JP7187374B2 - motor pump - Google Patents
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Description
ここに開示する技術は、モータポンプに関する。 The technology disclosed herein relates to motor pumps.
特許文献1には、モータ部とポンプ部とから構成されかつ、揚液に浸漬される水中モータポンプが開示されている。この水中モータポンプのモータ部には、モータを冷却する冷却水用の循環流路が形成されている。ポンプの羽根車を収容するポンプケーシングの上端部には蓋ケーシングが取り付けられている。蓋ケーシングは、モータ部とポンプ部とを隔てる板状の部材である。蓋ケーシングはまた、循環流路の一部を区画している。
特許文献1に記載されている水中モータポンプは、例えば土砂等を含む揚液に浸漬される場合がある。耐久性や耐摩耗性の問題から、モータ部とポンプ部とを隔てる蓋ケーシングは、鋳鉄で作成されている。
The submersible motor pump described in
前記板状の蓋ケーシングは、水中モータポンプの構造上、冷却水と揚液との間の熱交換を行う熱交換部としても機能する。しかしながら、特許文献1に記載されている鋳鉄製の蓋ケーシングは熱伝導率が低いため、熱交換効率は余り高くない。
Due to the structure of the submersible motor pump, the plate-shaped lid casing also functions as a heat exchange section that exchanges heat between the cooling water and the pumped liquid. However, the cast-iron lid casing described in
また、特許文献1に記載されている蓋ケーシングには、ポンプ部側を向いた面に、フィンを立設している。フィンを設けると伝熱面積が拡大し、熱交換効率の向上に有利になる。そこで、伝熱面積をさらに拡大するためにフィンの高さを高くしても、鋳鉄製のフィンは熱伝導率が低いため、フィンの先端部まで熱が伝わり難い。そのため、蓋ケーシングの熱交換効率は、さほど向上しない。
Further, in the lid casing described in
これに対し、モータを、より効率良く冷却したいという要求がある。 On the other hand, there is a demand for more efficient cooling of the motor.
ここに開示する技術は、モータポンプにおいて、モータを効率的に冷却する。 The technology disclosed herein efficiently cools the motor in the motor pump.
ここに開示する技術は、モータポンプに関する。モータポンプは、
モータと、前記モータを冷却する冷却液が循環する循環流路とを含むモータ部と、
前記モータのシャフトに固定された羽根車を含みかつ、揚液に浸漬されるポンプ部と、
前記モータ部の前記冷却液と前記ポンプ部の前記揚液とを隔てると共に、前記冷却液から前記揚液へ熱を伝える隔壁と、を備え、
前記隔壁には、前記モータ部側と前記ポンプ部側とのそれぞれ互いに対応する位置に、中央部から径方向外方に向かって延びる凸条と凹溝とが、周方向に間隔を空けて複数形成され、
前記モータ部側の前記凸条又は前記凹溝は、前記冷却液を整流する整流路を形成していると共に、前記ポンプ部側の前記凹溝又は前記凸条は、前記揚液が流れる流路を形成している。
The technology disclosed herein relates to motor pumps. motor pump
a motor unit including a motor and a circulation passage through which a coolant for cooling the motor circulates;
a pump section including an impeller fixed to the shaft of the motor and immersed in pumped liquid;
a partition separating the cooling liquid of the motor section and the pumping liquid of the pump section and conducting heat from the cooling liquid to the pumping liquid;
In the partition wall, a plurality of ridges and grooves extending radially outward from a central portion are formed at intervals on the motor portion side and the pump portion side at corresponding positions in the circumferential direction. formed ,
The ridges or grooves on the motor section side form a rectifying path for rectifying the cooling liquid, and the grooves or ridges on the pump section side form a flow through which the pumped liquid flows. forming a road.
この構成によると、冷却液と揚液とを隔てる隔壁は、冷却液と揚液との間で熱交換を行う熱交換部として機能する。隔壁に形成された複数の凸条及び凹溝によって、隔壁は、シャフトの中心軸に沿う断面が波形である。断面を波形にすることによって、隔壁は、伝熱面積が拡大する。
According to this configuration, the partition separating the cooling liquid and the pumping liquid functions as a heat exchange section that exchanges heat between the cooling liquid and the pumping liquid. Due to the plurality of ridges and grooves formed in the partition, the partition has a wavy cross section along the central axis of the shaft. By corrugating the cross section, the partition wall has an enlarged heat transfer area.
