(57)【要約】      （修正有）【課題】モータポンプの部品を複雑な形状に加工する必要なく、簡易な方法で、冷却液の循環流路を形成することができる手段を提供する。【解決手段】モータポンプ１０は、冷却ジャケット５７が、モータフレーム３４の外周面を取り囲み、循環羽根車６０が中間ケーシング内で主軸３１に取り付けられる。ステータ３３を冷却するための冷却液が、循環羽根車の回転によって、中間ケーシングの連通孔を通して中間ケーシングの内部空間から冷却ジャケットの内部空間へ供給される。管状部材５８が、冷却ジャケットの内部空間から中間ケーシングの内部空間内に延びており、主軸が貫通する貫通孔を有する隔壁部材５９が、循環羽根車の下方で中間ケーシングに取り付けられる。隔壁部材の貫通孔は、循環羽根車の吸い込み口に連通し、管状部材は、隔壁部材の下方で開口している。【選択図】図１
2018059497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転することにより水を移送可能に構成された主羽根車と、
前記主羽根車に接続された主軸と、
前記主軸と一体に回転するロータ及び前記ロータの外周側に設けられたステータを収容するモータフレームと、
前記主羽根車を収容するポンプケーシングと、
前記モータフレームと前記ポンプケーシングとの間に配置されて前記ポンプケーシングと共に前記水の流路を画定する、中間ケーシングと、
前記モータフレームの外周面を取り囲む冷却ジャケットと、
前記中間ケーシング内で前記主軸に取り付けられた循環羽根車と、を備えるモータポンプであって、
前記中間ケーシングは、前記冷却ジャケットの内部空間に連通する連通孔を有しており、これにより、前記ステータを冷却するための冷却液を、前記循環羽根車の回転によって、前記中間ケーシングの内部空間から前記連通孔を通して前記冷却ジャケットの内部空間へ供給することができ、前記モータポンプは、さらに、
前記冷却ジャケットの内部空間から前記中間ケーシングの内部空間内に延びる管状部材と、
前記主軸が貫通する貫通孔を有し、前記循環羽根車の下方に配置されるように前記中間ケーシングに取り付けられる隔壁部材と、を備えており、
前記隔壁部材の貫通孔は、前記循環羽根車の吸い込み口に連通しており、
前記管状部材の一端は、前記隔壁部材の下方で開口している、モータポンプ。
【請求項２】
前記管状部材の他端は、前記冷却ジャケットの内部空間において前記ステータよりも上方の位置で開口する、請求項１に記載のモータポンプ。
【請求項３】
前記冷却ジャケットの内部空間は、最上部に空気層を含む、請求項１または２に記載のモータポンプ。
【請求項４】
前記中間ケーシングは、前記主軸が貫通する貫通孔を有し且つ前記ポンプケーシングと係合するポンプブラケットと、前記主軸を軸支する軸受け部を有して前記モータフレームおよび前記ポンプブラケットと係合する軸受ハウジングと、を含み、
前記連通孔は、前記軸受ハウジングに形成されており、
前記管状部材は、前記連通孔を通る、請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータポンプ。
【請求項５】
前記冷却ジャケットは、前記冷却ジャケットの筒状本体の端部に取り付けられるジャケット側板を備え、
前記モータフレームは、前記モータフレームの筒状本体の端部に取り付けられるフレーム側板を備え、
前記軸受ハウジングは、前記フレーム側板および前記ジャケット側板を介して前記モータフレームおよび前記ポンプブラケットと係合している、請求項４に記載のモータポンプ。
【請求項６】
前記主軸と前記軸受ハウジングとの隙間を封止する第１封止部と、
前記主軸と前記ポンプブラケットとの隙間を封止する第２封止部と、を備え、
前記循環羽根車は、前記第１封止部と前記第２封止部との間で前記主軸に取り付けられる、請求項４または５に記載のモータポンプ。
【請求項７】
前記隔壁部材が、前記ポンプブラケットと共に、前記循環羽根車に吸い込まれる冷却液
の吸い込み流路を画定している、請求項４〜６のいずれか一項に記載のモータポンプ。
【請求項８】
回転することにより水を移送可能に構成された主羽根車と、
前記主羽根車に接続された主軸と、
前記主軸と一体に回転するロータ及び前記ロータの外周側に設けられたステータを収容するモータフレームと、
前記主羽根車を収容するポンプケーシングと、
前記モータフレームと前記ポンプケーシングとの間に配置されて前記ポンプケーシングと共に前記水の流路を画定する、中間ケーシングと、
前記モータフレームの外周面を取り囲む冷却ジャケットと、
前記中間ケーシング内で前記主軸に取り付けられた循環羽根車と、を備えるモータポンプであって、
前記中間ケーシングは、前記冷却ジャケットの内部空間に連通する連通孔を有しており、これにより、前記ステータを冷却するための冷却液を、前記循環羽根車の回転によって、前記中間ケーシングの内部空間から前記連通孔を通して前記冷却ジャケットの内部空間へ供給することができ、前記モータポンプは、さらに、
前記主軸が貫通する貫通孔を有し、前記循環羽根車の下方に配置されるように前記中間ケーシングに取り付けられる隔壁部材であって、前記貫通孔は前記循環羽根車の吸い込み口に連通する、隔壁部材と、
それぞれ、前記冷却ジャケットの内部空間から前記中間ケーシングの内部空間内に延びており、前記隔壁部材の下方で開口する一端及び前記冷却ジャケットの内部空間内で開口する他端を有する、少なくとも２本の管状部材と、
を備えており、
前記少なくとも２本の管状部材は、前記冷却ジャケットの内部空間において、上下方向において互いに異なる位置で開口する前記他端を有する第１の管状部材及び第２の管状部材を含む、モータポンプ。
【請求項９】
前記第１の管状部材の前記他端は、前記ステータの上端よりも高い位置で開口し、前記第２の管状部材の前記他端は、前記ステータの上端よりも低い位置で開口する、請求項８に記載のモータポンプ。
【請求項１０】
前記冷却ジャケットの内部空間は、最上部に空気層を含む、請求項８または９に記載のモータポンプ。
【請求項１１】
前記中間ケーシングは、前記主軸が貫通する貫通孔を有し且つ前記ポンプケーシングと係合するポンプブラケットと、前記主軸を軸支する軸受け部を有して前記モータフレームおよび前記ポンプブラケットと係合する軸受ハウジングと、を含み、
