JP3320487B2 - 陸上ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、モータ部のモータシ
ャフトとポンプ部のポンプシャフトとを同一軸状のシャ
フトとしてモータ部とポンプ部とを棒形状に構成し、ポ
ンプ部の流入口に流入する液体またはポンプ部の流出口
から流出する液体を利用してモータ部を冷却する陸上ポ
ンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の上記したような陸上ポンプは、モ
ータ部およびポンプ部を空気中に露出させて設置してい
る。この陸上ポンプのモータ部に電力を供給して動作さ
せると、ポンプ部の回転羽根が回転するので、ポンプ部
は流入口に流入する液体を回転羽根で圧送して流出口か
ら送出する。そして、モータ部が動作することによって
発生する熱は、モータ部の周囲の大気に発散される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の陸上ポンプは上
記のように空冷式とされているので、モータ部が動作す
ることによって放出する熱を効率よく発散させるために
モータケーシングを熱良導体で構成するとともに、モー
タケーシングに冷却フィンを取り付けたり、モータケー
シングに放熱用の換気孔を多数設けている。したがっ
て、陸上ポンプの周囲に空気を流通させてモータ部の熱
を発散させるための放熱用スペースを確保する必要があ
るため、設置スペースが大きくなり、スペースを有効に
利用することができなくなる。

【０００４】また、モータ部の作動音などが外部に漏れ
るのを遮蔽するために、例えば防音箱で陸上ポンプを覆
おうとしても、防音箱内に熱が蓄積されること、前述し
た放熱用スペースを確保しなければならないことを考慮
すると、コンパクトで効果的な防音措置を施すのはむず
かしいという不都合があった。

【０００５】そこで、本出願人は、上記したような不都
合を解消するため、モータ部のモータシャフトとポンプ
部のポンプシャフトとを同一軸状のシャフトとし、モー
タケーシングとポンプケーシングとが共有する中間壁を
シャフトに対して水密にし、ポンプ部の流入口に流入す
る液体またはポンプ部の流出口から流出する液体を利用
してモータ部を冷却することにより、設置スペースが少
なくてスペースを有効に利用することができ、コンパク
トで効果的な防音措置を容易に施すことができるととも
に、棒形状に形成して壁の中などに収容させることので
きる陸上ポンプ（平成５年２月１５日に整理番号１２５
０００２４として出願済み。）を先に提案した。

【０００６】しかしながら、上記したようにモータ部と
ポンプ部とを隣接させて同一軸状に構成すると、通常、
シャフトと中間壁とを水密にするメカニカルシール部分
においてポンプ部からモータ部側に液体がわずかに漏れ
る。そして、メカニカルシールが正常な間は、モータ部
にわずかに漏れる液体がモータ部の熱によってモータ部
の外部に蒸発する。

【０００７】しかし、陸上ポンプを長時間使用してメカ
ニカルシールに長時間機能を発揮させたり、メカニカル
シールの取り付けが悪かったりすると、ポンプ部からモ
ータ部側に漏れる液体が多くなるため、モータ部は漏れ
た液体によってショートすることも考えられるので、漏
れた液体をモータ部に入れないように外部に流出させて
安全性を確保する必要がある。なお、従来の空冷式の陸
上ポンプは、上記したような不都合を解消するため、モ
ータ部とポンプ部との間に間隙を設け、モータ部側に漏
れた液体が外部に漏れる構造になっている。

