JPH0676678U - 乾式水中モータポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 乾式水中モータポンプにおいて、電動機の回
転軸に中空軸を用い、その中空軸の内部通路に揚水路の
水を流し、その水に熱媒体または冷却媒体としての機能
を持たせる。 【構成】 電動機６を設置したハウジング４を揚水路２
内に配備し、電動機６の回転軸７すなわち中空軸の内部
通路７ａを揚水路２に臨ませる。 【効果】 ポンプを運転して水を吸い上げると、揚水路
２においては上部側と下部側とに圧力差が発生するの
で、その圧力差により中空軸の内部通路７ａに水が流れ
込んで再び揚水路２に入る。これにより、電動機６での
発熱や回転軸７での蓄熱を抑制させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、羽根車の回転駆動源として電動機を採用した乾式水中モータポンプ に関する。

【０００２】

【従来の技術】

羽根車の回転駆動源として電動機を採用した水中モータポンプは、水封式、油 封式、乾式の３種類に大別することが可能である。これらの水中モータポンプに おいて、水封式は電動機のモータコイルやロータの周りに水を入れてあり、油封 式は上記モータコイルやロータの周りに油を入れてあるのに対し、乾式は上記モ ータコイルやロータの周りが空気層すなわち空間になっていて本質的には陸用モ ータと同じ構造になっている。このため、発熱源である電動機のロータでの発熱 は、水封式や油封式においては水や油がロータ部分に接して外部に熱伝達性よく 放熱されるのであるけれども、乾式においてはモータコイルやロータの周りが空 気層になっていることから、その空気層による断熱作用で電動機内部に蓄熱され やすい構造になっているということがいえ、特に大出力の電動機においては、ロ ータ温度が上がりすぎる傾向があるということのみならず、電動機の回転軸にも その軸径の大きなものが用いられるので回転軸内部での蓄熱量がそれだけ多くな って温度が上がり過ぎるという傾向がさらに助長される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

このように、従来は、乾式水中モータポンプに関して、電動機のロータ温度や 回転軸温度が上がり過ぎるおそれがあるという問題があり、特に大出力の電動機 を用いる乾式水中モータポンプにおいてはそのような傾向が顕著であった。

【０００４】 そこで、本願考案者は、乾式水中モータポンプにおいて、電動機のロータでの 発熱を効果的に外部に放熱してロータ温度の上昇や回転軸での蓄熱を抑制すると いう意図のもとで鋭意調査研究を行った結果、回転軸を中空にしても回転軸の要 求強度を充足することができるという事実を突き止め、その事実を利用して本考 案を完成するに至った。

【０００５】 すなわち、本考案は、回転軸に中空軸を用いてその中空軸の内部通路に揚水の 一部を流し、その水に熱媒体または冷却媒体としての機能を持たせることによっ て、ロータでの発熱を外部に運んで放熱したり回転軸の蓄熱を抑制したりするこ とのできる乾式水中モータポンプを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案による乾式水中モータポンプは、揚水路内に配備されるハウジングで囲 まれた空間に電動機が設置され、この電動機の回転軸に羽根車が連設され、この 羽根車の回転により吸い込まれた水が上記揚水路を経て吐出される乾式水中モー タポンプにおいて、上記回転軸が中空軸であり、かつその中空軸が上記ハウジン グを貫通してその内部通路が上記揚水路に臨んで開口しているものである。

【０００７】

【作用】

この構成において、電動機を運転すると、羽根車の回転により吸い込まれた水 が揚水路を上昇する。そして、回転軸すなわち中空軸の開口が臨んでいる揚水路 においては、中空軸の一端側と他端側とで圧力差が発生し、その圧力差により中 空軸の内部通路に揚水の一部が流れ込み、その水が内部通路を流れて揚水路に入 る。このため、中空軸の内部通路を流れる水で電動機での発熱（ロータでの発熱 ）が揚水路に運び去られてその発熱が抑制され、同時に中空軸の内部通路を流れ る水で中空軸すなわち回転軸が冷却される。

【０００８】

【実施例】

図１は本考案の実施例による乾式水中モータポンプの要部を示す断面図である 。同図において、１はコラムで、このコラム１の内部空間が揚水路２となる。

【０００９】 ３はポンプ本体であり、この実施例においてポンプ本体３は、縦型略円筒状に 組み立てられたハウジング４と、このハウジング４で囲まれた空間５の一部に設 置された電動機６と、電動機６の回転軸７に連設された羽根車８などを備えてい る。そして、電動機６は上記回転軸７とこの回転軸７が固着されたロータ９とロ ータ９の周囲に配備されたステータとしてのコイル１０とを有しており、これら が円筒状のフレーム１１によって取り囲まれている。