前記連通孔は、前記軸受ハウジングに形成されており、
前記第１の管状部材及び第２の管状部材の少なくとも一方は、前記連通孔を通る、請求項８〜１０のいずれか一項に記載のモータポンプ。
【請求項１２】
前記冷却ジャケットは、前記冷却ジャケットの筒状本体の端部に取り付けられるジャケット側板を備え、
前記モータフレームは、前記モータフレームの筒状本体の端部に取り付けられるフレーム側板を備え、
前記軸受ハウジングは、前記フレーム側板および前記ジャケット側板を介して前記モータフレームおよび前記ポンプブラケットと係合している、請求項１１に記載のモータポンプ。
【請求項１３】
前記主軸と前記軸受ハウジングとの隙間を封止する第１封止部と、
前記主軸と前記ポンプブラケットとの隙間を封止する第２封止部と、を備え、
前記循環羽根車は、前記第１封止部と前記第２封止部との間で前記主軸に取り付けられる、請求項１１または１２に記載のモータポンプ。
【請求項１４】
前記隔壁部材が、前記ポンプブラケットと共に、前記循環羽根車に吸い込まれる冷却液の吸い込み流路を画定している、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載のモータポンプ。
【請求項１５】
回転することにより水を移送可能に構成された主羽根車と、
前記主羽根車に接続された主軸と、
前記主軸と一体に回転するロータ及び前記ロータの外周側に設けられたステータを収容するモータフレームと、
前記主羽根車を収容するポンプケーシングと、
前記モータフレームと前記ポンプケーシングとの間に配置されて前記ポンプケーシングと共に前記水の流路を画定する、中間ケーシングと、
前記モータフレームの外周面を取り囲む冷却ジャケットと、
前記中間ケーシング内で前記主軸に取り付けられた循環羽根車と、を備えるモータポンプであって、
前記中間ケーシングは、前記冷却ジャケットの内部空間に連通する連通孔を有しており、これにより、前記ステータを冷却するための冷却液を、前記循環羽根車の回転によって、前記中間ケーシングの内部空間から前記連通孔を通して前記冷却ジャケットの内部空間へ供給することができ、前記モータポンプは、さらに、
前記主軸が貫通する貫通孔を有し、前記循環羽根車の下方に配置されるように前記中間ケーシングに取り付けられる隔壁部材であって、前記貫通孔は前記循環羽根車の吸い込み口に連通する、隔壁部材と、
前記冷却ジャケットの内部空間から前記中間ケーシングの内部空間内に延びており、前記隔壁部材の下方で開口する一端及び前記冷却ジャケットの内部空間内で開口する他端を有する、管状部材と、
前記循環羽根車の外周部またはそれより上方で前記中間ケーシングの内部空間に連通し、前記中間ケーシングの内部空間から前記冷却ジャケットの内部空間に前記冷却液を案内する管状の案内部材と、
を備える、モータポンプ。
【請求項１６】
前記案内部材の一端は、前記冷却ジャケットの内部空間において、前記管状部材の前記他端よりも高い位置で開口する、請求項１５に記載のモータポンプ。
【請求項１７】
前記案内部材の前記一端は、前記ステータの上端よりも高い位置で開口し、前記管状部材の前記他端は、前記ステータの上端よりも低い位置で開口する、請求項１６に記載のモータポンプ。
【請求項１８】
前記冷却ジャケットの内部空間は、最上部に空気層を含む、請求項１５〜１７のいずれか一項に記載のモータポンプ。
【請求項１９】
前記中間ケーシングは、前記主軸が貫通する貫通孔を有し且つ前記ポンプケーシングと係合するポンプブラケットと、前記主軸を軸支する軸受け部を有して前記モータフレームおよび前記ポンプブラケットと係合する軸受ハウジングと、を含み、
前記中間ケーシングは、複数の前記連通孔を有しており、
前記複数の連通孔は、前記軸受ハウジングに形成されており、
前記案内部材の一端は、前記複数の連通孔のうちの１つに連通する、請求項１５〜１８のいずれか一項に記載のモータポンプ。
【請求項２０】
前記管状部材が、前記複数の連通孔のうちの別の１つを通る、請求項１９に記載のモータポンプ。
【請求項２１】
前記冷却ジャケットは、前記冷却ジャケットの筒状本体の端部に取り付けられるジャケット側板を備え、
前記モータフレームは、前記モータフレームの筒状本体の端部に取り付けられるフレーム側板を備え、
前記軸受ハウジングは、前記フレーム側板および前記ジャケット側板を介して前記モータフレームおよび前記ポンプブラケットと係合している、請求項１９または２０に記載のモータポンプ。
【請求項２２】
前記主軸と前記軸受ハウジングとの隙間を封止する第１封止部と、
前記主軸と前記ポンプブラケットとの隙間を封止する第２封止部と、を備え、
前記循環羽根車は、前記第１封止部と前記第２封止部との間で前記主軸に取り付けられる、請求項１９〜２１のいずれか一項に記載のモータポンプ。
【請求項２３】
前記隔壁部材が、前記ポンプブラケットと共に、前記循環羽根車に吸い込まれる冷却液の吸い込み流路を画定している、請求項１９〜２２のいずれか一項に記載のモータポンプ。
【請求項２４】
前記循環羽根車は、遠心羽根車である、請求項１〜２３のいずれか一項に記載のモータポンプ。
【請求項２５】
下水道管よりも低い位置に設置された排水槽であるピット内に収容され、排水された水を一時貯留する汚水槽と、前記ピット内の前記汚水槽の外に設けられて前記汚水槽の流出口に接続される、請求項１〜２４のいずれか一項に記載のモータポンプと、を備える排水設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータポンプ及びモータポンプを備える排水設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、汚水や雑排水等の移送には、水中モータポンプが使用される。例えば、建築物の地階部分で生じた汚水等は、流入管を介して更に下に設置された排水槽（ピット）に一時貯留され、その後、所定の起動水位に達すると、ピット内に設置された水中ポンプによって汚水ますに汲み上げられ、汚水ますを介して公共下水道管に排水される。水中ポンプでは、一般にモータ部分が羽根車の上方に設置されており、従って、ピット内の水位が低下するとモータ部分が気中に露出する。モータの発熱による温度上昇を防止するため、水中ポンプは、所定の停止水位が決められており、停止水位に達すると運転が停止される。しかし、汚水の臭気問題の抑制のため、汚水はできるだけピットの底面近くまで吸い上げることが好ましい。このような観点から、モータの周囲にジャケットを設け、ジャケット内に液体を循環させることによってモータを冷却することが行われている。
