JP6602087B2 - 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室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場合には、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）においても、ポンプ室の圧力水がオイル室内に浸水した場合には、上記特許文献１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、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、上記特許文献１と同様に、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ので、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、回転軸を回転させるモータと、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、モータとポンプ室との間に配置されたオイル室と、オイル室よりも下方に配置され、回転軸が回転することによりポンプ室内の水に対してオイル室と反対方向に圧力をかける第１流体加圧部と、回転軸とともに回転することにより、オイル、または、オイルおよび水の混合流体に対してオイル室側へ圧力をかける第２流体加圧部と、第２流体加圧部とオイル室とを連通する流体返送路と、を備える。
この発明の第２の局面による水中電動ポンプは、回転軸を回転させるモータと、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、モータとポンプ室との間に配置されたオイル室と、オイル室よりも下方に配置され、回転軸が回転することによりポンプ室内の水に対してオイル室と反対方向に圧力をかける第１流体加圧部と、回転軸とともに回転することにより、オイル、または、オイルおよび水の混合流体に対してオイル室側へ圧力をかける第２流体加圧部と、を備え、第１流体加圧部および第２流体加圧部は、それぞれ、水平面に対して傾斜し、かつ、第１流体加圧部の水平面に対する傾斜角度が第２流体加圧部の水平面に対する傾斜角度よりも大きくなるように形成されている。
この発明の第３の局面による水中電動ポンプは、回転軸を回転させるモータと、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、モータとポンプ室との間に配置されたオイル室と、オイル室よりも下方に配置され、回転軸が回転することによりポンプ室内の水に対してオイル室と反対方向に圧力をかける第１流体加圧部と、回転軸とともに回転することにより、オイル、または、オイルおよび水の混合流体に対してオイル室側へ圧力をかける第２流体加圧部と、第２流体加圧部とモータとを連通させるオイル昇り流路と、を備える。

上記第１〜第３の局面による水中電動ポンプにおいて、好ましくは、第１流体加圧部は、水平面に対して傾斜した溝部または凸部の少なくとも一方により形成されている。このように構成すれば、簡易な構造の第１流体加圧部によりポンプ室の圧力水をオイル室と反対方向に加圧することができるので、ポンプ室の圧力水がオイル室内に侵入するのを容易に抑制することができる。

上記第１〜第３の局面による水中電動ポンプにおいて、好ましくは、羽根車は、回転軸に設けられ、第１流体加圧部は、羽根車とオイル室との間の高さ位置に配置されている。このように構成すれば、ポンプ室における羽根車とオイル室との間の領域において、ポンプ室の圧力水をオイル室と反対方向に加圧することができる。これにより、ポンプ室の圧力水がオイル室内に侵入するのを効率よく抑制することができる。

上記第１〜第３の局面による水中電動ポンプにおいて、好ましくは、オイル室よりも下方の位置で回転軸に装着され、回転軸とともに回転する筒状加圧部材をさらに備え、第１流体加圧部は、筒状加圧部材の外周部分に設けられている。このように構成すれば、第１流体加圧部が設けられた筒状加圧部材を回転軸に装着することにより、容易に、第１流体加圧部を既存の水中電動ポンプに設けることができる。また、筒状加圧部材を交換をすることにより、新品の第１流体加圧部を容易に水中電動ポンプに設けることができる。

上記第２または第３の局面による水中電動ポンプにおいて、好ましくは、第２流体加圧部とオイル室とを連通する流体返送路をさらに備える。このように構成すれば、オイル室の上方に流入したオイル、または、オイルおよび水の混合流体に対して圧力を加えて流体返送路へ導くことができるので、より効果的にオイル室の上方に流入したオイル、または、オイルおよび水の混合流体をオイル室へ戻すことができる。

上記第１または第３の局面による水中電動ポンプにおいて、好ましくは、第１流体加圧部および第２流体加圧部は、それぞれ、水平面に対して傾斜し、かつ、第１流体加圧部の水平面に対する傾斜角度が第２流体加圧部の水平面に対する傾斜角度よりも大きくなるように形成されている。このように構成すれば、流体に対して第２流体加圧部よりも強い圧力を付加可能な第１流体加圧部により、ポンプ室の圧力水に対して強い圧力を付加することができるので、効果的にポンプ室の圧力水をオイル室と反対方向に加圧することができる。また、流体に対して第１流体加圧部よりも小さい圧力を付加可能な第２流体加圧部により、水よりも抵抗が大きいオイル、または、オイルおよび水の混合流体をオイル室側に返送しつつ、水中電動ポンプの回転軸の回転力が大きく損なわれるのを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、第２流体加圧部とモータとを連通させるオイル昇り流路をさらに備える。このように構成すれば、オイル室の上方にオイル、または、オイルおよび水の混合流体が流出する（漏れ出る）などした場合でも、オイル、または、オイルおよび水の混合流体をオイル昇り流路に逃がすことができるので、オイル、または、オイルおよび水の混合流体が直接モータのベアリングや動力部に接触するのを抑制することができる。

上記第１〜第３の局面による水中電動ポンプにおいて、好ましくは、モータの内部における下部には、流体貯留部が設けられている。このように構成すれば、オイル室の上方に、オイル、または、オイルおよび水の混合流体が流出などした場合でも、オイル、または、オイルおよび水の混合流体を流体貯留部に貯留させることができるので、オイル、または、オイルおよび水の混合流体が直接モータのベアリングや動力部に接触するのを効果的に抑制することができる。

この場合、好ましくは、流体貯留部には、浸水検知部が配置されている。このように構成すれば、流体貯留部に水が侵入した時点で水中電動ポンプの運転を緊急停止させることができるので、オイル室の上方に流出した流体をモータに到達させないようにすることができる。

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実施形態による第１流体加圧部を模式的に示した拡大図である。 本発明の第２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２実施形態による羽根車を示した平面図である。 本発明の第２実施形態による第２流体加圧部を模式的に示した拡大図である。 本発明の第３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４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５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実施形態の第１流体加圧部の第１の変形例を示した模式図である。 本発明の第１実施形態の第１流体加圧部の第２の変形例を示した模式図である。 本発明の第１実施形態の第１流体加圧部の第３の変形例を示した模式図である。 本発明の第１実施形態の第１流体加圧部の第４の変形例を示した模式図である。 本発明の第１実施形態の第１流体加圧部の第５の変形例を示した模式図である。 本発明の第１実施形態の第１流体加圧部の第６の変形例を示した模式図である。 本発明の第１実施形態の第１流体加圧部の第７の変形例を示した模式図である。 本発明の第３実施形態の第１流体加圧部の第８の変形例を示した模式図である。 本発明の第４実施形態の第１流体加圧部の第９の変形例を示した模式図である。 本発明の第１実施形態の第１流体加圧部の第１０の変形例を示した模式図である。 本発明の第１実施形態の第１流体加圧部の第１０の変形例の第１流体加圧部の断面図である。 本発明の第１実施形態の羽根車の変形例を示した側面図である。 本発明の第１実施形態の羽根車の変形例を示した平面図である。

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および図２を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。水中電動ポンプ１００は、モータ１と、回転軸２と、羽根車３と、ポンプ室４と、オイル室５と、摺動部６ａおよび６ｂを有するメカニカルシール６とを備えている。水中電動ポンプ１００は、環状体７と、環状空間部８と、筒状加圧部材９とを備えている。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１ａと、回転子１ｂ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。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１ａは、コイルを有する。固定子１ａは、モータ１の外周部に配置されている。ケーブル１ｃより固定子１ａのコイルに電力が供給されることにより、固定子１ａは磁界を発生させるように構成されている。また、回転子１ｂは、固定子１ａと対向するようにモータ１の内側に配置されている。回転子１ｂは、回転軸２に取り付けられている。回転子１ｂは、固定子１ａ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。回転軸２は、平面視において（上面から見た場合に）、時計回りに回転するように構成されている。回転軸２は、モータ１の駆動を羽根車３に伝達するように構成されている。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。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。羽根車３は、回転軸２に設けられている。羽根車３は、モータ１により駆動されるように構成されている。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。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。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に構成されている。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。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、固定部材６１と、回転部材６２と、バネ６３とを含んでいる。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。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。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。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。固定部材６１および回転部材６２は、それぞれ、摺動面６１１および６２１を有している。つまり、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。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。

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。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。

環状空間部８は、環状体７に囲まれている。環状空間部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、回転軸２を取り囲むようにモータ室１ｄ側に向かって延びるように形成されている。また、環状空間部８のモータ室１ｄ側端は、シール７１により封止されている。

筒状加圧部材９は、オイル室５（オイル室５の下部内側面）よりも下方に配置されている。筒状加圧部材９は、オイル室５よりも下方の位置で回転軸２に装着（固定）されている。これにより、筒状加圧部材９は、回転軸２とともに回転されるように構成されている。筒状加圧部材９は、概略的には、円筒形に形成されており、筒状加圧部材９は、内周面の直径が回転軸２の外周面の直径と略等しくなるように形成されている。筒状加圧部材９は耐腐食性が高い材料、たとえば、ゴムにより形成されている。ゴムとしては、ＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）などを採用することができる。また、筒状加圧部材９は、外周部分に第１流体加圧部９０を含んでいる。筒状加圧部材９と第１流体加圧部９０とは、一体的に形成されている。

第１流体加圧部９０は、オイル室５よりも下方に配置されている。具体的には、第１流体加圧部９０は、羽根車３とオイル室５との間の高さ位置に配置されている。第１流体加圧部９０は、回転軸２が回転することによりポンプ室４内の水（圧力水）に対してオイル室５と反対方向に圧力をかけるように構成されている。なお、図１および図２では、便宜上、第１流体加圧部９０にハッチングを付している。

図２に示すように、第１流体加圧部９０は、水平面に対して、たとえば、４５度傾斜した溝部により形成されている。第１流体加圧部９０は、側面から見て、右下がりの傾斜を有するように形成されている。第１流体加圧部９０は、複数（たとえば、２つ）設けられている。２つの第１流体加圧部９０は、平面視において、筒状加圧部材９の中心に対して点対称の位置に配置されている。

なお、第１実施形態では、オイル室５の下部において回転軸２を貫通させるための環状部５３（図１参照）に、筒状加圧部材９（第１流体加圧部９０）が収容されている。環状部５３の下端部の縁は、面取りが施されている。筒状加圧部材９（第１流体加圧部９０）が回転軸２に装着されて環状部５３に収容された状態では、筒状加圧部材９の底面とオイル室５の下方側の外側面とは略面一になっている。

（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、オイル室５よりも下方に配置され、回転軸２が回転することによりポンプ室４内の水に対してオイル室５と反対方向に圧力をかける第１流体加圧部９０を設ける。これにより、ポンプ室４の圧力水がオイル室５内に侵入するのを抑制することができる。その結果、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ない。また、運転を継続するために、予備の水中電動ポンプ１００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、水平面に対して傾斜した溝部により第１流体加圧部９０を形成する。これにより、簡易な構造の第１流体加圧部９０によりポンプ室４の圧力水をオイル室５と反対方向に加圧することができるので、ポンプ室４の圧力水がオイル室５内に侵入するのを容易に抑制することができる。

また、第１実施形態では、羽根車３を回転軸２に設け、羽根車３とオイル室５との間の高さ位置に第１流体加圧部９０を配置する。これにより、ポンプ室４における羽根車３とオイル室５との間の領域において、ポンプ室４の圧力水をオイル室５と反対方向に加圧することができる。その結果、ポンプ室４の圧力水がオイル室５内に侵入するのを効率よく抑制することができる。

また、第１実施形態では、筒状加圧部材９の外周部分に第１流体加圧部９０を設ける。これにより、第１流体加圧部９０が設けられた筒状加圧部材９を回転軸２に装着することにより、容易に、第１流体加圧部９０を既存の水中電動ポンプに設けることができる。また、筒状加圧部材９を交換することにより、新品の第１流体加圧部９０を容易に水中電動ポンプ１００に設けることができる。

［第２実施形態］
次に、図３〜図５を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、筒状加圧部材９（第１流体加圧部９０）を設けた第１実施形態の構成に加えて、筒状加圧部材１１（第２流体加圧部１１０）を設ける例について説明する。なお、上記第１実施形態と同様の構成は、第１実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。

（水中電動ポンプの構成）
図３に示すように、第２実施形態による水中電動ポンプ２００は、第１実施形態の構成に加え、さらに、流体返送路１０と、筒状加圧部材１１と、オイル昇り流路１２と、流体貯留部１３と、浸水検知部１４とを備えている。

第２実施形態では、羽根車３は、シュラウド３ａに凸部３ｂ（図４参照）を含んでいる。凸部３ｂは、平面視において、略円形の羽根車３の中心から外周部に向けて延びるように複数形成されている。各々の凸部３ｂは、平面視において、中央部が時計回りの方向に向けて反った円弧形状に形成されている。羽根車３が回転することにより、凸部３ｂに沿って、シュラウド３ａとオイル室５の下端の外側面との間に存在する水を羽根車３の外周側に送り出すことが可能である。

