JP6234257B2

JP6234257B2 - ポンプおよび耐水モータ

Info

Publication number: JP6234257B2
Application number: JP2014019589A
Authority: JP
Inventors: 和彦東; 楠生池田
Original assignee: Torishima Pump Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Torishima Pump Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2014-02-04
Filing date: 2014-02-04
Publication date: 2017-11-22
Anticipated expiration: 2034-02-04
Also published as: JP2015146716A

Description

本発明は、ポンプおよびポンプに用いる耐水モータに関する。

排水用のポンプは、一端側が吸込水槽内に配管され、他端側が下流側の吐出槽に連通する吐出管に接続されるポンプケーシングを備える。ポンプケーシング内には、吸込水槽内の液体を排水するための羽根車が配設され、この羽根車に主軸が連結されている。主軸には駆動用のモータが接続され、このモータによって回転駆動される。

津波の発生または局地的な降雨の集中により排水可能な水量を超え、排水できない水が建屋に流れ込むと、ポンプを駆動するためのモータが水没する可能性がある。この場合、水没したモータの分解整備を行う必要があるため、復旧に長い時間を要するという問題がある。

そこで、特許文献１の立軸ポンプは、水没しても運転を実行可能な耐水モータを用いている。耐水モータとしては、水冷式と自然空冷式の２つのタイプが記載されている。水冷式の耐水モータは、密閉したモータケーシングの外側にジャケットが配設され、モータケーシングとジャケットとの間に冷却水を用いる冷却機構が配設されている。自然空冷式の耐水ポンプは、ウォータジャケットの代わりに、複数のフィンを放射状に突出させたヒートシンクが配設されている。

特許文献１のポンプは、想定外の水によりポンプが水没しても、モータを分解整備することなく直ぐに運転できる。しかし、水冷式の耐水モータは、構造が複雑で部品点数も多いため高価であり、ポンプ自体の製造コストが高くなる。また、自然空冷式の耐水ポンプは、構造が簡素であるため製造コストの問題はないが、冷却効率が悪いため大容量のポンプには使用できない。

特開２０１３−８３２４２号公報

本発明は、コストの増加を抑えつつ、確実に水没対策できるポンプおよび耐水モータを提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明の耐水モータは、液密に閉塞されたモータケーシングと、前記モータケーシングから外方へ一端側が突出され、前記モータケーシング内に他端が配置され、前記一端側に駆動対象部材が連結される回転軸と、前記モータケーシングから外方へ一端側が突出され、前記モータケーシング内に他端が配置され、この他端が前記モータケーシング内で前記回転軸の他端に対向して配置された連動軸と、前記モータケーシング外に位置する前記連動軸の一端側に連結され、前記連動軸を軸として回転可能な外扇と、前記外扇の回転抵抗が設定値より小さいときに前記回転軸の回転に連動した前記連動軸の回転を可能とする一方、前記外扇の回転抵抗が設定値より大きいときに前記回転軸の回転に連動した前記連動軸の回転を不可能とする軸継手とを備え、前記軸継手は、前記モータケーシング内に位置する前記回転軸の他端と前記連動軸の他端に配置され、これらの連結媒体として流体を用いたもので、前記外扇が気中にある場合には前記外扇によって空冷可能で、前記外扇が水中にある場合には前記外扇を回転させることなく水冷可能である。

また、本発明のポンプは、ポンプケーシングと、前記ポンプケーシング内に配設された羽根車と、前記羽根車を回転駆動させるための耐水モータとを備える。そして、耐水モータの回転軸には、駆動対象部材である前記羽根車または前記羽根車に連結した主軸が連結される。

耐水モータは、外扇の送風によりモータケーシングを自己空冷できるため、大容量のポンプであっても使用できる。そして、外扇は、回転軸に連動して回転可能な連動軸を設け、この連動軸に配設した簡素な構成であるため、コストの増加を抑えることができる。一方、回転軸と連動軸とは、外扇の回転抵抗の大小により回転不可能または回転可能とする軸継手によって連結されている。そのため、建屋に水が流入して耐水モータが水没した時には、回転抵抗が大きくなった外扇は回転させることなく、回転軸によって羽根車だけを確実に回転させ、排水を実行できる。なお、この際には流入した水によって耐水モータが冷却されるため、外扇により自己空冷しなくても運転に影響を及ぼすような発熱は生じない。そして、建屋内の水が無くなると、軸継手を自動復帰または手動復帰させることで、再び過剰な発熱を抑えながら、通常運転を実行できる。よって、通常運転時の出力を十分確保しつつ、確実な水没対策を実現できる。

