特許 7214536 水中ポンプ

(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】

(24)【登録日】2023-01-20

(45)【発行日】2023-01-30

(54)【発明の名称】水中ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/42 20060101AFI20230123BHJP

   H02K 7/14 20060101ALI20230123BHJP

【ＦＩ】

F04D29/42 E

H02K7/14 B

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019068668

(22)【出願日】2019-03-29

(65)【公開番号】P2020165407

(43)【公開日】2020-10-08

【審査請求日】2021-10-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000002358

【氏名又は名称】新明和工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】片嶋 純司

(72)【発明者】

【氏名】清水 翔太

【審査官】嘉村 泰光

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１６３２６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２１３４９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｄ １／００－１３／１６

Ｆ０４Ｄ １７／００－１９／０２

Ｆ０４Ｄ ２１／００－２５／１６

Ｆ０４Ｄ ２９／００－３５／００

Ｈ０２Ｋ ５／００－ ５／２６

Ｈ０２Ｋ ７／００－ ７／２０

Ｈ０２Ｋ ９／００－ ９／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータのシャフトに固定されかつ、揚液に浸漬される羽根車と、
前記モータを収容するモータ部と、
前記羽根車の主板の背面に相対すると共に、前記モータ部内を前記揚液から隔てる隔壁と、を備え、
前記隔壁の、前記主板に対向する面は、凹及び凸の少なくとも一方が、周方向に間隔を空けて、複数設けられることによって構成される凹凸面であり、
前記隔壁と前記主板との間には、前記隔壁よりも凹凸の小さい蓋が、前記凹凸面に対向するように介在している水中ポンプ。

【請求項2】

請求項１に記載の水中ポンプにおいて、
前記モータ部は、前記モータを冷却する冷却液が循環する循環流路を含み、
前記隔壁は、前記冷却液と前記揚液とを隔てると共に、前記冷却液から前記揚液へ熱を伝える熱交換部を構成し、
前記蓋には、前記揚液が通過する通過穴が、少なくとも２箇所設けられている水中ポンプ。

【請求項3】

請求項２に記載の水中ポンプにおいて、
前記隔壁は、厚みが一定又は略一定であると共に、前記モータ部側と前記ポンプ部側とのそれぞれ互いに対応する位置に、前記隔壁の中央部から径方向外方に向かって延びる凸条と凹溝とが、周方向に複数形成されることによって、前記シャフトの軸に沿う断面が波形である水中ポンプ。

【請求項4】

請求項２又は３に記載の水中ポンプにおいて、
前記隔壁及び蓋はそれぞれ、前記シャフトの軸に直交する方向に広がり、
前記シャフトは、前記隔壁の中央部及び前記蓋の中央部を貫通しており、
前記通過穴は、径方向内側部分と、当該内側部分よりも径方向外側の部分とのそれぞれに設けられている水中ポンプ。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の水中ポンプにおいて、
前記蓋は、前記モータ部に取り付けられている水中ポンプ。

【請求項6】

請求項１～４のいずれか１項に記載の水中ポンプにおいて、
前記蓋は、前記羽根車を収容するポンプケーシングに取り付けられている水中ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

ここに開示する技術は、水中ポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、モータ部とポンプ部とから構成されかつ、揚液に浸漬される水中モータポンプが開示されている。この水中モータポンプのモータ部には、モータを冷却する冷却水用の循環流路が形成されている。ポンプの羽根車を収容するポンプケーシングの上端部には蓋ケーシングが取り付けられている。蓋ケーシングは、モータ部とポンプ部とを隔てる板状の部材である。蓋ケーシングはまた、循環流路の一部を区画している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１２－５７５５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前記板状の蓋ケーシングは、水中モータポンプの構造上、冷却水と揚水との間の熱交換を行う熱交換部としても機能する。この蓋ケーシングのポンプ部側の面には、伝熱面積を拡大して熱交換効率が高まるように、フィンが立設している。このフィンによって、蓋ケーシングのポンプ部側の面は、凹凸を有している。

