特開 2023-160380 水中電動ポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023160380

(43)【公開日】2023-11-02

(54)【発明の名称】水中電動ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/12 20060101AFI20231026BHJP

   F04D 29/08 20060101ALI20231026BHJP

【ＦＩ】

F04D29/12 B

F04D29/08 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022070722

(22)【出願日】2022-04-22

(71)【出願人】

【識別番号】000150844

【氏名又は名称】株式会社鶴見製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 剛

(72)【発明者】

【氏名】松本 早登士

【テーマコード（参考）】

3H130

【Ｆターム（参考）】

3H130AA03

3H130AB23

3H130AB60

3H130AC30

3H130BA52F

3H130BA91F

3H130BA91J

3H130BA96F

3H130BA96J

3H130BA97F

3H130BA97J

3H130BA98F

3H130BA98J

3H130DC02X

3H130DG05X

(57)【要約】

【課題】オイルの量を減らすことが可能であるとともに、メンテナンスを容易に行うことが可能な水中電動ポンプを提供する。
【解決手段】この水中電動ポンプ１００は、ポンプ本体１とは別体で設けられるオイル貯留タンク２と、メカニカルシール１４に沿って回転軸１２の軸方向に延びるとともに、メカニカルシール１４を取り囲むように配置されている第１流路３と、オイル貯留タンク２と第１流路３とを接続する第２流路４とを備え、第２流路４を介して、第１流路３とオイル貯留タンク２との間でオイルを循環させるように構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータと、前記モータにより回転する回転軸と、前記回転軸に取り付けられる羽根車と、前記回転軸を取り囲むメカニカルシールと、を含む、ポンプ本体と、
前記ポンプ本体とは別体で設けられるオイル貯留タンクと、
前記メカニカルシールに沿って前記回転軸の軸方向に延びるとともに、前記メカニカルシールを取り囲むように配置されている第１流路と、
前記オイル貯留タンクと前記第１流路とを接続する第２流路とを備え、
前記第２流路を介して、前記第１流路と前記オイル貯留タンクとの間でオイルを循環させるように構成されている、水中電動ポンプ。

【請求項2】

前記回転軸の回転に伴って前記第１流路と前記オイル貯留タンクとの間で前記オイルを循環させる流れを発生させるように構成され、前記第１流路内に配置されている流れ発生部をさらに備える、請求項１に記載の水中電動ポンプ。

【請求項3】

前記流れ発生部は、前記オイルが上昇する流れを形成するガイドベーンを含み、
前記ガイドベーンは、前記オイルを上昇させる流れに加えて、前記オイル貯留タンクと前記第１流路との間で、前記オイルを循環させる流れを形成するように構成されている、請求項２に記載の水中電動ポンプ。

【請求項4】

前記流れ発生部は、前記回転軸に取り付けられるとともに、前記オイルを循環させる流れを発生するための回転部材を含む、請求項２に記載の水中電動ポンプ。

【請求項5】

前記第２流路は、前記第１流路の下部に接続され、前記オイル貯留タンクから前記第１流路に前記オイルを供給する供給路と、前記第１流路の上部に接続され、前記第１流路から前記オイル貯留タンクに前記オイルを排出する排出路とを含み、
前記流れ発生部は、前記供給路から前記排出路に向けて前記オイルが流れるように、前記第１流路において前記オイルを上昇させるように構成されている、請求項２～４のいずれか１項に記載の水中電動ポンプ。

【請求項6】

前記供給路は、前記オイルを抜き出すドレン部を有する、請求項５に記載の水中電動ポンプ。

【請求項7】

前記ポンプ本体は、前記第１流路と前記モータとの間で前記回転軸を取り囲むように周状に配置される浸水溜まり室をさらに備え、
前記浸水溜まり室の容量は、前記第１流路の容量と前記第２流路との容量の合計容量よりも大きい、請求項１～４のいずれか１項に記載の水中電動ポンプ。

【請求項8】

前記オイル貯留タンク内の前記オイルの容量は、前記第１流路の容量と前記第２流路の容量との合計容量よりも大きい、請求項１～４のいずれか１項に記載の水中電動ポンプ。

【請求項9】

前記第１流路の容量と前記第２流路の容量との合計容量は、前記オイル貯留タンクを満量にしたときのオイル膨張分に相当する所定の容量以上に設定されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の水中電動ポンプ。

【請求項10】

前記第１流路は、上部の流路幅が下部の流路幅よりも小さい、請求項１～４のいずれか１項に記載の水中電動ポンプ。

【請求項11】

前記オイル貯留タンクは、透明な部分を有し、外部から内部の液量が確認可能に構成されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の水中電動ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水中電動ポンプに関するものであり、特にメカニカルシールを備える水中電動ポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、メカニカルシールを備える水中電動ポンプが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

上記特許文献１には、モータが設けられているモータ室と、ポンプ室と、モータとポンプ室との間に配置され、内部にメカニカルシールが設けられたオイル室と、外付けオイル室とを含む水中ポンプが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－１１３０３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１のように外付けオイル室と、水中ポンプ本体内に設けられたオイル室とを有する構成の場合、構造上メカニカルシールを潤滑するのに必要な量以上のオイルが封入されるという問題点がある。特に、水中ポンプ（水中電動ポンプ）のサイズが大きくなるほど、水中ポンプ本体内のオイル室も大型化し、ますます封入されるオイルの量が増えるという問題点がある。また、水中ポンプ本体内のオイル室にオイルが貯留されているため、オイルを交換するためにポンプ本体を水中から引き上げた後、水中ポンプを傾けて、または横倒しにしてオイルを抜く必要がある。このため、水中ポンプが配置されている場所では作業ができず、工場などに移動して作業を行っていたため、労力がかかるとともにメンテナンスが容易ではないという問題点がある。

【0006】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、オイルの量を減らすことが可能であるとともに、メンテナンスを容易に行うことが可能な水中電動ポンプを提供することである。

【0007】

上記目的を達成するために、この発明の一の局面における水中電動ポンプは、モータと、モータにより回転する回転軸と、回転軸に取り付けられる羽根車と、回転軸を取り囲むメカニカルシールと、を含む、ポンプ本体と、ポンプ本体とは別体で設けられるオイル貯留タンクと、メカニカルシールに沿って回転軸の軸方向に延びるとともに、メカニカルシールを取り囲むように配置されている第１流路と、オイル貯留タンクと第１流路とを接続する第２流路とを備え、第２流路を介して、第１流路とオイル貯留タンクとの間でオイルを循環させるように構成されている。

【0008】

この発明の一の局面における水中電動ポンプでは、上記のように、ポンプ本体とは別体で設けられるオイル貯留タンクと、メカニカルシールに沿って回転軸の軸方向に延びるとともに、メカニカルシールを取り囲むように配置されている第１流路と、オイル貯留タンクと第１流路とを接続する第２流路とを備え、第２流路を介して、第１流路とオイル貯留タンクとの間でオイルを循環させるように構成されている。これによって、メカニカルシールの潤滑に必要なオイルがオイル貯留タンクから供給されるため、ポンプ本体にオイル室を積極的に設ける必要がなく、オイルの量を減らすことができる。また、オイル貯留タンクがポンプ本体とは別に設けられているため、異なるサイズの水中電動ポンプに取り付けることができ、オイル貯留タンクを共用とすることができる。そのため、水中電動ポンプのサイズが大きくなっても、従来の水中電動ポンプとは異なりポンプ本体内のオイル室が大きくなることがないため、必要以上にオイルの量が増えることを抑制することができる。また、オイル貯留タンクが別体であるため、オイル交換をする際に、オイル貯留タンクを取り外してオイル交換をすればよいため、ポンプ本体を傾ける場合とは異なり、水中電動ポンプが配置されている場所でメンテナンスを容易に行うことができる。これらにより、オイルの量を減らすことができるとともに、メンテナンスを容易に行うことができる。また、水中に配置されるオイル貯留タンクの外壁を介してオイルと水との間で熱交換を行うことができるため、オイルを循環させることによりオイル貯留タンクを熱交換器として機能させることができる。

【0009】

この発明の一の局面における水中電動ポンプにおいて、好ましくは、回転軸の回転に伴って第１流路とオイル貯留タンクとの間でオイルを循環させる流れを発生させるように構成され、第１流路内に配置されている流れ発生部をさらに備える。このように構成すれば、モータによる回転軸の回転（遠心力）によって、オイルを循環させることができるため、オイルを循環させるための駆動源を、回転軸を回転させるモータとは別個に設ける必要がない。そのため、水中電動ポンプの装置構成を簡素化することができる。

【0010】

この場合、好ましくは、流れ発生部は、オイルが上昇する流れを形成するガイドベーンを含み、ガイドベーンは、オイルを上昇させる流れに加えて、オイル貯留タンクと第１流路との間で、オイルを循環させる流れを形成するように構成されている。このように構成すれば、メカニカルシール全体にオイルを供給しつつ、オイルを循環させることができる。また、ガイドベーンがオイルを上昇させる流れと、オイルを循環させる流れとを形成するように構成されているため、オイルを上昇させる流れを形成する部材と、オイルを循環させる部材とを別々に設ける場合と比べて部品点数を減らすことができる。

【0011】

上記流れ発生部を備える水中電動ポンプにおいて、好ましくは、流れ発生部は、回転軸に取り付けられるとともに、オイルを循環させる流れを発生させるための回転部材を含む。このように構成すれば、回転軸の回転に伴い、回転部材も回転するため、第１流路内のオイルに速度エネルギーを与えることができる。これにより、回転部材を回転させるための動力を別途設ける必要がなく、簡単な構成でオイルを循環させることができる。また、回転軸とガイドベーンとに加えて、回転部材を設けることによって、より円滑にオイルを循環させることができる。

【0012】

上記流れ発生部を備える水中電動ポンプにおいて、好ましくは、第２流路は、第１流路の下部に接続され、オイル貯留タンクから第１流路にオイルを供給する供給路と、第１流路の上部に接続され、第１流路からオイル貯留タンクにオイルを排出する排出路とを含み、流れ発生部は、供給路から排出路に向けてオイルが流れるように、第１流路においてオイルを上昇させるように構成されている。このように構成すれば、供給路と、第１流路と、排出路とを一連の流路とすることができるため、オイルの流れを一方向の流れとすることができ、より円滑にオイルを循環させることができる。

【0013】

この場合、好ましくは、供給路からオイルを抜き出すドレン部を有する。このように構成すれば、オイル交換の際には、第１流路と、第２流路と、オイル貯留タンクと第１流路または第２流路とをつなぐ配管とに残ったオイルについても適切に外部に排出することができる。

【0014】

この発明の一の局面における水中電動ポンプにおいて、好ましくは、ポンプ本体は、第１流路とモータとの間で回転軸を取り囲むように周状に配置される浸水溜まり室をさらに備え、浸水溜まり室の容量は、第１流路の容量と第２流路の容量との合計容量よりも大きい。このように構成すれば、浸水溜まり室を設けることにより、モータに水が浸入することを抑制することができる。また、オイル室を設けない構成であるため、浸水溜まり室を従来よりもはるかに大きくすることができる。そのため、従来よりもポンプ本体内に侵入した水がモータに到達するまでの時間を長くすることができ、ポンプ本体をメンテナンスする間隔を長くすることができる。

【0015】

上記一の局面による水中電動ポンプにおいて、好ましくは、オイル貯留タンク内のオイルの容量は、第１流路の容量と第２流路の容量との合計容量よりも大きい。このように構成すれば、オイル貯留タンクに保存できるオイルの容量が大きいため、第１流路および第２流路の容量を必要最小限にすることができる。

【0016】

上記一の局面による水中電動ポンプにおいて、好ましくは、第１流路の容量と第２流路の容量との合計容量は、オイル貯留タンクを満量にしたときのオイル膨張分に相当する所定の容量以上に設定されている。このように構成すれば、オイル貯留タンクとポンプ本体とが接続されたときに、オイル貯留タンク内のオイルが第１流路および第２流路に流れることによって、オイル貯留タンク内に適正な空間が形成されるため、オイル貯留タンク内でオイルが膨張した場合に、オイルの容量がオイル貯留タンクの満量を超えることを抑制することができる。また、オイル貯留タンクを満量にし、ポンプ本体と接続すれば適正なオイル量となるため、オイル補給時の計量などが不要となり、より効率的にメンテナンス作業をすることができる。

【0017】

上記一の局面による水中電動ポンプにおいて、好ましくは、メカニカルシールを取り囲むように配置されている第１流路は、上部の流路幅が下部の流路幅よりも小さい。このように構成すれば、下方からメカニカルシールを取り付けまたはメカニカルシールの取り外しを行う際のスペースを確保しつつ、第１流路全体が大きくなることを抑制することができる。

【0018】

上記一の局面による水中電動ポンプにおいて、好ましくは、オイル貯留タンクは、透明な部分を有し、外部から内部の液量が確認可能に構成されている。このように構成すれば、水中電動ポンプを引き上げた際に、オイル貯留タンク内のオイルの状態を外部から簡単に確認することができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、上記のように、オイルの量を減らすことが可能であるとともに、メンテナンスを容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】水中電動ポンプを示した図である。

【図2】第１流路と第２流路とを示す図である。

【図3】第１実施形態による、流れ発生部の一例を示す図である。

【図4】浸水溜まり室を説明するための断面図である。

【図5】第１実施形態による、回転部材の一例を示す図である。

【図6】第１実施形態による、回転部材の他の例を示す図である。

【図7】第１実施形態による、水中電動ポンプの他の例を示した図である。

【図8】第２実施形態による、第１流路と第２流路とを示す図である。

【図9】変形例による、第１流路と第２流路とを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

［第１実施形態］
図１～図７を参照して、第１実施形態の水中電動ポンプ１００について説明する。

【0022】

図１に示すように、水中電動ポンプ１００は、ポンプ本体１と、オイル貯留タンク２と、第１流路３と、第２流路４と、流れ発生部５とを備える。第１実施形態の水中電動ポンプ１００は、オイル貯留タンク２を外部に設けるが、ポンプ本体内にオイル室を設けないことにより、ポンプ本体１内にオイル室を設ける場合と比べて使用するオイルの量を減らすことができるとともに、メカニカルシール１４にピンポイントでオイルを供給できるため、効果的なオイルの使用となり、資源の利用を減らし、ＳＤＧｓ（持続可能な開発目標）に寄与することができる。