前記軸継手は、前記回転軸に連結された駆動側連結部と、前記連動軸に連結され、前記駆動側連結部に対向配置された連動側連結部と、前記駆動側連結部の回転を前記連動側連結部に伝達する液状の連結媒体とを有する。または、前記回転軸に連結され、前記回転軸の回転により軸方向外向きに送風可能な駆動側ファンと、前記連動軸に連結され、前記駆動側ファンに対向配置された連動側ファンとを有し、前記駆動側ファンが送風する空気を連結媒体として前記連動側ファンが回転するようにしている。このようにすれば、外扇の回転抵抗が小さいときに確実に連動軸を回転軸に連動させて外扇を回転させ、外扇の回転抵抗が大きいときに連動軸と回転軸との連動を遮断して外扇を停止させることができる。また、外扇の回転抵抗が大きい状態で外扇を無理に回転させないため、外扇、連動軸および軸継手等の冷却ユニットの破損を防止できる。よって、建屋の水が無くなった際には簡単かつ確実に復帰させることができる。

前記外扇を含む前記モータケーシングの外周部を覆う外装ケースを備えることが好ましい。また、前記モータケーシングは、外向きに突出するフィンを有することが好ましい。このようにすれば、耐水モータの冷却効率を向上できるため、確実に大容量のポンプに使用できる。

さらに、前記回転軸に配設され前記回転軸の回転により前記モータケーシング内の気体を循環させる内部循環ファンと、前記内部循環ファンによる内部冷却気体を前記外扇による外部冷却気体によって冷却する熱交換器とを備えることが好ましい。このようにすれば、耐水モータの冷却効率を更に向上できるため、更に大容量のポンプに使用できる。

本発明は、全閉外扇式の耐水モータを用いるため、構造は簡素であり、大容量のポンプであっても使用できる。また、外扇を連結した連動軸と回転軸とは軸継手によって連結され、軸継手は外扇の回転抵抗が大きい場合には連動軸を連動させないため、耐水モータが水没した時には、回転軸を介して羽根車だけを回転させて、排水を実行できる。よって、通常運転時の出力を十分確保しつつ、確実な水没対策を実現できる。

本発明の第１実施形態のポンプを示す断面図。本発明の第１実施形態のポンプを用いたポンプ設備を示す断面図。第１実施形態のポンプに用いる耐水モータを示す概略図。第２実施形態のポンプに用いる耐水モータを示す概略図。第３実施形態のポンプに用いる耐水モータを示す概略図。第４実施形態のポンプを示す断面図。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態のポンプである立軸渦巻ポンプ１０を示す。この立軸渦巻ポンプ１０は、ポンプケーシング１１と耐水モータ３０とを備えるモータ一体型のポンプであり、ポンプ設備の建屋１の地下に設置される。本発明のポンプは、通常運転時には、耐水モータ３０が外扇５５によって空冷される全閉外扇式として動作し、ポンプ設備の建屋１に浸水が生じた時には、耐水モータ３０が外扇５５を停止して全閉外被水冷式として動作する。

図２に示すように、ポンプ設備の建屋１は、汚水や下水である揚水を貯留する吸込水槽２と、この吸込水槽２と隔壁３を隔てて隣接するポンプ室４とを備える。吸込水槽２とポンプ室４とは地下に設けられ、ポンプ室４内に立軸渦巻ポンプ１０が設置されている。ポンプ室４には、一端側が吸込水槽２内で開口し、他端側がポンプ室４内に位置する吸入管５が配管されている。また、ポンプ室４には、一端側がポンプ室４内に位置し、他端側が下流側の吐出槽（図示せず）に接続された吐出管６が配管されている。

図１に示すように、立軸渦巻ポンプ１０のポンプケーシング１１は立軸渦巻型であり、吸込ベンド１２と、この吸込ベンド１２の上部に接続される渦巻ケーシング１４とを備える。吸込ベンド１２は、一端に吸入管５に接続される吸込口１３を備える。渦巻ケーシング１４は、渦巻き状のボリュート通路１５を備え、このボリュート通路１５の外側端に吐出管６に接続される吐出口１６を備える。

