特許 6805065 水中ポンプおよびそれを用いた水中ポンプシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6805065

(24)【登録日】2020年12月7日

(45)【発行日】2020年12月23日

(54)【発明の名称】水中ポンプおよびそれを用いた水中ポンプシステム

(51)【国際特許分類】

   F04D 13/08 20060101AFI20201214BHJP

   F04D 29/58 20060101ALI20201214BHJP

   F04D 15/00 20060101ALI20201214BHJP

   H02K 7/14 20060101ALI20201214BHJP

   H02K 9/19 20060101ALI20201214BHJP

【ＦＩ】

   F04D13/08 F

   F04D29/58 D

   F04D15/00 L

   H02K7/14 B

   H02K9/19 Z

【請求項の数】5

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2017-84626(P2017-84626)

(22)【出願日】2017年4月21日

(65)【公開番号】特開2018-178975(P2018-178975A)

(43)【公開日】2018年11月15日

【審査請求日】2019年8月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】502129933

【氏名又は名称】株式会社日立産機システム

(74)【代理人】

【識別番号】110001689

【氏名又は名称】青稜特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】長島 佑介

【審査官】 大瀬 円

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５６−１６２２９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−１１８５９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０７４４９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−２５０４８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−４６９７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ １３／０８

Ｆ０４Ｄ １５／００

Ｆ０４Ｄ ２９／５８

Ｈ０２Ｋ ７／１４

Ｈ０２Ｋ ９／１９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

羽根車と、
該羽根車が支持され水の吸込口と吐出口を有するポンプケーシングと、
前記羽根車を駆動する電動機を有し、
前記電動機は、ハウジングとエンドブラケットを有し、
前記ハウジングと前記エンドブラケットは取付け面で金属接触しており、
前記エンドブラケットを貫通して前記電動機の内部を通過し前記エンドブラケットの内部に接するように注水冷却用配管を配置したことを特徴とする水中ポンプ。

【請求項2】

請求項１に記載の水中ポンプであって、
前記エンドブラケットの前記注水冷却用配管が貫通する部分は密封した構造であることを特徴とする水中ポンプ。

【請求項3】

請求項２に記載の水中ポンプであって、
前記エンドブラケットの前記注水冷却用配管が貫通する部分は、前記注水冷却用配管にゴムブッシュを取付けた構造であり、前記エンドブラケットを介して押え板で前記ゴムブッシュを締結し、前記ゴムブッシュの収縮により外部からの浸水を防止する構造であることを特徴とする水中ポンプ。

【請求項4】

請求項１に記載の水中ポンプであって、
前記注水冷却用配管は、注水方向と排水方向の２つの管が連通されていることを特徴とする水中ポンプ。

【請求項5】

請求項１に記載の水中ポンプと、
注水機構と、
前記注水機構と前記水中ポンプは前記注水冷却用配管で接続されており、
前記注水機構の前記水中ポンプへの注水をＯＮ/ＯＦＦ制御する制御装置を有し、
前記注水冷却用配管を前記水中ポンプの内部を通過するように配置したことを特徴とする水中ポンプシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は水中ポンプおよびそれを用いた水中ポンプシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、汚水や雑排水を処理する水中ポンプの運転及び停止は、水位によって決められている。すなわち、通常、ポンプ本体が水没する水位で運転し、その水位がポンプ吐出しケーシング上部の位置まで低下すると停止する。

【0003】

また、水槽内等で使用する一般的な水中ポンプの冷却は水槽内の排水を冷媒とし、水中ポンプ外部を冷却している。冷媒となる水の水位が低下すると、水中ポンプの電動機部が冷媒となる排水に沈まず気中にさらされた状態になる。以下この状態での運転を気中運転と記す。気中運転が続くと電動機部が加熱し温度上昇の原因となる。そして、電動機部の加熱状態が続くことにより電動機の焼損の可能性もある。そのため、温度リレーまたはオートカットリレーを取付け、加熱された電動機を停止させている。そのため、停止した水中ポンプの運転復帰まで排水が行われなくなる場合や、低水位での気中連続運転の影響で電動機の焼損に至ることがあり、低水位での水中ポンプ連続運転を可能とする構造が求められている。

