * 2004-03-30 2005-10-13 Kubota Corp Cooling structure for pump motor
JP2007170324A (en) * 2005-12-26 2007-07-05 Kubota Corp Pump device
JP4663674B2 (en) * 2007-04-18 2011-04-06 株式会社酉島製作所 Pump equipment

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010121519A (en) 2010-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5155113B2 (en) underwater pump
US6379127B1 (en) Submersible motor with shaft seals
US3719436A (en) Axial flow pump
US7429809B2 (en) Driving motor, especially for a pump
US7371045B2 (en) Pump apparatus and method
KR100707487B1 (en) A low noise hydraulic power unit
KR101042028B1 (en) Motor pump
EP1222393B1 (en) Submersible motor with shaft seals
JP2000110768A (en) Closed loop compulsory cooling system for submarine pump motor
JP2008175095A (en) Suction nozzle and pump equipped with suction nozzle
CN201031800Y (en) Submerged pump
US5700138A (en) Centrifugal pump
KR101784909B1 (en) Apparatus for cooling submerged motor pump
US6079958A (en) Dry-pit submersible pump having a fan and a torque-relieving mechanism
KR100662049B1 (en) The pump which has a waste pulverization function
KR100968384B1 (en) Underwater motor pump
JP2015025429A (en) Submersible motor pump
JP6157302B2 (en) Motor cooling device for vertical electric pump
CN207830153U (en) Fluoroplastics lining chemical centrifugal pump
JP2001304197A (en) Submerged pump
JP6614484B2 (en) Electric submersible pump and electric submersible pump system including the same
CN218971449U (en) Submersible sand discharging pump integrated with pumping wheel type mechanical seal
CN214887763U (en) Mining water pump with water-cooling function
CN219262779U (en) High-temperature double-stage centrifugal pump
JP4998085B2 (en) underwater pump

Legal Events

Date Code Title Description
A625 Written request for application examination (by other person)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625

Effective date: 20110905

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20121119

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121127

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121206

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151214

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5155113

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees