JP7009162B2 - ポンプ装置およびフィルター構造体 - Google Patents

Description

本発明は、液体を移送するポンプ装置および該ポンプ装置に適用可能なフィルター構造体に関するものである。

キャンドモータポンプは、取扱液（液体）をモータ内部に取り込み、循環させることでモータを冷却するとともに、すべり軸受を潤滑する構造を有するポンプ装置である。主軸（回転軸）を支持するすべり軸受部では、取扱液の動圧、すなわち、取扱液の水膜による、いわゆるくさび効果により主軸が浮上する。以下、キャンドモータポンプをポンプ装置と呼ぶことがある。

すべり軸受の特徴の一つは、ポンプ装置の運転時では、主軸との接触がなく、長寿命である。この水膜を構成する取扱液には、すべり軸受と主軸との間の摺動面の粗さを悪化させるような異物の混入は避けなければならない。

直結給水装置は、水道本管内の取扱液の圧力を装置内に直接取り込み、この圧力では十分な揚程を得ることができない場合は、ポンプ装置の起動によって所望の揚程を実現する給水装置である。このことから、ポンプ装置の運転停止時にも、水道本管内の取扱液の圧力は常にポンプ装置に加わっている。ポンプ装置の運転を必要としない揚程の場合でポンプの運転停止時にも、取扱液（この場合は水道水）はポンプ装置に流入する。

ところで、水道水には配管内の異物（配管錆、細かい砂、配管接続時のシール剤のゴミ等）が混入するおそれがある。また、炭酸カルシウム等の析出物が異物として水道水に混入するおそれがある。したがって、直結給水装置にキャンドモータポンプを搭載するにあたって、異物への対策が求められている。

特開昭５８－５４９６号公報 特開平１１－３２４９７１号公報 特開２０１１－１７２９４号公報

ポンプ装置には、取扱液に含まれる異物を捕捉するためのフィルターが設けられることがある。しかしながら、フィルターに捕捉された異物はフィルターに堆積するため、所定の期間が経過した後に、フィルターの清掃が必要となる。また、想定外の異物がフィルターに堆積した場合には、フィルターは目詰まりを起こし、取扱液はモータ内部に取り込まれなくなり、モータの冷却不足および／またはすべり軸受の異常摩耗が発生するおそれがある。

そこで、本発明は、異物の捕捉および除去を行うことができるポンプ装置を提供することを目的とする。
本発明は、異物の捕捉および除去を行うことができるフィルター構造体を提供することを目的とする。

一態様は、羽根車と、前記羽根車が固定され、内部に貫通する軸通孔が形成された回転軸と、前記回転軸を回転可能に支持するすべり軸受と、前記羽根車を収容するポンプケーシングと、前記ポンプケーシングの高圧側の開口部に固定され、前記すべり軸受が配置された空間と前記ポンプケーシングの内部とを接続する流通孔が形成されたケーシングカバーと、前記流通孔に配置された第１フィルター構造体と、前記軸通孔に配置された第２フィルター構造体とを備えていることを特徴とするポンプ装置である。

好ましい態様は、前記第１フィルター構造体は、前記流通孔を覆う第１フィルター本体と、前記第１フィルター本体の前記流通孔から離間する方向への移動を制限する押さえ部材とを備えており、前記押さえ部材は、前記第１フィルター本体を介して前記流通孔に連通する窓部を有していることを特徴とする。
好ましい態様は、前記ケーシングカバーは、前記流通孔が形成され、かつ前記回転軸と同心状に配置された環状凹部を備えており、前記第１フィルター構造体は、前記環状凹部に装着されていることを特徴とする。

好ましい態様は、前記第２フィルター構造体は、前記軸通孔を覆う第２フィルター本体と、前記第２フィルター本体の前記軸通孔から離間する方向への移動を制限するストッパーとを備えており、前記ストッパーは、前記第２フィルター本体を介して前記軸通孔に連通する連通孔を有していることを特徴とする。
好ましい態様は、前記ストッパーは、前記回転軸の端部に固定された第１部位と、前記第１部位に接続され、前記回転軸の軸線方向に延びる第２部位とを備えており、前記連通孔は、前記第２部位に形成されており、前記第２フィルター本体は、前記第１部位および前記第２部位によって形成された空間に配置されていることを特徴とする。
好ましい態様は、前記ストッパーは、前記回転軸の軸通孔に形成された挿入部に挿入された第１部位を備えており、前記フィルター本体は、前記挿入部および前記第１部位によって形成された空間に配置されていることを特徴とする。

