JPS63154899A - 水中ポンプ - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ウォーターハンマー防止を主目的とする水中
兎ポンプの改良に関するものである。

［従来の技術およびその問題点］ 従来、陸上ポンプにおける長距離配管等に起因するウォ
ーターハンマー防止策としては、サージタンクまたはエ
アタンクを用いる方法および、ポンブーモートルまたは
直結カップリング部にフライホイールを付加する方法な
どが採用されていた。

また、後者の場合に、モートル部、軸封部、ポンプ部の
順に同−回転軸て連設したポンプが既に知られている（
米国特許３，２１５，０８３号）。

しかしながら、その構成では、高速回転しかつ質量が大
であるフライホイールは、回転しない円筒軸の外周側に
嵌合し、しかもロータとサポート部材を介して回転軸に
固定されている。このため、その構成では、強度上の問
題から、十分に質量が大きいフライホイールを採用しに
くい。また、その構成では、フライホイールが片持ちに
なるのを防ぐために付加的な軸受を必要とする。

一方、水中ポンプとしては可潜モートルの軸をポンプ軸
兼用とする構成のものが主流であるため、前述の陸上用
のごと（たとえば直結用カップリングをフライホイール
兼用とするような簡単な構成による解決手段がなかった
。羽根車を貫通させたポンプ軸をポンプ外にまで延長し
て外部においてフライホイールを設けようとすれば、ポ
ンプ軸の軸受手段の採用が極めて困難となる。しかも、
ポンプ全長が長くなるのみならず、露出したフライホイ
ールが抵抗体となり、または吸込口周辺環境によっては
長尺異物の絡みつきなど種々の不都合が生じる。また、
モータ回転軸の軸受などの回転部分にオイルを充満させ
た（１１４成を維持するのに、水中ポンプでは、オイル
を供給可能とする構成を採用することが難しい。そこで
、水中ポンプにおける解決手段としては一般に、サージ
タンクまたはエアタンクが用いられていた。

しかしながら、このようなタンクはいずれも相当な高さ
あるいは容積を必要とすることから、設置スペース上か
らも種々の不都合があるのみならず、設備費も高価とな
る。

本発明は、前述のような現状に鑑み、運転中の水による
抵抗などがな（、簡単な構造でウォーターハンマーが十
分に防止できる安価な水中ポンプを提供することを目的
としている。

［問題点を解決するための手段］ 本発明に係る水中ポンプは、モートル部、軸封部、ポン
プ部の順に同一回転軸で連設した水中ポンプである。そ
して、本発明に係る水中ポンプは、そ−、トル部内に形
成された空気室と、空気室内において軸封部との境界近
傍に配置されたフライホイールとを備えている。前記フ
ライホイールは、その中心部が回転軸に嵌合・固定され
て一体的に支持されている。

［作用コ モートル部が始動すると、ポンプ部において水が吸引・
吐出される。このとき、フライホイールも一体に回転す
る。フライホイールは、その中心部が回転軸に嵌合・固
定されて一体的に支持されているので、十分大きな質量
を有するフライホイールを採用しても強度は確保できる
。

運転停止時は、十分に質量の大きなフライホイールの慣
性力により、急激なポンプ停止とならず、緩徐な減速回
転により吐出流も徐々に速度を低下させる。このため、
吐出配管が長くてもウォーターハンマーの発生は防出で
きる。さらに、フライホイールが空気室内に配置されて
いることから、オイルや水によってフライホイールの回
転が妨げられることがない。このため、ポンプ停止時の
緩徐な減速回転によるウォーターハンマー防止効果は高
い。

また、フライホイールは回転軸に嵌合・固定されて一体
的に支持されていることから、フライホイールと回転軸
との間でがたが生じたり強度上の問題が生じたりするこ
とがなく長寿命を発揮する。

［実施例コ 本発明に係る水中ポンプの一実施例を示す第１図から明
らかなように、モートル部１と、軸封部２と、ポンプ部
３とは、上方より順に連設されて、水密構造とした縦形
水中ポンプを構成している。

なお、図示しないが、たとえば公知の吊下げ手段および
昇降ガイド手段などにより、予め槽底に固定した吐出配
管と自動接合可能とする接続手段が設けられている。

モートル部１は、主として、電線取出部を６する上部蓋
４、結線板を備えた蓋金具５、互いに同心に配置された
内筒６および外筒７、内筒６の内周面に取付けられたス
テータ８、ステータ８の内周側に配置されたロータ９、
ロータ９に一体的に固定されポンプ軸とモートル軸とを
兼用した回転軸１０とから構成されている。蓋金具５と
輔封部２との間において、内筒６の内部は空気室２０と
なっている。空気室２０内には、軸封部２側から順に第
１軸受２１ａ１フライホイール１１、ロータ９、第２軸
受２１ｂが配置されている。前記回転軸１０は、１対の
軸受２１ａ、２１ｂによって回転自在に支持されている
。第１軸受２１ａとロータ９との間に配置されたフライ
ホイール１１は、その中心部が回転軸１０に嵌合・固定
されて一体的に支持されている。