【０００３】
液体の循環による冷却方法として、移送対象である汚水を利用する汚水循環冷却方式と、冷却用の冷却液を使用する冷却液循環方式とがある。汚水循環冷却方式では、汚物や夾雑物によってジャケット内部が詰まるおそれがある。また、メンテナンス時においては、ジャケット内の清掃に手間がかかり、また、臭気の問題もある。このようなことから、冷却用の冷却液を使用する冷却液循環方式の需要が高まっている。
【０００４】
冷却液循環方式では、汚水等の移送のための主羽根車とは別個に、冷却液を循環させるための循環羽根車を用いることが行われている。特許文献１は、循環羽根車を用いたポンプの冷却液循環構造を記載している。この構造では、モータ部とポンプ部との間でモータシャフトをシールするメカニカルシールが、単一の圧縮ばねを有するダブル・メカニカルシールとして構成され、圧縮ばねに循環羽根車が組み込まれている。また、冷却液の循環流路形成のために、冷却ジャケットとポンプケーシングとの間に配置されるブラケット類が複雑な形状に加工されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−５７５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
モータポンプの部品を複雑な形状に加工する必要なく、簡易な方法で、冷却液の循環流路を形成することができる手段が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態によれば、回転することにより水を移送可能に構成された主羽根車と、主羽根車に接続された主軸と、主軸と一体に回転するロータ及びロータの外周側に設けられたステータを収容するモータフレームと、主羽根車を収容するポンプケーシングと、モータフレームとポンプケーシングとの間に配置されてポンプケーシングと共に水の流路を画定する、中間ケーシングと、モータフレームの外周面を取り囲む冷却ジャケットと、中間ケーシング内で主軸に取り付けられた循環羽根車と、を備えるモータポンプであって、中間ケーシングは、冷却ジャケットの内部空間に連通する連通孔を有しており、これにより、ステータを冷却するための冷却液を、循環羽根車の回転によって、中間ケーシン
グの内部空間から連通孔を通して冷却ジャケットの内部空間へ供給することができ、モータポンプは、さらに、冷却ジャケットの内部空間から中間ケーシングの内部空間内に延びる管状部材と、主軸が貫通する貫通孔を有し、循環羽根車の下方に配置されるように中間ケーシングに取り付けられる隔壁部材と、を備えており、隔壁部材の貫通孔は、循環羽根車の吸い込み口に連通しており、管状部材の一端は、隔壁部材の下方で開口している、モータポンプが提供される。この構成によれば、既存の水中モータポンプに、冷却ジャケット、循環羽根車、管状部材および隔壁部材を設けることにより、気中運転可能な水中モータポンプを提供することができる。冷却液は、循環羽根車の回転によって冷却ジャケット内に供給され、隔壁部材によって仕切られた上部空間と下部空間との大きな圧力差によって、管状部材を通してポンプブラケット内に戻される。従って、従来技術と異なり、冷却液の循環路を形成するためにモータポンプの部品を複雑な形状に加工する必要が無い。
【０００８】
本発明の一実施形態によれば、回転することにより水を移送可能に構成された主羽根車と、主羽根車に接続された主軸と、主軸と一体に回転するロータ及びロータの外周側に設けられたステータを収容するモータフレームと、主羽根車を収容するポンプケーシングと、モータフレームとポンプケーシングとの間に配置されてポンプケーシングと共に水の流路を画定する、中間ケーシングと、モータフレームの外周面を取り囲む冷却ジャケットと、中間ケーシング内で主軸に取り付けられた循環羽根車と、を備えるモータポンプであって、中間ケーシングは、冷却ジャケットの内部空間に連通する連通孔を有しており、これにより、ステータを冷却するための冷却液を、循環羽根車の回転によって、中間ケーシングの内部空間から連通孔を通して冷却ジャケットの内部空間へ供給することができ、モータポンプは、さらに、主軸が貫通する貫通孔を有し、循環羽根車の下方に配置されるように中間ケーシングに取り付けられる隔壁部材であって、貫通孔は循環羽根車の吸い込み口に連通する、隔壁部材と、それぞれ、冷却ジャケットの内部空間から中間ケーシングの内部空間内に延びており、隔壁部材の下方で開口する一端及び冷却ジャケットの内部空間内で開口する他端を有する、少なくとも２本の管状部材と、を備えており、少なくとも２本の管状部材は、冷却ジャケットの内部空間において、上下方向において互いに異なる位置で開口する他端を有する第１の管状部材及び第２の管状部材を含む、モータポンプが提供される。この構成によれば、既存の水中モータポンプに、冷却ジャケット、循環羽根車、管状部材および隔壁部材を設けることにより、気中運転可能な水中モータポンプを提供することができる。冷却液は、循環羽根車の回転によって冷却ジャケット内に供給され、隔壁部材によって仕切られた上部空間と下部空間との大きな圧力差によって、管状部材を通してポンプブラケット内に戻される。従って、従来技術と異なり、冷却液の循環路を形成するためにモータポンプの部品を複雑な形状に加工する必要が無い。また、複数の管状部材は、冷却ジャケットの内部空間において、上下方向において互いに異なる位置で開口する他端を有する第１の管状部材及び第２の管状部材を含むので、冷却液の液面が低下した場合にも、冷却液の循環を継続させることができる。
【０００９】