【０００８】この発明は、上記したような不都合を解消
するためになされたもので、安全性を向上させることが
でき、ポンプ部からモータ部側に漏れた液体をモータ部
に入らないように、外部に流出させる流通孔を効率よく
容易に形成できる陸上ポンプを提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】まず、第１の発明は、モ
ータ部のモータシャフトとポンプ部のポンプシャフトと
を同一軸状のシャフトとし、モータ部のモータケーシン
グとポンプ部のポンプケーシングとが共有する中間壁を
シャフトに対して水密にし、ポンプ部の流入口に流入す
る液体またはポンプ部の流出口から流出する液体を利用
してモータ部を冷却する陸上ポンプであって、流入口ま
たは流出口、および、シャフトと中間壁とを水密にする
シール部分においてポンプ部からモータ部側に漏れる液
体を外部に流出させる流通孔を中間壁に設け、モータケ
ーシングを構成する少なくともモータ筒を熱良導体で構
成し、このモータ筒とともに液体の流路を形成する流路
筒をモータ筒の外周に配設し、流路の一端を流入口また
は流出口に接続するとともに、モータ筒および流路筒を
挟んで対向する中間壁と、モータケーシングを構成する
水密なモータ端壁とをボルトで固定したものである。そ
して、第２の発明は、中間壁をモータ側中間壁部とポン
プ側中間壁部とに分割し、モータ側中間壁部とポンプ側
中間壁部とが対向する部分に流通孔を設けたものであ
る。

【００１０】さらに、第３の発明は、モータ部のモータ
シャフトとポンプ部のポンプシャフトとを同一軸状のシ
ャフトとし、所定の間隙を有して対向するモータ部の端
壁とポンプ部の端壁との間に水路用リングを介在させ、
水路用リングを介してポンプ部の流入口に流入する液体
またはポンプ部の流出口から水路用リングを介して流出
する液体を利用してモータ部を冷却する陸上ポンプであ
って、水路用リングに、シャフト側から外側に貫通する
流通孔を設け、モータのモータケーシングを構成する少
なくともモータ筒を熱良導体で構成し、このモータ筒と
ともに液体の流路を形成する流路筒をモータ筒の外周に
配設し、流路の一端を水路用リングの流路に接続すると
ともに、モータ筒および流路筒を挟んで対向するモータ
部の両端壁をボルトで固定したものである。

【００１１】

【作用】この発明における陸上ポンプは、中間壁または
水路用リングに流通孔を設けたので、シール部分におい
てポンプ部からモータ部側に漏れた液体が流通孔を介し
て外部に流出する。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて説明
する。図１はこの発明の第１の実施例である陸上ポンプ
の構成を示す断面図、図２は図１の陸上ポンプの右側面
図、図３は図１のＣ−Ｃ線による断面図、図４は図１の
Ｄ−Ｄ線による断面図、図５は図１の陸上ポンプを構成
するモータ端壁の左側半分を示す右側面図、図６は図１
の陸上ポンプを構成するシールパッキン（１３）の形状
を示す左側半分の右側面図であり、図１は図２のＡ−Ｏ
−Ｂ線の断面に相当する。

【００１３】これらの図において、１はシャフトを示
し、モータシャフト部１ｍおよびポンプシャフト部１ｐ
が１本状に形成されている。２はベアリングを示し、モ
ータシャフト部１ｍの両端にそれぞれ取り付けられてい
る。３はシャフト１が貫通する中間壁を示し、ベアリン
グ２を介してシャフト１を支持する熱良導体、プラスチ
ックまたは複合材で構成したモータ側中間壁部３ｍ、ポ
ンプ側中間壁部３ｐおよび両中間壁部３ｍ，３ｐに挟ま
れたシールパッキン３ｓで構成されている。

【００１４】そして、モータ側中間壁部３ｍにはシャフ
ト１が貫通する貫通孔３ｍｈａと、空気を流通させた
り、配線を挿通させるための通気孔３ｍｈｂと、液体が
流れる通液孔３ｍｈｃと、ポンプ側中間壁部３ｐと対向
する面に形成され、貫通孔３ｍｈａと通気孔３ｍｈｂと
を連通する流通孔３ｍｈｄとが設けられ、両孔３ｍｈｂ
（３ｍｈｄを含めて），３ｍｈｃは円周方向に、この場
合は交互に４個所ずつ設けられている。また、ポンプ側
中間壁部３ｐにはシャフト１が貫通する貫通孔３ｐｈａ
と、通液孔３ｍｈｃに連通する流入口３ｐｈｂとが設け
られ、流入口３ｐｈｂは放射状に４個所設けられてい
る。