【0023】

ポンプ本体１は、モータ１１と、回転軸１２と、羽根車１３と、メカニカルシール１４とを含む。ポンプ本体１は、モータフレーム１０と、シールハウジング２０と、ポンプ室３０とを備える。

【0024】

モータ１１は、ポンプ本体１の上方に位置するモータフレーム１０内に配置される。モータフレーム１０は、回転軸１２の回転中心αを中心とする円筒形状である。モータ１１は、固定子１１ａと、回転子１１ｂとを含んでいる。固定子１１ａは、コイルを有しており、駆動電力が供給されることにより、回転子１１ｂを回転させるための磁界を発生させるように構成されている。回転子１１ｂは、円筒状に形成されており、回転軸１２が挿通されている。

【0025】

回転軸１２は、モータフレーム１０と、シールハウジング２０と、ポンプ室３０とを貫通するように配置される。シールハウジング２０は、回転軸１２の回転中心αを中心として略円筒形に形成される。また、回転軸１２の他端側には羽根車１３が取り付けられる。回転軸１２は、上下方向に延びるように配置されている。本明細書では、回転軸１２の延びる方向をＺ方向とする。また、モータ１１が位置する側をＺ１側とし、羽根車１３が取り付けられる側（下方側）をＺ２側とする。

【0026】

羽根車１３は、ポンプ本体１の下方に位置するポンプ室３０に設けられる。ポンプ室３０は、吸水口３０ａと、吐出口３０ｂとを含む。羽根車１３は、回転駆動することにより、水に速度エネルギーを与える。そして、ポンプ室３０内にて水の速度エネルギーが圧力エネルギーに変換されることによって、水に圧力が作用されて送られるように構成されている。つまり、羽根車１３の回転駆動により、ポンプ室３０の吸水口３０ａから水が吸い上げられて、吐出口３０ｂから吐出される。

【0027】

図２に示すように、メカニカルシール１４は、シールハウジング２０内に配置されている。メカニカルシール１４は、固定環１４ａと、回転環１４ｂと、ばね部材１４ｃとを含んでいる。固定環１４ａは、Ｚ１側に配置される上部側固定環１４０ａとＺ２側に配置される下部側固定環１４０ｂとを含む。上部側固定環１４０ａは、シールハウジング２０に固定されている。下部側固定環１４０ｂは、シールカバー８０に固定されている。また、固定環１４ａは、回転軸１２を囲むように円環状に形成されている。回転環１４ｂは、回転軸１２に取り付けられている。つまり、回転環１４ｂは、回転軸１２とともに回転するように構成されている。また、回転環１４ｂは、回転軸１２を囲むように円環状に形成されている。また、回転環１４ｂは、ばね部材１４ｃにより、固定環１４ａ側に付勢されている。固定環１４ａおよび回転環１４ｂは、ばね部材１４ｃを挟んでＺ１側とＺ２側とに設けられている。これにより、第１流路３内に下方から水などの液体が浸入することを防止することができる。また、水などの液体がモータ１１側に侵入することを防止することができる。

【0028】

固定環１４ａ（上部側固定環１４０ａおよび下部側固定環１４０ｂ）と、回転環１４ｂとは、回転軸１２の軸方向に対向するように配置されている。また、固定環１４ａ（上部側固定環１４０ａおよび下部側固定環１４０ｂ）の摺動面と、回転環１４ｂの摺動面との間には、第１流路３からオイルがわずかに入るように構成されている。これにより、固定環１４ａ（上部側固定環１４０ａおよび下部側固定環１４０ｂ）の摺動面と、回転環１４ｂの摺動面とが潤滑されるとともに、固定環１４ａ（上部側固定環１４０ａおよび下部側固定環１４０ｂ）の摺動面と、回転環１４ｂの摺動面とが焼きつかないようにオイルにより冷却され、メカニカルシール１４とポンプ本体１とが接する部分がシールされるように構成されている。