本発明の一実施形態によれば、回転することにより水を移送可能に構成された主羽根車と、主羽根車に接続された主軸と、主軸と一体に回転するロータ及びロータの外周側に設けられたステータを収容するモータフレームと、主羽根車を収容するポンプケーシングと、モータフレームとポンプケーシングとの間に配置されてポンプケーシングと共に水の流路を画定する、中間ケーシングと、モータフレームの外周面を取り囲む冷却ジャケットと、中間ケーシング内で主軸に取り付けられた循環羽根車と、を備えるモータポンプであって、中間ケーシングは、冷却ジャケットの内部空間に連通する連通孔を有しており、これにより、ステータを冷却するための冷却液を、循環羽根車の回転によって、中間ケーシングの内部空間から連通孔を通して冷却ジャケットの内部空間へ供給することができ、モータポンプは、さらに、主軸が貫通する貫通孔を有し、循環羽根車の下方に配置されるように中間ケーシングに取り付けられる隔壁部材であって、貫通孔は循環羽根車の吸い込み口に連通する、隔壁部材と、冷却ジャケットの内部空間から中間ケーシングの内部空間内に
延びており、隔壁部材の下方で開口する一端及び冷却ジャケットの内部空間内で開口する他端を有する、管状部材と、循環羽根車の外周部またはそれより上方で中間ケーシングの内部空間に連通し、中間ケーシングの内部空間から冷却ジャケットの内部空間に冷却液を案内する管状の案内部材と、を備える、モータポンプが提供される。この構成によれば、既存の水中モータポンプに、冷却ジャケット、循環羽根車、管状部材および隔壁部材を設けることにより、気中運転可能な水中モータポンプを提供することができる。冷却液は、循環羽根車の回転によって冷却ジャケット内に供給され、隔壁部材によって仕切られた上部空間と下部空間との大きな圧力差によって、管状部材を通してポンプブラケット内に戻される。従って、従来技術と異なり、冷却液の循環路を形成するためにモータポンプの部品を複雑な形状に加工する必要が無い。また、循環羽根車の外周部またはそれより上方で中間ケーシングの内部空間に連通し、中間ケーシングの内部空間から冷却ジャケットの内部空間に冷却液を案内する管状の案内部材が設けられているので、冷却液の液面が低下した場合でも、液面の上方で冷却液を供給することが可能になる。また、案内部材を設けることにより、管状部材の上端開口を低い位置に配置することができるので、冷却液の液面が低下した場合でも冷却液の循環を継続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るモータポンプの断面図である。
【図１Ａ】図１の部分拡大図である。
【図２】図１に示す軸受ハウジングの上面図である。
【図３】図１に示す隔壁部材の上面図である。
【図４】図１に示す循環羽根車の一例を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るモータポンプの断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るモータポンプの断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る排水設備の全体構成図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る排水設備の全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の各実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明はあくまでも一例を示すものであって、本願発明の技術的範囲を以下の実施形態に限定する趣旨ではない。また、図面では、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。また、以下の説明において、「上」「下」等の方向を示す用語は、図１等に示す各実施形態のモータポンプの設置状態について用いられる。換言すれば、「上」とは、主羽根車から遠い側を意味し、「下」とは、主羽根車に近い側を意味する。図１等は、モータがポンプ本体の上方に位置するように、モータポンプが縦置きで使用される例を示している。しかし、モータポンプは、モータとポンプ本体とが横方向に配列されるように横置きで使用されることもできる。
【００１２】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係るモータポンプ１０の断面図である。図１Ａは、図１の部分拡大図である。図２は、図１に示す軸受ハウジング３７の上面図である。図３は、図１に示す隔壁部材５９の上面図である。図４は、図１に示す循環羽根車６０の一例を示す図である。
【００１３】
モータポンプ１０は、例えば、汚水、廃水、または、河川水のように、夾雑物および汚物が混じった液体を移送するための汚水用ポンプとして使用される。図示するように、モータポンプ１０は、ポンプ本体２０と、モータ３０と、を備える。
【００１４】
ポンプ本体２０は、軸線ＡＬを中心に回転する主羽根車２１と、主羽根車２１を収容するポンプケーシング２２およびポンプブラケット２３と、を備える。主羽根車２１は、モ
ータ３０の主軸３１に接続され、主軸３１の回転に伴って回転する。ポンプケーシング２２は、吸込口２２ａおよび吐出口２２ｂを有し、ポンプブラケット２３と共に水の流路を画定する。ポンプ本体２０では、主羽根車２１が回転することにより、吸込口２２ａから吐出口２２ｂへ水が移送される。
【００１５】
ポンプブラケット２３は、ポンプケーシング２２にビス（図示せず）などで固定され、主羽根車２１の背面（図１中、上側）を覆う。ポンプブラケット２３は、例えば、アルミニウム合金または銅合金など、熱伝導性の高い素材で形成されることが好ましい。ポンプブラケット２３における主羽根車２１の背面を覆う底部２４には、モータ３０の主軸３１が挿通するための貫通孔（符号省略）が形成されている。さらに、この貫通孔には、主軸３１を封止するためのメカニカルシール（第１封止部）２５が設けられている。
【００１６】
モータ３０は、主羽根車２１に回転駆動力を提供する。モータ３０は、軸線ＡＬを中心に回転する主軸３１と、主軸３１と一体に回転するロータ３２と、ロータ３２の外周側に設けられたステータ３３と、を備える。なお、本実施形態では、モータ３０は、誘導電動機として構成され、ロータ３２は、ロータコア３２１と、二次導体３２２と、を有するが、同期電動機などの他の方式が採用されてもよい。ステータ３３は、ステータコア３３１と、ステータコア３３１に巻回されるステータコイル３３２と、を有する。ステータコイル３３２には、電力ラインが接続され、ケーブル４３を通じて外部電源（例えば、商用電源）から電力が供給される。
【００１７】
