(57)【要約】【課題】狭い空間内で液体冷媒から熱交換部へと効率よく熱を伝えられる水中ポンプを提供する。【解決手段】水中ポンプ１０は、水管１４と、水管内に位置する回転軸１を回転させる電動機２０と、電動機を冷却する液体冷媒の流路Ｐが内部に設けられたケース体Ｃと、水管内に位置する熱交換部１５と、ケース体および熱交換部に接するペルティエ素子３０と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水管と、
前記水管内に位置する回転軸を回転させる電動機と、
前記電動機を冷却する液体冷媒の流路が内部に設けられたケース体と、
前記水管内に位置する熱交換部と、
前記ケース体および前記熱交換部に接するペルティエ素子と、
を備えた、水中ポンプ。
【請求項２】
前記水管は、上下方向に延びる垂直管部と、水平方向に延びる水平管部と、前記垂直管部および前記水平管部を互いに接続する接続管部と、を有し、
前記電動機は前記接続管部の上方に配置され、
前記熱交換部は前記接続管部内に位置し、
前記ペルティエ素子は、前記ケース体の下端部に配置されている、請求項１に記載の水中ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、下記特許文献１に示されるように、水管と、水管内に位置する回転軸を回転させる電動機と、電動機を冷却する液体冷媒の流路が内部に設けられたケース体と、熱交換部と、を備えた水中ポンプが知られている。この水中ポンプでは、液体冷媒および熱交換部を介して、電動機が駆動することにより生じる熱を外部に放出させ、電動機を冷却することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−２０４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の水中ポンプでは、狭い空間内で液体冷媒から熱交換部へと効率よく熱を伝えることが、水中ポンプを小型化しつつ、電動機の冷却性能を維持または向上させる上での課題となっていた。
【０００５】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、狭い空間内で液体冷媒から熱交換部へと効率よく熱を伝えられる水中ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の第１態様に係る水中ポンプは、水管と、前記水管内に位置する回転軸を回転させる電動機と、前記電動機を冷却する液体冷媒の流路が内部に設けられたケース体と、前記水管内に位置する熱交換部と、前記ケース体および前記熱交換部に接するペルティエ素子と、を備えている。
【０００７】
上記態様の水中ポンプは、内部に液体冷媒が設けられたケース体と、水管内に位置する熱交換部と、の両者に接するペルティエ素子を備えている。このペルティエ素子は吸熱板および放熱板を備えており、小さい専有体積で、吸熱板側から放熱板側へと熱を効率よく伝えることができる。
従って、上記態様の水中ポンプによれば、狭い空間内でケース体から熱交換部へと効率よく熱を伝えて、水中ポンプを小型化しつつ電動機の冷却性能を維持または向上させることが可能となる。
【０００８】
ここで、前記水管は、上下方向に延びる垂直管部と、水平方向に延びる水平管部と、前記垂直管部および前記水平管部を互いに接続する接続管部と、を有し、前記電動機は前記接続管部の上方に配置され、前記熱交換部は前記接続管部内に位置し、前記ペルティエ素子は、前記ケース体の下端部に配置されていてもよい。
【０００９】
この場合、ペルティエ素子がケース体および熱交換部によって上下方向で挟まれることとなり、重力によって、ペルティエ素子とケース体、およびペルティエ素子と熱交換部を確実に密着させることができる。これにより、ケース体とペルティエ素子との接触面積およびペルティエ素子と熱交換部との接触面積を確保して、ケース体内を流動する液体冷媒から熱交換部へとより効率よく熱を伝えることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の上記態様によれば、狭い空間内で液体冷媒から熱交換部へと効率よく熱を伝えられる水中ポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態の水中ポンプの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本実施形態に係る水中ポンプの構成を、図１を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、各部材を認識可能な大きさとするため縮尺を適宜変更している。
【００１３】
図１に示すように、水中ポンプ１０は、吐出管１４（水管）と、吐出管１４内に位置する回転軸１を回転させる電動機２０と、電動機２０を冷却する液体冷媒の流路Ｐが内部に設けられたケース体Ｃと、吐出管１４内に位置する熱交換部１５と、を備えている。
流路Ｐ内には、回転軸１などから動力を受け取って回転するインペラブレードＦが設けられており、インペラブレードＦが回転することによって、流路Ｐ内の液体冷媒が循環する。
【００１４】
吐出管１４は、上下方向に延びる垂直管部１４ａと、水平方向に延びる水平管部１４ｂと、垂直管部１４ａおよび水平管部１４ｂを互いに接続する接続管部１４ｃと、を有している。
なお、吐出管１４の各部１４ａ〜１４ｃは、それぞれが互いに別体であってもよく、それぞれが互いに一体に形成されていてもよい。
【００１５】