【0029】

図１に示すように、オイル貯留タンク２は、メカニカルシール１４に供給されるオイルを貯留するためのタンクである。オイル貯留タンク２は、たとえば、円筒形である。オイル貯留タンク２は、一例として、蓋を備えている。蓋を設ける場合には、オイルを吸引する吸引管を装着するための連結部が設けられていてもよい。また、オイル貯留タンク２は、蓋を設けない側面と上面とが一体的な構造としてもよい。オイル貯留タンク２は、配管を介してポンプ本体１に取り付けられる。オイル貯留タンク２は、ポンプ本体１からオイルが流入する流入口２ａと、ポンプ本体１にオイルが流出する流出口２ｂとが設けられており、流入口２ａと流出口２ｂとに各々配管（一例としては、ホース）が接続される。なお、図１では、配管を省略し、オイルが流れる向きを矢印で示している。

【0030】

オイル貯留タンク２は、透明な部分を有している。オイル貯留タンク２は、透明な部分を有していることにより外部から内部の液量および汚れなどの状態が確認可能に構成されている。透明とは、内部が明瞭に見える場合と、内部が明瞭ではないが視認できるいわゆる半透明の場合とを含む。また、オイル貯留タンク全体が透明に構成されている必要はない。たとえば、透明部分は樹脂で構成され、それ以外は熱冷却を考慮して金属製の部品で構成してもよい。オイル貯留タンク２内のオイルの容量は、第１流路３の容量および第２流路４の容量の合計容量よりも大きい。

【0031】

また、第１流路３の容量と第２流路４の容量との合計容量は、オイル貯留タンク２を満量にしたときのオイル膨張分に相当する所定の容量以上に設定されている。そのため、満量のオイル貯留タンク２がポンプ本体１と接続されたとき、オイル貯留タンク２内のオイルが第１流路３および第２流路４に流れることによって、オイル貯留タンク２内には適正な空間が形成される。所定の容量とは、たとえば、オイル貯留タンク２の全容量の１０％以上３０％以下である。一例として、オイル貯留タンク２にオイルを満杯（１００％）まで入れた状態で、オイル貯留タンク２をポンプ本体１に取り付けた場合に、オイル貯留タンク２の全容量のうち２割（２０％）程度が第１流路３と第２流路４とに流れるように構成してもよい。これにより、オイル貯留タンク２内のオイルの容量が８０％程度となって、オイル貯留タンク２内に空気の層が形成されるため、オイルが温度変化により膨張したとしてもオイル貯留タンク２内のオイルの容量が１００％を超えることはなく、オイルの膨張によるオイル貯留タンク２への影響を防止することができる。また、オイル貯留タンク２を満量にし、ポンプ本体１と接続すれば適正なオイル量となるため、オイル補給時の計量などが不要となり、より効率的にメンテナンス作業をすることができる

【0032】

メンテナンス作業時は、オイル貯留タンク２とポンプ本体１とを水中から引き上げ、オイル貯留タンク２をポンプ本体１から外してメンテナンスする。この場合、一例としては、オイル貯留タンク２をポンプ本体１から外さず、オイルをオイル貯留タンク２に設けたドレンから抜き、新しいオイルを封入してもよい。また、別の例としては、オイル貯留タンク２をポンプ本体１から外し、オイル貯留タンク２ごと交換してもよい。この場合、ホースとの連結は、たとえば、ワンタッチカプラが用いられてもよい。

【0033】

図２に示すように、第１流路３は、シールハウジング２０内に配置される。第１流路３は、メカニカルシール１４に沿って回転軸１２の軸方向（Ｚ方向）に延びる。第１流路３の流路幅Ｗ１は、メカニカルシール１４を回転軸１２に下方（Ｚ２側）から取り付け、または取り外す際に、指または取付治具を挿入可能な大きさに形成されている。回転軸１２の径方向における第１流路３の流路幅Ｗ１は、たとえば、幅２０ｍｍ程度に形成される。また、第１流路３の流路幅Ｗ１は、回転軸１２の直径Ｒ１よりも小さく形成される。

【0034】

第２流路４は、シールハウジング２０内に配置される。第２流路４は、オイル貯留タンク２（図１参照）と、第１流路３とを接続するように構成されている。第２流路４は、供給路４ａと排出路４ｂとを含む。供給路４ａは、第１流路３の下部に接続され、オイル貯留タンク２から第１流路３にオイルを供給するように構成されている。供給路４ａは、オイル貯留タンク２の流出口２ｂ（図１参照）と配管を介して接続される。図２では、便宜上、供給路４ａと排出路４ｂとが回転中心αを挟んで反対の方向に延びているように記載しているが、方向は限定されない。