【0005】

蓋ケーシングのポンプ部側の面は、羽根車の主板の背面に対向する面であるが、この面に凹凸があると、羽根車を回転させる動力が増加してしまうという不都合がある。

【0006】

特に、軸荷重を軽減させるために、羽根車の主板の背面に、いわゆる裏羽根を設けていると、この裏羽根によって軸動力が増加する上に、蓋ケーシングのフィンによっても軸動力が増加してしまうため、水中ポンプの軸動力が大幅に増加してしまうという問題がある。

【0007】

ここに開示する技術は、水中ポンプの動力損失を低減する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

ここに開示する技術は、水中ポンプに関する。水中ポンプは、
モータのシャフトに固定されかつ、揚液に浸漬される羽根車と、
前記モータを収容するモータ部と、
前記羽根車の主板の背面に相対すると共に、前記モータ部内を前記揚液から隔てる隔壁と、を備え、
前記隔壁の、前記主板に対向する面は、凹及び凸の少なくとも一方が、周方向に間隔を空けて、複数設けられることによって構成される凹凸面であり、
前記隔壁と前記主板との間には、前記隔壁よりも凹凸の小さい蓋が、前記凹凸面に対向するように介在している。

【0009】

この構成によると、隔壁の、羽根車の主板に対向する面には、凹及び凸の少なくとも一方が設けられている。凹及び／又は凸によって、羽根車を回転させる動力が増加してしまう。

【0010】

前記の構成では、隔壁と羽根車の主板との間に蓋が介在している。蓋は、羽根車の主板に対向する。蓋は、隔壁の面よりも凹凸が小さい。よって、羽根車の回転時の動力損失が低減する。

【0011】

前記モータ部は、前記モータを冷却する冷却液が循環する循環流路を含み、
前記隔壁は、前記冷却液と前記揚液とを隔てると共に、前記冷却液から前記揚液へ熱を伝える熱交換部を構成し、
前記蓋には、前記揚液が通過する通過穴が、少なくとも２箇所設けられている、としてもよい。

【0012】

前記隔壁が熱交換部を構成する場合、隔壁に設けた凹及び／又は凸は、隔壁の伝熱面積を拡大する。隔壁を介した冷却液と揚液との間の熱交換効率が向上する。隔壁は、冷却液を効率的に放熱させることができるから、モータを効率的に冷却することができる。

【0013】

隔壁が熱交換部を構成する場合、隔壁におけるポンプ部側の面に揚液を供給しなければならない。隔壁と羽根車との間に介在する蓋に、少なくとも２箇所の通過穴を設けることにより、羽根車の回転時に、揚液は、通過穴を通じて、ポンプ部側から隔壁側へと流れると共に、通過穴を通じて、隔壁側からポンプ部側へと流れる。隔壁に対して揚液を順次供給することができるから、隔壁を介した冷却液と揚液との間の熱交換効率を向上させることができる。

【0014】

結果として、動力損失の低減と、モータの効率的な冷却とが両立する。

【0015】

前記隔壁は、厚みが一定又は略一定であると共に、前記モータ部側と前記ポンプ部側とのそれぞれ互いに対応する位置に、前記隔壁の中央部から径方向外方に向かって延びる凸条と凹溝とが、周方向に複数形成されることによって、前記シャフトの軸に沿う断面が波形である、としてもよい。

【0016】

隔壁の厚みを一定又は略一定にすると熱伝導率が上がると共に、その断面を波形にすると伝熱面積が拡大するから、隔壁を介した冷却液と揚液との間の熱交換効率が向上する。

【0017】

一方で、前記の隔壁は、モータ部側及びポンプ部側のそれぞれに少なくとも凹又は凸が形成される。しかしながら、この水中ポンプは、前述のように、隔壁と羽根車との間に蓋が介在しているため、動力損失が低減する。

【0018】

前記隔壁及び蓋はそれぞれ、前記シャフトの軸に直交する方向に広がり、
前記シャフトは、前記隔壁の中央部及び前記蓋の中央部を貫通しており、
前記通過穴は、径方向内側部分と、当該内側部分よりも径方向外側の部分とのそれぞれに設けられている、としてもよい。