モータ３０は、モータフレーム３４を備えている。モータフレーム３４の筒状のモータフレーム本体３４ａの内周面に、ステータコア３３１が固定される。モータフレーム本体３４ａは、ステンレスで形成されてもよいし、アルミニウム合金または銅合金などの金属で形成されてもよい。モータフレーム３４は、さらに、モータフレーム本体３４ａと係合する負荷側側板３５および反負荷側側板３６と、を備える。負荷側側板３５は、モータフレーム本体３４ａの下端部と係合し、反負荷側側板３６は、モータフレーム本体３４ａの上端部と係合する。負荷側側板３５は、例えばアルミニウム合金または銅合金など、熱伝導性のよい素材で形成されることが好ましい。以下、モータ３０におけるポンプ本体２０側（図１中、下側）を「負荷側」といい、その反対側（図１中、上側）を「反負荷側」という。本実施形態では、負荷側側板３５および反負荷側側板３６は、モータフレーム本体３４ａとは別個の部材として構成されている。しかし、他の実施形態では、負荷側側板３５および反負荷側側板３６は、モータフレーム本体３４ａと一体に形成されていてよい。負荷側側板３５に負荷側軸受ハウジング３７を係合することにより、モータ３０が構成される。本実施形態では、負荷側側板３５は、モータフレーム本体３４ａの内側に嵌入されており、負荷側側板３５の外周面がモータフレーム本体３４ａの内周面と接触するように係合している。
【００１８】
負荷側側板３５は中空に形成されている。負荷側側板３５の内周側に負荷側軸受ハウジング３７が固定される。負荷側軸受ハウジング３７は、モータ３０の主軸３１を軸支するための負荷側軸受３８を有する。また、負荷側軸受ハウジング３７には、負荷側軸受３８よりも負荷側に、モータ３０の主軸３１を封止するためのメカニカルシール３９（第２封止部）が設けられている。このように、モータポンプ１０では、２つのメカニカルシール２５，３９が設けられる。これにより、主羽根車２１によって移送される水及び中間ケーシング（本実施形態では負荷側軸受ハウジング３７及びポンプブラケット２３）内の冷却液（後述）がモータ３０内に侵入するのを防止できる。本実施形態では、メカニカルシール２５，３９は、タンデム形メカニカルシールを構成している。しかし、他の実施形態では、メカニカルシール２５，３９は、単一の圧縮ばねを有するダブル形メカニカルシールを構成していてもよい。
【００１９】
反負荷側側板３６は、モータフレーム３４の反負荷側に配置されている。図１に示す例では、反負荷側側板３６は、モータフレーム本体３４ａの内側に嵌入されて、モータフレーム本体３４ａと係合されている。反負荷側側板３６は、中空に形成され、内周側に反負荷側軸受ハウジング４０が部分的に嵌入される。反負荷側軸受ハウジング４０は、モータ３０の主軸３１を軸支するための反負荷側軸受４１を有する。反負荷側軸受ハウジング４０は、反負荷側側板３６の端部に密閉固定されている。こうした構成により、モータポンプ１０の耐水性を向上することができ、例えばＩＰ６８（ＪＩＳ  Ｃ  ０９２０）程度の耐水性を実現できる。
【００２０】
冷却ジャケット５７がモータフレーム３４の外周面を取り囲むように配置される。具体的には、筒状の冷却ジャケット本体５７ａが、モータフレーム本体３４ａを取り囲むように配置される。冷却ジャケット５７は、さらに、冷却ジャケット本体５７ａの軸方向両端部に取り付けられる負荷側ジャケット側板５５および反負荷側ジャケット側板５６を備える。本実施形態では、負荷側ジャケット側板５５および反負荷側ジャケット側板５６は、冷却ジャケット本体５７ａとは別個の部材として構成されている。しかし、他の実施形態では、負荷側ジャケット側板５５および反負荷側ジャケット側板５６は、冷却ジャケット本体５７ａと一体に形成されていてよい。冷却ジャケット５７の内周面とモータフレーム３４の外周面との間の空間（換言すれば、冷却ジャケット５７の内部空間）は、最上部に空気層７０を残して冷却液２７で満たされる。冷却液２７は、ステータ３３を冷却するために使用される。冷却液２７として、例えば、プロピレングリコール溶液またはエチレングリコール溶液等の不凍液を用いることができる。空気層７０は、温度変化による冷却液２７の体積変化を吸収するために設けることができる。しかし、冷却ジャケット５７等の耐圧性能等によっては、空気層７０は、必ずしも設けられなくてよい。
【００２１】
負荷側軸受ハウジング３７とポンプブラケット２３とを負荷側ジャケット側板５５を介して係合することにより、ポンプ本体２０とモータ３０とが接続される。このように、本実施形態では、負荷側軸受ハウジング３７及びポンプブラケット２３が、モータフレーム３４とポンプケーシング２２との間に配置される中間ケーシングを構成する。
【００２２】
本実施形態では、負荷側軸受ハウジング３７及びポンプブラケット２３の内部空間が冷却液２７で満たされている。負荷側軸受ハウジング３７は、冷却ジャケット５７の内部空間に連通する連通孔３７１〜３７４を有している（図１及び図１Ａでは、連通孔３７２、３７３のみが示されている）。モータポンプ１０内で冷却液２７を循環させるための循環羽根車６０が、メカニカルシール２５，３９の間で主軸３１に取り付けられている。循環羽根車６０は、主軸３１と一体に回転する。循環羽根車６０の回転により、冷却液２７を、負荷側軸受ハウジング３７及びポンプブラケット２３の内部空間から連通孔３７１〜３７４を介して冷却ジャケット５７内の内部空間へ供給することができる。
【００２３】
本実施形態では、循環羽根車６０は、遠心羽根車である。図４は、循環羽根車６０を羽根側から（換言すれば、軸方向前面側から）見たときの、循環羽根車６０の概略構成を示す。図４に示すように、一例として、循環羽根車６０は、主板６３の平面に対して実質的に垂直方向に且つ主板６３の内周側から外周側に延びる複数の羽根６１を備えている。図４中、６２は、主軸３１が挿通されるボス部である。羽根６１の内周側縁部６１ａによって、循環羽根車６０の吸い込み口の位置（図４中、破線により画定される位置）が画定される。しかし、他の実施形態では、循環羽根車６０は、遠心羽根車でなくてもよく、例えば、軸流式羽根車であってもよい。しかし、循環羽根車６０として遠心羽根車を用いることにより、後述する隔壁部材５９の構成を簡素化することができる。
【００２４】
モータポンプ１０は、さらに、冷却ジャケット５７の内部空間から負荷側軸受ハウジング３７及びポンプブラケット２３の内部空間内に延びる管状部材５８を備えている。管状