また、凸条又は凹溝によって、モータ部側に整流路が形成されると共に、ポンプ部側に流路が形成される。隔壁を挟んだモータ部側及びポンプ部側のそれぞれにおいて、冷却液及び揚液がスムースに流れる。
Further , the ridges or grooves form a rectifying path on the motor portion side and a flow path on the pump portion side. The cooling liquid and the pumped liquid flow smoothly on the motor section side and the pump section side, respectively, with the partition wall interposed therebetween.
伝熱面積の拡大と、冷却液及び揚液の整流とによって、隔壁の熱交換効率が高まる。モータから受熱した冷却液は、隔壁において効率的に放熱することができるから、モータポンプのモータを効率的に冷却することができる。 The expansion of the heat transfer area and the rectification of the cooling liquid and pumping liquid increase the heat exchange efficiency of the partition wall. Since the coolant that has received heat from the motor can efficiently dissipate heat in the partition wall, the motor of the motor pump can be efficiently cooled.
前記隔壁は、厚みが一定又は略一定である、としてもよい。 The partition wall may have a constant or substantially constant thickness.
こうすることで、冷却液と揚液とを隔てる壁の厚みが分厚くならない。隔壁の熱交換効率がさらに高まる。耐久性や耐摩耗性の観点から、熱伝導率が比較的低い鋳鉄で隔壁を作成しても、冷却液を効率的に冷却することができ、モータを効率的に冷却することができる。また、隔壁を断面波形に形成することにより、厚みを薄くしても、隔壁の剛性を確保することができる。隔壁の厚みを薄くすれば、熱交換効率の向上にさらに有利になる。 By doing so, the thickness of the wall separating the cooling liquid and the pumping liquid is not increased. The heat exchange efficiency of the partition is further enhanced. From the viewpoint of durability and wear resistance, even if the partition wall is made of cast iron, which has a relatively low thermal conductivity, the coolant can be efficiently cooled, and the motor can be efficiently cooled. Further, by forming the partition walls to have a corrugated cross-section, the rigidity of the partition walls can be ensured even if the thickness is reduced. Reducing the thickness of the partition wall is more advantageous for improving the heat exchange efficiency.
前記隔壁は、前記シャフトの中心軸に直交する方向に広がり、前記シャフトは、前記隔壁の前記中央部を貫通しており、前記隔壁は、前記中央部から径方向外方に向かって放射状に延びる複数の整流路を有している、としてもよい。
The partition extends in a direction perpendicular to the central axis of the shaft, the shaft penetrates the central portion of the partition, and the partition extends radially outward from the central portion. A plurality of rectifying paths may be provided.
隔壁が、複数の整流路を有していることにより、隔壁の伝熱面積がさらに拡大する。また、冷却液が複数の整流路に沿って、隔壁の全体に広がって流れる。その結果、冷却液から揚液へ熱を効率的に伝えることができ、冷却液を効率的に放熱させことができる。 Since the partition has a plurality of rectifying paths, the heat transfer area of the partition is further expanded. In addition, the cooling liquid spreads and flows along the plurality of rectifying paths over the entire partition wall. As a result, heat can be efficiently transferred from the cooling liquid to the pumping liquid, and the cooling liquid can be efficiently dissipated.
前記整流路は、前記中央部から径方向外方に向かうに従い周方向に湾曲している、としてもよい。 The rectifying path may be curved in the circumferential direction from the central portion toward the radially outward direction.
こうすることで、隔壁の外径が一定と仮定したときに、整流路を周方向に湾曲させると、湾曲していない場合と比較して、中央部から径方向外方に向かう各整流路の流路長を長くすることができる。流路長が長くなる分、隔壁の伝熱面積を大きくすることができる。隔壁の外径を大きくせずに、隔壁の熱交換効率を高めることができる。 By doing so, when the outer diameter of the partition wall is assumed to be constant, when the rectifying paths are curved in the circumferential direction, the rectifying paths extending radially outward from the central portion are more curved than when they are not curved. The channel length can be lengthened. As the length of the flow path increases, the heat transfer area of the partition wall can be increased. The heat exchange efficiency of the partition can be improved without increasing the outer diameter of the partition.
前記整流路の幅は、前記中央部から径方向外方に向かうに従い拡大している、としてもよい。 The width of the rectifying path may expand radially outward from the central portion.