【0019】

シャフトが、隔壁の中央部及び蓋の中央部を貫通しているため、隔壁と羽根車の主板との間で、揚液は、周方向に旋回しながら径方向に流れる。蓋における、径方向内側の部分と径方向外側の部分とのそれぞれに、通過穴を設けることにより、通過穴を通じて、揚液をスムースに流動させることが可能になる。隔壁が冷却液を効率的に冷却する上で有利になる。

【0020】

前記蓋は、前記モータ部に取り付けられていると、としてもよい。または、前記蓋は、前記羽根車を収容するポンプケーシングに取り付けられていると、としてもよい。

【発明の効果】

【0021】

以上説明したように、前記の水中ポンプによると、動力損失を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】図１は、水中モータポンプの全体構成を例示する断面図である。

【図2】図２は、モータ部とポンプ部との間のハウジング部の構成を例示する拡大断面図である。

【図3】図３の左図は、隔壁の平面図、右図は、隔壁及び蓋の底面図である。

【図4】図４は、図３のIV－IV断面図である。

【図5】図５は、蓋がある場合と蓋が無い場合とにおいて水中モータポンプの特性を比較する図である。

【図6】図６は、図２とは異なる隔壁を備えた水中モータポンプの構成を示す図２対応図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、水中モータポンプの実施形態について、図面を参照しながら説明する。ここで説明する水中モータポンプは例示である。

【0024】

（水中モータポンプの全体構成）
図１は、水中モータポンプ１を例示している。水中モータポンプ１は、例えば下水道におけるポンプ槽内に設置されるポンプである。水中モータポンプ１は、揚液に浸漬される。水中モータポンプ１は、羽根車２１を駆動するモータ３１を有するモータ部１１と、羽根車２１を有するポンプ部１２と、を備えている。水中モータポンプ１は、モータ部１１が上側に、ポンプ部１２が下側になるように、上下方向に並んで配置されて構成されている。この水中モータポンプ１はまた、詳細は後述するが、循環する冷却液がモータ３１を冷却する循環流路をモータ部１１に設けた強制冷却仕様である。ここで、冷却液は、この構成例では水を主成分とし、そこに腐食防止用の添加剤を添加した冷却水である。但し、冷却液を、冷却油によって構成してもよい 。

【0025】

モータ部１１は、モータ３１と、モータ３１を収容するモータケーシング３２と、を備えている。モータ３１のシャフト３３は、上下方向に延びて配設されている。シャフト３３は、モータケーシング３２の下端から下方に突出している。

【0026】

モータケーシング３２は、その上端及び下端が開口した概略円筒状を有している。モータケーシング３２の上端開口は、蓋部３４によって閉塞されている。蓋部３４の下面には、ベアリング３５１が取り付けられており、このベアリング３５１は、シャフト３３の上端部を軸支している。蓋部３４には、モータカバー３９が取り付けられ、モータカバー３９には、ヘッドカバー３６が取り付けられている。

【0027】

モータ部１１はまた、アウターケーシング３７を備えている。アウターケーシング３７は、モータケーシング３２の外周囲を囲むように配置されている。アウターケーシング３７は、両端開口の概略円筒状であり、その上端部がモータカバー３９に固定されている。モータケーシング３２の外周面と、アウターケーシング３７の内周面とによって、冷却液が流れる円周状の第１流路３８が形成されている。第１流路３８は、モータ３１を囲んでいる。第１流路３８を流れる冷却液は、モータ３１から受熱する。

【0028】

モータケーシング３２及びアウターケーシング３７の下端部は、ハウジング４によって閉塞されている。ハウジング４の構成の詳細は、後述する。ハウジング４はモータ部１１の一部を構成する。

【0029】

ポンプ部１２は、シャフト３３の下端に取り付けられた羽根車２１と、羽根車２１を収容するポンプケーシング２２と、を備えている。この水中モータポンプ１は、遠心式の羽根車２１を備えた遠心ポンプである。