部材５８は、冷却ジャケット５７の内部空間内をモータフレーム本体３４ａの外周面に沿って延在する。本実施形態では、２本の管状部材５８が、それぞれ、連通孔３７２、３７４を通って負荷側軸受ハウジング３７及びポンプブラケット２３内を延在する（図１及び図１Ａには、連通孔３７２を通る管状部材５８のみが示されている）。しかし、管状部材５８の数は特に限られない。連通孔３７２、３７４は、これを通る管状部材５８の部分の外径よりも大きな直径を有するように形成されている。これにより、連通孔３７２、３７４は、管状部材５８の周囲で冷却ジャケット５７の内部空間に連通することが可能である。尚、図１の例では、管状部材５８は、モータフレーム３４（本実施形態では、負荷側側板３５）に締結により固定されている。しかし、管状部材５８の固定される位置及び固定方法は特に限られない。
【００２５】
図２は、負荷側軸受ハウジング３７の上面図である。図２では、負荷側軸受ハウジング３７に係合する負荷側ジャケット側板５５及び冷却ジャケット本体５７ａも示されている。図２の例では、負荷側軸受ハウジング３７は、周方向に等間隔に配置された４つの連通孔３７１〜３７４を備えており、そのうち２つの連通孔３７２、３７４に管状部材５８が挿通されている。しかし、連通孔の数及び配置は、図２の例に限られない。連通孔３７１〜３７４のすべてに管状部材５８が挿通されてよい。しかし、図２に示すように、複数（図２の例では４つ）の連通孔の一部（図２の例では２つ）に管状部材５８が挿通されていてもよい。この場合、管状部材５８が挿通されない連通孔（図２の例では、連通孔３７１、３７３）については、管状部材５８の直径を考慮する必要がないので、その寸法は特に限られない。
【００２６】
本実施形態では、モータポンプ１０は、主軸３１が貫通する中央貫通孔５９ａを有する環状の隔壁部材５９を備える。隔壁部材５９は、メカニカルシール２５，３９の間で、循環羽根車６０の軸方向前面側（図１中、下側；換言すれば、ポンプブラケット２３側）に配置される。
【００２７】
図１及び図１Ａに示すように、本実施形態では、隔壁部材５９の外周部は、ポンプブラケット２３に取り付けられている。具体的には、隔壁部材５９の外周部は、ポンプブラケット２３に形成された環状の段部２３ａと負荷側ジャケット側板５５との間に挟持される。これにより、隔壁部材５９を軸方向に関して固定することができると共に、隔壁部材５９の外周部を通過しようとする冷却液２７の流れを阻止することができる。しかし、隔壁部材５９の外周部は、例えば溶接によってポンプブラケット２３に固定されてもよい。
【００２８】
図３は、隔壁部材５９の上面図である。図３には、隔壁部材５９の外周部が取り付けられたポンプブラケット２３も示されている。隔壁部材５９の中央貫通孔５９ａは、これを貫通する主軸３１の部分（または循環羽根車６０のボス部６２）の外径よりも大きい直径を有している。これにより、図１及び図１Ａに示されるように、中央貫通孔５９ａは、循環羽根車６０の吸い込み口に連通可能である。
【００２９】
また、図３の例では、隔壁部材５９は、主軸３１が貫通する中央貫通孔５９ａとは別個の貫通孔５９１、５９２を有している。貫通孔５９１、５９２の各々に管状部材５８が挿通される（図１では、貫通孔５９１に挿通される管状部材５８のみが示されている）。従って、隔壁部材５９に形成される貫通孔の数及び配置は、管状部材５８の数及び配置に対応している。貫通孔５９１、５９２の直径は、実質的に、貫通孔５９１、５９２を通る管状部材５８の部分の外径と同じである。また、管状部材５８は貫通孔５９１、５９２に溶接等により固定されている。これにより、隔壁部材５９を回転方向に関して固定することができると共に、管状部材５８の外周面を通過しようとする冷却液２７の流れを阻止することができる。しかし、管状部材５８の外周面と貫通孔５９１、５９２との間に実質的な隙間が形成されない限り、管状部材５８は、隔壁部材５９に必ずしも溶接されなくてもよ
い。
【００３０】
隔壁部材５９は、ポンプブラケット２３と共に、循環羽根車６０の吸い込み口に吸い込まれる冷却液２７の吸い込み流路を画定する。隔壁部材５９の中央貫通孔５９ａは、主軸３１（または循環羽根車６０のボス部６２）の周囲で循環羽根車６０の吸い込み口に連通可能である。図４には、循環羽根車６０の吸い込み口と、中央貫通孔５９ａとの位置関係が破線で示されている。この例では、吸い込み口を画定する羽根６１の内周側縁部６１ａの位置と、中央貫通孔５９ａを画定する隔壁部材５９の内周面の位置とが実質的に一致している。
【００３１】
管状部材５８は、両端が開放されている。具体的には、管状部材５８の一端（換言すれば、上端開口）５８ａが冷却ジャケット５７の内部空間で開口し、他端（換言すれば、下端開口）５８ｂがポンプブラケット２３内における隔壁部材５９の下方で開口する。冷却液２７でステータ３３を十分に冷却する必要があるので、管状部材５８の上端開口５８ａは、ステータ３３よりも上方で位置決めされることが好ましい。冷却液２７は、冷却ジャケット５７及び中間ケーシング（本実施形態では負荷側軸受ハウジング３７及びポンプブラケット２３）の内部空間に充填される。冷却液２７が確実に管状部材５８に流入するように、冷却液２７の液面は、常に、上端開口５８ａよりも上方に位置することが好ましい。反負荷側ジャケット側板５６と冷却液２７の液面との間には空気層７０が形成されてよい。管状部材５８の下端開口５８ｂの位置は、中間ケーシング（本実施形態では、負荷側軸受ハウジング３７及びポンプブラケット２３）内で隔壁部材５９より下方の位置であれば、特に限られない。しかし、冷却液２７の冷却効果の観点から、下端開口５８ｂの位置は、ポンプブラケット２３の底部２４の近傍であることが好ましい。
【００３２】
ポンプブラケット２３は、ポンプケーシング２２と共に、主羽根車２１により移送される水の流路を画定している。従って、ポンプブラケット２３は、水により常に冷却されており、冷却液２７は、ポンプブラケット２３を介して水により冷却される。冷却液２７は、循環羽根車６０の遠心力によって、ポンプブラケット２３と隔壁部材５９とにより画定された吸い込み流路を通って、中央貫通孔５９ａに流入する。さらに、冷却液２７は、循環羽根車６０の吸い込み口に吸い込まれ、負荷側軸受ハウジング３７内に吐き出される。吐き出された冷却液２７は、負荷側軸受ハウジング３７の連通孔３７１〜３７４を通して冷却ジャケット５７の内部空間に流入する。