他の態様は、羽根車と、該羽根車が固定され、内部に貫通する軸通孔が形成された回転軸と、該回転軸を回転可能に支持するすべり軸受と、該羽根車を収容するポンプケーシングと、該ポンプケーシングの高圧側の開口部に固定され、該すべり軸受が配置された空間と該ポンプケーシングの内部とを接続する流通孔が形成されたケーシングカバーとを備えるポンプ装置に適用可能なフィルター構造体であって、前記フィルター構造体は、前記流通孔に配置可能な第１フィルター構造体と、前記軸通孔に配置可能な第２フィルター構造体とを備えており、前記第１フィルター構造体は、前記流通孔を覆うことが可能な第１フィルター本体と、前記第１フィルター本体の前記流通孔から離間する方向への移動を制限することが可能な押さえ部材とを備えており、前記押さえ部材は、前記第１フィルター本体を介して前記流通孔に連通可能な窓部を有していることを特徴とする。

さらに他の態様は、羽根車と、該羽根車が固定され、内部に貫通する軸通孔が形成された回転軸と、該回転軸を回転可能に支持するすべり軸受と、該羽根車を収容するポンプケーシングと、該ポンプケーシングの高圧側の開口部に固定され、該すべり軸受が配置された空間と該ポンプケーシングの内部とを接続する流通孔が形成されたケーシングカバーとを備えるポンプ装置に適用可能なフィルター構造体であって、前記フィルター構造体は、前記流通孔に配置可能な第１フィルター構造体と、前記軸通孔に配置可能な第２フィルター構造体とを備えており、前記第２フィルター構造体は、前記軸通孔を覆うことが可能な第２フィルター本体と、前記第２フィルター本体の前記軸通孔から離間する方向への移動を制限することが可能なストッパーとを備えており、前記ストッパーは、前記第２フィルター本体を介して前記軸通孔に連通可能な連通孔を有していることを特徴とする。

ポンプ装置は、流通孔に配置された第１フィルター構造体と、軸通孔に配置された第２フィルター構造体とを備えている。したがって、ポンプ装置の運転時には、第１フィルター構造体は液体中の異物を捕捉し、第２フィルター構造体に堆積した異物は除去される。ポンプ装置の運転停止時には、第２フィルター構造体は液体中の異物を捕捉し、第１フィルター構造体に堆積した異物は除去される。結果として、ポンプ装置は、異物の捕捉および除去を行うことができる。

ポンプ装置の一実施形態を示す図である。 ケーシングカバーに配置された第１フィルター構造体の拡大断面図である。 第１フィルター構造体の正面図である。 図３のＡ－Ａ線断面図である。 ケーシングカバーに形成された突起を示す図である。 第２フィルター構造体の一実施形態を示す図である。 第２フィルター構造体の他の実施形態を示す図である。 第２フィルター構造体のさらに他の実施形態を示す図である。 ポンプ装置の運転時におけるポンプ装置内の液体の流れを示す図である。 ポンプ装置の運転停止時におけるポンプ装置内の液体の流れを示す図である。 受水槽内の液体を移送する液体移送システムに適用されたポンプ装置を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下で説明する図面において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図１は、ポンプ装置の一実施形態を示す図である。本実施形態では、ポンプ装置は、キャンドモータポンプである。キャンドモータポンプは、液体がその内部を循環する構造を有している。図１に示すように、キャンドモータポンプは、ポンプＰと、このポンプＰを駆動するためのモータ部Ｍとから構成されている。ポンプＰは、液体を移送するための羽根車１と、羽根車１が固定された回転軸（主軸）２と、羽根車１の液体入口を囲むように配置されたライナーリング３と、羽根車１およびライナーリング３を収容するポンプケーシング４とを備えている。

ポンプケーシング４の高圧側の開口部にはケーシングカバー５が固定されている。回転軸２はケーシングカバー５を貫通して延びており、羽根車１は回転軸２の端部（より具体的には、ポンプケーシング側端部）に固定されている。回転軸２の内部には、その軸線ＣＬ方向に貫通する軸通孔２ａが形成されており、回転軸２の両端において開口している。軸通孔２ａは回転軸２の軸線ＣＬと平行である。

ケーシングカバー５には、ポンプケーシング４内に吸い込まれた液体の一部をモータ部Ｍ、より具体的には、すべり軸受２１，２２と回転軸２との間の隙間に導くための複数の流通孔５ａが形成されている。羽根車１の回転によって昇圧された液体の一部は、これら複数の流通孔５ａを通ってモータ部Ｍに導かれる。図１では、２つの流通孔５ａが描かれているが、流通孔５ａの数は本実施形態には限定されない。流通孔５ａは、回転軸２（すなわち、ケーシングカバー５）の周方向に沿って等間隔に配置されている。

ポンプ装置は、回転軸２を回転させるモータ１０と、回転軸２を回転可能に支持するすべり軸受２１，２２と、回転軸２、モータ１０、およびすべり軸受２１，２２を収容するモータフレーム１２とを備えている。モータ１０は、回転軸２に固定されたモータロータ１５と、モータロータ１５の周囲に配置されたモータステータ１６とを備えている。モータステータ１６は、ステータコア１６ａと、ステータコア１６ａに巻かれた複数のコイル１６ｂとを備えている。複数のコイル１６ｂはモータロータ１５を囲むように配置されている。