【0030】

ポンプケーシング２２は、その内部に羽根車２１を収容する渦形室２３を有している。渦形室２３は、ポンプケーシング２２の底部に開口する吸込口２４に連通している。渦形室２３はまた、ポンプケーシング２２の側方に突出する排出口２５に連通している。排出口２５は、図示省略の排出管に連結される。

【0031】

ポンプケーシング２２の上端は開口している。ポンプケーシング２２の上端開口の周縁部が、ハウジング４に固定される。

【0032】

羽根車２１は、図例に限らず、各種の形式の羽根車を採用することができる。羽根車２１の主板２１１には、軸荷重を軽減させる裏羽根２１２が設けられている。

【0033】

ハウジング４は、モータケーシング３２の下端及びアウターケーシング３７の下端と、ポンプケーシング２２の上端との間に配設されている。ハウジング４は、図２にも示すように、第１部材４１と、第２部材４２とを含んで構成されている。

【0034】

第１部材４１は、モータケーシング３２の下端及びアウターケーシング３７の下端に固定されている。第１部材４１は、概略平板状を有している。第１部材４１は、モータケーシング３２の下端開口及びアウターケーシング３７の下端開口を閉塞する。第１部材４１の中央部には、モータ３１のシャフト３３が貫通する貫通孔が形成されている。シャフト３３を支持するベアリング４１２は、第１部材４１に保持されている。第１部材４１の外周部には、第１流路３８に連通する複数の連通穴４１１が形成されている。尚、図１及び２では、一つの連通穴４１１のみを図示している。

【0035】

第２部材４２は、第１部材４１の下側に配設されている。第２部材４２は概略円筒状を有している。第２部材４２の上端は、第１部材４１の下面に固定されている。第２部材４２の下端は、ポンプケーシング２２の上端部に固定されている。

【0036】

第２部材４２の下端は開口している。第２部材４２の下端部には隔壁６が取り付けられている。第２部材４２の下端は、隔壁６によって閉塞される。隔壁６はまた、ポンプケーシング２２の上端開口を閉塞する。尚、後述するように、隔壁６と羽根車２１の主板２１１との間には、蓋７が介設している。

【0037】

第２部材４２の内部には、第２流路４２１及び第３流路４２２が形成されている。第２流路４２１及び第３流路４２２はそれぞれ、連通穴４１１を介して第１流路３８につながっている。尚、図１及び２においては、第２流路４２１と第１流路３８とをつなぐ連通穴４１１を図示していない。第１流路３８、第２流路４２１及び第３流路４２２によって、冷却液が循環する循環流路が構成される。

【0038】

隔壁６は、第３流路４２２の一部を形成している。隔壁６は、モータ部１１の冷却液とポンプ部１２の揚液とを隔てている。隔壁６はまた、冷却液と揚液との間で熱交換を行う熱交換部として機能する。

【0039】

第２流路４２１と第３流路４２２とはシャフト３３の周囲において、互いに連通している。つまり、循環流路の一部は、ハウジング４内において、シャフト３３の周囲に設けられている。

【0040】

ハウジング４は、その内部にメカニカルシール５を収容している。メカニカルシール５は、シャフト３３に取り付けられることによってシャフト３３を軸封（シール）する。メカニカルシール５は、第２流路４２１と第３流路４２２との連通箇所に配設されている。

【0041】

シャフト３３には循環羽根５１が取り付けられている。循環羽根５１は、第２流路４２１と第３流路４２２との連通箇所に配設されている。シャフト３３が回転すると、シャフト３３と共に循環羽根５１が回転する。循環羽根５１が回転すると、冷却液は、シャフト３３に沿って、第２流路４２１から第３流路４２２へ強制的に流動する。その結果、図１及び２に黒い太矢印で示すように、冷却液は、第１流路３８、第２流路４２１及び第３流路４２２によって構成される循環流路に沿って、モータ３１と隔壁６との間を循環する。冷却液は、モータ３１の周囲においてモータ３１から受熱し、隔壁６の近傍において揚液に放熱する。

【0042】

（隔壁の構成）
図３は、隔壁６及び蓋７を示している。図３の左図は隔壁６の平面図、右図は隔壁６及び蓋７の底面図である。言い替えると、左図は隔壁６の冷却液側の面、右図は隔壁６及び蓋７の揚液側の面である。