こうすることで、冷却液が整流路内を中央部から径方向外方へと流れている間に、ディフューザー効果によって、運動エネルギを圧力エネルギへ効率よく変換することができる。整流路の径方向外方の出口部におけるエネルギ損失を下げることができる。 By doing so, the kinetic energy can be efficiently converted into pressure energy by the diffuser effect while the cooling liquid is flowing radially outward from the central portion in the rectifying path. The energy loss at the radially outer outlet of the commutation path can be reduced.
前記循環流路の一部は、前記シャフトの周囲に形成され、前記シャフトの周囲に設けられた循環流路内には、前記シャフトに固定された循環羽根が配設されている、としてもよい。 A part of the circulation channel may be formed around the shaft, and a circulation vane fixed to the shaft may be arranged in the circulation channel provided around the shaft. .
ポンプの運転中は、シャフトと共に循環羽根が回転をすることにより、冷却液が強制的に流動する。冷却液は、モータと隔壁との間を循環し、隔壁において放熱した冷却液によってモータが冷却される。 During operation of the pump, the coolant is forced to flow by rotating the circulation vanes together with the shaft. The cooling liquid circulates between the motor and the partition, and the motor is cooled by the cooling liquid radiated in the partition.
シャフトの周囲に形成された循環流路内を流れる冷却液は、シャフトに沿うように流れ、その後、隔壁における複数の整流路に沿って、隔壁の中央部から径方向外方へ流れる。冷却液が隔壁の面に沿って放射状に流れることで、冷却液と揚液との間の熱交換効率が向上する。 The coolant flowing in the circulation channel formed around the shaft flows along the shaft, and then flows radially outward from the central portion of the partition along a plurality of rectifying paths in the partition. The cooling liquid radially flows along the surfaces of the partition walls, thereby improving the heat exchange efficiency between the cooling liquid and the pumped liquid.
前記隔壁の波形は、前記モータ部側及び前記ポンプ部側の凹溝の幅が底部から開口部に向かって拡大するように、前記シャフトの中心軸に沿う断面において前記シャフトの中心軸に対し傾いている、としてもよい。 The corrugation of the partition wall is inclined with respect to the central axis of the shaft in a cross section along the central axis of the shaft so that the widths of the concave grooves on the motor section side and the pump section side expand from the bottom toward the opening. You can say that there is.
モータポンプの使用環境によっては、揚液中に含まれるゴミ等が隔壁の凹溝内に溜まることで、隔壁の熱交換効率を低下させる恐れがある。前記の構成のように、底部から開口部に向かって凹溝の幅が拡大するよう波形をシャフトの中心軸に対し傾けると、ポンプの運転中の揚液の流れによって、ゴミ等が凹溝内から掻き出されやすい。凹溝内にゴミ等が溜まることを抑制して、高い熱交換効率を維持することができる。 Depending on the environment in which the motor pump is used, dust or the like contained in the pumped liquid may accumulate in the grooves of the partition wall, reducing the heat exchange efficiency of the partition wall. When the corrugation is inclined with respect to the central axis of the shaft so that the width of the groove increases from the bottom toward the opening as in the above configuration, dirt and the like are collected in the groove by the flow of pumped liquid during operation of the pump. It is easy to scrape out from A high heat exchange efficiency can be maintained by suppressing the accumulation of dust or the like in the concave groove.
以上説明したように、前記のモータポンプによると、モータを効率的に冷却することができる。 As described above, according to the motor pump, the motor can be efficiently cooled.
以下、水中モータポンプの実施形態について、図面を参照しながら説明する。ここで説明する水中モータポンプは例示である。 Embodiments of a submersible motor-pump will be described below with reference to the drawings. The submersible motor-pump described here is exemplary.