流体返送路１０は、環状空間部８とオイル室５とを連通するように設けられている。流体返送路１０は、環状空間部８のオイルを含む流体をオイル室５に返送するように構成されている。また、流体返送路１０は、パイプや、チューブなどの管部材により構成されることが望ましいが、一体造形や溝状に造形した開口部を蓋で封止するように構成してもよい。つまり、環状空間部８とオイル室５が連通されるよう構成されていればよい。

筒状加圧部材１１は、モータ１とオイル室５との間に配置され、モータ１とオイル室５との間を封止している。筒状加圧部材１１は、モータ１とオイル室５との間の位置で回転軸２に装着（固定）されている。これにより、筒状加圧部材１１は、回転軸２とともに回転されるように構成されている。筒状加圧部材１１は、概略的には、円筒形に形成されており、筒状加圧部材１１は、内周面の直径が回転軸２の外周面の直径と略等しくなるように形成されている。筒状加圧部材１１は耐腐食性が高い材料、たとえば、ゴムにより形成されている。ゴムとしては、ＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）などを採用することができる。また、筒状加圧部材１１は、外周部分に第２流体加圧部１１０を含んでいる。筒状加圧部材１１と第２流体加圧部１１０とは、一体的に形成されている。

第２流体加圧部１１０は、モータ１とオイル室５との間に配置されている。具体的には、第２流体加圧部１１０は、モータ１とオイル室５との間であり、かつ、流体返送路１０のより上方の高さ位置に配置されている。第２流体加圧部１１０は、回転軸２が回転することによりオイル、または、オイルおよび水の混合流体に対してオイル室５側へ圧力をかけるに構成されている。第２流体加圧部１１０は、流体返送路１０を介してオイル室５と連通されるように構成されている。なお、図３および図５では、便宜上、第２流体加圧部１１０にハッチングを付している。

図５に示すように、第２流体加圧部１１０は、側面から見て、右下がりの傾斜を有するように形成されている。第２流体加圧部１１０は、水平面に対して、たとえば、３０度傾斜した溝部により形成されている。すなわち、第１流体加圧部９０および第２流体加圧部１１０は、それぞれ、水平面に対して傾斜し、かつ、第１流体加圧部９０の水平面に対する傾斜角度が第２流体加圧部１１０の水平面に対する傾斜角度よりも大きくなるように形成されている。第２流体加圧部１１０は、複数（たとえば、２つ）設けられている。２つの第２流体加圧部１１０は、平面視において、筒状加圧部材１１の中心に対して点対称の位置に配置されている。

図３に戻って、オイル昇り流路１２は、第２流体加圧部１１０とモータ１とを連通させるように構成されている。詳細には、環状空間部８の上部と、モータ１の下部に設けられる流体貯留部１３とが、オイル昇り流路１２を介して連結されている。オイル昇り流路１２は、環状空間部８のオイルおよび水の混合流体を流体貯留部１３に移送するように構成されている。オイル昇り流路１２は、パイプや、チューブなどの管部材により構成されることが望ましいが、一体造形や溝状に造形した開口部を蓋で封止するように構成してもよい。

流体貯留部１３は、モータ１の内部における下部に設けられている空間である。流体貯留部１３は、オイル昇り流路１２よりも下方の位置に配置されている。

浸水検知部１４は、流体貯留部１３に配置されている。浸水検知部１４は、導電性の材料により構成されており、水中電動ポンプ２００のケーシングと、浸水検知部１４と、流体貯留部１３に浸入した水との導通を取ることによって、流体貯留部１３に水が侵入したことを検出することができる。

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、第１実施形態と同様に、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２実施形態では、回転軸２とともに回転することにより、オイル、または、オイルおよび水の混合流体に対してオイル室５側へ圧力をかける第２流体加圧部１１０を設ける。これにより、オイル室５の上方に流入しようとするオイル、または、オイルおよび水の混合流体に対して下向きに圧力を加えることができるので、オイル室５からのオイル昇りを抑制することができる。

また、第２実施形態では、第２流体加圧部１１０とオイル室５とを連通する流体返送路１０を設ける。これにより、オイル室５の上方に流入したオイル、または、オイルおよび水の混合流体に対して圧力を加えて流体返送路１０へ導くことができるので、より効果的にオイル室５の上方に流入したオイル、または、オイルおよび水の混合流体をオイル室５へ戻すことができる。