【0035】

排出路４ｂは、第１流路３の上部に接続され、第１流路３からオイル貯留タンク２にオイルを排出するように構成されている。排出路４ｂは、オイル貯留タンク２の流入口２ａ（図１参照）と配管を介して接続される。供給路４ａおよび排出路４ｂは、回転軸１２の軸方向と交わる方向に延びるように構成されている。第２流路４は、第１流路３とオイル貯留タンク２との間でオイルを循環させるように構成されている。第２流路４の流路幅Ｗ２は、メカニカルシール１４の取り付けまたは取り外しの際の作業スペースを考慮する必要がないため、第１流路３の流路幅Ｗ１よりも小さく形成されてもよい。

【0036】

図７に示すように、供給路４ａは、オイル貯留タンク２の流出口２ｂと連通する流路上に分岐部４ｄが取り付けられていてもよい。分岐部４ｄにより、オイルの流れる先を第１流路３またはドレン部４ｃに切替えることができる。ドレン部４ｃは、バルブが設けられており、バルブを開状態にすることにより、オイルを外部に排出することができる。

【0037】

図２に示すように、流れ発生部５は、回転軸１２の回転に伴って第１流路３とオイル貯留タンク２との間でオイルを循環させる流れを発生させるように構成されている。なお、流れ発生部５は、図２では簡略に記載している。

【0038】

図３に示すように、流れ発生部５は、たとえば、オイルリフター（登録商標）により構成される。流れ発生部５は、オイルが上昇する流れを形成するガイドベーン５１を有し、軸方向に延びるとともにメカニカルシール１４（図２参照）を取り囲むように配置される。流れ発生部５は、第１流路３（図２参照）の内部に設けられる。

【0039】

ガイドベーン５１は、たとえば、第１流路３の外周面に沿って、回転軸１２を取り囲むように下部から上部に向けてシールハウジング２０の内周壁に対して斜めに取り付けられている。オイルは、シールハウジング２０の下方から流入する。オイルは、回転軸１２の回転に伴って遠心力が発生するとともに、ガイドベーン５１に沿って上昇する。供給路４ａから供給されたオイルは、ガイドベーン５１に沿って第１流路３内を上昇しメカニカルシール１４（図２参照）を潤滑し、排出路４ｂから排出される。

【0040】

また、図５および図６に示すように、流れ発生部５は、オイルを循環させる流れを発生するための回転部材５２を含んでいてもよい。回転部材５２は、ガイドベーン５１（図３参照）とともに設けられていてもよく、ガイドベーン５１のかわりに設けられていてもよい。回転部材５２は、回転軸１２から半径方向外側に突出するように配置される。回転部材５２は、図５のように循環羽根車５２ａでもよく、図６のようにリング５２ｂでもよい。また、回転部材５２は、回転軸１２から半径方向外側に突出する突起であってもよい。なお、ガイドベーン５１と回転部材５２とがともに設けられる場合、第１流路３の流路幅Ｗ１（図２参照）は、たとえば、ガイドベーン５１の幅と回転部材５２の幅とを足し合わせた程度の幅に設定される。

【0041】

回転部材５２は、回転軸１２に取り付けられる。なお、回転部材５２は、回転軸１２に直接取り付けられても、別部材を介して取り付けられてもよい。すなわち、回転部材５２が回転軸１２の回転に伴って回転するように取り付けられればよい。循環羽根車５２ａを設ける場合は、メカニカルシール１４のばね部材１４ｃと回転環１４ｂとの間に取り付けられるとともに、回転軸１２に直接取り付けられる。リング５２ｂを設ける場合は、メカニカルシール１４の回転環１４ｂの外周面に沿って取り付けられる。回転部材５２は、一例として、ばね部材１４ｃの押圧力により回転環１４ｂに固定され、回転環１４ｂとともに回転中心αを中心に回転する。回転部材５２は、回転軸１２とともに回転することにより遠心力を発生させて、オイルをメカニカルシール１４に沿って上昇させる。

【0042】

図１および図２に示すように、オイルは、オイル貯留タンク２から第２流路４の供給路４ａを介してポンプ本体１に供給される。そして、第１流路３にオイルが流れ込み、ガイドベーン５１（図３参照）などによって上昇し、排出路４ｂに流れ込む。そして、オイルが排出路４ｂからオイル貯留タンク２に流れ込むことにより循環する。

【0043】

図１および図４に示すように、シールハウジング２０と、モータフレーム１０との間の空間に、浸水溜まり室４０が設けられている。浸水溜まり室４０は、シールハウジング２０内に水などの液体が侵入し、さらに、侵入した液体がモータ１１側へ漏れ出した場合に、侵入した液体を溜めることができる。また、浸水溜まり室４０の容量は、第１流路３および第２流路４の容量の合計よりも大きい。浸水溜まり室４０の容量を大きくすることにより、モータ１１に水などの液体が到達するまでの時間を長くすることができる。