フライホイール１１には、ステータ８に対面する側に適
宜数の羽根１１ａが形成されており、これによってフラ
イホイール１１はファン兼用となっている。ロータ９に
穿設された適宜数の貫通孔９ａは吸込通路であり、内筒
６とステータ８外周間に貫通状に形成された適宜数の空
隙部６ａは吐出通路であって（第２図参照）、フライホ
イール１１の回転によりこれら通路内を冷却用循環空気
流が矢印のように生じるようになっている。さらに、フ
ライホイール１１の軸封部２側の側面には適宜曲面を持
つ凹所１１ｂが形成されている。

軸封部２は、主として、フライホイール１１側に第１軸
受２１ａを備えたオイルケーシング１２、オイルケーシ
ング１２内においてポンプ部３側に配置されたメカニカ
ルシール１３などより構成されている。オイルケーシン
グ１２の空気室２０に対する外面には漏水溜め１２ａが
形成されている。

漏水溜め１２ａ内には、漏水検知器１４が配置されて、
適宜信号が発せられるようになっている。

ポンプ部３は、主として、吐出口が一体形成されたポン
プケーシング１５、ポンプケーシング１５内に回転自在
に配置された羽根車１６、ポンプケーシング１５の下端
部に取付けられた吸込側蓋金具１７などから構成されて
いる。吐出側と連通ずる羽根車１６の背面空所１８は、
各ケーシング１２．１５に形成された通路を経て、前記
内・外筒６，７間に形成された空洞１９に連通している
。

次に作動を説明する。

モートル部１のロータ９が回転すると、羽根車１６′が
回転して水を吸入・吐出する。この運転により、吐出水
の一部は、羽根車背面空所１８より空洞１９に充満して
モートル部１内を冷却する。

一方、フライホイール１１の回転により、貫通孔９ａお
よび空隙部６ａを経る循環空気流が発生し、空隙部６ａ
を通過するときに冷却された空気が貫通孔９ａ通過時に
おいてロータ９の発熱を吸収する。

万一、メカニカルシール１３の不調により回転軸１０を
伝ってステータ８側へ上昇しようとする漏水が生じた場
合には、フライホイール１１の水切り作用によって漏水
は内筒６の内側壁に飛散し、該内側壁を伝って漏水溜め
１２ａ内に溜まる。そして、漏水検知器１４の発信によ
り漏水を検知する。これにより、モートルの保護を図る
ことができる。なお、フライホイール１１に削設した曲
面状凹所１１ｂは水切り性能を一層向上させるものであ
る。

運転停止時には、十分に質量の大きなフライホイール１
１の慣性力によりポンプは急激に停止せず、緩徐な減速
回転により吐出流の速度も徐々に低下する。このため吐
出配管が長くてもウォーターハンマーの発生は防止され
る。この際、フライホイール１１は空気室２０内に配置
されていることから、水やオイルなどによる抵抗損失が
ないのでポンプの回転は徐々に減速し、ウォーターハン
マーの防市効果は高い。

一方、フライホイール１１は回転軸１０に嵌合・固定さ
れて一体的に支持されていることから、フライホイール
１１と回転軸１０との間でがたが生じたり強度上の問題
が生したりすることがなく長寿命を発揮する。

なお、前述の説明は、縦形構造に関するものであったが
、横形構造のものにおいてもほぼ同様の構成として容易
に実施可能である。

［発明の効果〕 本発明に係る水中ポンプによれば、軸封部近傍のモート
ル部内空気室にフライホイールを設けるという簡単な構
成によって、容易かつ安価にウォーターハンマーの発生
が十分に防止できるようになる。また、フライホイール
は空気室内に配置されるものであることから、水やオイ
ルの抵抗損失や異物の絡みつきなどの不都合が発生する
ことはない。したがって、より高いウォーターハンマー
防１Ｆ効果が期待てきる。さらに、フライホイールは、
その中心部が回転軸に嵌合・固定されて一体的に支持さ
れていることから、フライホイールと回転軸との間でが
たが生じたり強度上の問題が生じたりすることはなく、
長寿命の水中ポンプを得るとかできる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は縦断面
図、第２図は第１図におけるＡ−Ａ断面図である。 １はモートル部、２は軸封部、３はポンプ部、１０は回
転軸、１１はフライホイール、２０は空気室である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）モートル部、軸封部、ポンプ部の順に同一回転軸
   で連設した水中ポンプであって、前記モートル部内に形
   成された空気室と、前記空気室内において前記軸封部と
   の境界近傍に配置されたフライホィールとを備え、 前記フライホィールは、その中心部が前記回転軸に嵌合
   ・固定されて一体的に支持されていることを特徴とする
   水中ポンプ。
2. （２）前記モートル部はステータとモートルケーシング
   間の円周適宜数箇所に形成された貫通状空隙部からなる
   突出通路を有し、 ステータは、軸方向に設けられた適宜数の貫通孔からな
   る吸込通路を有するとともに、 前記フライホィールのステータ側の側面にモートル冷却
   用循環流を生ぜしめるごとく適宜数の羽根部を形成させ
   た特許請求の範囲第１項記載の水中ポンプ。
3. （３）前記フライホィールの軸封部側の側面に、適宜曲
   面を持つ凹所を形成し、 前記空気室内において、フライホィールより軸封部寄り
   の位置に漏水溜めを設けるとともに、前記漏水溜め内の
   適所に漏れ検知器を配置した特許請求の範囲第１項また
   は第２項記載の水中ポンプ。