渦巻ケーシング１４には、ボリュート通路１５の内側端に、吸込ベンド１２の他端（下流側端部）に接続する接続口１７が形成されている。また、接続口１７の軸線に沿った上側にはモータ取付口１８が形成されている。これら接続口１７とモータ取付口１８との間に位置するように、渦巻ケーシング１４内にはインペラ（羽根車）１９が配設されている。このインペラ１９は、接続口１７に配設された下側プロテクタ２０と、モータ取付口１８に配設された上側プロテクタ２１との間に、回転可能に支持されている。

耐水モータ３０は、渦巻ケーシング１４のモータ取付口１８の上部に液密に固定されている。図３に示すように、耐水モータ３０は、駆動対象部材であるインペラ１９を回転させるためのモータ本体４５と、モータ本体４５を冷却するための冷却ユニット５１とを備える。これらは、冷却ユニット５１の外扇５５を除き、モータケーシング３１の内部に配設されている。

モータ本体４５は、インペラ１９を回転させるモータ軸（回転軸）４６と、モータ軸４６に固定された回転子４９と、回転子４９の外周部に配設された固定子５０とを備える。通電により固定子５０に対して回転子４９が回転駆動することにより、モータ軸４６を介してインペラ１９が回転される。

冷却ユニット５１は、回転自在な連動軸５２と、連動軸５２に連結された外扇５５と、連動軸５２をモータ軸４６に対して連動可能に連結する軸継手５６とを備える。何の異常もなく外扇５５の回転抵抗が小さい通常運転時には、軸継手５６を介して連動軸５２をモータ軸４６に連動して回転させ、外扇５５によってモータケーシング３１の外側からモータ本体４５を冷却する。また、建屋１が浸水することにより水によって外扇５５の回転抵抗が大きくなった時には、軸継手５６によって連動軸５２を連動させることなく、モータ軸４６だけを回転させる。

具体的には図１に示すように、モータケーシング３１は、軸方向の両端を開口した筒状のケーシング本体３２を備える。このケーシング本体３２は、ポンプケーシング１１に固定される図中下側の開口が第１閉塞部材３４によって液密に閉塞され、逆側に位置する図中上側の開口が第２閉塞部材３６によって液密に閉塞されている。これら閉塞部材３４，３６により密閉されたモータケーシング３１の内部には空気が充填されている（乾式）。また、ケーシング本体３２の外周部には、径方向外向きに突出するフィン３３が周方向に所定間隔をあけて一体的に設けられている。

第１閉塞部材３４には、渦巻ケーシング１４のモータ取付口１８へ液密に装着するための固定座３５が更に配設されている。第２閉塞部材３６は有底筒状をなし、上端開口を液密に閉塞する蓋部材３７を備える。第２閉塞部材３６の底壁３８には、ケーシング本体３２内に連通する貫通孔３９が設けられている。また、第２閉塞部材３６の外周部には、ケーシング本体３２のフィン３３と直線状に位置するように、径方向外向きに突出するフィン４０が周方向に所定間隔をあけて一体的に設けられている。

外扇５５を含むモータケーシング３１の外周部は外装ケース４１により覆われている。この外装ケース４１は筒状であり、下端が第１閉塞部材３４の外向きに突出したフランジ部３４ａに位置決めされている。このフランジ部３４ａには、モータ本体４５を冷却した外気を排出する連通部３４ｂが設けられている。外装ケース４１の上端は、第１閉塞部材３４から第２閉塞部材３６を越えて延び、カバー部材４２によって覆われている。カバー部材４２は、モータケーシング３１と外装ケース４１との間に外気を取り入れるための外気流入路４３を備える。この外気流入路４３には、外気に含まれる塵埃を取り除くフィルタ４４が配設されている。なお、フィルタ４４は、使用条件によっては配設する必要はない。

モータ本体４５は、ケーシング本体３２の内部に配設されている。モータ軸４６は、インペラ１９に連結する一端側が、第１閉塞部材３４および固定座３５を貫通して外方へ突出されている。また、モータ軸４６の他端側は、第２閉塞部材３６の底壁３８を貫通し、第２閉塞部材３６内に配置されている。このモータ軸４６は、第１閉塞部材３４および第２閉塞部材３６に配設した軸受け４７Ａ，４７Ｂによって回転自在に支持されている。第１閉塞部材３４と固定座３５との間には、渦巻ケーシング１４内の液体（揚水）がモータ軸４６との隙間から流入することを防止するメカニカルシール４８が配設されている。そして、ケーシング本体３２内に位置するように、モータ軸４６に回転子４９が配設され、ケーシング本体３２に固定子５０が配設されている。