回転軸２は、モータロータ１５の両側に配置されたすべり軸受２１，２２によって回転可能に支持されている。すべり軸受２１は、回転軸２のラジアル荷重を支持するラジアル部位２１ａと、回転軸２（より具体的には、回転軸２に固定されたスラスト板２５）のスラスト荷重を支持するスラスト部位２１ｂとから構成されている。同様に、すべり軸受２２は、ラジアル部位２２ａと、スラスト部位２２ｂとから構成されている。スラスト板２５，２５は、環状形状を有しており、モータロータ１５の両側の位置において回転軸２に固定されている。スラスト板２５，２５は回転軸２と一体に回転する。

モータロータ１５とモータステータ１６との間には、円筒状のキャン１８がモータロータ１５を取り囲むように配置されている。モータステータ１６は、モータフレーム１２とキャン１８との間に配置されている。モータステータ１６は、モータフレーム１２の内面およびキャン１８の外面に接触している。モータロータ１５、モータステータ１６、およびキャン１８は同心状に配置されている。モータステータ１６は、モータフレーム１２、ケーシングカバー５、およびキャン１８により形成されたステータ室１１内に配置されている。

ケーシングカバー５とポンプケーシング４との間には、環状のシール部材１７が配置されている。シール部材１７は、液体がこれら隙間を通ってポンプ装置の外部に流出することを防止している。ケーシングカバー５の反対側にはエンドカバー１９が配置されており、モータフレーム１２の端部側開口はエンドカバー１９によって閉じられている。

円筒状のラジアル部位２１ａは回転軸２とケーシングカバー５との間に配置されており、回転軸２の外周面とラジアル部位２１ａの内周面との間には僅かな隙間が形成されている。同様に、円筒状のラジアル部位２２ａは回転軸２とエンドカバー１９との間に配置されており、回転軸２の外周面とラジアル部位２２ａの内周面との間には僅かな隙間が形成されている。

環状のスラスト部位２１ｂは、スラスト板２５とケーシングカバー５との間に配置されている。環状のスラスト部位２２ｂは、スラスト板２５とエンドカバー１９との間に配置されている。

モータステータ１６のコイル１６ｂに電流を流すと、モータステータ１６に磁界が形成され、この磁界により、モータロータ１５が回転する。モータロータ１５の回転は回転軸２を通じて羽根車１を回転させる。羽根車１が回転軸２とともに回転すると、液体は吸込口４ａからポンプケーシング４内に吸い込まれ、羽根車１の回転により昇圧された後、吐出口４ｂから吐き出される。

ポンプ装置はフィルター構造体を備えている。フィルター構造体は、ケーシングカバー５の流通孔５ａに配置された第１フィルター構造体５０と、回転軸２の軸通孔２ａに配置された第２フィルター構造体６０とを備えている。以下、これらフィルター構造体の詳細について図面を参照しつつ説明する。

図２は、ケーシングカバー５に配置された第１フィルター構造体５０の拡大断面図である。図３は、第１フィルター構造体５０の正面図である。図４は、図３のＡ－Ａ線断面図である。

図２に示すように、ケーシングカバー５は、ステータ室１１の一部を構成し、モータフレーム１２に隣接する外側部位３０と、外側部位３０から羽根車１に向かって延びる内側部位３１と、外側部位３０と内側部位３１との間に配置された環状凹部３２とを備えている。これら部位３０，３１および環状凹部３２は一体的に構成されている。ケーシングカバー５（すなわち、外側部位３０、内側部位３１、および環状凹部３２）は、全体として、環状形状を有しており、回転軸２と同心状に配置されている。流通孔５ａは、回転軸２と同心状に配置された環状凹部３２に形成されている。

第１フィルター構造体５０は、ケーシングカバー５の環状凹部３２に装着されている。第１フィルター構造体５０は、ケーシングカバー５の流通孔５ａを覆うフィルター本体５１と、フィルター本体５１の流通孔５ａから離間する方向への移動を制限する押さえ部材５２とを備えている。

フィルター本体５１は、多数の開口が形成された網状部材であり、液体中の異物を捕捉することができる。押さえ部材５２は、環状形状を有しており、回転軸２と同心状に配置されている。押さえ部材５２は、ケーシングカバー５の環状凹部３２に密着可能な大きさを有している。一実施形態では、押さえ部材５２は、樹脂などの弾性変形可能な弾性部材から構成されている。