【0043】

隔壁６は、シャフト３３に直交する方向に広がる円盤状である。隔壁６の中央部には、シャフト３３が貫通する貫通孔６１が形成されている。隔壁６はまた、図４に断面図を示すように、シャフト３３の中心軸に沿う断面が、隔壁６の周方向について波形である。隔壁６の、モータ部側の面には、ポンプ部側からモータ部側へ凸になった凸条６２が形成されていると共に、ポンプ部側の面には、ポンプ部側からモータ部側へ凹になった凹溝６３が形成されている。

【0044】

前述したように、隔壁６は、冷却液と揚液との間で熱交換を行う熱交換部として機能する。隔壁６の断面を波形にし、それによって、モータ部側の凸条６２とポンプ部側の凹溝６３とを隔壁６に設けることで、隔壁６の伝熱面積を拡大させることができる。

【0045】

凸条６２は、周方向に間隔を空けて、複数形成されている。複数の凸条６２はそれぞれ、隔壁６における貫通孔６１の縁部から、径方向外方に向かって延びている。

【0046】

隣り合う凸条６２と凸条６２との間には、冷却液を整流する整流路６４が形成されている。ここで、凸条６２は、図２に示すように、その突出端部（つまり、上端部）が、ハウジング４の壁に対して間隔Ｈを空けている。尚、この間隔Ｈは比較的狭いため、冷却液の流れは、凸条６２の突出端部とハウジング４の壁との間を通過する流れよりも、凸条６２と凸条６２との間の整流路６４を通る流れが支配的になる。尚、間隔Ｈが無くなるように、凸条６２の突出端部を、ハウジング４の壁に接触させてもよい。

【0047】

各凸条６２は、径方向内方から外方に向かうに従い周方向に湾曲している。凸条６２の湾曲方向は、図３に一点鎖線で示すシャフト３３の回転方向に一致している。これにより、複数の整流路６４は、径方向の内方から外方に向かって放射状に延びていると共に、各整流路６４は、径方向内方から外方に向かうに従い周方向に湾曲している。整流路６４の湾曲方向は、シャフト３３の回転方向に沿う方向である。また、各整流路６４は、図３の左図に示すように、径方向の内側の幅Ｗ１が狭く、径方向の外側の幅Ｗ２が広い。各整流路６４の幅は、径方向の内方から外方へ向かって次第に拡大している。

【0048】

冷却液は、前述したように、メカニカルシール５の取付位置において、シャフト３３の近傍を、モータ部側からポンプ部側へとシャフト３３に沿って流れる。その後、冷却液は、隔壁６の面に沿って、径方向の内方から外方へと流れる（図３の黒矢印参照）。冷却液が隔壁６の面に沿って隔壁６の全体に亘って放射状に流れるため、隔壁６を介した冷却液と揚液との間の熱交換効率が向上する。

【0049】

また、整流路６４が周方向に湾曲しているため、湾曲していない場合よりも整流路６４の流路長を長くすることができる。流路長が長くなる分、隔壁６の伝熱面積を大きくすることができる。この構成は、隔壁６の外径を大きくせずに、隔壁６の熱交換効率を高めることができる。

【0050】

さらに、整流路６４の幅が次第に拡大することにより、冷却液が整流路６４内を、隔壁６の中央部から径方向外方へと流れている間に、ディフューザー効果によって運動エネルギを圧力エネルギへ効率よく変換することができる。この構成により、各整流路６４の径方向外方の出口部におけるエネルギ損失を下げることができる。

【0051】

隔壁６のポンプ部側の凹溝６３は、凸条６２に対応している。そのため、凹溝６３は、周方向に間隔を空けて、複数形成されている。複数の凹溝６３はそれぞれ、隔壁６における貫通孔６１の縁部から、径方向外方に向かって延びている。各凹溝６３は、径方向内方から外方に向かうに従い周方向に湾曲している。揚液は、凹溝６３に沿って、径方向に流れる。