冷却ユニット５１は、モータ本体４５の軸線に沿って外側に位置するように配設されている。連動軸５２は、モータ軸４６と同一軸線上に延びるように配設される。連動軸５２の一端側は、蓋部材３７を貫通して外方へ突出され、この突出端に外扇５５が連結される。また、連動軸５２の他端側は、第２閉塞部材３６内においてモータ軸４６の端部に対向配置されている。連動軸５２は、蓋部材３７に配設した軸受け５３によって回転自在に支持されている。また、蓋部材３７には、浸水時に液体が連動軸５２との隙間を通して流入することを防止するメカニカルシール５４が配設されている。

外扇５５は、連動軸５２を軸として、モータケーシング３１の外部にて回転自在である。この外扇５５は、ポンプ運転時のモータ軸４６の回転に連動して連動軸５２が同方向に回転すると、外気流入路４３から吸い込んだ空気を蓋部材３７側へ送風する。なお、この送風は、モータケーシング３１と外装ケース４１との間を通って第１閉塞部材３４側へ流動し、連通部３４ｂから外装ケース４１外へ排出される。

軸継手５６は、外扇５５の回転抵抗が設定値より小さい通常運転時に、モータ軸４６の回転に連動した連動軸５２の回転を可能とし、外扇５５の回転抵抗が設定値より大きい時にモータ軸４６の回転に連動した連動軸５２の回転を不可能とする。具体的には、軸継手５６は、外扇５５の回転抵抗によってモータ軸４６と連動軸５２の連結状態を切り換える流体クラッチ（トルクリミッタ）である。外扇５５の一部でも水が浸かると、外扇５５の回転抵抗が大きくなるため、モータ軸４６と連動軸５２の連結が解除される（滑って連動しない）ように設定している。

図３に示すように、軸継手５６は、モータ軸４６に連結される駆動側連結部５７と、連動軸５２に連結される連動側連結部５８とを備える。これら連結部５７，５８は対向配置され、その間には駆動側連結部５７の回転を連動側連結部５８に伝達する流体状の連結媒体（図示せず）が充填されている。駆動側連結部５７は、連結媒体に所定の流れを発生させるポンプインペラである。連動側連結部５８は、連結媒体の流れを受けるタービンランナである。流体状連結媒体は、気体および液体の両方を含むが、専用油等の所定の粘性を有する液体であることが好ましい。

本実施形態の耐水モータ３０は、モータケーシング３１内の昇温を抑制するための内部循環ファン５９を備える。この内部循環ファン５９は、ケーシング本体３２内の第２閉塞部材３６側に位置するように、モータ軸４６に連結されている。これにより、モータ軸４６の回転により内部循環ファン５９が連動して回転し、モータケーシング３１内の空気を循環させることで、モータ軸４６、回転子４９および固定子５０等の昇温を抑制する。なお、内部循環ファン５９は、モータ軸４６の代わりに回転子４９に配設してもよい。

この立軸渦巻ポンプ１０の運転時には、モータ本体４５のモータ軸４６が回転されることによりインペラ１９が回転される。これにより、吸入管５を介して吸込水槽２内の揚水が吸い込まれ、ポンプケーシング１１内および吐出管６を介して下流側の吐出槽へ排水される。

建屋１に何の異常も発生していない通常運転時には、冷却ユニット５１の周囲は空気であり、外扇５５の回転抵抗は殆どない。そのため、軸継手５６を介して連動軸５２がモータ軸４６に連動して回転し、外扇５５が外装ケース４１外の空気を吸い込んでモータケーシング３１側へ送風する。この送風は、モータケーシング３１のフィン３３，４０と外装ケース４１との間を通り、モータケーシング３１の熱を吸着して外装ケース４１外へ排出される。よって、耐水モータ３０は、外扇５５の送風によりモータケーシング３１（モータ本体４５）が自己空冷される。

津波や集中豪雨等によって建屋１内に水が流入し、耐水モータ３０が水没した時には、冷却ユニット５１の周囲は水が充満しているため、外扇５５の回転抵抗は設定値より大きくなる。そのため、軸継手５６によって連動軸５２は連動されることなく、モータ本体４５のモータ軸４６によってインペラ１９だけが回転し、排水が実行される。この状態でモータ本体４５は、外扇５５による送風ではなく、周囲の水によって冷却される。

