JP6474333B2 - 水中電動ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、水中電動ポンプに関するものである。

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。

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）。

特開２００２−３１００９１号公報 特開２００７−３３２８２５号公報

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。

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。

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。

この発明の第１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、回転部材と固定部材とを含む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、メカニカルシールの摺動部と連通し、モータとオイル室との間に配置されたオイル貯留部とを備え、メカニカルシールの回転部材は、永久磁石を有し、永久磁石と対向する位置には、電磁石が固定的に設けられ、モータの停止時に、摺動部の回転部材と固定部材との間隔が広がるように、電磁石が通電された作動されるように構成されている。

この発明の第１の局面による水中電動ポンプでは、上記のように、モータの停止時に、摺動部の回転部材と固定部材との間隔が広がるように、電磁石が作動されるように構成する。これにより、モータの停止時に電磁石により、メカニカルシールの封止方向とは逆方向へ力が加えられてメカニカルシールの回転部材と固定部材との当接が解除されるので、オイル貯留部へ流入したオイルを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。

上記第１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、回転部材を固定部材側に付勢する付勢部材をさらに含み、モータの停止時に、付勢部材の付勢力に抗して電磁石と永久磁石との間の磁力により摺動部の回転部材と固定部材との間隔が広げられるように構成されている。このように構成すれば、モータの運転時に、回転部材と固定部材との間隔を小さくすることができるので、オイル室からオイル貯留部にオイルが流れ込むのを効果的に抑制することができる。また、モータの停止時に、回転部材と固定部材との間隔を大きくすることができるので、回転部材と固定部材との広げられた隙間を介してオイル貯留部に溜まったオイルを容易にオイル室に戻すことができる。

この発明の第２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、回転部材と固定部材とを含む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、メカニカルシールの摺動部と連通し、モータとオイル室との間に配置されたオイル貯留部とを備え、メカニカルシールの回転部材は、永久磁石を有し、永久磁石と対向する位置には、電磁石が固定的に設けられ、モータの停止時に、摺動部の回転部材と固定部材との間隔が広がるように、電磁石が作動されるように構成されており、メカニカルシールは、回転部材を固定部材側に付勢する付勢部材を含み、モータの停止時に、付勢部材の付勢力に抗して電磁石と永久磁石との間の磁力により摺動部の回転部材と固定部材との間隔が広げられるように構成されており、メカニカルシールは、付勢部材の中間位置において、付勢部材を支持する中間支持部材をさらに含む。これにより、モータの停止時に、電磁石により回転部材と固定部材との間隔が広げられた場合に、付勢部材を中間支持部材により支持することができるので、付勢部材に対して電磁石と反対側に配置されたメカニカルシールの部分に付勢部材を介して電磁石の力が作用するのを防止することができる。
上記第１または第２の局面による水中電動ポンプにおいて、好ましくは、モータの停止後に所定の時間、摺動部の回転部材と固定部材との間隔が広がるように、電磁石が作動されるように構成されている。

上記第１または第２の局面による水中電動ポンプにおいて、好ましくは、モータの運転時に、摺動部の回転部材と固定部材との間隔が狭まるように、電磁石が作動されるように構成されている。このように構成すれば、モータの運転時に、回転部材と固定部材との間隔を確実に小さくすることができるので、オイル室からオイル貯留部にオイルが流れ込むのをより効果的に抑制することができる。

上記第１または第２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側に流入するのを抑制することができるので、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効果的に抑制することができる。

上記第１または第２の局面による水中電動ポンプにおいて、好ましくは、モータの駆動を羽根車に伝達する回転軸のメカニカルシール近傍には溝部が設けられている。このように構成すれば、溝部が設けられた回転軸の回転により、オイル貯留部からオイル室に向けてオイルを押し戻す力を生じさせることができるので、オイル室からオイル貯留部にオイルが流れ込むのをより効果的に抑制することができる。

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。

本発明の第１実施形態による水中電動ポンプを示した概略図である。 本発明の第１実施形態による水中電動ポンプの運転時のメカニカルシール周辺を示した拡大図である。 本発明の第１実施形態による水中電動ポンプの停止時のメカニカルシール周辺を示した拡大図である。 本発明の第１実施形態による水中電動ポンプのオイルリタン制御処理を示したフローチャートである。 本発明の第３実施形態による水中電動ポンプのメカニカルシール周辺を示した拡大図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［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とを備えている。また、水中電動ポンプ１００には、制御部９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。

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。

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。

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。

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。

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。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６ｂ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６ｂ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。そして、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６ａ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６ａ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。

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６ａにオイルを供給するように構成されている。図２に示すように、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。

