JPS5972954A - 水中形直流モータ装置 - Google Patents

水中形直流モータ装置

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JPS5972954A
JPS5972954A JP58169525A JP16952583A JPS5972954A JP S5972954 A JPS5972954 A JP S5972954A JP 58169525 A JP58169525 A JP 58169525A JP 16952583 A JP16952583 A JP 16952583A JP S5972954 A JPS5972954 A JP S5972954A
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shaft
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oxygen
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/12—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
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    • H02K7/11—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with dynamo-electric clutches

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  • Power Engineering (AREA)
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  • Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水中形直流モータ、特にブラシ型の水中形直流
モータの寿命を長くする装置に関する。
完全に水中に沈めて使うブラシ型の水中形直流七−タの
寿命を長（する適当な環境をつくるのにはいくつかの問
題がある。
従来技術が完全にまたは満足に目乞向けなかったこれら
の問題は ｆｉｌ　　モータを何１０メートルが何１００メートル
かの深さの水中に沈めたとぎ、囲いを通してたとえばポ
ンプに機械的エネルギ乞伝達しっつモータの作動部分へ
の水漏れに対する長期の保全、（２）周囲の雰囲気中に
遊離の水蒸気を必要とする炭素ブラシの寿命を長くする
こと、 （３）モータの周囲にとり込まれた空気の酸素含有量を
下げてブラシの抵抗を大さくシそれから摩耗率を高くす
る整流子の酸化の防止、 りの囲い中に加圧不活性ガスを満たず必要のないこと 等で、実用上気にとめなかった。しかし、長期にわたる
ブラシの摩耗過程または他の吸収過程は最初の水蒸気の
量ぞ減少させるので、封入された雰囲気に水蒸気を供給
することは重要である。その上、整流子の酸化を防止す
るために閉じ込めた雰囲気中の遊離の酸素を最少にする
ことが重要である。
本発明の装置では、多孔体のような液体の水を保持する
部材とスチールウール−ルのような遊離の酸素乞消費す
る活性材料とを用いる。多孔性材料中に毛細管作用で保
持された水は蒸発して熱力学の法則にしたがって水の温
度に見合って水蒸気の分圧を与える。水蒸気がブラシの
摩耗や物体への吸収のような囲い内の何らかの過程によ
って消費されると、水蒸気の分圧が下がってこの損失を
補給するために水が蒸発する。ひとたび分圧と温度とが
安定すると、水はもは゛や蒸発しない。
スチールクールのような容易に酸化する材料と組み合わ
せてこの水蒸気補給法を用いると、シールされたモータ
の囲い中の長期のガス環境を制御するきわめて簡単な技
術が得られる。スチールウールは取り込まれた空気中の
酸素と化学結合して容易に酸化鉄乞つくり、その結果ガ
ス環境は圧倒的に窒素と水蒸気とになる。遊離の酸素と
化学結合し整流子を保護するためにスチールクールの代
りに他の化学物質を用いることもできる。
長年の使用によりブラシが摩耗して交換が必要なとぎは
、モータ乞開いてブラシ乞処置することができる。同時
に水を含むパッドを水で再飽和させ、スチールクールの
容器に古いスチールクールの代りに新しい材料を入れる
。周囲雰囲気として空気だけを用いると、モータは、ひ
とたびシールされると、上記の安定な状態に迅速に適合
する。
この状態は現在知られているブラシの長寿命化に最も有
利である。
現場における保守と低製造費がこの設計の上目な問題で
ある。モータの熱を外面上の水流によって冷却される囲
いの壁にきわめてよく伝達させることと容易に取りはず
しできることとの設計は、液体膜とモータのすべり取り
付けとによって達成される。モータには両端に０−リン
グを設けてモータの熱を囲いの瞳に伝達する流体薄膜を
保持するｇこの流体は大抵の物質でよいが、部品の脱着
を容易にするだめの潤滑もするので、具合よ（鉱油を用
いた。したがって本発明によって、比較的原始的で容易
な現場のザービスに対して単純で信頼性のある、直流モ
ータ維持と保守に対するシステムズアプローチが得られ
ることがわかる。また最初の製造費が低いという利点も
ある。
次に図を用いて本発明の詳細な説明する。
図は井戸枠１２内の水中に沈められたモータ１０を概略
的に示す。モータ１０には底端１６において周辺７ラン
ジ２０を持つ底板１８によって所定位置に保持された円
筒形外殻１４がある。フランジ２０は外殻１４の底端１