このように、本発明のポンプ１０は、通常運転時には、耐水モータ３０が外扇５５によりモータ本体４５を自己空冷し、モータ本体４５の昇温を防止する。また、外扇５５が動作できない時には、モータ本体４５が周囲の水によって冷却され、モータ本体４５の昇温を防止する。即ち、いずれの状態でも運転に影響を及ぼすような発熱を抑えることが簡単な構造でできるため、使用可能なポンプ容量の範囲を広げることができる。

また、冷却ユニット５１は、モータ軸４６に連動して回転可能な連動軸５２を設け、この連動軸５２に外扇５５を配設した簡素な構成であるため、コストの増加を抑えることができる。また、回転抵抗が大きい状態で外扇５５を無理に回転させないため、インペラ１９を回転させるための動力が過大になり、無駄に電力を消費することを防止できる。しかも、外扇５５、連動軸５２および軸継手５６等の冷却ユニット５１の破損を防止できる。そして、建屋１内の水が無くなると、流体クラッチからなる軸継手５６を自動復帰または手動復帰させることで、再びモータ本体４５の発熱を抑えながら、通常運転を実行できる。よって、通常運転時の出力を十分確保しつつ、確実な水没対策を実現できる。

（第２実施形態）
図４は第２実施形態の立軸渦巻ポンプ１０に用いる耐水モータ３０を示す。この第２実施形態では、モータ軸４６に連動軸５２を連動可能に連結するための軸継手５６として、一対のファン６０，６１を有する流体クラッチ（ファンカップリング）を用いた点で、第１実施形態と相違する。

具体的には、モータ本体４５のモータ軸４６には、回転により連動軸５２側である軸方向外向きに送風可能な駆動側ファン６０が配設されている。冷却ユニット５１の連動軸５２は、第１実施形態と同様にモータ軸４６と同一軸線上に延びるように配設され、駆動側ファン６０と対向する端部に連動側ファン６１が配設されている。連動側ファン６１は、駆動側ファン６０に対して所定間隔をあけて位置し、駆動側ファン６０の送風を受けて回転する。連動側ファン６１の回転方向は、連動軸５２の外側端部に連結した外扇５５が、外装ケース４１外の空気を吸い込んでモータケーシング３１側へ送風できる方向であれば、駆動側ファン６０と同一方向であってもよいし逆方向であってもよい。なお、駆動側ファン６０の風を受けて回転する連動側ファン６１の回転速度が低い場合には、変速機を配設して外扇５５の回転速度を高くできるようにしてもよい。

このようにした第２実施形態は、第１実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。また、軸継手５６が空気を連結媒体とする一対のファン６０，６１からなり、水没時の運転には余計な負荷は加わらないため、排水に必要な動力の損失を確実に防止できる。

（第３実施形態）
図５は第３実施形態の立軸渦巻ポンプ１０に用いる耐水モータ３０を示す。この第３実施形態では、内部循環ファン５９によって循環させるモータケーシング３１内の内部冷却気体（以下「内気」という。）を、外扇５５によって送風する外部冷却気体（以下「外気」という。）によって冷却し、使用可能なポンプ容量の範囲を更に広げるようにした点で、第１実施形態と相違する。

具体的には、モータケーシング３１の径方向外側には熱交換器６２が配設され、この熱交換器６２を含めた外周部を覆うように外装ケース４１が設けられている。熱交換器６２は、モータケーシング３１の内気を通す内気通路６３と、外扇５５による外気を通す外気通路６４とを備え、これらが区画して設けられている。これら通路６３，６４は、例えば熱伝導度が高い金属材料からなるフィンによって連結される。これにより、各通路６３，６４内を通過する気体が互いに熱交換される。また、モータケーシング３１と熱交換器６２との間には、一対の連通路６５ａ，６５ｂが設けられている。

ポンプ１０が運転されると、モータ軸４６の回転に連動して内部循環ファン５９が回転する。これによりモータケーシング３１の内気は、上側の連通路６５ａから流出され、熱交換器６２の内気通路６３を通過する際に、外気通路６４を通過する外気によって冷却される。その後、下側の連通路６５ｂからモータケーシング３１内に流入され、モータ軸４６、回転子４９および固定子５０を冷却する。なお、モータケーシング３１の内気は、下側の連通路６５ｂから熱交換器６２へ流出させ、上側の連通路６５ａから流入させてもよい。

