(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
揚水路内に設置されるハウジングと、このハウジングのモータ収容部に収容した電動機と、この電動機のロータに固着した回転軸と、前記ハウジングの外側で前記回転軸の先端側に固着した羽根車とを有し、この羽根車の回転により吸い込んだ水を前記揚水路に揚水して吐出する水中ポンプにおいて、前記回転軸が前記電動機のロータに固着した回転出力軸と、羽根車を固着したポンプ軸との二軸に分割されているとともに、これら両軸を前記ハウジングの外部で同時回転可能に互いに接続するカップリングと、前記回転出力軸の両端部側をそれぞれ回転自在に支持する電動機側軸受と、前記ハウジング外で前記ポンプ軸の前記カップリング側と前記羽根車側をそれぞれ回転自在に支持するポンプ側軸受とを有し、前記カップリングおよびポンプ側軸受を油浴潤滑する潤滑油槽が設けられていることを特徴とする水中ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機による羽根車の回転駆動で揚水する水中ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水中ポンプとして、図２に示すように、コラム１内周の揚水路２内に設置される縦型円筒状のハウジング３と、このハウジング３のモータ収容部４に収容した電動機５と、電動機５のロータ６に固着された一連の回転軸７と、回転軸７の先端部（下端部）に取付けられた羽根車８とを有し、羽根車８の回転により吸い込んだ水を揚水路２に揚水して吐出するように構成したものが知られている。
【０００３】
従来の水中ポンプでは、ハウジング３内において、一連の回転軸７が電動機５のロータ６の上下にそれぞれ配置したグリース潤滑式の軸受９、１０によって回転自在に支持されている。したがって、ロータ６の回転によって生じるラジアル荷重は上下両側の軸受９、１０によって支え、ロータ６、回転軸７、羽根車８などの回転部の重量および羽根車８の回転によって生じるスラスト荷重は下側の軸受１０によって支えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ポンプが大型化し、電動機５の出力が大きくなると、電動機５の発熱量が著しく大きくなり、熱伝導によって軸受９、１０の蓄熱量が大きくなり、軸受９、１０の温度が高くなる。軸受９、１０が高温になっても、上側の軸受９はロータ６の回転によって生じるラジアル荷重が負荷される軽負荷・高温条件で主軸７を支えるだけであるから、グリース潤滑式の軸受９で十分に対応することができる。ところが、下側の軸受１０はロータ６の回転によって生じるラジアル荷重と、ロータ６、回転軸７、羽根車８などの回転部の重量および羽根車８の回転によって生じるスラスト荷重が負荷される過酷な高負荷・高温条件で回転軸７を支えなければならないので、グリース潤滑式では焼付や焼損などを生じるおそれがあり、大型水中ポンプの製作を制限している。
【０００５】
このため、出力が大きい大型水中ポンプの場合には、グリース潤滑式よりも潤滑条件に優れた油浴潤滑式によって軸受１０を潤滑し、潤滑油に奪熱媒体としての機能をもたせることで、軸受１０を積極的に冷却して蓄熱を抑えることが考えられる。しかし、乾式電動機（乾式モータ）５は、ロータ６やステータ６Ａのまわりが空気層になっていて、本質的には陸用モータと同じ構造になっているので、ハウジング３内において軸受１０を油浴潤滑式で潤滑する構造では、モータ収容部４内への潤滑油の侵入を防止するシール対策を講じなければならない。このため、オイルシール構造が相当複雑になって、製造および組立が困難になり、延ては大型水中ポンプのイニシャルコストを必要以上に高くするなどの難点がある。
【０００６】
そこで、本発明は、大型水中ポンプの運転時に高負荷・高温条件におかれる軸受を簡単な構造によって油浴潤滑することにより、軸受の高温化による焼付や焼損などを確実に防止し、従来は制限されていた大型仕様の製作が可能な水中ポンプを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明に係る水中ポンプは、揚水路内に設置されるハウジングと、このハウジングのモータ収容部に収容した電動機と、この電動機のロータに固着した回転軸と、前記ハウジングの外側で前記回転軸の先端側に固着した羽根車とを有し、この羽根車の回転により吸い込んだ水を前記揚水路に揚水して吐出する水中ポンプにおいて、前記回転軸が前記電動機のロータに固着した回転出力軸と、羽根車を固着したポンプ軸との二軸に分割されているとともに、これら両軸を前記ハウジングの外部で同時回転可能に互いに接続するカップリングと、前記回転出力軸の両端部側をそれぞれ回転自在に支持する電動機側軸受と、前記ハウジング外で前記ポンプ軸の前記カップリング側と前記羽根車側をそれぞれ回転自在に支持するポンプ側軸受とを有し、前記カップリングおよびポンプ側軸受を油浴潤滑する潤滑油槽が設けられていることを特徴としている。
【０００８】
本発明によれば、回転軸が電動機のロータに固着した回転出力軸と羽根車を固着したポンプ軸との二軸に分割されているので、軽負荷・高温が負荷される回転出力軸を支える電動機側軸受と、高負荷・高温条件が負荷されるポンプ軸を支えなければならないポンプ側軸受とを役割分担して配置することができる。このため、電動機側軸受にはグリース潤滑式の軸受を使用し、ポンプ軸側にはグリース潤滑式よりも潤滑条件に優れ油浴潤滑式のポンプ側軸受を使用し、かつ潤滑油槽の潤滑油に奪熱媒体としての機能をもたせることで、積極的に冷却して蓄熱を抑えることができる。
【０００９】