(水中モータポンプの全体構成)
図1は、水中モータポンプ1を例示している。水中モータポンプ1は、例えば下水道におけるポンプ槽内に設置されるポンプである。水中モータポンプ1は、揚液に浸漬される。水中モータポンプ1は、羽根車21を駆動するモータ31を有するモータ部11と、羽根車21を有するポンプ部12と、を備えている。水中モータポンプ1は、モータ部11が上側に、ポンプ部12が下側になるように、上下方向に並んで配置されて構成されている。この水中モータポンプ1はまた、詳細は後述するが、循環する冷却液がモータ31を冷却する循環流路をモータ部11に設けた強制冷却仕様である。ここで、冷却液は、この構成例では水を主成分とし、そこに腐食防止用の添加剤を添加した冷却水である。但し、冷却液を、冷却油によって構成してもよい 。
(Overall configuration of submersible motor pump)
FIG. 1 illustrates a submersible motor-
モータ部11は、モータ31と、モータ31を収容するモータケーシング32と、を備えている。モータ31のシャフト33は、上下方向に延びて配設されている。シャフト33は、モータケーシング32の下端から下方に突出している。
The
モータケーシング32は、その上端及び下端が開口した概略円筒状を有している。モータケーシング32の上端開口は、蓋部34によって閉塞されている。蓋部34の下面には、ベアリング351が取り付けられており、このベアリング351は、シャフト33の上端部を軸支している。蓋部34には、モータカバー39が取り付けられ、モータカバー39には、ヘッドカバー36が取り付けられている。
The
モータ部11はまた、アウターケーシング37を備えている。アウターケーシング37は、モータケーシング32の外周囲を囲むように配置されている。アウターケーシング37は、両端開口の概略円筒状であり、その上端部がモータカバー39に固定されている。モータケーシング32の外周面と、アウターケーシング37の内周面とによって、冷却液が流れる円周状の第1流路38が形成されている。第1流路38は、モータ31を囲んでいる。第1流路38を流れる冷却液は、モータ31から受熱する。
The
モータケーシング32及びアウターケーシング37の下端部は、ハウジング4によって閉塞されている。ハウジング4の構成の詳細は、後述する。ハウジング4はモータ部11の一部を構成する。
Lower ends of the
ポンプ部12は、シャフト33の下端に取り付けられた羽根車21と、羽根車21を収容するポンプケーシング22と、を備えている。この水中モータポンプ1は、遠心式の羽根車21を備えた遠心ポンプである。
The
ポンプケーシング22は、その内部に羽根車21を収容する渦形室23を有している。渦形室23は、ポンプケーシング22の底部に開口する吸込口24に連通している。渦形室23はまた、ポンプケーシング22の側方に突出する排出口25に連通している。排出口25は、図示省略の排出管に連結される。
The
ポンプケーシング22の上端は開口している。ポンプケーシング22の上端開口の周縁部が、ハウジング4に固定される。
The upper end of the
羽根車21は、図例に限らず、各種の形式の羽根車を採用することができる。羽根車21の主板211には、軸荷重を軽減させる裏羽根212が設けられている。
The
ハウジング4は、モータケーシング32の下端及びアウターケーシング37の下端と、ポンプケーシング22の上端との間に配設されている。ハウジング4は、図2にも示すように、第1部材41と、第2部材42とを含んで構成されている。
The
第1部材41は、モータケーシング32の下端及びアウターケーシング37の下端に固定されている。第1部材41は、概略平板状を有している。第1部材41は、モータケーシング32の下端開口及びアウターケーシング37の下端開口を閉塞する。第1部材41の中央部には、モータ31のシャフト33が貫通する貫通孔が形成されている。シャフト33を支持するベアリング412は、第1部材41に保持されている。第1部材41の外周部には、第1流路38に連通する複数の連通穴411が形成されている。尚、図1及び2では、一つの連通穴411のみを図示している。
The
第2部材42は、第1部材41の下側に配設されている。第2部材42は概略円筒状を有している。第2部材42の上端は、第1部材41の下面に固定されている。第2部材42の下端は、ポンプケーシング22の上端部に固定されている。
The
第2部材42の下端は開口している。第2部材42の下端部には隔壁6が取り付けられている。第2部材42の下端は、隔壁6によって閉塞される。隔壁6はまた、ポンプケーシング22の上端開口を閉塞する。尚、後述するように、隔壁6と羽根車21の主板211との間には、蓋7が介設している。