【0052】

隔壁６の厚みは、図４に示すように一定又は略一定である。凸条６２と凸条６２との間に形成された整流路６４に沿って流れる冷却液と、凹溝６３内を流れる揚液とを隔てる壁の厚みが比較的薄いため、冷却液と揚液との間の熱交換が促進される。隔壁６の厚みが一定又は略一定であることと、伝熱面積の拡大とが組み合わさって、隔壁６の熱交換効率が高まる。隔壁６は、耐久性や耐摩耗性の観点から、熱伝導率が比較的低い鋳鉄で作成される。熱伝導率が低い鋳鉄製であっても、隔壁６は、冷却液を効率的に冷却することができる。また、隔壁６の断面が波形であるから、厚みを薄くしても、隔壁６の剛性を確保することができる。隔壁６の厚みを可能な限り薄くすれば、熱交換効率の向上にさらに有利になる。

【0053】

ここで、隔壁６の波形は、図４に示すように、シャフト３３の中心軸に沿う断面において、シャフト３３の中心軸に対し傾いている（角度θ参照）。それによって、凹溝６３の周方向の幅が、その底部から開口部に向かって拡大する。つまり、凹溝６３の周方向の幅は、図４における上端部から下端の開口に向かって拡大している。尚、図示は省略するが、凹溝６３の径方向の幅も、底部から開口部に向かって拡大している。水中モータポンプ１が設置されるポンプ槽内では、揚液中にゴミ等が含まれており、そのゴミ等が、断面波形の隔壁６の凹溝６３に溜まる恐れがある。凹溝６３の幅が開口に向かって拡大するように隔壁６を形成すると、水中モータポンプ１の運転中の揚液の流れによって、ゴミ等が凹溝６３内から掻き出されやすくなる。凹溝６３内にゴミ等が溜まることを抑制することができる。ゴミ等が隔壁６の凹溝６３内に溜まることで隔壁６の熱交換効率が低下してしまうことを抑制することができる。ここで、波形の傾き角度θは、適宜の角度に設定することが可能である。傾き角度θは、例えば３～１５°の範囲で設定してもよい。

【0054】

また、隔壁６の凹溝６３の幅が拡大するように波形を形成することは、鋳型を用いて隔壁６を製造する際の抜き勾配となり得るから、隔壁６の製造の観点においても有利になる。

【0055】

隔壁６のモータ部側には、隣り合う凸条６２と凸条６２とによって冷却液の整流路６４が形成されると共に、ポンプ部側には、凹溝６３によって揚液の流路が形成される。これらの流路により、隔壁を挟んだモータ部側及びポンプ部側のそれぞれにおいて、冷却液がスムースに流れるから、隔壁６の熱交換効率が高まる。冷却液を効率的に冷却することができ、水中モータポンプ１のモータ３１を効率的に冷却することができる。

【0056】

ここで、隔壁６のポンプ部側の面は、羽根車２１の主板２１１に対向する面である。この面に形成した凹溝６３は、隔壁６のポンプ部側の面に凹凸を形成する。この凹凸は、羽根車２１を回転させる動力を増加させてしまう。特に、羽根車２１の主板２１１には、裏羽根２１２が形成されているため、裏羽根２１２と凹溝６３との組み合わせは、水中モータポンプ１の動力損失を大幅に増加させてしまう恐れがある。

【0057】

そこで、この水中モータポンプ１は、隔壁６と羽根車２１の主板２１１との間に、蓋７を介在させている。蓋７は、隔壁６よりも厚みの薄い円環状の部材である。蓋７の、少なくとも羽根車２１の主板２１１に対向する面は平坦である。蓋７の面は、隔壁６のポンプ部側の面よりも凹凸が小さい。蓋７は、隔壁６のポンプ部側の面の全体を覆う。尚、図３の右図は、蓋７の一部の図示を省略している。蓋７は、隔壁６に取り付けられる。蓋７と隔壁６のポンプ部側の面との間には、図４に示すように、所定の隙間が設けられている。