【0044】

また、図４に示すように、供給路４ａおよび排出路４ｂ（第２流路４）は、浸水溜まり室４０を横切るように設けられている。浸水溜まり室４０は、中央に回転軸１２が挿入される貫通孔４０ａを有しており、貫通孔４０ａと回転軸１２との間から侵入した水などの液体を溜める。

【0045】

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0046】

第１実施形態では、上記のように、水中電動ポンプ１００は、ポンプ本体１とは別体で設けられるオイル貯留タンク２と、メカニカルシール１４に沿って回転軸１２の軸方向に延びるとともに、メカニカルシール１４を取り囲むように配置されている第１流路３と、オイル貯留タンク２と第１流路３とを接続する第２流路４とを備え、第２流路４を介して、第１流路３とオイル貯留タンク２との間でオイルを循環させるように構成されている。これによって、メカニカルシール１４の潤滑に必要なオイルがオイル貯留タンク２から供給されるため、ポンプ本体１にオイル室を積極的に設ける必要がなく、オイルの量を減らすことができる。また、オイル貯留タンク２がポンプ本体１とは別に設けられているため、異なるサイズの水中電動ポンプ１００に取り付けることができ、オイル貯留タンク２を共用とすることができる。そのため、水中電動ポンプ１００のサイズが大きくなっても、従来の水中電動ポンプ１００とは異なりポンプ本体１内のオイル室が大きくなることがないため、必要以上にオイルの量が増えることを抑制することができる。また、オイル貯留タンク２が別体であるため、オイル交換をする際に、オイル貯留タンク２を取り外してオイル交換をすればよいため、ポンプ本体１を傾ける場合とは異なり、水中電動ポンプ１００が配置されている場所でメンテナンスを容易に行うことができる。これらにより、オイルの量を減らすことができるとともに、メンテナンスを容易に行うことができる。また、水中に配置されるオイル貯留タンク２の外壁を介してオイルと水との間で熱交換を行うことができるため、オイルを循環させることによりオイル貯留タンク２を熱交換器として機能させることができる。

【0047】

第１実施形態では、上記のように、回転軸１２の回転に伴って第１流路３とオイル貯留タンク２との間でオイルを循環させる流れを発生させるように構成され、第１流路３内に配置されている流れ発生部５をさらに備える。これにより、モータ１１による回転軸１２の回転（遠心力）によって、オイルを循環させることができるため、オイルを循環させるための駆動源を、回転軸１２を回転させるモータ１１とは別個に設ける必要がない。そのため、水中電動ポンプ１００の装置構成を簡素化することができる。

【0048】

第１実施形態では、上記のように、流れ発生部５は、オイルが上昇する流れを形成するガイドベーン５１を含み、ガイドベーン５１は、オイルを上昇させる流れに加えて、オイル貯留タンク２と第１流路３との間で、オイルを循環させる流れを形成するように構成されている。これにより、メカニカルシール１４全体にオイルを供給しつつ、オイルを循環させることができる。また、ガイドベーン５１がオイルを上昇させる流れと、オイルを循環させる流れとを形成するように構成されているため、オイルを上昇させる流れを形成する部材と、オイルを循環させる部材とを別々に設ける場合と比べて部品点数を減らすことができる。

【0049】

第１実施形態では、上記のように、流れ発生部５は、回転軸１２に取り付けられるとともに、オイルを循環させる流れを発生させるための回転部材５２を含む。これにより、回転軸１２の回転に伴い、回転部材５２も回転するため、第１流路３内のオイルに速度エネルギーを与えることができる。これにより、回転部材５２を回転させるための動力を別途設ける必要がなく、簡単な構成でオイルを循環させることができる。また、回転軸１２とガイドベーン５１とに加えて、回転部材５２を設けることによって、より円滑にオイルを循環させることができる。

【0050】

第１実施形態では、上記のように、第２流路４は、第１流路３の下部に接続され、オイル貯留タンク２から第１流路３にオイルを供給する供給路４ａと、第１流路３の上部に接続され、第１流路３からオイル貯留タンク２にオイルを排出する排出路４ｂとを含み、流れ発生部５は、供給路４ａから排出路４ｂに向けてオイルが流れるように、第１流路３においてオイルを上昇させるように構成されている。これにより、供給路４ａと、第１流路３と、排出路４ｂとを一連の流路とすることができるため、オイルの流れを一方向の流れとすることができ、より円滑にオイルを循環させることができる。

【0051】

第１実施形態では、上記のように、供給路４ａは、供給路４ａからオイルを抜き出すドレン部４ｃを有する。これにより、オイル交換の際には、第１流路３と、第２流路４と、オイル貯留タンク２と第１流路３または第２流路４とをつなぐ配管とに残ったオイルについても適切に外部に排出することができる。