６をとらえて保持する面を提供する。底板１８と外殻１
４との間に設けられた０−リング２２が底端において外
殻１４の内部と外部との間に水密シールを形成する。
外殻１４にはその頂端２４近（で内面にねじ山２６が切
ってあり、エンドベル２８の外面のねじ山と組み合わさ
っている。エンドベル２８と外殻１４との間の第２の○
−リング３０が外殻１４の上端２４における外部と内部
とを水密にシールしている。
外殻内に直流モータ３２が設けてあり、それはねじ３６
．３８のような適当な留め具で底板１８にしっかりと留
めである複数の足３４で支持しである。
直流モータ３２への電気エネルギの供給は井戸の深さま
たは他のモータの設置位置まで延びた、ケーブルシール
ド４２に包まれてそれに保護されたモータリードケーブ
ル４０によってなされる。
ケーブルシールド４２は底端４４において、空胴４８内
に入れられたたとえばシリコーン（７）　Ｖ　−／ｌ／
材によって水密に底板１８に取り付けられた端板４６に
取り付けられている。
モータリードケーブル４０は底板１８がらの水漏れ乞防
ぐように十分シールされた給電栓５０に接続されている
。ジャンパ線５２がモータの入力端子５４を給電栓５０
に接続している。モータ３２の電気的損傷を防止するた
めに避雷器５６が設けられて給電栓に接続されている。
モータ３２の切除部分に見られるように入力端子５４は
カーボンブラシ６０を保持するブラン保持器５４に接続
されている。カーボンブラシは通常のように整流子セグ
メント６２に接触して界磁極および巻線６６内の電機子
６４が回転する間モータに電気エネルギ乞供給する。軸
６８が電機子６４を貫通してそれに取り付けられている
。軸６８はモータの頂端ｒＯを越えて駆動カップ７２に
はまり、ねじ７４のような適当な取付具でそれに取り付
けられている。駆動カップ７２には軸６８が貫通する穴
７６があり、キー７８が軸６８ビ駆動カップ７２に固定
して確実に一緒に回転させる。磁石８０を駆動カップ７
２内に設けてあってそれと一緒に回転する。
成形カップ８２の開頂端８４には内面にねじ山８６があ
り、エンドベル２８の対応したねじ山に取り付けられて
所定位置に保持されている。カップ８２は駆動カップ７
２と磁石８０との内壁の近（まで延びているが、それら
の間には駆動カップと磁石とが回転の間に接触するのを
防止するのに十分な隙間８８がある。
第２の軸９０がエンドベル２８乞貫通し、軸受９２．９
４に支持されて回転することができる。
軸９０の下端には成形カップ８２内にはまった円柱形の
第２の磁石９６を取り付けである。磁石９６はカップ８
２の内面とごくわずかの隙間９８がある大きさで、磁石
９６が回転してもカップ８２の内面とは接触しない。鉱
油のような潤滑材をエンドベル２８の穴１００からカッ
プ８２の内部の空胴内に入れることができる。穴１００
は通気弁１０２でシールする。潤滑材は軸受９２．９４
を潤滑し、シール１０４は軸９０をエンドベル２８から
抜くとぎ潤滑材が軸９０に沿って漏れるのを防止する。
軸９０にはスプライン端１０６があってポンプ１０７の
ような他の機構に回転駆動力乞与える。
ポンプ１０７はエンドベル２８にスタッド１０８のよう
な適当な取付・具で取り付けることができる。
動作を説明すると、モータが回転すると駆動カップ７２
に取り付けられた第１の磁石８０が軸９０に取り付けた
第２磁石９６、したがって軸９０を回転させる。したが
ってモータ３２で発生された機械的エネルギは成形カッ
プ８２の不透性障壁を横切って第２軸９０に伝達される
。
モータのカーボンブラシの寿命を長くするために遊離の
水蒸気を含む雰囲気を設ける必要がある。
外殻１４内に底板１８の上でモータ３２の下に雰囲気で
満たすことができる空胴１１０がある。
外殻にエンドベル２８と底板１Ｇとを取り伺けた後に空
胴１１０を外部と連通しないようにシールする。しかし
ブラシ６０は空胴１１０と連通する、すなわち空胴１１
０中の雰囲気はブラシ６０と接触する。カーボンブラシ
６０の長寿命を確保するために遊離の水蒸気を含まなけ
ればならないのはこの雰囲気である。また、整流子の酸
化を防止するためには空胴１１０中の雰囲気から遊離の
酸素乞除去することが望ましい。これらの両目標を達成
するために空胴１１０と連通する井戸１１２乞底板１８
に設ける。この井戸にフェルトのような多孔体でよい液
体保持部材１１４乞入れることができる。この井戸１１
２にはまたスチールクールのような遊離の酸素乞消費す
る活性材料１１６を入れることもできる。
フェルトのような多孔質材料１１４０毛細管引力によっ
て保持された水は蒸発して熱力等の法則に従って水の温
度に見合って水蒸気の分圧を与える。水蒸気がブラシの
摩耗や材料中への吸収のような囲い中の何らかの過程に
よって消費されると、水蒸気の分圧が低下し、水が蒸発
して損失乞補なう。ひとたび分圧と温度とが安定すると
、水はもう蒸発できない。したがってシールされた空胴
１１０中には遊離の水蒸気源が閉じた雰囲気中に残る。
スチールクールのような遊離の酸素乞消費する活性材料
１１６は捕えられた雰囲気中の遊離゛゛の酸素と化学結
合して酸化鉄のような、′材料の酸化物乞容易につくり
、その結果雰囲気を圧倒的に窒素と水蒸気とにする。ス
チールウール以外の化学物質も遊離の酸素と化学結合し
て整流チン保護するために用いることができる。スチー
ルウールとフェルトとの選択はモータの雰囲気のきわめ
て簡単であるがしかし信頼性のある制御法である。
何年かの使用によってブラシ６０が摩耗して交換が必要
なとぎには、モータの空胴乞開いてブラシ乞処置するこ
とができる。同時に、水保持部材１１４を水で再飽和し