メカニカルシール６は、図２および図３に示すように、固定部材６１と、回転部材６２と、バネ６３と、中間支持部材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。また、回転部材６２は、カシメ部材６２２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。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および６ｂ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および６ｂ（オイル室５）がシールされるように構成されている。なお、バネ６３は、特許請求の範囲の「付勢部材」の一例である。

ここで、第１実施形態では、メカニカルシール６の摺動部６ａの回転部材６２は、永久磁石６２２ａを有している。具体的には、回転部材６２を回転軸２に取り付けるためのカシメ部材６２２に永久磁石６２２ａが設けられている。永久磁石６２２ａは、回転軸２を囲むように円環状に形成されている。また、永久磁石６２２ａと対向する位置には、電磁石６１ａが固定的に設けられている。電磁石６１ａは、回転軸２を囲むように円環状に配置されている。電磁石６１ａは、通電することにより、磁界を発生させるように構成されている。永久磁石６２２ａは、通電された際に、電磁石６１ａと対向する面に磁極（Ｓ極またはＮ極）を有するように配置されている。つまり、電磁石６１ａに通電することにより、磁界が発生して、電磁石６１ａと永久磁石６２２ａとの間に斥力または引力が作用するように構成されている。

また、第１実施形態では、図３に示すように、モータ１の停止時に、摺動部６ａの回転部材６２と固定部材６１との間隔が広がるように、電磁石６１ａが作動されるように構成されている。具体的には、モータ１の停止時に、バネ６３の付勢力に抗して電磁石６１ａと永久磁石６２２ａとの間の磁力（斥力）により摺動部６ａの回転部材６２と固定部材６１との間隔が広げられるように構成されている。つまり、モータ１の停止時に、電磁石６１ａと永久磁石６２２ａとの対向する磁極が、互いに同じになるように、電磁石６１ａが作動される。たとえば、永久磁石６２２ａの電磁石６１ａに対向する面の磁極がＳ極（Ｎ極）である場合、電磁石６１ａの永久磁石６２２ａに対向する側がＳ極（Ｎ極）となるように電磁石６１ａに通電される。また、摺動部６ａの回転部材６２および固定部材６１は、間隔Ｄ（たとえば、数ミリメートル）だけ離間される。

図２に示すように、モータ１の運転時、あるいは運転状態から停止状態に移行してから所定の時間（たとえば、３０秒）経過後は、電磁石の作動がなされず、バネ６３が付勢する力により摺動部６ａの回転部材６２と固定部材６１との間隔が狭まるように構成されている。つまり、モータ１の運転時、あるいは運転状態から停止状態に移行してから所定の時間（たとえば、３０秒）経過後に、オイル室５からオイル貯留部８へオイルが流れ込むのをより効果的に抑制することができる。

中間支持部材６４は、バネ６３の中間位置において、バネ６３を支持するように構成されている。つまり、中間支持部材６４は、バネ６３の付勢力に抗して摺動部６ａの回転部材６２と固定部材６１との間隔が広げられた場合に、バネ６３を下側から支持するように構成されている。また、中間支持部材６４は、回転軸２に取り付けられている。また、中間支持部材６４は、円環状に形成されている。

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のモータ１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。

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、メカニカルシール６の摺動部６ａ（摺動面６１１および６２１）と連通している。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、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６ａ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のモータ１側端は、シール７１により封止されている。つまり、オイル貯留部８は、密閉空間であり、オイルの流入や、モータ１の駆動に起因する温度上昇により内部の気体の圧力が上昇するように構成されている。

制御部９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９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９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９は、電磁石６１ａの作動を制御するように構成されている。

（オイルリタン制御処理の説明）
次に、図４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９により行われる。

水中電動ポンプ１００の駆動中に、ステップＳ１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Ｓ１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Ｓ２において、電磁石６１ａが作動されて摺動部６ａ（回転部材６２および固定部材６１）の間隔が広げられる。

ステップＳ３において、電磁石６１ａが作動さ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、摺動部６ａ（回転部材６２および固定部材６１）の間隔が広げられてオイル貯留部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Ｓ３の判断が繰り返される。

所定の時間が経過すると、ステップＳ４において、電磁石６１ａの作動が停止される。これにより、摺動部６ａ（回転部材６２および固定部材６１）の間隔が狭められて元に戻る。その後、オイルリタン制御処理が終了される。

（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。

第１実施形態では、上記のように、モータ１の停止時に、摺動部６ａの回転部材６２と固定部材６１との間隔が広がるように、電磁石６１ａが作動されるように構成する。これにより、モータ１の停止時に電磁石６１ａにより、メカニカルシール６の封止方向とは逆方向へ力が加えられてメカニカルシール６の回転部材６２と固定部材６１との当接が解除されるので、オイル貯留部８へ流入したオイルをオイル室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。