The lower end of the
第2部材42の内部には、第2流路421及び第3流路422が形成されている。第2流路421及び第3流路422はそれぞれ、連通穴411を介して第1流路38につながっている。尚、図1及び2においては、第2流路421と第1流路38とをつなぐ連通穴411を図示していない。第1流路38、第2流路421及び第3流路422によって、冷却液が循環する循環流路が構成される。
A
隔壁6は、第3流路422の一部を形成している。隔壁6は、モータ部11の冷却液とポンプ部12の揚液とを隔てている。隔壁6はまた、冷却液と揚液との間で熱交換を行う熱交換部として機能する。
The
第2流路421と第3流路422とはシャフト33の周囲において、互いに連通している。つまり、循環流路の一部は、ハウジング4内において、シャフト33の周囲に設けられている。
The
ハウジング4は、その内部にメカニカルシール5を収容している。メカニカルシール5は、シャフト33に取り付けられることによってシャフト33を軸封(シール)する。メカニカルシール5は、第2流路421と第3流路422との連通箇所に配設されている。
The
シャフト33には循環羽根51が取り付けられている。循環羽根51は、第2流路421と第3流路422との連通箇所に配設されている。シャフト33が回転すると、シャフト33と共に循環羽根51が回転する。循環羽根51が回転すると、冷却液は、シャフト33に沿って、第2流路421から第3流路422へ強制的に流動する。その結果、図1及び2に黒い太矢印で示すように、冷却液は、第1流路38、第2流路421及び第3流路422によって構成される循環流路に沿って、モータ31と隔壁6との間を循環する。冷却液は、モータ31の周囲においてモータ31から受熱し、隔壁6の近傍において揚液に放熱する。
A
(隔壁の構成)
図3は、隔壁6及び蓋7を示している。図3の左図は隔壁6の平面図、右図は隔壁6及び蓋7の底面図である。言い替えると、左図は隔壁6の冷却液側の面、右図は隔壁6及び蓋7の揚液側の面である。
(Structure of partition wall)
FIG. 3 shows
隔壁6は、シャフト33に直交する方向に広がる円盤状である。隔壁6の中央部には、シャフト33が貫通する貫通孔61が形成されている。隔壁6はまた、図4に断面図を示すように、シャフト33の中心軸に沿う断面が、隔壁6の周方向について波形である。隔壁6の、モータ部側の面には、ポンプ部側からモータ部側へ凸になった凸条62が形成されていると共に、ポンプ部側の面には、ポンプ部側からモータ部側へ凹になった凹溝63が形成されている。
The
前述したように、隔壁6は、冷却液と揚液との間で熱交換を行う熱交換部として機能する。隔壁6の断面を波形にし、それによって、モータ部側の凸条62とポンプ部側の凹溝63とを隔壁6に設けることで、隔壁6の伝熱面積を拡大させることができる。
As described above, the
凸条62は、周方向に間隔を空けて、複数形成されている。複数の凸条62はそれぞれ、隔壁6における貫通孔61の縁部から、径方向外方に向かって延びている。
A plurality of
隣り合う凸条62と凸条62との間には、冷却液を整流する整流路64が形成されている。ここで、凸条62は、図2に示すように、その突出端部(つまり、上端部)が、ハウジング4の壁に対して間隔Hを空けている。尚、この間隔Hは比較的狭いため、冷却液の流れは、凸条62の突出端部とハウジング4の壁との間を通過する流れよりも、凸条62と凸条62との間の整流路64を通る流れが支配的になる。尚、間隔Hが無くなるように、凸条62の突出端部を、ハウジング4の壁に接触させてもよい。
A rectifying
各凸条62は、径方向内方から外方に向かうに従い周方向に湾曲している。凸条62の湾曲方向は、図3に一点鎖線で示すシャフト33の回転方向に一致している。これにより、複数の整流路64は、径方向の内方から外方に向かって放射状に延びていると共に、各整流路64は、径方向内方から外方に向かうに従い周方向に湾曲している。整流路64の湾曲方向は、シャフト33の回転方向に沿う方向である。また、各整流路64は、図3の左図に示すように、径方向の内側の幅W1が狭く、径方向の外側の幅W2が広い。各整流路64の幅は、径方向の内方から外方へ向かって次第に拡大している。
Each
冷却液は、前述したように、メカニカルシール5の取付位置において、シャフト33の近傍を、モータ部側からポンプ部側へとシャフト33に沿って流れる。その後、冷却液は、隔壁6の面に沿って、径方向の内方から外方へと流れる(図3の黒矢印参照)。冷却液が隔壁6の面に沿って隔壁6の全体に亘って放射状に流れるため、隔壁6を介した冷却液と揚液との間の熱交換効率が向上する。