【００１５】４は中間壁３と対向するモータ端壁を示
し、熱良導体、プラスチックまたは複合材で構成され、
ベアリング２を介してシャフト１の一端を支持するもの
である。そして、モータ端壁４には空気を流通させた
り、配線を挿通させるための通気孔４ｈａと、放射状に
形成され、液体が流れる凹部４ｄと、凹部４ｄに外縁で
連通する通液孔４ｈｂとが設けられ、通気孔４ｈａおよ
び凹部４ｄ（通液孔４ｈｂを含めて）は円周方向に、交
互に４個所ずつ設けられている。

【００１６】５はモータシャフト部１ｍに固定された回
転子鉄心、６は回転子鉄心５に形成されたエンドリング
ファン、７は回転子鉄心５の周囲を所定の間隙で囲む固
定子鉄心、８は固定子鉄心７に巻かれた固定子巻線を示
す。９はモータ筒を示し、熱良導体、プラスチックまた
は複合材で構成され、内側に固定子鉄心７が固定され、
開放した両端はシールパッキン１０を介してモータ側中
間壁部３ｍ、モータ端壁４に当接して閉塞されている。
なお、モータケーシングは、モータ側中間壁部３ｍ、モ
ータ端壁４およびモータ筒９で構成されている。

【００１７】１１は流路筒を示し、熱良導体、プラスチ
ックまたは複合材で構成され、開放した両端はシールパ
ッキン１２を介してモータ側中間壁部３ｍ、モータ端壁
４に当接して閉塞されている。そして、両筒９，１１で
構成される円環状をした流路の一端は通液孔３ｍｈｃに
連通し、円環状をした流通の他端は通液孔４ｈｂに連通
している。１３はシールパッキンを示し、モータ端壁４
の外面外縁に当接している。

【００１８】１４は熱良導体、プラスチックまたは複合
材で構成した流路端壁を示し、シールパッキン１３を介
してモータ端壁４に当接し、入水管Ｔｉが接続される入
水口１４ｈａが、シャフト１の延長線上に形成され、モ
ータ端壁４の凹部４ｄに連通している。なお、流路体
は、流路筒１１および流路端壁１４で構成されている。

【００１９】１５はメカニカルシールを示し、シャフト
１（ポンプシャフト部１ｐ）とポンプ側中間壁部３ｐと
を水密にするものである。１６は中間壁３と対向するポ
ンプ端壁を示し、出水管Ｔｏが接続される流出口として
の出水口１６ｈが、シャフト１の延長線上に形成されて
いる。１７はポンプ回転羽根を示し、ポンプシャフト部
１ｐが挿通され、シャフト１の他端に螺合するナット１
８で固定されている。

【００２０】１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃはポンプ案内羽
根、２０はポンプ案内羽根１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃがは
め込まれたポンプ筒を示し、このポンプ筒２０の開放し
た両端はシールパッキン２１を介してポンプ側中間壁部
３ｐ、ポンプ端壁１６に当接して閉塞されている。な
お、ポンプケーシングは、ポンプ側中間壁部３ｐ、ポン
プ端壁１６およびポンプ筒２０で構成されている。

【００２１】２２はボルトを示し、中間壁３、モータ端
壁４およびポンプ端壁１６を貫通するものである。２３
はボルト２２に螺合するナットを示す。Ｍはモータ部、
Ｐはポンプ部を示す。

【００２２】次に、動作について説明する。まず、モー
タ部Ｍの固定子巻線８に通電して回転子鉄心５およびシ
ャフト１を回転させると、ポンプ回転羽根１７も回転す
る。そして、ポンプ回転羽根１７が回転すると、入水管
Ｔｉから入水口１４ｈａに流入する液体としての水は、
凹部４ｄ、通液孔４ｈｂ、両筒９，１１で構成される流
路、通液孔３ｍｈｃを通過して流入口３ｐｈｂからポン
プ部Ｐに入り、出水口１６ｈから出水管Ｔｏに流出す
る。