また、第１実施形態では、上記のように、モータ１の停止時に、バネ６３の付勢力に抗して電磁石６１ａと永久磁石６２２ａとの間の磁力により摺動部６ａの回転部材６２と固定部材６１との間隔が広げられるように構成する。これにより、モータ１の運転時に、回転部材６２と固定部材６１との間隔を小さくすることができるので、オイル室５からオイル貯留部８にオイルが流れ込むのを効果的に抑制することができる。また、モータ１の停止時に、回転部材６２と固定部材６１との間隔を大きくすることができるので、回転部材６２と固定部材６１との広げられた隙間を介してオイル貯留部８に溜まったオイルを容易にオイル室５に戻すことができる。

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は、バネ６３の中間位置において、バネ６３を支持する中間支持部材６４を備える。これにより、モータ１の停止時に、電磁石６１ａにより回転部材６２と固定部材６１との間隔が広げられた場合に、バネ６３を中間支持部材６４により支持することができるので、バネ６３に対して電磁石６１ａと反対側に配置された摺動部６ｂにバネ６３を介して電磁石６１ａの力が作用するのを防止することができる。

また、第１実施形態では、モータ１の運転状態から停止状態に移行してから所定の時間（たとえば、３０秒）経過するまでの間に、摺動部６ａの回転部材６２と固定部材６１との間隔が広がるように、電磁石６１ａが作動されるように構成する。これにより、モータ１の運転状態から停止状態に移行してから所定の時間（たとえば、３０秒）が経過するまでの間に、オイル貯留部８へ流入したオイルの返送を行わせることができるとともに、モータ１の運転状態から停止状態に移行してから所定の時間（たとえば、３０秒）経過後は、バネ６３の付勢力によって回転部材６２と固定部材６１との間隔を確実に小さくすることができるので、停止状態の水中電動ポンプ１００を移動させたり設置向きを変えたとしてもオイル室５からオイル貯留部８にオイルが流れ込むのをより効果的に抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、オイル貯留部８のモータ１側端に設けられ、オイル貯留部８を封止するシール７１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側に流入するのを抑制することができるので、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効果的に抑制することができる。

［第２実施形態］
次に、図２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、上記第１実施形態の構成に加えてモータ１の運転時に、摺動部６ａの回転部材６２と固定部材６１との間隔が狭まるように電磁石６１ａが作動する構成の例について説明する。

ここで、第２実施形態では、図２に示すように、モータ１の運転時は、摺動部６ａの回転部材６２と固定部材６１との間隔が狭まるように、電磁石６１ａが作動されるように構成されている。つまり、モータ１の運転時に、電磁石６１ａと永久磁石６２２ａとの対向する磁極が、互いに異なるように、電磁石６１ａが作動される。たとえば、永久磁石６２２ａの電磁石６１ａに対向する面の磁極がＳ極（Ｎ極）である場合、電磁石６１ａの永久磁石６２２ａに対向する側がＮ極（Ｓ極）となるように電磁石６１ａに通電される。これにより、摺動部６ａの回転部材６２と固定部材６１との間隔が狭められるので、オイル室５からオイル貯留部８へオイルが昇ることが抑制されるように構成されている。

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。

（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。

第２実施形態では、図２に示すように、モータ１の運転時は、摺動部６ａの回転部材６２と固定部材６１との間隔が狭まるように、電磁石６１ａと永久磁石６２２ａとの対向する磁極が、互いに異なるように、電磁石６１ａが作動されるように構成する。これにより、モータ１の運転時は、バネ６３が付勢する力に加えて電磁石６１ａと永久磁石６２２ａとに生じる磁力により、摺動部６ａの回転部材６２と固定部材６１との間隔が狭まるので、特にモータ１の運転時におけるオイル室５からオイル貯留部８へオイルが流れ込むのをより効果的に抑制することができる。

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。

［第３実施形態］
次に、図５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、上記第１実施形態の構成に対して回転軸２に溝部２ａをさらに設けた構成の例について説明する。

ここで、第３実施形態では、図５に示すように、モータ１の駆動を羽根車３（図１参照）に伝達する回転軸２のメカニカルシール６近傍に、溝部２ａが設けられている。具体的には、溝部２ａは、回転軸２の軸方向に対して斜めに延びるように形成されている。また、溝部２ａは、複数設けられている。また、溝部２ａは、回転軸２がＡ方向に回転することにより、下方向（オイル貯留部８からオイル室５に向かう方向）に流れを生じさせるように構成されている。つまり、モータ１（水中電動ポンプ２００）の駆動時に、オイル室５からオイル貯留部８にオイルが流入することが抑制される。