また、第２実施形態では、第１流体加圧部９０の水平面に対する傾斜角度が第２流体加圧部１１０の水平面に対する傾斜角度よりも大きくなるように、第１流体加圧部９０および第２流体加圧部１１０を形成する。これにより、流体に対して第２流体加圧部１１０よりも強い圧力を付加可能な第１流体加圧部９０により、ポンプ室４の圧力水に対して強い圧力を付加することができるので、効果的にポンプ室４の圧力水をオイル室５と反対方向に加圧することができる。また、流体に対して第１流体加圧部９０よりも小さい圧力を付加可能な第２流体加圧部１１０により、水よりも抵抗が大きいオイル、または、オイルおよび水の混合流体をオイル室５側に返送しつつ、水中電動ポンプ２００の回転軸２の回転力が大きく損なわれるのを抑制することができる。

また、第２実施形態では、第２流体加圧部１１０とモータ１とを連通させるオイル昇り流路１２を設ける。これにより、オイル室５の上方にオイル、または、オイルおよび水の混合流体が流出する（漏れ出る）などした場合でも、オイル、または、オイルおよび水の混合流体をオイル昇り流路１２に逃がすことができるので、オイル、または、オイルおよび水の混合流体が直接モータ１のベアリングや動力部に接触するのを抑制することができる。

また、第２実施形態では、モータ１の内部における下部に流体貯留部１３を設ける。これにより、オイル室５の上方に、オイル、または、オイルおよび水の混合流体が流出などした場合でも、オイル、または、オイルおよび水の混合流体を流体貯留部１３に貯留させることができるので、オイル、または、オイルおよび水の混合流体が直接モータ１のベアリングや動力部に接触するのを効果的に抑制することができる。

また、第２実施形態では、流体貯留部１３に浸水検知部１４を配置する。これにより、流体貯留部１３に水が侵入したことを検知すると、水中電動ポンプ２００の運転を緊急停止させることができるので、オイル室５の上方に流出した流体をモータ１に到達させないようにすることができる。また、水中電動ポンプ２００の緊急停止に加えて、ユーザに対して流体貯留部１３に水が浸入したことを警報等により報知することができる。

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６を参照して、第３実施形態について説明する。この第３実施形態では、第１流体加圧部９０が筒状加圧部材９に設けられた上記第１実施形態と異なり、回転軸２に第１流体加圧部１９０を設ける例について説明する。なお、上記第１実施形態と同様の構成は、第１実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。

（水中電動ポンプの構成）
図６に示すように、第３実施形態による水中電動ポンプ３００は、モータ１と、回転軸２と、羽根車３と、ポンプ室４と、オイル室５と、メカニカルシール６とを備えている。水中電動ポンプ３００は、環状体７と、環状空間部８とを備えている。

第３実施形態では、第１流体加圧部１９０は、回転軸２に形成されている溝部である。第１流体加圧部１９０は、回転軸２の外周面に形成されている。なお、回転軸２は、たとえば、ステンレスにより形成されている。第１流体加圧部１９０は、少なくとも、オイル室５（オイル室５の下部内側面）よりも下方に配置されている。具体的には、第１流体加圧部１９０は、一部がオイル室５よりも下方の位置に配置され、他の部分がオイル室５と同じ高さに配置されている。また、第１流体加圧部１９０は、羽根車３（羽根部３２）よりも上方に形成されている。

第１流体加圧部１９０は、水平面に対して、たとえば、４５度傾斜した右下がりの溝部により形成されている。第１流体加圧部１９０は、らせんの一部分に相当する形状（らせんの一巻分に相当する形状）になるように形成されている。なお、図６では、便宜上、第１流体加圧部１９０にハッチングを付している。

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、第１実施形態と同様に、維持管理に多くの労力および費用を必要とせず、水中電動ポンプ３００の維持管理を容易に行うことができる。また、第３実施形態では、筒状加圧部材９を設けることなく第１流体加圧部１９０を配置することができるので、部品点数を削減しつつ、ポンプ室４の圧力水がオイル室５内に侵入するのを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実施形態と同様である。

［第４実施形態］
次に、図７を参照して、第４実施形態について説明する。この第４実施形態では、第１流体加圧部９０が筒状加圧部材９に設けられた上記第１実施形態と異なり、オイル室５の一部に第１流体加圧部２９０を設ける例について説明する。なお、上記第１実施形態と同様の構成は、第１実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。

（水中電動ポンプの構成）
図７に示すように、第４実施形態による水中電動ポンプ４００は、モータ１と、回転軸２と、羽根車３と、ポンプ室４と、オイル室５と、メカニカルシール６とを備えている。水中電動ポンプ４００は、環状体７と、環状空間部８とを備えている。