押さえ部材５２は、フィルター本体５１を介して流通孔５ａに連通する複数の窓部５２ａを備えている。これら窓部５２ａは、押さえ部材５２の周方向に沿って等間隔に配置されている。本実施形態では、押さえ部材５２は、６つの窓部５２ａを備えているが、窓部５２ａの数は本実施形態には限定されない。

図４では、図面を見やすくするために、フィルター本体５１の図示は省略されている。図４に示すように、窓部５２ａは、回転軸２の軸線ＣＬに延びており、押さえ部材５２のポンプ側端面５２ｂおよびモータ部側端面５２ｃにおいて開口している。

一実施形態では、フィルター本体５１は、窓部５２ａを覆うように押さえ部材５２のモータ部側端面５２ｃに取り付けられてもよい。この場合、フィルター本体５１は、窓部５２ａよりも大きな大きさを有しており、窓部５２ａを覆っている。フィルター本体５１は、押さえ部材５２の周方向に沿って等間隔に配置された複数のフィルター本体５１であってもよく、環状形状を有する単一部材から構成されてもよい。単一のフィルター本体５１は、押さえ部材５２および回転軸２と同心状に配置されている。

他の実施形態では、フィルター本体５１は、押さえ部材５２の各窓部５２ａの内部に位置するように窓部５２ａに取り付けられてもよい。この場合、フィルター本体５１は複数の部材から構成されている。

図３に示すように、押さえ部材５２は、環状凹部３２の外側面３２ａに接触する外輪部位５３と、環状凹部３２の内側面３２ｂに接触する内輪部位５４と、外輪部位５３および内輪部位５４とを接続する複数の接続部位５５とを備えている。これら複数の接続部位５５は、押さえ部材５２の周方向に沿って等間隔に配置されている。窓部５２ａは隣接する接続部位５５の間に形成されている。環状凹部３２の内側面３２ｂは内側部位３１に接続されており、外側面３２ａは外側部位３０に接続されている。

図４に示すように、外輪部位５３の外周面５３ａは、モータ部側からポンプ側に向かって外輪部位５３の断面積が徐々に大きくなるテーパー面である。したがって、第１フィルター構造体５０がケーシングカバー５の環状凹部３２に装着されるとき、押さえ部材５２は環状凹部３２にスムーズに挿入され、外輪部位５３の外周面５３ａは環状凹部３２の外側面３２ａに密着する。結果として、押さえ部材５２のケーシングカバー５からの離間が防止される。

図５は、ケーシングカバー５に形成された突起５６を示す図である。図５に示すように、押さえ部材５２のケーシングカバー５からの離間を確実に防止するために、環状凹部３２には、外側面３２ａから内側面３２ｂに向かって延びる突起５６が形成されてもよい。突起５６は外側面３２ａに接続されている。突起５６は、外側面３２ａに接続された環状形状を有する単一の部材であってもよく、環状凹部３２の周方向に沿って等間隔に配置された複数の部材であってもよい。

一実施形態では、突起５６は、内側面３２ｂに接続され、内側面３２ｂから外側面３２ａに向かって延びていてもよい。他の実施形態では、突起５６は、外側面３２ａおよび内側面３２ｂの両方に設けられてもよい。

図６は、第２フィルター構造体６０の一実施形態を示す図である。図６に示すように、第２フィルター構造体６０は、回転軸２の軸通孔２ａを覆うフィルター本体６１と、フィルター本体６１の軸通孔２ａから離間する方向への移動を制限するストッパー（移動制限部材）６２とを備えている。

フィルター本体６１は、フィルター本体５１と同様に、多数の開口が形成された網状部材であり、フィルター本体６１は、液体中の異物を捕捉することができる。

ストッパー６２は、回転軸２の端部に固定された第１部位（本実施形態では、ナット部）６３と、第１部位６３に接続され、回転軸２の軸線ＣＬ方向に延びる第２部位（本実施形態では、袋部）６４とを備えている。フィルター本体６１は、第１部位６３と第２部位６４との間に形成された空間に配置されている。

第１部位６３は、筒形状を有しており、第１部位６３の内周面には、ねじ溝が形成されている。回転軸２の外周面には、第１部位６３のねじ溝に対応するねじ溝が形成されている。第１部位６３の内周面の大きさは、回転軸２の外周面よりも大きい。したがって、ストッパー６２を締め付けることにより、第１部位６３は回転軸２に螺合される。ストッパー６２は、その締め付けによって羽根車１を回転軸２に固定することができる。

第２部位６４はドーム形状を有しており、第２部位６４には、フィルター本体６１を介して回転軸２の軸通孔２ａに連通する連通孔６５が形成されている。連通孔６５は、第２部位６４を貫通しており、回転軸２の軸線ＣＬ方向に延びている。連通孔６５の大きさは軸通孔２ａと同じか、または小さい。さらに、連通孔６５の大きさはフィルター本体６１よりも小さい。したがって、ストッパー６２は、フィルター本体６１の脱落を確実に防止することができる。第２部位６４はフィルター本体６１を覆っており、連通孔６５は軸通孔２ａおよびフィルター本体６１から離間した位置に配置されている。