【0004】

本技術分野における背景技術として、特開２００２−３１００８８号公報（特許文献１）や特開２００９−２９３３９９号公報（特許文献２）がある。

【0005】

特許文献１には、モータフレームの外側にウォータージャケットを設け、且つオイルボックスとポンプケーシング間に１次冷媒として水を封入した熱交換器を配置すると共に、この熱交換器をウォータージャケットに連通し、且つ冷却水と揚液の間をシールするための下部軸封装置と、冷却水を循環させる冷却用羽根車を熱交換器内に設けたことを特徴とする乾式水中モータポンプが開示されている。

【0006】

また、特許文献２には、モータ部の両側に、それぞれ別々に流体を吸込、吐出する第１ポンプ部及び第２ポンプ部を一体に備えた電動ポンプであって、第１ポンプ部は、モータ部の駆動軸の一端に取り付けられる第１インペラと、この第１インペラが収容される第１液室を区画するとともに、第１吸込口及び第１吐出口が設けられた第１ケーシングとを備え、第２ポンプ部は、駆動軸の他端に取り付けられる第２インペラと、この第２インペラが収容される第２液室を区画するとともに、第２吸込口及び第２吐出口が設けられた第２ケーシングとを備え、モータ部に、第１液室と第２液室とに連通する連通路が設けられていて、駆動時に第１液室と第２液室との間で発生する差圧によって流体が連通路を流れるように構成された電動ポンプが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００２−３１００８８号公報

【特許文献2】特開２００９−２９３３９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１や特許文献２では、電動機の外側に循環させる外部フレーム構成または配管が必要であり、構造が複雑になり高価となる欠点があった。また、吸入した汚水や雑排水を使用するため、異物が絡み冷却水の循環が不十分となり冷却効果が十分に発揮できない可能性がある。

【0009】

本発明は、簡単な構造で冷却水の循環を確保できる、水中ポンプおよびそれを用いた水中ポンプシステムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、上記背景技術及び課題に鑑み、その一例を挙げるならば、水中ポンプであって、羽根車と、羽根車が支持され水の吸込口と吐出口を有するポンプケーシングと、羽根車を駆動する電動機を有し、電動機は、ハウジングとエンドブラケットを有し、エンドブラケットを貫通して電動機の内部を通過するように注水冷却用配管を配置した。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、簡単な構造で、水中ポンプが加熱する状態となる低水位での長時間気中運転を可能にできる、水中ポンプおよびそれを用いた水中ポンプシステムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施例における水中ポンプと注水機構と制御盤からなる水中ポンプシステムの構成模式図である。

【図2】実施例における水中ポンプの構造断面図である。

【図3】実施例における水中ポンプのエンドブラケット上面図である。

【図4】実施例における注水冷却用配管のエンドブラケット貫通部および側面図である。

【図5】実施例における注水冷却用配管のエンドブラケット内の上面配置図である。

【図6】実施例における注水冷却用配管のエンドブラケット貫通部の詳細断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明を適用した実施例を図面を用いて説明する。

【実施例1】

【0014】

図１は本実施例におけるポンプシステムの構成模式図である。図１において、２０は水中ポンプ、３０は水中ポンプ２０に外部から配管を介して水冷効果を与える注水機構、４０は注水機構３０の水中ポンプ２０への注水をＯＮ/ＯＦＦするバブルを制御する制御盤（制御装置）である。本実施例では、ポンプ設備外部に水冷効果を与える注水機構を設け、ポンプ内部を通過する配管と接続することでポンプ本体の内部冷却効果を実現する。