第４実施形態では、第１流体加圧部２９０は、オイル室５の下部に設けられている。具体的には、第１流体加圧部２９０は、オイル室５の下端部に設けられるとともに回転軸２を回転可能に支持する環状部５３に形成された溝部である。第１流体加圧部２９０は、オイル室５の環状部５３の内周面５３ａに形成されている。第１流体加圧部２９０は、オイル室５（オイル室５の下部内側面）よりも下方に配置されている。また、第１流体加圧部２９０は、羽根車３（羽根部３２）よりも上方に形成されている。

第１流体加圧部２９０は、水平面に対して、たとえば、４５度傾斜した右下がりの溝部により形成されている。第１流体加圧部２９０は、らせんの一部分に相当する形状（らせんの一巻分に相当する形状）になるように形成されている。

なお、第４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４実施形態の効果）
第４実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第４実施形態では、第１実施形態と同様に、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４００の維持管理を容易に行うことができる。また、第４実施形態では、筒状加圧部材９を設けることなく第１流体加圧部２９０を配置することができるので、部品点数を削減しつつ、ポンプ室４の圧力水がオイル室５内に侵入するのを抑制することができる。

なお、第４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５実施形態］
次に、図８を参照して、第５実施形態について説明する。この第５実施形態では、第１流体加圧部９０が筒状加圧部材９に設けられた上記第１実施形態と異なり、羽根車３に第１流体加圧部３９０を設ける例について説明する。なお、上記第１実施形態と同様の構成は、第１実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。

（水中電動ポンプの構成）
図８に示すように、第５実施形態による水中電動ポンプ５００は、モータ１と、回転軸２と、羽根車３と、ポンプ室４と、オイル室５と、メカニカルシール６とを備えている。水中電動ポンプ５００は、環状体７と、環状空間部８とを備えている。

羽根車３は、回転軸２の下端部に設けられている。羽根車３の上部３１（羽根部３２よりも上側の部分）は、オイル室５の下端部に設けられた環状部５３によって囲まれるように構成されている。具体的には、側方から見て、羽根車３の上部３１が環状部５３と同じ高さ位置に配置されている。

第５実施形態では、第１流体加圧部３９０は、羽根車３に形成されている溝部である。具体的には、第１流体加圧部３９０は、羽根車３の上部３１の外周面に形成されている。第１流体加圧部３９０は、少なくとも、一部分がオイル室５（オイル室５の下部内側面）よりも下方に配置されている。なお、図８では、便宜上、第１流体加圧部３９０にハッチングを付している。

第１流体加圧部３９０は、水平面に対して、たとえば、４５度傾斜した右下がりの溝部により形成されている。第１流体加圧部３９０は、４５度傾斜した溝部により形成されている。第１流体加圧部３９０は、複数（たとえば、２つ）設けられている。２つの第１流体加圧部３９０は、平面視において、筒状加圧部材９の中心に対して点対称の位置に配置されている。

第１流体加圧部３９０により、ポンプ室４の圧力水がオイル室５内に侵入するのを抑制する機能を有するとともに、羽根車３の上部３１と環状部５３との間の水を下方に排出する（落とす）ことができる。このため、水中電動ポンプ５００を停止させた際に、羽根車３の上部３１と環状部５３との間に水が溜まりににくくなるので、羽根車３の上部３１と環状部５３との間に残留した水が腐食することによって、回転軸２や羽根車３や環状部５３が腐食させられることを抑制することができる。

なお、第５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５実施形態の効果）
第５実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第５実施形態では、第１実施形態と同様に、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５００の維持管理を容易に行うことができる。また、第５実施形態では、筒状加圧部材９を設けることなく第１流体加圧部３９０を配置することができるので、部品点数を削減しつつ、ポンプ室４の圧力水がオイル室５内に侵入するのを抑制することができる。また、羽根車３の上部３１と環状部５３との間に水が溜まりににくくなるので、羽根車３の上部３１と環状部５３との間に残留した水が腐食することによって、回転軸２や羽根車３や環状部５３が腐食させられることを抑制することができる。

なお、第５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。

（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および第２実施形態では、第１流体加圧部９０が回転軸２と別部材である例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、第１流体加圧部が回転軸と一体的に構成されていてもよい。

また、上記第２実施形態では、第２流体加圧部１１０が回転軸２と別部材である例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、第２流体加圧部が回転軸と一体的に構成されていてもよい。

また、上記第２実施形態ではオイル室５のポンプ室４側およびモータ１側の両方にメカニカルシール６を設けた例を説明したが、本発明はこれに限らない。本発明では、オイル室５のポンプ室４側にのみメカニカルシール６を設けた構成としてもよい。