【0058】

羽根車２１の主板２１１に対向する蓋７の面が平坦であるため、羽根車２１の回転時の動力損失が低減する。

【0059】

ここで、隔壁６は、前述したように冷却液と揚液との熱交換を行う部材である。隔壁６の面を蓋７によって全て覆ってしまうと、隔壁６のポンプ部側の面に揚液を供給することができない。そこで、蓋７には、図３の右図に示すように、通過穴７１、７２が形成されている。通過穴７１、７２はそれぞれ、蓋７を厚み方向に貫通していて、蓋７を挟んだ隔壁６側と羽根車２１の主板２１１側とをつないでいる。通過穴７１、７２は、周方向に複数設けられている。通過穴７１、７２は，図３では一部のみを図示しているが、周方向に均等に配置されている。通過穴７１は、径方向の内方に設けられている。通過穴７２は、径方向の外方に設けられている。

【0060】

隔壁６と羽根車２１の主板２１１との間で、揚液は、周方向に旋回しながら径方向に流れる。図２に実線の矢印で示すように、羽根車２１の回転時に、揚液は、径方向の外方の通過穴７２を通じて、ポンプ部側から隔壁側へと流れると共に、径方向の内方の通過穴７１を通じて、隔壁側からポンプ部側へと流れる。径方向の内側と外側とのそれぞれに通過穴７１、７２を設けることにより隔壁６へ揚液を順次供給することができるから、隔壁６を介した冷却液と揚液との間の熱交換効率を向上させることができる。

【0061】

すなわち、隔壁６と羽根車２１の主板２１１との間に蓋７を介在させると共に、その蓋７に通過穴７１、７２を設けることで、水中モータポンプ１の動力損失の低減と、モータ３１の効率的な冷却とが両立する。

【0062】

図５は、蓋を取り付けた場合と、蓋を取り付けない場合との軸動力、及び、全揚程を比較する図である。図５の上図は、流量（横軸）と軸動力（縦軸）との関係を示している。流量は、図の右に進むほど多くなる。軸動力は図の上に進むほど大きくなる。図５の下図は、流量（横軸）と全揚程（縦軸）との関係を示している。流量は、図の右に進むほど多くなる。全揚程は図の上に進むほど高くなる。

【0063】

図５からわかるように、蓋７を取り付けることによって、蓋７を取り付けない場合よりも、全ての流量域において、軸動力が低下していると共に、全揚程が高くなっている。図５から、蓋７を取り付けることにより得られる大きな動力低減効果を、確認することができる。

【0064】

尚、ここに開示する水中モータポンプ１は、図１及び２に示す構造に限定されない。例えば図６は、水中モータポンプ１０の変形例を示している。この水中モータポンプ１０は、隔壁６０が波形断面でなく、平板状に構成されている。隔壁６０は、ポンプ部側へ凸となったフィン６０１を有している。これにより、隔壁６０は、伝熱面積の拡大を図っている。その一方で、隔壁６０のポンプ部側の面は、フィン６０１により凹凸を有している。

【0065】

この構成の隔壁６０に対しても、隔壁６０と羽根車２１の主板２１１との間に蓋７を介在させることにより、前記と同様に、動力損失の低減を図ることができる。

【0066】

尚、図示は省略するが、隔壁６、６０は、ポンプケーシング２２に取り付けてもよい。

【0067】

また、前述した各構成は、可能な範囲で互いに組み合わせてもよい。

【0068】

また、ここに開示する技術を適用可能なモータポンプは、図１、２及び６に例示するモータポンプに限定されない。様々な構成のモータポンプに、ここに開示する技術を適用することが可能である。

【0069】

例えば羽根車の主板に対向する、隔壁の面の凹凸は、前述した伝熱面積の拡大を目的とした凹凸には限らない。

【符号の説明】

【0070】

１、１０ 水中モータポンプ
１１ モータ部
２１ 羽根車
２１１ 主板
３１ モータ
３３ シャフト
３８ 第１流路（循環流路）
４２１ 第２流路（循環流路）
４２２ 第３流路（循環流路）
６ 隔壁
６０ 隔壁
７ 蓋
７１、７２ 通過穴

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】