このようにした第３実施形態では、第１実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。また、熱交換器６２によってモータケーシング３１内の内気を冷却できるため、通常運転時の耐水モータ３０の冷却効率を更に向上できる。よって、更に大容量のポンプ１０に使用できる。

（第４実施形態）
図６は第４実施形態のポンプである立軸ポンプ７０を示す。この第４実施形態では、インペラ１９を主軸７７に連結し、この主軸７７にモータ軸４６を連結するようにした点で、第１実施形態と大きく相違する。具体的には、立軸ポンプ７０を設置する建屋１は、吸込水槽２の上部にポンプ室４と区画する隔壁（ポンプ床）３が設けられ、この隔壁３にポンプ挿通孔７が設けられている。

立軸ポンプ７０のポンプケーシング７１は、ポンプ挿通孔７に上側から差し込まれた状態で隔壁３に固定されている。このポンプケーシング７１は、ポンプ挿通孔７から鉛直下向きに延びる揚水管７２と、この揚水管７２上に配置される吐出エルボ７５とを備える。

揚水管７２の下端にはベーンケーシング７３が連結され、このベーンケーシング７３内にインペラ１９が回転自在に配設されている。ベーンケーシング７３の下端には、下向きに漸次拡径した略円錐筒状の吸込ベルマウス７４が連結されている。この吸込ベルマウス７４は、下端開口からなる吸込口７４ａが吸込水槽２の底に所定の距離を隔てて対向配置される。

吐出エルボ７５は、揚水管７２を通した垂直方向の水流を水平方向に変えるように９０度湾曲した曲がり管である。この吐出エルボ７５の上端である下流側フランジ部に、吐出槽に連通する吐出管６が接続されている。吐出エルボ７５には、揚水管７２の軸線に沿って上向きに突出するモータ台７６が設けられている。

ポンプケーシング７１には、揚水管７２の軸線に沿って駆動対象部材である主軸７７が配設されている。この主軸７７は、吐出エルボ７５内からベーンケーシング７３内にかけて延び、その下端側にインペラ１９が連結されている。なお、主軸７７は軸受け７８によってポンプケーシング７１内に回転自在に支持されている。

ポンプケーシング７１のモータ台７６には、第１実施形態と同様の耐水モータ３０が配設されている。モータケーシング３１から突出したモータ軸４６の端部は、吐出エルボ７５を貫通して主軸７７の上端に対向配置されている。そして、モータ軸４６と主軸７７とがカップリング７９によって一体的に回転可能に連結されている。

このようにした第４実施形態においても、第１実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。また、立軸ポンプ７０は、吐出エルボ７５上に耐水モータ３０を一体的に配設した１床式に限らず、隔壁（ポンプ床）３上に更にモータ床を設けて、このモータ床に耐水モータ３０を配設するとともに、モータ軸４６と主軸７７とを中間軸を介して連結する２床式としても、同様の作用および効果を得ることができる。

なお、本発明のポンプ１０，７０および耐水モータ３０は、前記実施形態の構成に限定されず、種々の変更が可能である。

例えば、第４実施形態では、第１実施形態と同様の耐水モータ３０を用いたが、第２および第３実施形態の耐水モータ３０を用いてもよい。また、第１から第３実施形態の耐水モータ３０は、連動軸５２の軸線をモータ軸４６の軸線と同一軸線上に位置するように配設したが、平行または所定角度で交差するように配設してもよい。即ち、連動軸５２とモータ軸４６とは、軸継手５６で連結できる範囲で配設すればよい。また、熱交換器６２を設けた第３実施形態は、一対の連結部５７，５８を有する第１実施形態と同様の軸継手５６を用いたが、一対のファン６０，６１を有する第２実施形態と同様の軸継手５６を用いてもよい。

本発明は、コストの増加を抑えつつ、駆動手段であるモータ３０が水没してもポンプの運転を実行可能とすることに特徴を有する。そのため、ポンプは、各実施形態に示す立軸のポンプ１０，７０に限らず、インペラ１９または主軸７７の軸線を横向きに延びるように配置した横軸ポンプにも適用できる。また、本発明は、外扇５５の回転抵抗に応じてモータ軸４６と連動軸５２との連結状態を切換可能とした軸継手５６を用いた耐水モータ３０に特徴を有する。そして、この耐水モータ３０は、ポンプ設備に限らず、駆動手段が必要な設備であればいずれでも使用可能である。