この水中ポンプ１０は、回転軸１に取り付けられた羽根車１３を電動機２０の動力によって回転させ、垂直管部１４ａを通して水を汲み上げるポンプである。また、電動機２０は、その内部に水が入り込まないように密閉された耐水型の電動機である。
【００１６】
電動機２０は、接続管部１４ｃの上方に配置されている。回転軸１は、電動機２０から下方に向けて延びており、その下端部に羽根車１３が取り付けられている。電動機２０が回転軸１を回転させると、羽根車１３が回転して、吐出管１４内の水に圧力エネルギーが与えられる。これにより、垂直管部１４ａ、接続管部１４ｃ、および水平管部１４ｂへと、水がこの順に流動する。
なお、図１の例では、羽根車１３が接続管部１４ｃ内に位置しているが、羽根車１３の位置はこれに限定されない。
【００１７】
電動機２０が駆動すると熱が発生し、電動機２０が昇温する。ケース体Ｃ内の流路Ｐは、流路Ｐ内の液体冷媒が、この電動機２０の熱を回収するように設けられている。
また、電動機２０の下方には熱交換部１５が設けられている。熱交換部１５は、接続管部１４ｃ内に位置している。熱交換部１５としては、金属製の放熱フィンなどを用いることができる。
【００１８】
ここで、本実施形態の水中ポンプ１０は、ケース体Ｃおよび熱交換部１５の双方に接するペルティエ素子３０を備えている。ペルティエ素子３０は、一般的には薄い平板状のデバイスであり、互いに略平行に配置された放熱板および吸熱板を備えている。放熱板および吸熱板の間には、複数の金属製の板と、これら金属製の板に電気的に接続されたＰ型半導体およびＮ型半導体と、を有しており、これら金属製の板に電流を流すと、吸熱板側から放熱板側へと熱が移動する。
【００１９】
本実施形態におけるペルティエ素子３０は、その上端に位置する吸熱板がケース体Ｃの下端面に密着し、その下端に位置する放熱板が熱交換部１５の上端面に密着するように、ケース体Ｃの下端部に取り付けられている。
また、ペルティエ素子３０は、水中ポンプ１０の電力系に電気的に接続されており、電動機２０を駆動させる際の電力を受け取って作動する。
【００２０】
次に、以上のように構成された水中ポンプ１０の作用について説明する。
【００２１】
電動機２０が回転軸１を回転させるために駆動すると、電動機２０が発熱する。この熱は、流路Ｐ内を循環する液体冷媒によって回収される。液体冷媒の流路Ｐは、ケース体Ｃの下端面近傍を通るように設けられており、ケース体Ｃの下端面にはペルティエ素子３０の吸熱板が接している。このため、ケース体Ｃの下端面から、ペルティエ素子３０の吸熱板へと、液体冷媒の熱が伝えられる。
【００２２】
一方、ペルティエ素子３０の放熱板は熱交換部１５に接している。このため、ペルティエ素子３０がケース体Ｃから受け取った熱は、熱交換部１５に伝えられる。そして、熱交換部１５は接続管部１４ｃ内に位置しているため、この接続管部１４ｃ内を流動する水によって冷却される。
つまり、電動機２０が駆動することで生じた熱は、液体冷媒、ケース体Ｃ、ペルティエ素子３０、および熱交換部１５を介して、吐出管１４内を流れる水に放熱される。
【００２３】
以上説明したように、本実施形態の水中ポンプ１０は、内部に液体冷媒の流路Ｐが設けられたケース体Ｃと、吐出管１４内に位置する熱交換部１５と、の両者に接するペルティエ素子３０を備えている。このペルティエ素子３０は、小さい専有体積で、吸熱板側から放熱板側へと熱を効率よく伝えることができるデバイスである。
従って、本実施形態によれば、狭い空間内で液体冷媒から熱交換部１５へと効率よく熱を伝えて、水中ポンプ１０を小型化しつつ電動機２０の冷却性能を維持若しくは向上させることが可能となる。
【００２４】
また、電動機２０は接続管部１４ｃの上方に配置され、熱交換部１５は接続管部１４ｃ内に位置し、ペルティエ素子３０はケース体Ｃの下端部に配置されている。この構成により、ペルティエ素子３０がケース体Ｃおよび熱交換部１５によって上下方向で挟まれることとなり、重力によって、ペルティエ素子３０とケース体Ｃ、およびペルティエ素子３０と熱交換部１５を確実に密着させることができる。これにより、ケース体Ｃとペルティエ素子３０との接触面積およびペルティエ素子３０と熱交換部１５との接触面積を確保して、ケース体Ｃ内を流動する液体冷媒から熱交換部１５へとより効率よく熱を伝えることができる。
【００２５】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００２６】
例えば、前記実施形態では、インペラブレードＦが、羽根車１３を回転させる回転軸１から直接動力を受け取っているが、本発明はこれに限られない。例えば、インペラブレードＦを回転させる回転軸と、羽根車１３を回転させる回転軸とが別体であり、この２つの回転軸同士の間で、ギア等を介して動力を伝達してもよい。
【００２７】
また、前記実施形態では、ペルティエ素子３０が電動機２０の下端部に取り付けられていたが、本発明はこれに限られず、電動機２０から熱交換部１５へと熱を効率よく伝えられるような配置であれば、任意の位置にペルティエ素子３０を配置することができる。
【００２８】
また、前記実施形態では、回転軸１が上下方向に延びる立軸ポンプについて説明したが、本発明はこれに限られず、例えば回転軸１が水平方向に延びる水中ポンプについても適用することができる。
【００２９】
また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１…回転軸  １０…水中ポンプ  １４…吐出管（水管）  １４ａ…垂直管部  １４ｂ…水平管部  １４ｃ…接続管部  １５…熱交換部  ２０…電動機  ３０…ペルティエ素子  Ｃ…ケース体  Ｆ…インペラブレード  Ｐ…流路
【図１】
2018145933.tif 000003