【0015】

図１において、水中ポンプ２０の運転スイッチがＯＮの状態では、実線で示すように、制御盤４０は注水機構３０のバブルを開とするように注水機構３０を制御し、注水機構３０は冷却水を水中ポンプ２０に注水する。また、水中ポンプ２０の運転スイッチがＯＦＦの状態では、破線で示すように、制御盤４０はバブルを閉とするように注水機構３０を制御し、注水機構３０は水中ポンプ２０への冷却水の注水を停止する。

【0016】

図２は、本実施例における水中ポンプの構造断面図である。図２において、水中ポンプ２０は、ポンプケーシング６に水を送水する羽根車５を固定子３と回転子２で構成された乾式水中電動機で駆動するポンプである。８は電動機であり、４はハウジング、１１は汚水の吸込口、１２は吐出口である。また、１はエンドブラケットであって、１３は電源ケーブル、１４は吊りボルトを示している。なお、電源ケーブル１３や吊りボルト１４の配置はこれに限定されるものでない。そして、図1に示した水中ポンプ２０の外部に設けた注水機構３０と水中ポンプ２０を接続する注水冷却用配管７を有する。

【0017】

図３に、本実施例におけるエンドブラケット１の上面図を示す。また、図４に、本実施例における注水冷却用配管７のエンドブラケット貫通部および側面図を示す。図３、図４に示すように、注水冷却用配管７はエンドブラケット１を貫通し、電動機８内部を通過する構成となっている。

【0018】

また、図５は、図４におけるＡ―Ａ断面図であり、本実施例における注水冷却用配管７のエンドブラケット１内の上面配置図である。図５において、注水冷却用配管７はエンドブラケット１内部に接する構造であり、外部の注水機構３０から流入する冷却水が注水冷却用配管７を通ることで注水冷却用配管７と接触するエンドブラケット１を冷却する効果がある。また、図５に示すように、エンドブラケット１とハウジング４は取付け面が金属接触しているため、熱伝導によりハウジング４も冷却する。なお、図３から図５に示すように、注水冷却用配管７は、注水方向と排水方向の２つの管からなり、電動機８内部で注水方向と排水方向の２つの管が連通されており、注水冷却用配管内の冷却水が循環する構成となっている。

【0019】

図６に、本実施例における注水冷却用配管７のエンドブラケット貫通部の詳細断面図を示す。図６は、図３、図４における注水冷却用配管７のエンドブラケット貫通部である破線で示した円Ｂ部分の詳細図である。図６において、上図は上面図、下図は側面断面図である。水中ポンプ２０は吸込口１１を除いて密封構造になる。そのため注水冷却用配管７を設ける場合、注水冷却用配管７のエンドブラケット貫通部に隙間が無い構造とする。すなわち、図６に示すように、注水冷却用配管７の冷却用配管注水方向ａ、冷却用配管排水方向ｂにゴムブッシュ９を取付けた構造とし、エンドブラケット１上部より押え板１０を締結し、エンドブラケット１を介して押え板１０でゴムブッシュ９を締結する。

【0020】

以上のように、本実施例は、ポンプ設備外部に水冷効果を与える注水機構を設け、注水機構とポンプを接続する配管を有し、その配管をポンプのエンドブラケットを貫通してポンプ内部を通過する配管となるように接続するだけであるので、簡単、安価な構成とでき、また外部注水機構とすることで、異物が絡み冷却水の循環が不十分となることもなく、冷却効果が十分に発揮できる。これによりポンプが加熱する状態となる低水位での長時間気中運転を可能にする水中ポンプおよびそれを用いた水中ポンプシステムを提供することができる。

【符号の説明】

【0021】

１：エンドブラケット、２：回転子、３：固定子、４：ハウジング、５：羽根車、６：ポンプケーシング、７：注水冷却用配管、８：電動機、９：ゴムブッシュ、１０：押え板、１１：吸込口、１２：吐出口、１３：電源ケーブル、１４：吊りボルト、２０：水中ポンプ、３０：注水機構、４０：制御盤、ａ：冷却用配管注水方向、ｂ：冷却用配管排水方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】