しかも、カップリングおよびポンプ側軸受を油浴潤滑する潤滑油槽がハウジングの外側に設けられているので、複雑な構造のシール対策を講じなくてもモータ収容部内への潤滑油の侵入を確実に防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、図２で説明した従来例と同一もしくは相当部分には同一符号を付して説明する。図１は本発明に係る水中ポンプの縦断面図である。この図において、水中ポンプは、コラム１内周の揚水路２内に設置される縦型円筒状のハウジング３と、このハウジング３のモータ収容部４に収容した電動機５とを備え、従来の主軸７が電動機５のロータ６に固着したモータ軸（回転出力軸）１１と、ハウジング３の外側で先端部に羽根車８を固着したポンプ軸１２との二軸に分割されており、これら両軸１１、１２はカップリング１３を介してハウジング３の外部で同時回転可能に互いに接続されている。なお、カップリング１３は、僅かな偏心および僅かな軸方向の移動を吸収することができるギヤーカップリングまたはスプラインカップリングによって構成されている。
【００１１】
一方、回転出力軸１１の両端部側は、それぞれハウジング３内においてグリース潤滑式の電動機側軸受１４、１５によって回転自在に支持されている。つまり、ロータ６の回転によって生じるラジアル荷重を電動機側軸受１４、１５によって支えている。
【００１２】
他方、ポンプ軸１２のカップリング１３側と羽根車８側の両部位は、それぞれハウジング３外においてグリース潤滑式よりも潤滑条件に優れた油浴潤滑式のポンプ側軸受１６、１７によって回転自在に支持されている。つまり、ポンプ軸１２および羽根車８などの回転部の重量および羽根車８の回転によって生じるスラスト荷重をポンプ側軸受１６、１７によって支えている。
【００１３】
また、カップリング１３およびポンプ側軸受１６、１７を油浴潤滑する潤滑油槽１８がハウジング３の外部に設けてある。
【００１４】
前記構成において、電動機５に通電することで、回転出力軸１１とポンプ軸１２および羽根車８が同時に回転し、羽根車８の回転により吸い込んだ水を揚水路２に揚水して吐出する。この運転状態において、ロータ６および回転出力軸１１の重量によって生じるスラスト荷重と、ロータ６の回転によって生じるラジアル荷重は、グリース潤滑式の電動機側軸受１４、１５によって支え、ポンプ軸１２、羽根車８などの回転部の重量および羽根車８の回転によって生じるスラスト荷重およびラジアル荷重は、油浴潤滑式のポンプ側軸受１６、１７によって支えている。
【００１５】
すなわち、回転軸７が電動機５のロータ６に固着した回転出力軸１１と羽根車８を固着したポンプ軸１２との二軸に分割されているので、軽負荷・高温が負荷される回転出力軸１１を支える電動機側軸受１４、１５と、高負荷・高温条件が負荷されるポンプ軸１２を支えなければならないポンプ側軸受１６、１７とを役割分担して配置することができる。このため、電動機側軸受１４、１５にはグリース潤滑式の軸受を使用し、ポンプ軸１２にはグリース潤滑式よりも潤滑条件に優れ油浴潤滑式のポンプ側軸受１６、１７を使用し、かつ潤滑油槽１８の潤滑油１８Ａに奪熱媒体としての機能をもたせることで、ポンプ側軸受１６、１７を積極的に冷却して蓄熱を抑えるとともに、カップリング１３を油浴潤滑することができる。
【００１６】
したがって、ポンプが大型化し、電動機５の出力が大きくなることで、電動機５の発熱量が著しく大きくなっても、ポンプ側軸受１６、１７を積極的に冷却して蓄熱を抑え、高温化によるポンプ側軸受１６、１７の焼付や焼損などを確実に防止することができるので、従来は制限されていた大型仕様の水中ポンプの製作が可能になる。
【００１７】
しかも、カップリング１３およびポンプ側軸受１６、１７を油浴潤滑する潤滑油槽１８がハウジング３の外側に設けられているので、複雑な構造のオイルシール対策を講じなくてもモータ収容部４内への潤滑油の侵入を確実に防止することができるから、構造の複雑化が回避され、製造および組立が容易になり、延ては大型水中ポンプのコストダウンの実現に寄与することができる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は、軽負荷・高温が負荷される回転出力軸を支える電動機側軸受にはグリース潤滑式の軸受を使用し、高負荷・高温条件が負荷されるポンプ側軸受にはグリース潤滑式よりも潤滑条件に優れ油浴潤滑式の軸受を使用して、潤滑油槽の潤滑油に奪熱媒体としての機能をもたせることで、ポンプ側軸受を積極的に冷却して蓄熱を抑えるとともに、カップリングを潤滑することができるので、ポンプが大型化し、電動機の出力が大きくなることで、電動機の発熱量が著しく大きくなっても、ポンプ側軸受を積極的に冷却して蓄熱を抑え、高温化によるポンプ側軸受の焼付や焼損などを確実に防止することができるので、従来は制限されていた大型仕様の水中ポンプの製作が可能になる。しかも、カップリングおよびポンプ側軸受を油浴潤滑する潤滑油槽がハウジングの外側に設けられているので、複雑な構造のオイルシール対策を講じなくてもモータ収容部内への潤滑油の侵入を確実に防止することができるから、構造の複雑化が回避され、製造および組立が容易になり、延ては大型水中ポンプのコストダウンの実現に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】従来例の縦断面図である。
【符号の説明】
２  揚水路
３  ハウジング
４  モータ収容部
５  電動機
６  ロータ
７  回転軸
８  羽根車
１１  回転出力軸
１２  ポンプ軸
１３  カップリング
１４  電動機側軸受
１５  電動機側軸受
１６  ポンプ側軸受
１７  ポンプ側軸受
１８  潤滑油槽
１８Ａ  潤滑油
【図１】
0003594809.tif 000002
【図２】
0003594809.tif 000003