図６に示す実施形態では、ストッパー６２は、連通孔６５を有する袋ナット部材である。ストッパー６２の構造は図６の実施形態には限定されない。図７は、第２フィルター構造体６０の他の実施形態を示す図である。図７に示すように、ストッパー６２は、連通孔６５が形成されたキャップ形状を有してもよい。図７に示す実施形態では、第２部位６４は、ドーム形状を有しておらず、その途中で内側に折れ曲がった形状を有している。本実施形態においても、連通孔６５の大きさは軸通孔２ａと同じか、または小さい。さらに、連通孔６５の大きさはフィルター本体６１よりも小さい。したがって、ストッパー６２は、フィルター本体６１の脱落を確実に防止することができる。

図８は、第２フィルター構造体６０のさらに他の実施形態を示す図である。図８に示すように、第２フィルター構造体６０は、回転軸２の軸通孔２ａを覆うフィルター本体６１と、フィルター本体６１の軸通孔２ａから離間する方向への移動を制限するストッパー（移動制限部材）６６とを備えている。ストッパー６６は、回転軸２の軸通孔２ａに形成された挿入部２ｂに挿入された第１部位（ねじ部）６８と、第１部位６８に接続され、回転軸２の半径方向外側に延びる第２部位（頭部）６７とを備えている。フィルター本体６１は、挿入部２ｂおよび第１部位６８によって形成された空間に配置されている。

ストッパー６６は、フィルター本体６１を介して軸通孔２ａに連通する連通孔６９を有している。この連通孔６９は、第１部位６８および第２部位６７を貫通しており、回転軸２の軸線ＣＬ方向に延びている。連通孔６９の大きさは、回転軸２の軸通孔２ａと同じか、または軸通孔２ａよりも小さい。連通孔６９の大きさはフィルター本体６１よりも小さい。

本実施形態では、ストッパー６６は、回転軸２に挿入されたねじ部材である。回転軸２の挿入部２ｂは、ストッパー６６の第１部位６８が螺合可能なねじ穴であり、軸通孔２ａに連通している。挿入部２ｂは、回転軸２の端部に接続されている。フィルター本体６１を挿入部２ｂに挿入した状態でストッパー６６を締め付けることにより、第１部位６８は回転軸２に螺合される。第２部位６７は、ストッパー６６の締め付けによって羽根車１を回転軸２に固定することができる。フィルター本体６１は、回転軸２の挿入部２ｂおよび第１部位６８によって形成された空間に配置される。

上述した実施形態では、第２フィルター構造体６０は、回転軸２のポンプケーシング側端部に配置されているが、回転軸２のエンドカバー側端部に配置されてもよい。

本実施形態に係るポンプ装置は直結給水装置に適用される。直結給水装置は、水道本管内の液体の圧力をポンプ装置内に直接取り込み、この圧力では十分な揚程を得ることができない場合は、ポンプ装置の起動によって所望の揚程を実現する給水装置である。本実施形態では、ポンプ装置の運転時のみならず運転停止時にも、水道本管内の液体の圧力は常にポンプ装置内に加わっている。ポンプの運転を必要としない揚程の場合でポンプの運転停止時にも、液体はポンプに流入する。以下、ポンプ装置内の液体の流れについて図面を参照しつつ説明する。

図９は、ポンプ装置の運転時におけるポンプ装置内の液体の流れを示す図である。図９の矢印に示すように、ポンプケーシング４内に吸い込まれた液体の一部は、第１フィルター構造体５０の窓部５２ａ、フィルター本体５１、および流通孔５ａを通ってモータ部Ｍ、すなわち、すべり軸受２１，２２が配置された空間に導かれる。このとき、フィルター本体５１には、ポンプＰからモータ部Ｍに流れる液体の圧力が作用する。

ポンプケーシング４内に吸い込まれた液体に含まれる異物は、流通孔５ａに配置された第１フィルター構造体５０のフィルター本体５１によって捕捉されるため、流通孔５ａを通過する液体には異物は含まれていない。したがって、異物のモータ部Ｍへの侵入が防止される。第１フィルター構造体５０に捕捉された異物はフィルター本体５１に堆積する。

流通孔５ａを通過した液体は、すべり軸受２１が配置された空間に導かれ、スラスト部位２１ｂとスラスト板２５との間の隙間を流れ、さらに、ラジアル部位２１ａと回転軸２との間の隙間を流れる。羽根車１には、その軸方向に延びる貫通孔１ａが形成されている。すべり軸受２１と回転軸２との間の隙間に供給された液体は羽根車１の貫通孔１ａを通って羽根車１内に戻される。ステータ室１１は密閉されているため、液体は、ステータ室１１内のモータステータ１６に接触することはない。