また、上記第１〜第５実施形態では、第１流体加圧部９０、１９０、２９０および３９０が溝部により形成されている例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、たとえば、図９に示すように、第１流体加圧部が凸部により形成されていてもよい。また、本発明では、第１流体加圧部が凸部および溝部の両方を組み合わせて形成されていてもよい。なお、本明細書では、必要に応じて、溝部により形成された第１流体加圧部を幅が狭いハッチングで示し、凸部により形成された第１流体加圧部を幅が広いハッチングで示して図示している。

また、上記第１実施形態では、第１流体加圧部９０（筒状加圧部材９）がゴムで形成され、第２実施形態では、第１流体加圧部９０と、第２流体加圧部１１０（筒状加圧部材１１）とが、各々、ゴムで形成されている例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、第１流体加圧部９０（筒状加圧部材９）および第２流体加圧部１１０（筒状加圧部材１１）が、各々、ステンレスなどの金属により形成されていてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、合計２つの第１流体加圧部９０を配置する例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、第１流体加圧部を合計、１つ、または、３つ以上配置してもよい。たとえば、図１０に示すように、溝部により構成される合計４つの第１流体加圧部を設けてもよい。また、図１１に示すように、凸部により構成される合計４つの第１流体加圧部を設けてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、第１流体加圧部９０が、平面視において、筒状加圧部材９の中心に対して点対称の位置に配置されている例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、第１流体加圧部が、平面視において、筒状加圧部材９の中心に対して点対称ではない位置に配置されていてもよい。たとえば、図１２に示すように、平面視において、筒状加圧部材の片側にのみ第１流体加圧部を配置してもよい。また、図１３に示すように、第１流体加圧部が、らせん状に形成されていてもよい。また、図１４および図１５に示すように、図１２および図１３の各々の構成において、溝部を凸部に替えて第１流体加圧部を構成してもよい。

また、上記第３および第４実施形態では、第１流体加圧部１９０および２９０は、らせんの一部分に相当する形状（らせんの一巻分に相当する形状）になるように形成されている例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、たとえば、図１６および図１７に示すように、複数回、巻回するらせん状に第１流体加圧部を形成してもよい。

また、上記第１〜第５実施形態では、水平面に対して４５度傾斜する第１流体加圧部９０を形成する例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、水平面に対して３０度以上、６０度以下の範囲で傾斜する第１流体加圧部を形成してもよい。

また、上記第２実施形態では、水平面に対して３０度傾斜する第２流体加圧部１１０を形成する例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、水平面に対して３０度より大きく６０度以下の範囲で傾斜する第２流体加圧部を形成してもよい。

また、上記第２実施形態では、第１流体加圧部９０の水平面に対する傾斜角度が、第２流体加圧部１１０の水平面に対する傾斜角度よりも大きい例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、第１流体加圧部の水平面に対する傾斜角度と、第２流体加圧部の水平面に対する傾斜角度とが同じであってもよい。また、第２流体加圧部の水平面に対する傾斜角度が、第１流体加圧部の水平面に対する傾斜角度より大きくてもよい。

また、上記第２実施形態では、互いに形状が異なる第１流体加圧部９０および第２流体加圧部１１０を配置する例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、同一の形状の第１流体加圧部および第２流体加圧部を配置してもよい。これにより、部品の種類を減らすことができる。

また、上記第１および第２実施形態では、筒状加圧部材９の外周部分に溝部により形成された第１流体加圧部９０を含む例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、図１８に示すように、筒状加圧部材を上部から下部に直線状に貫通する貫通孔により形成された第１流体加圧部９０を設けてもよい。貫通孔（第１流体加圧部９０）の内径は、たとえば、５ｍｍ以上６ｍｍ以下である。貫通孔（第１流体加圧部９０）は、たとえば、平面視において、約９０度の角度間隔で複数（４つ）配置されてもよい。貫通孔（第１流体加圧部９０）は、たとえば、水平面に対して、３０度以上、６０度以下の角度で傾斜した状態で延びるように形成されてもよい。この貫通孔により、筒状加圧部材の上面と、ポンプ室のケーシングとの間に存在する（入り込んだ）水を、回転軸とともに筒状加圧部材が回転することにより、貫通孔を介して筒状加圧部材の下方に送り出すことができる。