、活性材料１１６を新しい材料で置き換えることができ
る。周囲の雰囲気として空気だけを用いると、モータは
、ひとたび再シールされると、上記のように迅速に安定
状態に適合する。
本発明はブラシの寿命だけでなく、現場での保守の容易
さと低製造費とに関する。この点に関してモータが容易
に移動（取りはずし）できることが必須要件である。ま
た、モータの冷却も重要な問題である。本装置はモータ
の熱の外側の水流によって冷却される外殻１４への１−
ぐれた伝達とモータの移動の容易さとの両方を行なうも
ので、これらは液体膜と丁べりモータ据え付けとによっ
て達成される。モータ３２には各端にＱ−ＩＪソング１
８．１２０を設けてモータ３２と外殻１４との間にモー
タの熱乞外殻に伝達する流体の薄膜１２２ン保持する。
この流体はほとんど任意の物質でよいが、部品を潤滑し
て挿入および除去が容易なので、鉱油を具合よく用いた
。
上記の説明から明らかなように、本発明は上記の実施例
と異なる種々の変化変形ができる。これらの変化変形も
本発明の範囲にはいることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
１０・・・・・・・・・モータ、　　　１２・・・・・
・・・井戸枠。 １４・・・・・・・・・外殻、　　　　３２・・・・・
・・・直流モータ、４０・・・・・・・・ケーブル、４
２・・・・・・・・・ケーブルシールド、６０・・・・
・・・・・ブラシ、　　　８０．９６・・・・・・・・
磁石。 １０７・・・・・・・・ポンプ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　　シールされたハウジング内に設置された水中
    形直流モータであって、遊離の水蒸気と減少されに量の
    酸素と乞含む雰囲気乞供給する装置を備えたことを特徴
    とする水中形直流モータ。
  2. （２）　　前記モータかも前記ハウジングを通して熱を
    除去する手段？備えたことを特徴とする特許請求の範囲
    第１項のモータ。
  3. （３）　　前記熱を除去する手段は前記モータと前記ハ
    ウジングとの間にある熱乞通す液体の膜を含む特許請求
    の範囲第２項のモータ。
  4. （４）　　前記遊離の水蒸気を供給する装置は前記ハウ
    ジングの内部に設はり液体保持部材を含むことを特徴と
    する特許請求の範囲第１項のモータ。
  5. （５）　　前記液体保持部材は多孔体である、特許請求
    の範囲第４項のモータ。
  6. （６）　　前記減少された量の酸素乞供給する（酸素の
    量ン少な（する）装置は前記ハウジングの内部に置かれ
    １こ酸素と化学結合する活性材料を含む。 特許請求の範囲第１項のモータ。
  7. （７）　　前記ハウジングは前記モータの周囲に不透過
    性障壁乞形成し、前記モータによって発生された機械的
    エネルギを前記ハウジング障壁乞通して伝達する磁気装
    置を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項のモー
    タ。
  8. （８）　　＃Ｊ記モータは延びた回転軸を持っているこ
    とと、前記モータの軸と第エンとの間の前記ハウジング
    によってつくられた不透過性障壁と、機械的エネルギを
    前記障壁乞横切って前記第１の軸から前記第２の軸へ伝
    達する装置とを備えてへ− いることと乞特徴とする特許請求の範囲第１項のモータ
    。
  9. （９）　　前記障啼乞横切って機械的エネルギを伝達す
    る装置は磁気手段乞含む、特許請求の範囲第８項のモー
    タ。
JP58169525A 1982-09-16 1983-09-16 水中形直流モータ装置 Granted JPS5972954A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/418,789 US4539498A (en) 1982-09-16 1982-09-16 Support system for a submersible D.C. motor
US418789 1982-09-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5972954A true JPS5972954A (ja) 1984-04-25
JPH0147108B2 JPH0147108B2 (ja) 1989-10-12

Family

ID=23659573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58169525A Granted JPS5972954A (ja) 1982-09-16 1983-09-16 水中形直流モータ装置

Country Status (11)

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US (1) US4539498A (ja)
EP (1) EP0105234B1 (ja)
JP (1) JPS5972954A (ja)
AU (1) AU555704B2 (ja)
BR (1) BR8305012A (ja)
CA (1) CA1200271A (ja)
DE (1) DE3368827D1 (ja)
ES (1) ES525633A0 (ja)
MX (1) MX153951A (ja)
NZ (1) NZ205576A (ja)
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