１０…立軸渦巻ポンプ（ポンプ）
１１…ポンプケーシング
１９…インペラ（羽根車）
３０…耐水モータ
３１…モータケーシング
３３，４０…フィン
４１…外装ケース
４６…モータ軸（回転軸）
４９…回転子
５０…固定子
５１…冷却ユニット
５２…連動軸
５５…外扇
５６…軸継手
５７…駆動側連結部
５８…連動側連結部
５９…内部循環ファン
６０…駆動側ファン
６１…連動側ファン
６２…熱交換器
７０…立軸ポンプ（ポンプ）
７１…ポンプケーシング
７７…主軸
７９…カップリング

Claims

ポンプケーシングと、前記ポンプケーシング内に配設された羽根車と、前記羽根車を回転駆動させるための耐水モータとを備えたポンプであって、
前記耐水モータは、
液密に閉塞されたモータケーシングと、
前記モータケーシングから外方へ一端側が突出され、前記モータケーシング内に他端が配置され、前記一端側に前記羽根車または前記羽根車に連結した主軸が連結された回転軸と、
前記モータケーシングから外方へ一端側が突出され、前記モータケーシング内に他端が配置され、この他端が前記モータケーシング内で前記回転軸の他端に対向して配置された連動軸と、
前記モータケーシング外に位置する前記連動軸の一端側に連結され、前記連動軸を軸として回転可能な外扇と、
前記外扇の回転抵抗が設定値より小さいときに前記回転軸の回転に連動した前記連動軸の回転を可能とする一方、前記外扇の回転抵抗が設定値より大きいときに前記回転軸の回転に連動した前記連動軸の回転を不可能とする軸継手と
を備え、
前記軸継手は、前記モータケーシング内に位置する前記回転軸の他端と前記連動軸の他端に配置され、これらの連結媒体として流体を用いたもので、
前記外扇が気中にある場合には前記外扇によって前記耐水モータを空冷可能で、前記外扇が水中にある場合には前記外扇を回転させることなく前記耐水モータを水冷可能であることを特徴とするポンプ。
前記軸継手は、
前記回転軸に連結された駆動側連結部と、
前記連動軸に連結され、前記駆動側連結部に対向配置された連動側連結部と、
前記駆動側連結部の回転を前記連動側連結部に伝達する液状の連結媒体と
を有することを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
前記軸継手は、
前記回転軸に連結され、前記回転軸の回転により軸方向外向きに送風可能な駆動側ファンと、
前記連動軸に連結され、前記駆動側ファンに対向配置された連動側ファンと
を有し、
前記駆動側ファンが送風する空気を連結媒体として前記連動側ファンが回転することを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
前記外扇を含む前記モータケーシングの外周部を覆う外装ケースを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のポンプ。
前記モータケーシングは、外向きに突出するフィンを有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のポンプ。
前記回転軸に配設され、前記回転軸の回転により前記モータケーシング内の気体を循環させる内部循環ファンと、
前記内部循環ファンによる内部冷却気体を前記外扇による外部冷却気体によって冷却する熱交換器と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のポンプ。
液密に閉塞されたモータケーシングと、
前記モータケーシングから外方へ一端側が突出され、前記モータケーシング内に他端が配置され、前記一端側に駆動対象部材が連結される回転軸と、
前記モータケーシングから外方へ一端側が突出され、前記モータケーシング内に他端が配置され、この他端が前記モータケーシング内で前記回転軸の他端に対向して配置された連動軸と、
前記モータケーシング外に位置する前記連動軸の一端側に連結され、前記連動軸を軸として回転可能な外扇と、
前記外扇の回転抵抗が設定値より小さいときに前記回転軸の回転に連動した前記連動軸の回転を可能とする一方、前記外扇の回転抵抗が設定値より大きいときに前記回転軸の回転に連動した前記連動軸の回転を不可能とする軸継手と
を備え、
前記軸継手は、前記モータケーシング内に位置する前記回転軸の他端と前記連動軸の他端に配置され、これらの連結媒体として流体を用いたもので、
前記外扇が気中にある場合には前記外扇によって空冷可能で、前記外扇が水中にある場合には前記外扇を回転させることなく水冷可能であることを特徴とする耐水モータ。