JP5178144B2 - 水中ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、水中ポンプに関する。

従来より、排水処理等に使用される仮設式の、携行可能な水中ポンプとして、全周流型の水中ポンプが知られている（例えば特許文献１参照）。

この全周流型の水中ポンプは、モータを収容するモータケーシングと、そのモータケーシングの外周囲を覆う外ケーシングとの間に環状の流路が区画形成されたモータ部と、モータ部の下側に配置されて羽根車を囲むポンプケーシングを含むポンプ部と、を備えており、モータ部とポンプ部との間に区画壁を介設して両部を互いに隔てると共に、その区画壁に環状流路とポンプケーシング内部とを互いに連通させる少なくとも１の貫通口を形成している。この構成によって前記全周流型の水中ポンプでは、羽根車がモータによって駆動されることに伴い、貫通口を通じて環状流路に流入した流体を、その環状流路に連通する吐出口を介して外部に吐出するようにしている。

また、例えば特許文献２には、モータケーシングを、モータを収容する本体部と、コンデンサを収容する収容部とから構成することで、特許文献１の水中ポンプではモータの上方に配置されていたコンデンサを、環状流路の一部の空間を利用して、モータの側方に配置することにより、全高を低くした水中ポンプが開示されている。
特許第３２３９１７９号公報 特開２００７−２３６０３９号公報

ところで、こうした水中ポンプは、前述したように携行されるものであるため、軽量化に対する要求が強い。そのため、例えばモータケーシングをアルミニウム合金製にする場合がある。

しかしながら、全周流型の水中ポンプは、前記貫通口を通じて環状流路内に流入した砂混じりの水が、モータケーシングの外周面に直接的に当たり易い構造である。このため、前述したように、モータケーシングを比較的軟らかいアルミニウム合金製とした場合は、その砂混じりの水がモータケーシングの外周面に直接当たることによってそこが摩耗し、最悪の場合、モータケーシングに貫通穴があいてその内部に水が浸入してしまう虞がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、全周流型の水中ポンプにおいて、モータケーシングの摩耗を防止することにある。

本発明の一側面によると、水中ポンプは、モータを収容するモータケーシング及び、当該モータケーシングの外周囲を覆うように配置され、それによって前記モータケーシングの外周面との間で環状の流路を区画形成する外ケーシングを含むモータ部と、前記モータ部の下側に配置された、羽根車を囲むポンプケーシングを含むポンプ部と、前記モータ部とポンプ部との間に介設されて両部を互いに隔てると共に、前記環状流路とポンプケーシング内部とを互いに連通させる少なくとも１の貫通口が形成された区画壁と、を備え、前記羽根車が前記モータによって駆動されることに伴い、前記貫通口を通じて前記環状流路内に流入した流体を、その環状流路に連通する吐出口を介して外部に吐出する全周流型の水中ポンプである。

そしてこの水中ポンプは、前記貫通口の近傍において立設するモータケーシングの外周面に沿うように配置されかつ、当該貫通口を通じて環状流路内に流入する流体が前記外周面に直接当たることを防止する保護部をさらに備えている。

この構成によると、モータケーシングの外周面において、貫通口の近傍に位置する部分、換言すれば、当該貫通口から環状流路内に流入する砂混じりの水が直接的に当たり易い部分に保護部を配置していることで、前記の砂混じりの水はその保護部に当たるようになり、モータケーシングの外周面には直接に当たらない。これによって、モータケーシングの摩耗が防止される。

前記水中ポンプは、前記区画壁とポンプケーシングとによって挟持されるゴム製のライナーをさらに備え、前記ライナーには、前記貫通口を通って環状流路内にまで延設することによって、前記モータケーシングの外周面に沿って配置される延設部が一体に形成されており、前記保護部は、前記延設部によって構成されている。

こうすることで、ゴム製のライナーを区画壁とポンプケーシングとによって挟持させて組み付けることによって、モータケーシングの外周面に沿って保護部（延設部）が配置されることになる。従って、保護部を、モータケーシングの外周面に別途固定したりする必要がなくなることで、そうした固定構造の簡略化、組み付け工程の削減等が可能になる。