As described above, the coolant flows along the
また、整流路64が周方向に湾曲しているため、湾曲していない場合よりも整流路64の流路長を長くすることができる。流路長が長くなる分、隔壁6の伝熱面積を大きくすることができる。この構成は、隔壁6の外径を大きくせずに、隔壁6の熱交換効率を高めることができる。
In addition, since the
さらに、整流路64の幅が次第に拡大することにより、冷却液が整流路64内を、隔壁6の中央部から径方向外方へと流れている間に、ディフューザー効果によって運動エネルギを圧力エネルギへ効率よく変換することができる。この構成により、各整流路64の径方向外方の出口部におけるエネルギ損失を下げることができる。
Furthermore, as the width of the rectifying
隔壁6のポンプ部側の凹溝63は、凸条62に対応している。そのため、凹溝63は、周方向に間隔を空けて、複数形成されている。複数の凹溝63はそれぞれ、隔壁6における貫通孔61の縁部から、径方向外方に向かって延びている。各凹溝63は、径方向内方から外方に向かうに従い周方向に湾曲している。揚液は、凹溝63に沿って、径方向に流れる。
A
隔壁6の厚みは、図4に示すように一定又は略一定である。凸条62と凸条62との間に形成された整流路64に沿って流れる冷却液と、凹溝63内を流れる揚液とを隔てる壁の厚みが比較的薄いため、冷却液と揚液との間の熱交換が促進される。隔壁6の厚みが一定又は略一定であることと、伝熱面積の拡大とが組み合わさって、隔壁6の熱交換効率が高まる。隔壁6は、耐久性や耐摩耗性の観点から、熱伝導率が比較的低い鋳鉄で作成される。熱伝導率が低い鋳鉄製であっても、隔壁6は、冷却液を効率的に冷却することができる。また、隔壁6の断面が波形であるから、厚みを薄くしても、隔壁6の剛性を確保することができる。隔壁6の厚みを可能な限り薄くすれば、熱交換効率の向上にさらに有利になる。
The thickness of the
ここで、隔壁6の波形は、図4に示すように、シャフト33の中心軸に沿う断面において、シャフト33の中心軸に対し傾いている(角度θ参照)。それによって、凹溝63の周方向の幅が、その底部から開口部に向かって拡大する。つまり、凹溝63の周方向の幅は、図4における上端部から下端の開口に向かって拡大している。尚、図示は省略するが、凹溝63の径方向の幅も、底部から開口部に向かって拡大している。水中モータポンプ1が設置されるポンプ槽内では、揚液中にゴミ等が含まれており、そのゴミ等が、断面波形の隔壁6の凹溝63に溜まる恐れがある。凹溝63の幅が開口に向かって拡大するように隔壁6を形成すると、水中モータポンプ1の運転中の揚液の流れによって、ゴミ等が凹溝63内から掻き出されやすくなる。凹溝63内にゴミ等が溜まることを抑制することができる。ゴミ等が隔壁6の凹溝63内に溜まることで隔壁6の熱交換効率が低下してしまうことを抑制することができる。ここで、波形の傾き角度θは、適宜の角度に設定することが可能である。傾き角度θは、例えば3~15°の範囲で設定してもよい。
Here, as shown in FIG. 4, the corrugation of the
また、隔壁6の凹溝63の幅が拡大するように波形を形成することは、鋳型を用いて隔壁6を製造する際の抜き勾配となり得るから、隔壁6の製造の観点においても有利になる。
Further, forming the corrugations so that the width of the
隔壁6のモータ部側には、隣り合う凸条62と凸条62とによって冷却液の整流路64が形成されると共に、ポンプ部側には、凹溝63によって揚液の流路が形成される。これらの流路により、隔壁を挟んだモータ部側及びポンプ部側のそれぞれにおいて、冷却液がスムースに流れるから、隔壁6の熱交換効率が高まる。冷却液を効率的に冷却することができ、水中モータポンプ1のモータ31を効率的に冷却することができる。
On the motor portion side of the
ここで、隔壁6のポンプ部側の面は、羽根車21の主板211に対向する面である。この面に形成した凹溝63は、隔壁6のポンプ部側の面に凹凸を形成する。この凹凸は、羽根車21を回転させる動力を増加させてしまう。特に、羽根車21の主板211には、裏羽根212が形成されているため、裏羽根212と凹溝63との組み合わせは、水中モータポンプ1の動力損失を大幅に増加させてしまう恐れがある。