モータ部Ｍに導かれた液体の一部は、モータロータ１５とキャン１８との間の僅かな隙間を通って、すべり軸受２２が配置された空間に導かれる。液体は、スラスト部位２２ｂとスラスト板２５との間の隙間を流れ、さらに、ラジアル部位２２ａと回転軸２との間の隙間を流れる。このようにして、液体は回転軸２およびすべり軸受２２を冷却および潤滑する。

すべり軸受２２と回転軸２との間の僅かな隙間を流れた液体は、回転軸２の軸通孔２ａ、フィルター本体６１、および連通孔６５を通ってポンプケーシング４内に戻される。このとき、フィルター本体６１には、モータ部ＭからポンプＰに流れる液体の圧力が作用する。ストッパー６６は、フィルター本体６１の軸通孔２ａから離間する方向への移動を制限する。したがって、フィルター本体６１のストッパー６６からの離脱が防止される。

ストッパー６２の連通孔６５の大きさは、ポンプ装置の内部を循環する液体の循環流量に応じて決定される。したがって、連通孔６５の大きさを変更することにより、回転軸２の軸通孔２ａの大きさを変更することなく、容易に液体の循環流量を調整することができる。例えば、液体の循環流量を小さくする場合には、連通孔６５の大きさを小さくする（オリフィス効果）。

本実施形態に係るキャンドモータポンプは、液体（取扱液）の一部をポンプケーシング４の高圧側からモータ部Ｍの内部に取り込み、モータ部Ｍの内部の冷却およびすべり軸受２１，２２の潤滑を行うことができる。さらに、キャンドモータポンプは、液体を回転軸２の中心部の軸通孔２ａを通過させてポンプケーシング４の吸込側に流す構造を有する。

直結給水装置に適用されるポンプ装置において、ポンプ装置の運転を必要としない場合、すなわち、ポンプ装置の運転停止時では、高圧の液体がポンプケーシング４の吸込側から吐出側に流れるため、モータ部Ｍの内部で循環する液体が逆流する。図１０はポンプ装置の運転停止時におけるポンプ装置内の液体の流れを示す図である。図１０では、モータ部Ｍを流れる液体の流れは図９に示す液体の流れと逆であるため、モータ部Ｍを流れる液体の流れの詳細な説明を省略する。

図１０の矢印に示すように、ポンプ装置の運転停止時において、ポンプケーシング４内に流入した液体の一部は、回転軸２の軸通孔２ａを通ってモータ部Ｍに導かれる。ポンプケーシング４内に流入した液体に含まれる異物は、軸通孔２ａに配置された第２フィルター構造体６０のフィルター本体６１によって捕捉され、フィルター本体６１に堆積する。したがって、軸通孔２ａを通過する液体には異物は含まれず、異物のモータ部Ｍへの侵入が防止される。

軸通孔２ａを通過した液体は、モータロータ１５とキャン１８との間の僅かな隙間を通過する。その後、液体は、流通孔５ａ、フィルター本体５１、および窓部５２ａを通ってポンプケーシング４内に戻される。このとき、フィルター本体５１には、モータ部ＭからポンプＰに流れる液体の圧力が作用する。押さえ部材５２は、フィルター本体５１の流通孔５ａから離間する方向への移動を制限する。したがって、フィルター本体５１の押さえ部材５２からの離脱が防止される。

ポンプ装置の運転停止時において、第１フィルター構造体５０のフィルター本体５１に堆積した異物は、流通孔５ａを通ってモータ部ＭからポンプＰに流れる液体の圧力によって除去され、ポンプケーシング４内に放出される。このようにして、フィルター本体５１は、その目詰まりから解放される。

ポンプ装置の運転時において、第２フィルター構造体６０のフィルター本体６１に堆積した異物は、軸通孔２ａを通ってモータ部ＭからポンプＰに流れる液体の圧力によって除去され、ポンプケーシング４内に放出される。このようにして、フィルター本体６１は、その目詰まりから解放される。ポンプ装置は、フィルター構造体５０，６０（より具体的には、フィルター本体５１，６１）の目詰まりを防止することができる。

直結給水装置におけるポンプ装置では、ポンプ装置の運転および運転停止により、ポンプ装置の内部を循環する液体の流れの方向が入れ替わる。ポンプ装置は、第１フィルター構造体５０および第２フィルター構造体６０を備えているため、フィルター本体５１，６１による異物の捕捉とフィルター本体５１，６１の清掃を繰り返すことができる。

一般的に、異物がフィルターに堆積すると、フィルターは本来の機能を十分に発揮することができないため、所定の期間を経た後にフィルターを清掃する必要がある。また、想定外の異物の堆積があった場合は、フィルターが目詰まりし、液体がモータ部に取り込まれなくなる。結果として、モータ部内の冷却不足および／またはすべり軸受の異常摩耗を引き起こすおそれがある。