【００１０】 上記ハウジング４は、フレーム１１と、フレーム１１の上端部に上部隔壁１２ を介して連結された円筒状の蓋金具１３と、この蓋金具１３の上端開口を塞いで いる上部蓋１４と、フレーム１１の下端部に下部隔壁１５を介して連結されたポ ンプケーシング１６とを含む。そして、ポンプケーシング１６に吸込ケーシング １８が連設されていると共に、そのポンプケーシング１６にガイドベーン１７が 具備されている。また、上記羽根車８はボス１９に設けられ、そのボス１９にキ ャップ２０が装着されている。そして、上部隔壁１２に設けられた軸受２１と下 部隔壁１５に設けられた軸受２２とによって上記回転軸７が回転自在に支持され ている。また、回転軸７はポンプケーシング１６に設けられたメカニカルシール ２３によっても支持されている。５ａ，５ｂ，５ｃは電動機６を挾む上下におい て上記フレーム１１の内部や蓋金具１３の内部に確保された空間、１４ａはケー ブル挿通口である。

【００１１】 ポンプ本体３については、そのハウジング４が上記コラム１の内部の揚水路２ に配備され、この状態では、上記コラム１の下端部からポンプケーシング１６や 吸込ケーシング１８が突出される。

【００１２】 次に、上記回転軸７には図示明示のように中空軸が用いられており、この中空 軸が上記ハウジング４における上部蓋１４に貫通されている。そして、この中空 軸の上端部においてその内部通路７ａが上記揚水路２に対して上向きに臨んで開 口７ｂしている。また、中空軸の下端部はボス１９に連結されてその内部通路７ ａがキャップ２０の内部空間２０ａに対して下向きに臨んで開口７ｃしている。 キャップ２０には通孔２４が開設されている。ここで、中空軸でなる回転軸７は 、上部蓋１４を貫通している上端部からボス１９に連結されている下端部までの 全長部分が一体形成された一体軸であっても、その軸方向の途中箇所がスプライ ン結合などによって連結された分割軸であってもよい。

【００１３】 以上説明した乾式水中モータポンプにおいて、電動機６を駆動すると、ロータ ９と共に回転軸７が回転し、回転軸７と共に羽根車８が回転する。このため、吸 込ケーシング１８から吸い込まれた水がポンプケーシング１６のガイドベーン１ ７により整流された後、揚水路２を上向きに流れて図外の吐出口より吐出される 。

【００１４】 このようなポンプ運転中において、吸込ケーシング１８に吸い込まれた水の圧 力は上部蓋１４の近傍箇所で揚水路２を流れる水の圧力よりも低くなる。そのた め、揚水路２を流れる揚水の一部が、回転軸７すなわち中空軸の上端部の開口７ ｂからその内部通路７ａに流れ込んで流下し、その下端部の開口７ｃからキャッ プ２０の内部空間２０ａに流出し、さらにキャップ２０の通孔２４から出て吸込 ケーシング１８より再び吸い込まれる。図中にはこのような水の流れを実線矢印 ａで示し、揚水路２を流れる水の流れを白抜き矢印ｂで示してある。

【００１５】 上記のように、回転軸７すなわち中空軸の内部通路７ａを水が流れることによ り、電動機６のロータ９での発熱がその水によって揚水路２に運び去られるので ロータ９での発熱が抑制されるのみならず、中空軸の内部通路７ａを流れる水で 中空軸すなわち回転軸７が直接に冷却される。

【００１６】 ロータ９からの奪熱量や回転軸７の冷却効果は回転軸７すなわち中空軸の内部 通路７ａを流れる水量によって変わり、また、中空軸の内部通路７ａを流れる水 量は内部通路７ａを形成している孔の直径によって変わる。このことより、内部 通路７ａを形成している孔の直径（孔径）を適切に定めることにより、ポンプ性 能を損なわない範囲で効果的な冷却水量を設定することが可能である。

【００１７】

【考案の効果】

本考案によれば、電動機のコイルやロータの周りが空気層になっている乾式水 中モータポンプにおいても、電動機での発熱（ロータでの発熱）が回転軸を構成 している中空軸の内部通路を流れる水で外部に効率よく放熱され、同時にその水 で回転軸が直接に冷却されることになるので、電動機のロータ温度が上がり過ぎ たり回転軸に多大な蓄熱が行われたりすることが防止され、そのことがポンプ運 転時の安全性の向上に役立つのみならず、軸径の大きな回転軸を用いた大出力電 動機を具備する乾式水中モータポンプの製作を可能にするという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例による乾式水中モータポンプの
要部を示す断面図である。

【符号の説明】

２ 揚水路 ４ ハウジング ５ａ，５ｂ 空間 ６ 電動機 ７ 回転軸 ７ａ 中空軸の内部通路 ７ｂ，７ｃ 内部通路の開口 ８ 羽根車

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 揚水路内に配備されるハウジングで囲ま
   れた空間に電動機が設置され、この電動機の回転軸に羽
   根車が連設され、この羽根車の回転により吸い込まれた
   水が上記揚水路を経て吐出される乾式水中モータポンプ
   において、 上記回転軸が中空軸であり、かつその中空軸が上記ハウ
   ジングを貫通してその内部通路が上記揚水路に臨んで開
   口していることを特徴とする乾式水中モータポンプ。