Here, the surface of the
そこで、この水中モータポンプ1は、隔壁6と羽根車21の主板211との間に、蓋7を介在させている。蓋7は、隔壁6よりも厚みの薄い円環状の部材である。蓋7の、少なくとも羽根車21の主板211に対向する面は平坦である。蓋7の面は、隔壁6のポンプ部側の面よりも凹凸が小さい。蓋7は、隔壁6のポンプ部側の面の全体を覆う。尚、図3の右図は、蓋7の一部の図示を省略している。蓋7は、隔壁6に取り付けられる。蓋7と隔壁6のポンプ部側の面との間には、図4に示すように、所定の隙間が設けられている。
Therefore, the
羽根車21の主板211に対向する蓋7の面が平坦であるため、羽根車21の回転時の動力損失が低減する。
Since the surface of the
ここで、隔壁6は、前述したように冷却液と揚液との熱交換を行う部材である。隔壁6の面を蓋7によって全て覆ってしまうと、隔壁6のポンプ部側の面に揚液を供給することができない。そこで、蓋7には、図3の右図に示すように、通過穴71、72が形成されている。通過穴71、72はそれぞれ、蓋7を厚み方向に貫通していて、蓋7を挟んだ隔壁6側と羽根車21の主板211側とをつないでいる。通過穴71、72は、周方向に複数設けられている。通過穴71、72は,図3では一部のみを図示しているが、周方向に均等に配置されている。通過穴71は、径方向の内方に設けられている。通過穴72は、径方向の外方に設けられている。
Here, the
隔壁6と羽根車21の主板211との間で、揚液は、周方向に旋回しながら径方向に流れる。図2に実線の矢印で示すように、羽根車21の回転時に、揚液は、径方向の外方の通過穴72を通じて、ポンプ部側から隔壁側へと流れると共に、径方向の内方の通過穴71を通じて、隔壁側からポンプ部側へと流れる。径方向の内側と外側とのそれぞれに通過穴71、72を設けることにより隔壁6へ揚液を順次供給することができるから、隔壁6を介した冷却液と揚液との間の熱交換効率を向上させることができる。
Between the
すなわち、隔壁6と羽根車21の主板211との間に蓋7を介在させると共に、その蓋7に通過穴71、72を設けることで、水中モータポンプ1の動力損失の低減と、モータ31の効率的な冷却とが両立する。
That is, by interposing the
(隔壁の変形例)
図5は、隔壁の変形例を示している。隔壁601に設ける整流路66は、周方向に湾曲していない。整流路66は、隣り合う凸条65と凸条65との間に設けられており、複数の整流路66は、径方向の内方から外方に向かって放射状に延びている。各整流路66は、径方向の内側の幅が狭く、径方向の外側の幅が広い。各整流路66の幅は、径方向の内方から外方へ向かって次第に拡大している。
(Modified example of partition)
FIG. 5 shows a modification of the partition. The rectifying
図6は、隔壁の別の変形例を示している。隔壁602に設ける整流路68は、湾曲方向が、図3の隔壁6とは逆である。つまり、整流路68は、隣り合う凸条67と凸条67との間に設けられており、複数の整流路68は、径方向内方から外方に向かうに従い、シャフト33の回転方向(図6の一点鎖線の矢印参照)とは逆方向に、周方向に湾曲している。また、各整流路68は、径方向の内側の幅が狭く、径方向の外側の幅が広くなるよう、径方向の内方から外方へ向かって、幅が次第に拡大している。
FIG. 6 shows another modification of the partition. The rectifying
図7に示すように、隔壁603の波形は、シャフト33の中心軸に沿う断面において、シャフト33の中心軸に沿うように形成してもよい。この構成では、凹溝69の幅は、底部から開口部に向かって一定である。
As shown in FIG. 7 , the corrugation of the
また、図8に示すように、隔壁604の、モータ部側の面に、凸条610及び凹溝611を形成すると共に、ポンプ部側の面にも、凹溝612及び凸条613を形成するように、隔壁604を波形に構成してもよい。尚、図示は省略するが、図4とは逆に、モータ部側の面に凹溝を形成すると共に、ポンプ部側の面に凸条を形成するように、隔壁の波形を構成してもよい。
Further, as shown in FIG. 8, a
尚、前述した各構成は、可能な範囲で互いに組み合わせてもよい。 In addition, you may combine each structure mentioned above mutually in the possible range.
