JPH0151680B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ウオーターハンマー防止を主目的と
する水中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
するウオ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
ンプ・モートルまたは直結カツプリング部にフラ
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、
ポンプ部の順に同一回転軸で連設したポンプが既
に知られている（米国特許3215083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くたとえば直結用カツプ
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つた。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
辺環境によつ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構成を維持する
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く、簡単な構造でウオータ
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、モー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。さらに、前記フライホイー
ルの軸封部側の側面には、前記軸封部側から空気
室内に侵入する漏水を軸封部側へ飛散させる曲面
状の凹所が形成されている。

〔作 用〕

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オ
ーターハンマーの発生は防止できる。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、オイルや水によつ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オ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。

さらに、フライホイールの軸封部側には曲面状
の凹所が形成されており、万一軸封部側から漏水
を生じた場合、この漏水を周囲壁あるいは軸封部
側へ飛散させてモートルのロータやステータなど
が漏水により絶縁不良となるのを防止する。

〔実施例〕

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、電線取出部を有す
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と軸封部
２との間において、内筒６の内部は空気室２０と
なつている。空気室２０内には、軸封部２側から
順に第１軸受２１ａ、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によつて
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
れによつてフライホイール１１はフアン兼用とな
つている。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〓部６ａは吐
出通路であつて（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つている。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１
２、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２
０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つて
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１
５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
する羽根車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〓部６ａを経る循環空気流が発生
し、空〓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を伝つてステータ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
切り作用によつて漏水は内筒６の内側壁に飛散
し、該内側壁を伝つて漏水溜め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１１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オータ
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、ウオーターハン
マーの防止効果は高い。

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じたりすることが
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
あつたが、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つて、容易かつ安価にウオ
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。したがつて、より高いウオーターハンマー
防止効果が期待できる。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
ることができる。さらに、フライホイールに形成
した曲面状の凹所が軸封部からの漏水によるモー
トル部の絶縁不良を防止し、モータの故障による
ポンプの停止を防止する。

そして、前記したフライホイールの相互作用に
より、モートルの故障などによる異常停止がな
く、また緩徐な停止運動を行なうことにより、ウ
オータハンマの防止効果の優れた水中ポンプを得
ることができる。

【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 (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ モートルケーシングにより囲繞されたモート
   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つて、 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
   されたフライホイールとを備え、 前記フライホイールは、その中心部が前記回転
   軸に一体的に支持されており、 前記フライホイールの軸封部側の側面には、前
   記軸封部側から前記空気室内に侵入する漏水を軸
   封部側へ飛散させるための曲面状の凹所が形成さ
   れていることを特徴とする水中ポンプ。