本実施形態によれば、ポンプ装置は、その運転時において、第１フィルター構造体５０によって流通孔５ａを通過する液体中の異物を捕捉することができ、軸通孔２ａを通過する液体によって第２フィルター構造体６０に捕捉された異物を除去することができる。さらに、ポンプ装置は、その運転停止時において、第２フィルター構造体６０によって軸通孔２ａを通過する液体中の異物を捕捉することができ、流通孔５ａを通過する液体によって第１フィルター構造体５０に捕捉された異物を除去することができる。

本実施形態によれば、所定の期間が経過した後でもフィルター構造体５０，６０を清掃する必要はない。さらに、フィルター本体５１，６１の目詰まりを防止することができるため、モータ部Ｍ内の冷却不足および／またはすべり軸受２１，２２の異常摩耗の発生を防止することができる。

直結給水装置は、２台のポンプ装置による交互運転（並列交互運転）を基本構成（日本水道協会による規定）としている。したがって、移送される液体の目的圧力が常にポンプ装置の運転を必要とする高揚程であっても、常にポンプ装置は１台しか運転されないため、ポンプ装置内における液体の流れの方向の入れ替えは常に行われる。したがって、運転中のポンプ装置および運転停止中のポンプ装置は、それぞれ上述した効果を発揮することができる。

上述した実施形態では、ポンプ装置が直結給水装置に適用される実施形態について説明したが、ポンプ装置は、受水槽内の液体を外部に移送するシステムに適用されてもよい。図１１は、受水槽１００内の液体を移送する液体移送システムに適用されたポンプ装置を示す図である。図１１に示すように、受水槽１００はポンプ装置の上方に配置されている。受水槽１００の底部には、流入管１０１の一端が接続されており、他端はポンプ装置の吸込口４ａに接続されている。ポンプ装置の吐出口４ｂには、流出管１０２が接続されている。

図１１に示す実施形態においても、ポンプ装置の運転停止時において、受水槽１００内の液体の圧力は常にポンプ装置に加わっている。したがって、ポンプ装置は、上述した効果と同様の効果を奏することができる。

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。

１ 羽根車
１ａ 貫通孔
２ 回転軸
２ａ 軸通孔
２ｂ 挿入部
３ ライナーリング
４ ポンプケーシング
４ａ 吸込口
４ｂ 吐出口
５ ケーシングカバー
５ａ 流通孔
１０ モータ
１１ ステータ室
１２ モータフレーム
１５ モータロータ
１６ モータステータ
１６ａ ステータコア
１６ｂ コイル
１７ シール部材
１８ キャン
２１，２２ すべり軸受
２１ａ，２２ａ ラジアル部位
２１ｂ，２２ｂ スラスト部位
２５ スラスト板
３０ 外側部位
３１ 内側部位
３２ 環状凹部
３２ａ 外側面
３２ｂ 内側面
５０ 第１フィルター構造体
５１ フィルター本体
５２ 押さえ部材
５２ａ 窓部
５２ｂ ポンプ側端面
５２ｃ モータ部側端面
５３ 外輪部位
５３ａ 外周面
５４ 内輪部位
５５ 接続部位
５６ 突起
６０ 第２フィルター構造体
６１ フィルター本体
６２，６６ ストッパー
６３ 第１部位（ナット部）
６４ 第２部位（袋部）
６５，６９ 連通孔
６７ 第２部位（頭部）
６８ 第１部位（ねじ部）
Ｐ ポンプ
Ｍ モータ部

Claims (7)