また、保護部がゴム製となることで、この保護部に砂混じりの水が直接当たったとしても、保護部はほとんど摩耗しない。つまり、モータケーシングを保護する機能を長期間に亘って安定して得ることができる。尚、また、ライナーの交換に伴い、保護部の交換も容易に行い得る。

前記モータケーシングは、モータを収容する本体部と当該モータの側方に配置される電気機器を収容する収容部とを含んで構成され、前記収容部は、前記貫通口の近傍において前記本体部から径方向の外方に突出して形成され、前記保護部は、前記モータケーシングにおける本体部の外周面から、前記収容部において前記環状流路を横切るように拡がる側面に亘って連続して配置されている、としてもよい。

こうすることで、収容部において環状流路を横切るように拡がる側面は、貫通口から流入する砂混じりの水が直接的に当たり易いため、特に摩耗しやすい部分となるが、この部分も保護部によって保護されることで、その摩耗が効果的に防止される。

以上説明したように、本発明によると、貫通口近傍におけるモータケーシングの外周面に沿って保護部を配置することによって、モータケーシングの摩耗を防止することができる。その結果、モータケーシング内に水が浸入することを確実に防止することができる。

また、モータケーシングの摩耗が防止されることによって、そのモータケーシングを例えばアルミニウム合金等の比較的軽量な材質によって形成することが可能になると共に、その肉厚も比較的薄くすることが可能になり、水中ポンプの軽量化を図ることも可能になる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

（実施形態１）
図１，２は、本発明の実施形態に係る水中ポンプＡの断面図を示している。尚、図２は、後述するステータケーシング３１内に収容されるモータ４等を取り除いた状態を描いている。

この水中ポンプＡは、排水処理等に使用される仮設式のポンプであり、羽根車２１を有するポンプ部２と、該羽根車２１を駆動するモータ４を有するモータ部３と、を備えている。そして、前記水中ポンプＡは、オイルケーシング６を挟んだ下側にポンプ部２を、その上側にモータ部３をそれぞれ配置することによって、ポンプ部２及びモータ部３が上下方向に並んで配置されている。

前記モータ部３は、ステータ４１及びロータ４２からなる前記モータ４と、該モータ４のステータ４１を覆うステータケーシング（モータケーシング）３１と、ステータケーシング３１の上端に取り付けられるモートルカバー３２と、を備えている。

前記モータ４は、単相モータであり、そのロータ４２の略中心に上下方向に延びる駆動軸４３が配設されている。そして、前記駆動軸４３の下端部は、羽根車２１に連結されており、これにより、前記モータ４の回転が該羽根車２１に伝達される。

前記ステータケーシング３１は、有底円筒状でかつ、その上端が開口している。ステータケーシング３１の底部には、その略中心位置に前記駆動軸４３が貫通する貫通孔が形成されていると共に、前記駆動軸４３の略中間部分を回転可能に支持する軸受が取り付けられている。

前記モートルカバー３２は、断面略逆Ｕ字状を有していて、前記ステータケーシング３１の上端開口を閉塞するように、このステータケーシング３１の上端に対して取り付けられている。このモートルカバー３２の上壁の内面には、前記駆動軸４３の上端部を回転可能に支持する軸受が取り付けられるブラケットが一体に形成されている。尚、図示は省略するが、モートルカバー３２内には、前記モータ４を駆動するための各種電気部品が収容される。

ステータケーシング３１及びモートルカバー３２はそれぞれ、本実施形態においては、水中ポンプの軽量化を図るためにアルミニウム合金製となっているが、これに限定されるものではない。

前記オイルケーシング６は、略円筒状であり、その筒軸方向の中央位置に、前記ポンプ部２とモータ部３とを区画する区画壁６１が形成されている。そうして、区画壁６１の上面側には、上方に突出する環状の起立壁６２が区画壁６１と一体に形成されていると共に、その下面側には、下方に突出する取付部６３が区画壁６１と一体に形成されている。また、区画壁６１には、その起立壁６２に囲まれた空間の中心に相当する位置に、上下に貫通する貫通孔が形成されており、その貫通孔内をモータ４の駆動軸４３が貫通して配置されている。