【００２３】このようにモータ部Ｍに電力を供給して動
作させるとき、電気エネルギーが運動エネルギーに変換
される際に熱が発生するが、この熱はモータ筒９を介し
て流路を流れる水に伝導して搬送され、放熱されるとと
もに、通気孔３ｍｈｂ，４ｈａを介して出入りする空気
によってモータ部Ｍ外に発散される。そして、メカニカ
ルシール１５部分においてポンプ部Ｐからモータ部Ｍ側
に漏れた水は、貫通孔３ｐｈａ，３ｍｈａおよび流通孔
３ｍｈｄを介して外部に流出する。

【００２４】したがって、特別な冷却措置を施すことな
く、モータ部Ｍの熱を効果的に放熱させることができる
ので、周囲に放熱用スペースを設ける必要がなくなるた
め、設置スペースが少なくなり、スペースを有効に利用
することができる。また、モータケーシングの略全外周
囲を水が流れるとともに、モータ筒９の外側が流路筒１
１で覆われ、モータ端壁４の外側が流路端壁１４で覆わ
れているので、防音箱などで覆わなくとも、モータ部Ｍ
の作動音を小さくする防音効果を発揮する。

【００２５】さらに、周囲に放熱用スペースを確保する
必要がなくなるため、作動音などが外部に漏れるのを遮
蔽するために、例えばコンパクトな防音箱に収容させる
ことができるので、コンパクトで効果的な防音措置を容
易に施すことができる。そして、設置スペースが少なく
て済み、入水口１４ｈａと出水口１６ｈとをシャフト１
の延長線上に配置したので、棒形状、すなわち細くする
ことができるため、コンパクトな箱に収容させたり、壁
の中などに収容させることができる。

【００２６】また、中間壁３に流通孔３ｍｈｄを設けた
ので、メカニカルシール１５部分においてポンプ部Ｐか
らモータ部Ｍ側に漏れた水は貫通孔３ｐｈａ，３ｍｈａ
および流通孔３ｍｈｄを介して外部に流出するため、メ
カニカルシール１５部分からモータ部Ｍ側に水が漏れて
も、モータ部Ｍに水が入らなくなって安全性が向上す
る。さらに、中間壁３をモータ側中間壁部３ｍとポンプ
側中間壁部３ｐとに分割し、ポンプ側中間壁部３ｐと対
向するモータ側中間壁部３ｍの部分に流通孔３ｍｈｄを
設けたので、流通孔３ｍｈｄを効率よく容易に形成する
ことができる。なお、モータ部Ｍの中に結露が発生する
ことはない。

【００２７】上記した実施例において、中間壁３をモー
タ側中間壁部３ｍとポンプ側中間壁部３ｐとに分割し、
ポンプ側中間壁部３ｐと対向するモータ側中間壁部３ｍ
の部分に流通孔３ｍｈｄを設けたが、ポンプ側中間壁部
３ｐ、または両中間壁部３ｍ，３ｐおよびシールパッキ
ン３ｓに通液孔を設けたり、モータ側中間壁部３ｍとポ
ンプ側中間壁部３ｐとを一体構成としてもよい。

【００２８】図７はこの発明の第２の実施例である陸上
ポンプの構成を示す部分断面図、図８は図７の陸上ポン
プを構成する水路用リング（３６）の部分斜視図であ
り、図１〜図６と同一または相当部分に同一符号を付し
て説明を省略する。なお、図７は図１の下側部分に対応
し、モータ部およびポンプ部の内部構成が省略されてい
る。これらの図において、３１はモータ端壁を示し、熱
良導体、プラスチックまたは複合材で構成され、後述す
るポンプ端壁３５と所定の間隙を有して対向するもので
あり、モータ筒９および流路筒１１で形成される流路に
連通する通液孔３１ｈが形成されている。