また、ここに開示する技術を適用可能なモータポンプは、図1及び2に例示するモータポンプに限定されない。様々な構成のモータポンプに、ここに開示する技術を適用することが可能である。 Also, the motor pump to which the technology disclosed herein can be applied is not limited to the motor pumps illustrated in FIGS. The technology disclosed herein can be applied to motor pumps with various configurations.
1 水中モータポンプ
11 モータ部
12 ポンプ部
21 羽根車
211 主板
31 モータ
33 シャフト
38 第1流路(循環流路)
421 第2流路(循環流路)
422 第3流路(循環流路)
6 隔壁
601、602、603、604 隔壁
62、65、67、610、613 凸条
63、69、611、612 凹溝(流路)
64、66、68 整流路
7 蓋
71、72 通過穴
1
421 second channel (circulation channel)
422 third channel (circulation channel)
6
64, 66, 68
Claims (7)
前記モータのシャフトに固定された羽根車を含みかつ、揚液に浸漬されるポンプ部と、
前記モータ部の前記冷却液と前記ポンプ部の前記揚液とを隔てると共に、前記冷却液から前記揚液へ熱を伝える隔壁と、を備え、
前記隔壁には、前記モータ部側と前記ポンプ部側とのそれぞれ互いに対応する位置に、中央部から径方向外方に向かって延びる凸条と凹溝とが、周方向に間隔を空けて複数形成され、
前記モータ部側の前記凸条又は前記凹溝は、前記冷却液を整流する整流路を形成していると共に、前記ポンプ部側の前記凹溝又は前記凸条は、前記揚液が流れる流路を形成しているモータポンプ。
a motor unit including a motor and a circulation passage through which a coolant for cooling the motor circulates;
a pump section including an impeller fixed to the shaft of the motor and immersed in pumped liquid;
a partition separating the cooling liquid of the motor section and the pumping liquid of the pump section and conducting heat from the cooling liquid to the pumping liquid;
In the partition wall, a plurality of ridges and grooves extending radially outward from a central portion are formed at intervals on the motor portion side and the pump portion side at corresponding positions in the circumferential direction. formed ,
The ridges or grooves on the motor section side form a rectifying path for rectifying the cooling liquid, and the grooves or ridges on the pump section side form a flow through which the pumped liquid flows. A motor pump forming a path.
前記隔壁は、厚みが一定又は略一定であるモータポンプ。 In the motor pump according to claim 1,
The motor pump, wherein the partition wall has a constant or substantially constant thickness.
前記隔壁は、前記シャフトの中心軸に直交する方向に広がり、
前記シャフトは、前記隔壁の前記中央部を貫通しており、
前記隔壁は、前記中央部から径方向外方に向かって放射状に延びる複数の整流路を有しているモータポンプ。 The motor pump according to claim 1 or 2,
The partition extends in a direction perpendicular to the central axis of the shaft,
The shaft passes through the central portion of the partition,
The partition wall has a plurality of rectifying paths extending radially outward from the central portion.
前記整流路は、前記中央部から径方向外方に向かうに従い周方向に湾曲しているモータポンプ。 In the motor pump according to claim 3,
The motor pump, wherein the rectifying path is curved in the circumferential direction from the central portion toward the radially outward direction.
前記整流路の幅は、前記中央部から径方向外方に向かうに従い拡大しているモータポンプ。 The motor pump according to claim 3 or 4,
The motor pump, wherein the width of the rectifying path increases radially outward from the central portion.
前記循環流路の一部は、前記シャフトの周囲に設けられ、
前記シャフトの周囲に設けられた循環流路内には、前記シャフトに固定された循環羽根が配設されているモータポンプ。 In the motor pump according to any one of claims 1 to 5,
A portion of the circulation flow path is provided around the shaft,
A motor pump in which circulation vanes fixed to the shaft are arranged in a circulation flow path provided around the shaft.
前記隔壁の波形は、前記モータ部側及び前記ポンプ部側の凹溝の幅が底部から開口部に向かって拡大するように、前記シャフトの中心軸に沿う断面において前記シャフトの中心軸に対し傾いているモータポンプ。 In the motor pump according to any one of claims 1 to 6,
The corrugation of the partition wall is inclined with respect to the central axis of the shaft in a cross section along the central axis of the shaft so that the widths of the concave grooves on the motor section side and the pump section side expand from the bottom toward the opening. motor pump.
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