前記オイルケーシング６は、その起立壁６２の上端が、前記ステータケーシング３１の下面に対して固定されることによって、区画壁６１、起立壁６２及びステータケーシング３１の下面によって囲まれた密閉空間を形成する。この密閉空間内には、メカニカルシール６４が配置されているのに対し、区画壁の下面側には、オイルシール６５が取り付けられている。

前記オイルケーシング６の区画壁６１において、環状の起立壁６２よりも径方向外側の部分には、その外周に沿って等間隔を空けて複数の貫通口６６（図２に示すように、本実施形態では３つの貫通口）が形成されている。それらの貫通口６６によりオイルケーシング６の下面側（ポンプ部２）側が外ケーシング５内に連通される。

前記外ケーシング５は、断面略Ｕ字形の有蓋円筒状を有しており、その下端が前記オイルケーシング６の上端に取り付けられることによって、オイルケーシング６と共にモータ部３を収容するモータ収容部を形成する。そうして、外ケーシング５とステータケーシング３１との間に、モータ４の周囲を周回する環状の流路５１が形成される。

前記外ケーシング５の上壁における外周縁近傍には、図示は省略するが、前記環状の流路５１に連通する吐出口が形成されており、この吐出口にホースカップリング５３が取り付けられている。尚、符号５４は、外ケーシング５の上壁に取り付けられた、本水中ポンプＡの携行用のハンドルであり、符号７１は、前記モータ４に給電する給電ケーブルが挿通されるケーブルブーツである。

前記ポンプ部２は、上述したように、モータ４の駆動軸４３の下端に取り付けられた羽根車２１を備えると共に、ポンプケーシング２２を備えている。

前記ポンプケーシング２２は、断面略Ｕ字形の略有底筒状に形成されていて、前記オイルケーシング６の取付部６３内に内挿されて、前記羽根車２１を下側から覆うように配設されている。

前記ポンプケーシング２２の底部には、前記羽根車２１の中心位置に対応する位置に、吸込口２２ａが形成されている。

前記オイルケーシング６の下側にはまた、前記ポンプケーシング２２を覆うようにストレーナ７が配設されている。このストレーナ７は、縦断面略Ｕ字形の略有底円筒状に形成されており、その外周壁部に複数の吸引穴が形成されている。そうして、ストレーナ７の上端が前記オイルケーシング６に対し取り付けられることによって、ストレーナ７とオイルケーシング６とによってポンプ部２を収容するポンプ収容部が形成される。

羽根車２１の背面側には後面ライナー２３が配置されており、この後面ライナー２３は、ポンプケーシング２２とオイルケーシング６とに挟持されている。

後面ライナー２３は、図２に示すように、ゴム製の概略円盤状部材であって、前記貫通口６６に対応して周方向に等間隔を空けて３つの開口２３ａが形成されている。この各開口２３ａの縁部には、前記貫通口６６を通って環状流路５１内まで延びる延設部２３ｂが一体に形成されている。この延設部２３ｂは、図１に示すように、各貫通口６６の近傍位置において、ステータケーシング３１の上下方向の略中間位置まで延びると共に、図２では時計回り方向となる環状流路５１内の流れ方向（図２の矢印参照）に対しては、開口２３ａよりも流れ方向の前方位置まで延びている。また流れ方向の先端部は、ステータケーシング３１に形成されたボルト挿通用の厚肉部に沿うように屈曲している。

この構成の水中ポンプＡにおいて、例えば建築現場の建築用穴内の溜まり水を排水するような場合には、まずホースカップリング５３に図示省略の排水ホースの一端を連結しておいて、水中ポンプＡを溜まり水に浸るように建築用穴に配置し、モータ４を駆動させる。

それによって、羽根車２１が回転しその遠心力により羽根車２１の周辺部の水が側方へ押し出されて、羽根車２１の中央下部に対応する領域が減圧される。この減圧により、水がストレーナ７の側方から吸引穴、及び吸込口２２ａを通ってポンプケーシング２２内に吸引される。さらに、その水が前記遠心力により羽根車２１の側方に押し出されて、オイルケーシング６の貫通口６６を通り外ケーシング５内の環状の流路５１に導かれる。こうして、水が環状の流路５１内に所定量以上溜まると、吐出口及び排水ホースを通って外部に排出され、建築用穴内の溜まり水が排水される。