【００２９】３２は水路用リングを示し、熱良導体、プ
ラスチックまたは複合材で構成され、モータ端壁４にＯ
リング１０Ａ，１２Ａを介して当接し、モータ筒９、流
路筒１１にＯリング１０Ｂ，１２Ｂを介して位置決めさ
れた状態で当接し、通気孔３２ｈと、通液孔４ｈｂとモ
ータ筒９および流路筒１１で形成される流路とを連通す
る流路３２ｉとが形成されている。３３は通気筒を示
し、モータ端壁４にはシールパッキン１３Ａを介して一
方のフランジが当接し、流路端壁１４にはシールパッキ
ン１３Ｂを介して他方のフランジが当接し、螺合するナ
ット３４によってモータ端壁４と流路端壁１４との間に
固定されている。

【００３０】３５はポンプ端壁を示し、流入口３５ｈが
設けられている。３６は水路用リングを示し、熱良導
体、プラスチックまたは複合材で構成され、モータ端壁
３１にＯリング３７Ａ，３７Ｂを介して当接し、ポンプ
端壁３５にＯリング３８Ａ，３８Ｂを介して位置決めさ
れた状態で当接し、ボルト（２２）が挿通されるボルト
孔３６ｂと、シャフト側１から外側に貫通する流通孔３
６ｈと、流入口３５ｈとモータ筒９および流路筒１１で
形成される流路とを連通する流路３６ｉとが形成されて
いる。なお、説明を省略したが、水路用リング３２にも
ボルト孔が形成されている。

【００３１】次に、動作は、先の第１の実施例と同様に
なるので、説明を省略する。したがって、この第２の実
施例の陸上ポンプにおいても、第１の実施例と同様な効
果を得ることができる。

【００３２】上記した各実施例において、モータ端壁４
を水密に構成し、モータ部Ｍの略全外周に流路を形成す
る構成としたが、モータ部Ｍの放熱のみを目的とする場
合は、モータ部Ｍの外周の一部を覆うように流路体を設
けても目的を達成することができる。この場合、密閉す
ることが可能になるので、コンパクトで効果的な防音措
置を簡単、かつ容易に施すことができる。

【００３３】また、モータ部Ｍの配線は通気孔３ｍｈｂ
または通気孔４ｈａ、通気孔３２ｈまたは通気筒３３の
いずれかに挿通させればよく、水を反対方向に流す構成
としてもよい。さらに、通気孔３ｍｈｂまたは通気孔４
ｈａの一方、通気孔３２ｈまたは通気筒３３の一方は省
略してもよい。そして、モータ端壁４と流路端壁１４と
を別体構成としたが、一体構成としてもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、第１の発明によれば、中
間壁に通液孔を設けたので、シール部分においてポンプ
部からモータ部側に漏れた液体は流通孔を介して外部に
流出するため、モータ部に液体が入らなくなって安全性
が向上する。そして、第２の発明によれば、中間壁をモ
ータ側中間壁部とポンプ側中間壁部とに分割し、モータ
側中間壁部とポンプ側中間壁部とが対向する部分に流通
孔を設けたので、流通孔を効率よく容易に形成すること
ができる。さらに、第３の発明によれば、第１の発明と
同様な効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例である陸上ポンプの構
成を示す断面図である。