1. 羽根車と、
   前記羽根車が固定され、内部に貫通する軸通孔が形成された回転軸と、
   前記回転軸を回転可能に支持するすべり軸受と、
   前記羽根車を収容するポンプケーシングと、
   前記ポンプケーシングの高圧側の開口部に固定され、前記すべり軸受が配置された空間と前記ポンプケーシングの内部とを接続する流通孔が形成されたケーシングカバーと、
   前記流通孔に配置された第１フィルター構造体と、
   前記軸通孔に配置された第２フィルター構造体とを備え、
   前記第１フィルター構造体は、
   前記流通孔を覆う第１フィルター本体と、
   前記第１フィルター本体の前記流通孔から離間する方向への移動を制限する押さえ部材とを備えており、
   前記押さえ部材は、前記第１フィルター本体を介して前記流通孔に連通する窓部を有していることを特徴とするポンプ装置。
2. 前記ケーシングカバーは、前記流通孔が形成され、かつ前記回転軸と同心状に配置された環状凹部を備えており、
   前記第１フィルター構造体は、前記環状凹部に装着されていることを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置。
3. 前記第２フィルター構造体は、
   前記軸通孔を覆う第２フィルター本体と、
   前記第２フィルター本体の前記軸通孔から離間する方向への移動を制限するストッパーとを備えており、
   前記ストッパーは、前記第２フィルター本体を介して前記軸通孔に連通する連通孔を有していることを特徴とする請求項１または２に記載のポンプ装置。
4. 羽根車と、
   前記羽根車が固定され、内部に貫通する軸通孔が形成された回転軸と、
   前記回転軸を回転可能に支持するすべり軸受と、
   前記羽根車を収容するポンプケーシングと、
   前記ポンプケーシングの高圧側の開口部に固定され、前記すべり軸受が配置された空間と前記ポンプケーシングの内部とを接続する流通孔が形成されたケーシングカバーと、
   前記流通孔に配置された第１フィルター構造体と、
   前記軸通孔に配置された第２フィルター構造体とを備え、
   前記第２フィルター構造体は、
   前記軸通孔を覆う第２フィルター本体と、
   前記第２フィルター本体の前記軸通孔から離間する方向への移動を制限するストッパーとを備えており、
   前記ストッパーは、前記第２フィルター本体を介して前記軸通孔に連通する連通孔を有しており、
   前記ストッパーは、
   前記回転軸の端部に固定された第１部位と、
   前記第１部位に接続され、前記回転軸の軸線方向に延びる第２部位とを備えており、
   前記連通孔は、前記第２部位に形成されており、
   前記第２フィルター本体は、前記第１部位および前記第２部位によって形成された空間に配置されていることを特徴とするポンプ装置。
5. 羽根車と、
   前記羽根車が固定され、内部に貫通する軸通孔が形成された回転軸と、
   前記回転軸を回転可能に支持するすべり軸受と、
   前記羽根車を収容するポンプケーシングと、
   前記ポンプケーシングの高圧側の開口部に固定され、前記すべり軸受が配置された空間と前記ポンプケーシングの内部とを接続する流通孔が形成されたケーシングカバーと、
   前記流通孔に配置された第１フィルター構造体と、
   前記軸通孔に配置された第２フィルター構造体とを備え、
   前記第２フィルター構造体は、
   前記軸通孔を覆う第２フィルター本体と、
   前記第２フィルター本体の前記軸通孔から離間する方向への移動を制限するストッパーとを備えており、
   前記ストッパーは、前記第２フィルター本体を介して前記軸通孔に連通する連通孔を有しており、
   前記ストッパーは、前記回転軸の軸通孔に形成された挿入部に挿入された第１部位を備えており、
   前記フィルター本体は、前記挿入部および前記第１部位によって形成された空間に配置されていることを特徴とするポンプ装置。
6. 羽根車と、該羽根車が固定され、内部に貫通する軸通孔が形成された回転軸と、該回転軸を回転可能に支持するすべり軸受と、該羽根車を収容するポンプケーシングと、該ポンプケーシングの高圧側の開口部に固定され、該すべり軸受が配置された空間と該ポンプケーシングの内部とを接続する流通孔が形成されたケーシングカバーとを備えるポンプ装置に適用可能なフィルター構造体であって、
   前記フィルター構造体は、
   前記流通孔に配置可能な第１フィルター構造体と、
   前記軸通孔に配置可能な第２フィルター構造体とを備えており、
   前記第１フィルター構造体は、
   前記流通孔を覆うことが可能な第１フィルター本体と、
   前記第１フィルター本体の前記流通孔から離間する方向への移動を制限することが可能な押さえ部材とを備えており、
   前記押さえ部材は、前記第１フィルター本体を介して前記流通孔に連通可能な窓部を有していることを特徴とするフィルター構造体。
7. 羽根車と、該羽根車が固定され、内部に貫通する軸通孔が形成された回転軸と、該回転軸を回転可能に支持するすべり軸受と、該羽根車を収容するポンプケーシングと、該ポンプケーシングの高圧側の開口部に固定され、該すべり軸受が配置された空間と該ポンプケーシングの内部とを接続する流通孔が形成されたケーシングカバーとを備えるポンプ装置に適用可能なフィルター構造体であって、
   前記フィルター構造体は、
   前記流通孔に配置可能な第１フィルター構造体と、
   前記軸通孔に配置可能な第２フィルター構造体とを備えており、
   前記第２フィルター構造体は、
   前記軸通孔を覆うことが可能な第２フィルター本体と、
   前記第２フィルター本体の前記軸通孔から離間する方向への移動を制限することが可能なストッパーとを備えており、
   前記ストッパーは、前記第２フィルター本体を介して前記軸通孔に連通可能な連通孔を有しており、
   前記連通孔は、前記軸通孔と同じか、または小さな大きさを有しており、前記連通孔の大きさは前記第２フィルター本体よりも小さいことを特徴とするフィルター構造体。

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