ここで、当該水中ポンプＡでは、貫通口６６の近傍にステータケーシング３１の外周面が立設しているため、オイルケーシング６の貫通口６６を通って環状流路５１内に流れ込んだ水は、そのステータケーシング３１の外周面に直接的に当たるようになる。

また、当該水中ポンプＡによって排出される溜まり水は砂混じりの水であるから、こうした砂混じりの水がステータケーシング３１の外周面に直接的に当たることになる。

しかしながら、この水中ポンプＡでは、貫通口６６の近傍位置において、延設部２３ｂがステータケーシング３１の外周面に沿って配置されている。このため、貫通口６６を通って環状流路５１内に流れ込む砂混じりの水はこの延設部２３ｂに当たり、ステータケーシング３１の外周面に直接には当たらない。それによって、ステータケーシング３１の摩耗を防止することができる。このことは、ステータケーシング３１を、前述したように例えばアルミニウム合金等の軽量な材料によって形成することを可能にすると共に、ステータケーシング３１の肉厚を薄くすることも可能にする。従って、水中ポンプＡの軽量化を図ることができる。

またこの延設部２３ｂはゴム製であるため、砂混じりの水が当たっても、摩耗等はほとんど生じない。このため、ステータケーシング３１を長期間に亘って安定して保護することができる。また仮にこの延設部２３ｂが劣化したとしても、延設部２３ｂは後面ライナー２３と一体に形成された部材であるため、後面ライナー２３を交換することによって、容易に交換することが可能である。

また、延設部２３ｂを後面ライナー２３と一体に形成された部材とすることは、後面ライナー２３をポンプケーシング２２とオイルケーシング６とで挟持することによって、延設部２３ｂを、貫通口６６の近傍で、ステータケーシング３１の外周面に沿うように配置することができることを意味する。

例えばステータケーシング３１の外周面を保護するための保護部材（前記の延設部２３ｂに対応する部材）を、ステータケーシング３１に別途取り付けようとすれば、接着剤によってステータケーシング３１に固定するか、ネジ等の機械的な固定手段によってステータケーシング３１に固定するか、する必要がある。しかしながら、これらの場合には、例えば接着剤の劣化により水中ポンプの使用中に保護部材が外れてしまったり、機械的な固定手段を用いるために、ケーシングに座を形成する等の特別な構成を採用しなければならなかったり、といった不都合が起こり得る。

前記水中ポンプＡにおいて、後面ライナー２３に延設部２３ｂを一体に形成する構成は、これらの不都合を全て回避することができる。この構成はまた、水中ポンプＡのステータケーシング３１の保護部材を別部材とする点及びその別部材を別途取り付ける点が回避されるため、製造コストを低減する上でも有効である。

（実施形態２）
図３，４は実施形態２に係る水中ポンプＢを示している。実施形態１に係る水中ポンプＡと同じ構成については、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。

実施形態２に係る水中ポンプＢでは、ステータケーシング３１が、本体部３１ａと、コンデンサ３４が収容される収容部３１ｂと、を備えてなる。収容部３１ｂは、本体部３１ａに対して径方向の外方に突出して形成されており、これによって、この収容部３１ｂ内に収容されたコンデンサ３４は、モータ４の側方に配置されることになる。収容部３１ｂを備えることに対応して、この水中ポンプＢでは、モータ４が外ケーシング５に対して偏心して配置されている。

この水中ポンプＢにおける後面ライナー２３にも、前記と同様に、延設部２３ｂが形成されている。しかしながらこの延設部２３ｂは、図４，５に示すように、３つの開口２３ａの内、前記収容部３１ｂの近傍に位置する貫通口６６に対応する開口２３ａにのみ形成されており、他の開口２３ａには形成されていない。

またこの後面ライナー２３に一体に形成された延設部２３ｂは、前記と同様に、ステータケーシング３１の上下方向の略中間位置まで延びると共に、図２では時計回り方向となる環状流路５１内の流れ方向（図４，６の矢印参照）に対しては、開口２３ａよりも流れ方向の前方位置まで延びている。

そうして、この水中ポンプＢにおいては、前述したように、ステータケーシング３１に収容部３１ｂが形成されており、図４に示すように、この収容部３１ｂの側面が環状流路５１を横切るように拡がることから、図５，６に示すように、その収容部３１ｂの側面に沿って拡がるように第２延設部２３ｃが配置されている。尚、この第２延設部２３ｃと延設部２３ｂとは、互いに連続している。