【図２】図１の陸上ポンプの右側面図である。

【図３】図１のＣ−Ｃ線による断面図である。

【図４】図１のＤ−Ｄ線による断面図である。

【図５】図１の陸上ポンプを構成するモータ端壁の左側
半分を示す右側面図である。

【図６】図１の陸上ポンプを構成するシールパッキンの
形状を示す左側半分の右側面図である。

【図７】この発明の第２の実施例である陸上ポンプの構
成を示す部分断面図である。

【図８】図７の陸上ポンプを構成する水路用リングの部
分斜視図である。

【符号の説明】

１ シャフト １ｍ モータシャフト部 １ｐ ポンプシャフト部 ２ ベアリング ３ 中間壁 ３ｍ モータ側中間壁部 ３ｍｈａ 貫通孔 ３ｍｈｂ 通気孔 ３ｍｈｃ 通液孔 ３ｍｈｄ 流通孔 ３ｐ ポンプ側中間壁部 ３ｐｈａ 貫通孔 ３ｐｈｂ 流入口 ３ｓ シールパッキン ４ モータ端壁 ４ｈａ 通気孔 ４ｈｂ 通液孔 ４ｄ 凹部 ５ 回転鉄心 ７ 固定子鉄心 ８ 固定子巻線 ９ モータ筒 １０，１２，１３，１３Ａ，１３Ｂ シールパッキン １０Ａ，１０Ｂ，１２Ａ，１２Ｂ Ｏリング １１ 流路筒 １４ 流路端壁 １４ｈａ 入水口 １５ メカニカルシール １６ ポンプ端壁 １６ｈ 出水口 １７ ポンプ回転羽根 １８ ナット １９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ ポンプ案内羽根 ２０ ポンプ筒 ２１ シールパッキン ２２ ボルト ２３ ナット ３１ モータ端壁 ３１ｈ 通液孔 ３２ 水路用リング ３２ｉ 流路 ３３ 通気筒 ３４ ナット ３５ ポンプ端壁 ３５ｈ 流入口 ３６ 水路用リング ３６ｈ 流通孔 ３６ｉ 流路 ３７Ａ，３７Ｂ，３８Ａ，３８Ｂ Ｏリング Ｍ モータ部 Ｐ ポンプ部 Ｔｉ 入水管 Ｔｏ 出水管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04D 13/06 F04D 29/58

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータ部のモータシャフトとポンプ部の
   ポンプシャフトとを同一軸状のシャフトとし、前記モー
   タ部のモータケーシングと前記ポンプ部のポンプケーシ
   ングとが共有する中間壁を前記シャフトに対して水密に
   し、前記ポンプ部の流入口に流入する液体または前記ポ
   ンプ部の流出口から流出する前記液体を利用して前記モ
   ータ部を冷却する陸上ポンプであって、前記流入口または前記流出口、および、 前記シャフトと
   前記中間壁とを水密にするシール部分において前記ポン
   プ部から前記モータ部側に漏れる前記液体を外部に流出
   させる流通孔を前記中間壁に設け、 前記モータケーシングを構成する少なくともモータ筒を
   熱良導体で構成し、 このモータ筒とともに前記液体の流路を形成する流路筒
   を前記モータ筒の外周に配設し、 前記流路の一端を前記流入口または前記流出口に接続す
   るとともに、 前記モータ筒および前記流路筒を挟んで対向する前記中
   間壁と、前記モータケーシングを構成する水密なモータ
   端壁とをボルトで固定し た、 ことを特徴とする陸上ポンプ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の陸上ポンプにおいて、 前記中間壁をモータ側中間壁部とポンプ側中間壁部とに
   分割し、 前記モータ側中間壁部と前記ポンプ側中間壁部とが対向
   する部分に前記流通孔を設けた、 ことを特徴とする陸上ポンプ。
3. 【請求項３】 モータ部のモータシャフトとポンプ部の
   ポンプシャフトとを同一軸状のシャフトとし、所定の間
   隙を有して対向する前記モータ部の端壁と前記ポンプ部
   の端壁との間に水路用リングを介在させ、前記水路用リ
   ングを介して前記ポンプ部の流入口に流入する液体また
   は前記ポンプ部の流出口から前記水路用リングを介して
   流出する前記液体を利用して前記モータ部を冷却する陸
   上ポンプであって、 前記水路用リングに、シャフト側から外側に貫通する流
   通孔を設け、 前記モータのモータケーシングを構成する少なくともモ
   ータ筒を熱良導体で構 成し、 このモータ筒とともに前記液体の流路を形成する流路筒
   を前記モータ筒の外周に配設し、 前記流路の一端を前記水路用リングの流路に接続すると
   ともに、 前記モータ筒および前記流路筒を挟んで対向する前記モ
   ータ部の両端壁をボルトで固定し た、 ことを特徴とする陸上ポンプ。