また、第３実施形態では、上記第１実施形態、第２実施形態と同様にモータ１の停止時に、摺動部６ａの回転部材６２と固定部材６１との間隔が広がるように、電磁石６１ａが作動されるように構成されている。

なお、第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態、あるいは第２実施形態と同様である。

（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。

第３実施形態では、上記第１実施形態、第２実施形態と同様に、モータ１の停止時に、摺動部６ａの回転部材６２と固定部材６１との間隔が広がるように、電磁石６１ａが作動さ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。

また、第３実施形態では、上記のように、モータ１の駆動を羽根車３に伝達する回転軸２のメカニカルシール６近傍に、溝部２ａを設けている。これにより、溝部２ａの回転により、オイル貯留部８からオイル室５に向けてオイルを押し戻す力を生じさせることができるので、オイル室５からオイル貯留部８にオイルが流れ込むのをより効果的に抑制することができる。

なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態、あるいは第２実施形態と同様である。

（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。

たとえば、上記第１〜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。

また、上記第１〜第３実施形態では、モータの停止時に、電磁石と永久磁石との斥力により、摺動部の回転部材と固定部材との間隔が広が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、モータの停止時に、電磁石と永久磁石との引力により、摺動部の回転部材と固定部材との間隔が広がる構成でもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、オイル室に２つの摺動部を有するメカニカルシール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、オイル室に１つの摺動部のメカニカルシールが設けられていてもよいし、摺動部が３つ以上のメカニカルシールが設けられていてもよい。

また、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。

また、上記第３実施形態では、回転軸に直接溝部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、たとえば、溝部を設けた円筒状の部材を回転軸に取り付けてもよい。

また、上記第３実施形態では、回転軸に複数の溝部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、回転軸に１つの溝部を設けてもよい。

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。

１ モータ
２ 回転軸
２ａ 溝部
３ 羽根車
４ ポンプ室
５ オイル室
６ メカニカルシール
６ａ、６ｂ 摺動部
８ オイル貯留部
６１ 固定部材
６１ａ 電磁石
６２ 回転部材
６３ バネ（付勢部材）
６４ 中間支持部材
７１ シール
１００、２００ 水中電動ポンプ
６２２ａ 永久磁石

Claims (7)

1. モータと、
   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、
   回転部材と固定部材とを含む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、
   前記メカニカルシールの前記摺動部と連通し、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を備え、
   前記メカニカルシールの前記回転部材は、永久磁石を有し、
   前記永久磁石と対向する位置には、電磁石が固定的に設けられ、
   前記モータの停止時に、前記摺動部の前記回転部材と前記固定部材との間隔が広がるように、前記電磁石が通電されて作動されるように構成されている、水中電動ポンプ。
2. 前記メカニカルシールは、前記回転部材を前記固定部材側に付勢する付勢部材をさらに含み、
   前記モータの停止時に、前記付勢部材の付勢力に抗して前記電磁石と前記永久磁石との間の磁力により前記摺動部の前記回転部材と前記固定部材との間隔が広げられるように構成されている、請求項１に記載の水中電動ポンプ。
3. モータと、
   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、
   回転部材と固定部材とを含む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、
   前記メカニカルシールの前記摺動部と連通し、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を備え、
   前記メカニカルシールの前記回転部材は、永久磁石を有し、
   前記永久磁石と対向する位置には、電磁石が固定的に設けられ、
   前記モータの停止時に、前記摺動部の前記回転部材と前記固定部材との間隔が広がるように、前記電磁石が作動されるように構成されており、
   前記メカニカルシールは、前記回転部材を前記固定部材側に付勢する付勢部材を含み、
   前記モータの停止時に、前記付勢部材の付勢力に抗して前記電磁石と前記永久磁石との間の磁力により前記摺動部の前記回転部材と前記固定部材との間隔が広げられるように構成されており、
   前記メカニカルシールは、前記付勢部材の中間位置において、前記付勢部材を支持する中間支持部材を含む、水中電動ポンプ。
4. 前記モータの停止後に所定の時間、前記摺動部の前記回転部材と前記固定部材との間隔が広がるように、前記電磁石が作動されるように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の水中電動ポンプ。
5. 前記モータの運転時に、前記摺動部の前記回転部材と前記固定部材との間隔が狭まるように、前記電磁石が作動されるように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の水中電動ポンプ。
6. 前記オイル貯留部の前記モータ側端に設けられ、前記オイル貯留部を封止するシールをさらに備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の水中電動ポンプ。
7. 前記モータの駆動を前記羽根車に伝達する回転軸の前記メカニカルシール近傍には溝部が設けられている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の水中電動ポンプ。

Images