この水中ポンプＢによると、前記と同様に、貫通口６６の近傍において、ステータケーシング３１（本体部３１ａ）の外周面に沿うように延設部２３ｂが配置されているため、貫通口６６を通じて環状流路５１内に砂混じりの水が流れ込んだときに、本体部３１ａの外周面にその砂混じりの水が直接当たることが防止され、本体部３１ａの摩耗を防止することができる。

また、この水中ポンプＢでは、収容部３１ｂの側面が、環状流路５１を横切るように拡がるため、貫通口６６から流れ込む砂混じりの水が直接的に当たって摩耗し易くなるが（図４，６の矢印参照）、この収容部３１ｂの側面にも、第２延設部２３ｃを配置することによって、ここに砂混じりの水が直接に当たることを防止することができ、収容部３１ｂの摩耗をも効果的に防止することができる。

また、実施形態１と同様に、延設部２３ｂ及び第２延設部２３ｃは、後面ライナー２３と一体に形成されているため、後面ライナー２３の組み付けに伴い、それら延設部２３ｂ，２３ｃを確実にかつ容易に、ステータケーシング３１の外周面に配置することができる。

尚、実施形態２においては、後面ライナー２３における全ての開口２３ａに対して、延設部２３ｂを設けてもよい。

また、前記水中ポンプの構成は実施形態１，２に限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。

以上説明したように、本発明は、モータケーシングの摩耗を防止することができるから、特に砂混じりの水等を排出するための全周流型の水中ポンプとして有用である。

実施形態１に係る水中ポンプの断面図である。 図１のII−II断面図である。 実施形態２に係る水中ポンプの断面図である。 図３のIV-IV断面図である。 後面ライナーの平面図である。 後面ライナーの延設部を拡大して示す側面説明図である。

符号の説明

Ａ，Ｂ 水中ポンプ
２ ポンプ部
２１ 羽根車
２２ ポンプケーシング
２３ 後面ライナー
２３ｂ 延設部（保護部）
２３ｃ 第２延設部（保護部）
３ モータ部
３１ ステータケーシング（モータケーシング）
３１ａ 本体部
３１ｂ 収容部
３４ コンデンサ（電気機器）
４ モータ
５ 外ケーシング
５１ 環状流路
６１ 区画壁
６６ 貫通口

Claims (2)

1. モータを収容するモータケーシング及び、当該モータケーシングの外周囲を覆うように配置され、それによって前記モータケーシングの外周面との間で環状の流路を区画形成する外ケーシングを含むモータ部と、
   前記モータ部の下側に配置された、羽根車を囲むポンプケーシングを含むポンプ部と、
   前記モータ部とポンプ部との間に介設されて両部を互いに隔てると共に、前記環状流路とポンプケーシング内部とを互いに連通させる少なくとも１の貫通口が形成された区画壁と、
   前記区画壁とポンプケーシングとによって挟持されるゴム製のライナーと、を備え、
   前記羽根車が前記モータによって駆動されることに伴い、前記貫通口を通じて前記環状流路内に流入した流体を、その環状流路に連通する吐出口を介して外部に吐出する全周流型の水中ポンプであって、
   前記貫通口の近傍において立設するモータケーシングの外周面に沿うように配置されかつ、当該貫通口を通じて環状流路内に流入する流体が前記外周面に直接当たることを防止する保護部をさらに備え、
   前記保護部は、前記ライナーに一体に形成されかつ、前記貫通口を通って環状流路内にまで延設することによって、前記モータケーシングの外周面に沿って配置される延設部により構成されている水中ポンプ。
2. 請求項１に記載の水中ポンプにおいて、
   前記モータケーシングは、モータを収容する本体部と当該モータの側方に配置される電気機器を収容する収容部とを含んで構成され、
   前記収容部は、前記貫通口の近傍において前記本体部から径方向の外方に突出して形成され、
   前記保護部は、前記モータケーシングにおける本体部の外周面から、前記収容部において前記環状流路を横切るように拡がる側面に亘って連続して配置されている水中ポンプ。

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