【００３３】
冷却液２７は、冷却ジャケット５７内を上昇しながら、発熱したステータコイル３３２と熱交換することにより、ステータコイル３３２を冷却し、自身は、ステータコイル３３２の熱により温められて膨張する。冷却液２７の膨張による体積変化を、空気層７０により吸収することができる。こうして、管状部材５８の外側では、ポンプブラケット２３から冷却ジャケット５７の上部に向けて、冷却液２７の供給流路が形成される。
【００３４】
一方、管状部材５８の内部は、冷却液２７の戻り流路を形成する。循環羽根車６０の軸方向前面側に配置された隔壁部材５９によって、循環羽根車６０の吸い込み側の低圧領域と吐き出し側の高圧領域とが仕切られる。さらに、冷却液２７は、ステータコイル３３２と熱交換しながら冷却ジャケット５７内を上昇するので、冷却液２７は、冷却ジャケット５７の上部に行くほど高温になり、冷却ジャケット５７内の圧力は上部に行くほど高くなる。こうして、冷却ジャケット５７の上部の高圧領域と隔壁部材５９の下方の低圧領域との間の大きな差圧によって、冷却液２７は、管状部材５８の上端開口５８ａから管状部材５８に流入し、下端開口５８ｂに向けて流れる。ポンプブラケット２３が水で冷却されているので、下端開口５８ｂから噴出した高温の冷却液２７は、ポンプブラケット２３との熱交換により冷却される。そして、再び、循環羽根車６０の回転によって、冷却液２７は、上記の供給流路を通って冷却ジャケット５７の上部に向けて流れる。こうして、冷却液
２７は、モータポンプ１０内で循環する。冷却液２７の循環は、図１及び図１Ａに矢印で示されている。
【００３５】
尚、本実施形態では、隔壁部材５９は貫通孔５９１、５９２を有し、管状部材５８は貫通孔５９１、５９２を通って隔壁部材５９の下方に突出している。しかし、隔壁部材５９は、必ずしも貫通孔５９１、５９２を有していなくてもよい。下端開口５８ｂが隔壁部材５９の下方に位置する限り、管状部材５８は、例えば、負荷側ジャケット側板５５及びポンプブラケット２３を貫通して配置されてもよい。
【００３６】
尚、本実施形態では、隔壁部材５９は、環状の単一部材として構成されているが、隔壁部材５９は、例えば径方向に沿って、複数の部片に分割されていてもよい。隔壁部材５９が径方向に沿って複数の部片に分割されている場合、中央貫通孔５９ａは、当該複数の部片を組み合わせることにより形成されることができる。また、そのように形成された中央貫通孔５９ａは、必ずしも切れ目なく閉じられた孔でなくてもよい。
【００３７】
こうして、本実施形態によれば、冷却ジャケット５７、循環羽根車６０、管状部材５８および隔壁部材５９によって、モータ３０を冷却する冷却機構を形成することができる。これにより、気中運転可能なモータポンプ１０を提供することができる。従来技術と異なり、モータポンプ１０のブラケット類を複雑な形状に加工する必要なく、簡易な方法で、冷却液２７の循環流路を形成することができる。従って、モータポンプ１０の製造コストを抑制することができる。
【００３８】
［第２実施形態］
図１に示される第１実施形態のモータポンプ１０では、実質的に同じ上下方向位置で開口する上端開口５８ａを有する２本の管状部材５８が、それぞれ、軸受ハウジング３７の連通孔３７２、３７４を通って配置されている（図２及び図３を参照）。具体的には、モータポンプ１０は、冷却液２７でステータ３３を十分に冷却できるように、管状部材５８の上端開口５８ａがステータ３３の上端よりも高い位置で開口するように構成されている。また、冷却液２７が確実に管状部材５８に流入するように、冷却液２７の液面が、常に、上端開口５８ａよりも上方に位置するように構成されている。しかし、冷却ジャケット５７内の冷却液２７の液面は、経時的に低下する場合がある。例えば、冷却液２７としてプロピレングリコール溶液等の水溶液が使用される場合、冷却液の水分が、モータポンプ１０の接液部の一般的な材料である鋳鉄と反応し、水素ガス等のガスを生成する。反応ガスの生成によって冷却液２７の水分が失われ、冷却液２７の液面が低下する。また、メカニカルシール２５、３９等の部品の劣化により冷却液２７の漏れが生じる場合があり、この場合も冷却液２７の液面が低下する。
【００３９】
冷却液２７の液面が低下し、管状部材５８の上端開口５８ａより下方に位置すると、冷却液２７が管状部材５８に流入しないので、冷却液２７が循環しなくなる。すると、ポンプブラケット２３で冷却された低温の冷却液２７でステータ３３を冷却することが困難になる。従って、モータ３０が急激に過熱し、焼損または停止する事態が生じる。
【００４０】
本発明の第２実施形態は、複数の管状部材を備え、複数の管状部材が、少なくとも上端開口の位置が互いに異なる２本の管状部材を含むモータポンプを提供する。図５に、第２実施形態によるモータポンプ１０Ａの一例を示す。図５に示すモータポンプ１０Ａは、それぞれ、軸受ハウジング３７の連通孔３７２、３７４を通って配置される２本の管状部材２５８、２５９を備えている。２本の管状部材２５８、２５９は、互いに異なる上下方向位置で開口する上端開口２５８ａ、２５９ａを有している。図５の例では、連通孔３７２を通る管状部材２５８の上端開口２５８ａが、ステータ３３の上端より高い位置で開口している。一方、連通孔３７４を通る管状部材２５９の上端開口２５９ａは、ステータ３３
の上端より低い位置で開口している。モータポンプ１０Ａのその他の構成は、モータポンプ１０の構成と実質的に同様であるので、詳しい説明は省略する。
【００４１】
冷却ジャケット５７内の冷却液２７の液面が、管状部材２５８の上端開口２５８ａよりも高い位置にある場合、冷却液２７は、管状部材２５８の上端開口２５８ａ及び管状部材２５９の上端開口２５９ａのそれぞれに流入する。しかし、上記したように、冷却ジャケット５７内の冷却液２７の液面は経時的に低下し得る。冷却ジャケット５７内の冷却液２７の液面が管状部材２５８の上端開口２５８ａよりも低くなると、冷却液２７は、管状部材２５８の上端開口２５８ａに流入しない。しかし、冷却液２７は、上端開口２５８ａよりも低い位置にある、管状部材２５９の上端開口２５９ａに流入することができる。管状部材２５９の下端開口２５９ｂから噴出した高温の冷却液２７は、ポンプブラケット２３との熱交換により冷却される。低温の冷却液２７は、再び、循環羽根車６０の回転によって負荷側軸受ハウジング３７内に吐き出される。吐き出された冷却液２７は、負荷側軸受ハウジング３７の連通孔３７１〜３７４を通して冷却ジャケット５７の内部空間に流入する。こうして、冷却液２７の循環を継続させることができ、モータ３０の急激な過熱を防止することができる。尚、この場合、ステータ３３の上端（より具体的には、モータフレーム本体３４ａの上端）が冷却液２７で直接冷却されないので、図１の場合と比べてステータ３３の温度が上昇し得る。この場合、適宜、ステータ３３の温度をモニターする機構を設けることにより、メンテナンスのタイミングを図ることができる。