また、筒状加圧部材の上面部には、筒状加圧部材の外周に沿うとともに、複数の貫通孔に接続されるように形成された溝９０ａを設けてもよい。また、貫通孔の上端部は、すり鉢状（図１９参照）に窪む窪み部９０ｂを有するように形成されてもよい。これらにより、水を貫通孔に呼び込みやすくすることができる。なお、貫通孔により形成された第１流体加圧部を、溝部または凸部により形成された第１流体加圧部と、併用して設けてもよい。

また、上記第２〜第４実施形態では、平面視において、略円形の羽根車３の中心から外周部に向けて延びる凸部３ｂを複数形成した例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、図２０に示すように、平面視において、略円形の羽根車３の中心から外周部に向けて延びる凹部３ｃを形成してもよい。この場合、凹部３ｃを、たとえば、平面視において、羽根車３の中央部に一端があり、外縁部に他端があるような、らせん形状の凹部３ｃ（図２１参照）を形成してもよい。

１ モータ
２ 回転軸
３ 羽根車
４ ポンプ室
５ オイル室
９ 筒状加圧部材
１０ 流体返送路
１２ オイル昇り流路
１３ 流体貯留部
１４ 浸水検知部
９０、１９０、２９０、３９０ 第１流体加圧部
１００、２００、３００、４００、５００ 水中電動ポンプ
１１０ 第２流体加圧部

Claims (11)

1. 回転軸を回転させるモータと、
   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、
   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、
   前記オイル室よりも下方に配置され、前記回転軸が回転することにより前記ポンプ室内の水に対して前記オイル室と反対方向に圧力をかける第１流体加圧部と、
   前記回転軸とともに回転することにより、オイル、または、オイルおよび水の混合流体に対して前記オイル室側へ圧力をかける第２流体加圧部と、
   前記第２流体加圧部と前記オイル室とを連通する流体返送路と、を備える、水中電動ポンプ。
2. 回転軸を回転させるモータと、
   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、
   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、
   前記オイル室よりも下方に配置され、前記回転軸が回転することにより前記ポンプ室内の水に対して前記オイル室と反対方向に圧力をかける第１流体加圧部と、
   前記回転軸とともに回転することにより、オイル、または、オイルおよび水の混合流体に対して前記オイル室側へ圧力をかける第２流体加圧部と、を備え、
   前記第１流体加圧部および前記第２流体加圧部は、それぞれ、水平面に対して傾斜し、かつ、前記第１流体加圧部の水平面に対する傾斜角度が前記第２流体加圧部の水平面に対する傾斜角度よりも大きくなるように形成されている、水中電動ポンプ。
3. 回転軸を回転させるモータと、
   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、
   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、
   前記オイル室よりも下方に配置され、前記回転軸が回転することにより前記ポンプ室内の水に対して前記オイル室と反対方向に圧力をかける第１流体加圧部と、
   前記回転軸とともに回転することにより、オイル、または、オイルおよび水の混合流体に対して前記オイル室側へ圧力をかける第２流体加圧部と、
   前記第２流体加圧部と前記モータとを連通させるオイル昇り流路と、を備える、水中電動ポンプ。
4. 前記第１流体加圧部は、水平面に対して傾斜した溝部または凸部の少なくとも一方により形成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の水中電動ポンプ。
5. 前記羽根車は、前記回転軸に設けられ、
   前記第１流体加圧部は、前記羽根車と前記オイル室との間の高さ位置に配置されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の水中電動ポンプ。
6. 前記オイル室よりも下方の位置で前記回転軸に装着され、前記回転軸とともに回転する筒状加圧部材をさらに備え、
   前記第１流体加圧部は、前記筒状加圧部材の外周部分に設けられている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の水中電動ポンプ。
7. 前記第２流体加圧部と前記オイル室とを連通する流体返送路をさらに備える、請求項２または３に記載の水中電動ポンプ。
8. 前記第１流体加圧部および前記第２流体加圧部は、それぞれ、水平面に対して傾斜し、かつ、前記第１流体加圧部の水平面に対する傾斜角度が前記第２流体加圧部の水平面に対する傾斜角度よりも大きくなるように形成されている、請求項１または３に記載の水中電動ポンプ。
9. 前記第２流体加圧部と前記モータとを連通させるオイル昇り流路をさらに備える、請求項１または２に記載の水中電動ポンプ。
10. 前記モータの内部における下部には、流体貯留部が設けられている、請求項１〜９のいずれか１に記載の水中電動ポンプ。
11. 前記流体貯留部には、浸水検知部が配置されている、請求項１０に記載の水中電動ポンプ。

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