【0052】

第１実施形態では、上記のように、ポンプ本体１は、第１流路３とモータ１１との間で回転軸１２を取り囲むように周状に配置される浸水溜まり室４０をさらに備え、浸水溜まり室４０の容量は、第１流路３の容量と第２流路４の容量との合計容量よりも大きい。これにより、浸水溜まり室４０を設けることにより、モータ１１に水が浸入することを抑制することができる。また、オイル室を設けない構成であるため、浸水溜まり室４０を従来よりもはるかに大きくすることができる。そのため、従来よりもポンプ本体１内に侵入した水がモータ１１に到達するまでの時間を長くすることができる。その結果、ポンプ本体１をメンテナンスする間隔を長くすることができる。

【0053】

第１実施形態では、上記のように、オイル貯留タンク２内のオイルの容量は、第１流路３の容量と第２流路４の容量との合計容量よりも大きい。これにより、オイル貯留タンク２に保存できるオイルの容量が大きいため、第１流路３および第２流路４の容量を必要最小限にすることができる。

【0054】

第１実施形態では、上記のように、第１流路３の容量と第２流路４の容量との合計容量は、オイル貯留タンク２を満量にしたときのオイル膨張分に相当する所定の容量以上に設定されている。 これにより、オイル貯留タンク２とポンプ本体１とが接続されたときに、オイル貯留タンク２内のオイルが第１流路３および第２流路４に流れることによって、オイル貯留タンク２内に適正な空間が形成されるため、オイル貯留タンク２内でオイルが膨張した場合に、オイルの容量がオイル貯留タンク２の満量を超えることを抑制することができる。また、オイル貯留タンク２を満量にし、ポンプ本体１と接続すれば適正なオイル量となるため、オイル補給時の計量などが不要となり、より効率的にメンテナンス作業をすることができる。

【0055】

第１実施形態では、上記のように、オイル貯留タンク２は、透明な部分を有し、外部から内部の液量が確認可能に構成されている。これにより、水中電動ポンプ１００を引き上げた際に、オイル貯留タンク２内のオイルの状態を外部から簡単に確認することができる。

【0056】

［第２実施形態］
次に、図８を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、上記第１実施形態とは異なり、第１流路３は、上部の流路幅Ｗ４が下方の流路幅Ｗ３よりも小さい。

【0057】

図８に示すように、第２実施形態では、第１流路３は、上部の流路幅Ｗ４が下方の流路幅Ｗ３よりも小さく形成される。下部の流路幅Ｗ３は、下方（Ｚ２側）からメカニカルシール１４を回転軸１２に取り付け、または取り外す際に指または治具が挿入可能な大きさである。また、上部の流路幅Ｗ４は、特に限定されず、指または治具が挿入可能な大きさよりも小さく形成されてもよい。なお、図８では、流れ発生部５とメカニカルシール１４とを省略している。第２実施形態の流れ発生部５は、第１実施形態の流れ発生部５のいずれかと同じである。また、メカニカルシール１４は、第１実施形態と同じ構造を有している。

【0058】

第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

【0059】

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、第１実施形態と同様の効果のほか、さらに以下のような効果を得ることができる。すなわち、第２実施形態では、上記のように、メカニカルシール１４を取り囲むように配置されている第１流路３は、上部の流路幅Ｗ４が下部の流路幅Ｗ３よりも小さいため、下方からメカニカルシール１４を取り付けまたは取り外しを行う際のスペースを確保しつつ、第１流路全体が大きくなることを抑制することができる。

【0060】

（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

【0061】

たとえば、上記第１または第２実施形態では、第２流路の幅が一定である例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第２流路の幅が途中で変化してもよい。その場合、図９に示すように排出路の第１流路側の流路幅よりもオイル貯留タンク側の流路幅が小さく形成されていてもよい。

【0062】

また、上記第１または第２実施形態では、第２流路の流路幅が、第１流路の流路幅よりも小さい例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第２流路の流路幅と、第１流路の流路幅とが同じでもよく、第２流路の流路幅が第１流路の流路幅よりも大きくてもよい。

【0063】

また、上記第１または第２実施形態では、オイル貯留タンクとポンプ本体とを引き上げてメンテナンスをする例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、オイル貯留タンクのみを引き上げてメンテナンスしてもよい。

【符号の説明】

【0064】

１ ポンプ本体
２ オイル貯留タンク
３ 第１流路
４ 第２流路
４ａ 供給路
４ｂ 排出路
４ｃ ドレン部
５ 流れ発生部
１１ モータ
１２ 回転軸
１３ 羽根車
１４ メカニカルシール
４０ 浸水溜まり室
５１ ガイドベーン
５２ 回転部材
１００ 水中電動ポンプ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】