【００４２】
このように、第２実施形態では、冷却液２７の液面が低下しても、冷却液２７の循環を継続させることができる。従って、モータ３０が焼損または停止する事態を避けることができる。
【００４３】
尚、図示の例では、モータポンプ１０Ａは、２本の管状部材２５８、２５９を備え、２本の管状部材２５８、２５９の上端開口２５８ａ、２５９ａが、それぞれ、互いに異なる上下方向位置に配置されている。しかし、モータポンプ１０Ａは、３本以上の管状部材を備えていてもよく、その場合、３本以上の管状部材の上端開口の全てが、それぞれ、互いに異なる上下方向位置で開口していてもよい。または、３本以上の管状部材のうち幾つかの管状部材の上端開口が、同じ上下方向位置で開口していてもよい。第２実施形態では、複数の管状部材のうち２本の管状部材の上端開口が、互いに異なる上下方向位置で開口していればよい。
【００４４】
［第３実施形態］
図６は、本発明の第３実施形態を示す。第３実施形態のモータポンプ１０Ｂは、上記の管状部材５８、２５８、２５９と実質的に同様の構成を有する管状部材３５８と、管状の案内部材３８０との組み合わせを含む。管状部材３５８は、冷却ジャケット５７の内部空間から、中間ケーシング内における隔壁部材３５９の下方の空間（図示の例では、ポンプブラケット２３の内部空間）へ通じる、冷却液２７の戻り流路を形成する。一方、案内部材３８０は、冷却液２７の供給流路を形成する。案内部材３８０は、管状部材３５８と異なり、隔壁部材３５９の下方で開口する下端を有しない。案内部材３８０は、中間ケーシング内における隔壁部材３５９の上方の空間（図示の例では、負荷側軸受ハウジング３７の内部空間）から冷却ジャケット５７の内部空間へ冷却液２７を案内する。モータポンプ１０Ｂのその他の構成は、モータポンプ１０、１０Ａの構成と実質的に同様であるので、詳しい説明は省略する。
【００４５】
案内部材３８０は、冷却ジャケット５７の内部空間を延びており、循環羽根車６０の外周部またはそれより上方で負荷側軸受ハウジング３７の内部空間に連通するように配置される。一例として、案内部材３８０は、金属等の硬質材料で形成された管状部材であり、図６に示すように、その下端（符号省略）が、負荷側軸受ハウジング３７の外面で連通孔
３７４の周囲に溶接等で固定されている。しかし、案内部材３８０の固定方法及び固定位置は特に限られない。案内部材３８０は、連通孔３７４の直径よりも小さい外径を有するように形成されてもよく、連通孔３７４を通って延在していてもよい。この場合、案内部材３８０は、連通孔３７４の内部または負荷側軸受ハウジング３７の内面で、負荷側軸受ハウジング３７に固定されてよい。案内部材３８０は、負荷側軸受ハウジング３７と一体に形成されていてもよい。また、案内部材３８０は、ゴム等の軟質材料で形成されていてもよい。
【００４６】
図示の例では、案内部材３８０の上端開口３８０ａは、ステータ３３の上端より高い位置で開口している。循環羽根車６０から負荷側軸受ハウジング３７内に吐き出された、加速された冷却液２７は、負荷側軸受ハウジング３７の連通孔３７１〜３７４を通って冷却ジャケット５７の内部空間に流入する。このとき、連通孔３７４に流入した冷却液２７は、案内部材３８０の上端開口３８０ａからモータフレーム３４に向けて放出される。放出された冷却液２７は、モータフレーム３４の外周面に沿って流れ落ち、この間にモータフレーム３４を介してステータ３３と熱交換する。これにより、ステータ３３が冷却される。
【００４７】
このように、第３実施形態では、管状部材３５８が冷却液２７の戻り流路を形成し、案内部材３８０が冷却液２７の供給流路を形成する。案内部材３８０を設けることにより、冷却液２７の液面が低下した場合でも、液面より高い位置で冷却液２７を放出することができる。図６に示すように、案内部材３８０の上端開口３８０ａは、ステータ３３の上端よりも高い位置で開口していることが好ましい。これにより、冷却液２７の液面がステータ３３の上端より低い位置まで低下した場合でも、冷却液２７でステータ３３の上端を冷却することができる。また、案内部材３８０を設けることによって、管状部材３５８の上端開口３５８ａを比較的低い位置に配置することができる。図６の例では、管状部材３５８の上端開口３５８ａは、ステータ３３の上端よりも低い位置で開口している。管状部材３５８の上端開口３５８ａを比較的低い位置に配置することにより、冷却液２７の液面が低下しても冷却液２７の循環を継続させることができる。すなわち、管状部材３５８を通った高温の冷却液２７は、ポンプブラケット２３により冷却されて、再び循環羽根車６０に吸い込まれ、負荷側軸受ハウジング３７内に吐き出される。吐き出された低温の冷却液２７は、負荷側軸受ハウジング３７の連通孔３７１〜３７３と、連通孔３７４及びこれに接続された案内部材３８０とを通して、冷却ジャケット５７の内部空間に供給される。こうして冷却液２７の循環を維持することにより、常に、低温の冷却液２７を冷却ジャケット５７の内部空間に供給することができる。そして、案内部材３８０により、冷却液２７の液面が低下した場合でも、ステータ３３の全体を冷却することが可能になる。
【００４８】
第３実施形態において、管状部材３５８及び案内部材３８０の数は特に限られない。モータポンプ１０Ｂは、少なくとも１本の管状部材３５８と少なくとも１本の案内部材３８０を備えていればよい。しかし、液面が低下した場合の冷却効果の観点からは、案内部材３８０は複数本設けられていることが好ましい。また、案内部材３８０は、部分的に冷却ジャケット５７の外側に配置されていてもよい。すなわち、案内部材３８０は、上端開口３８０ａが冷却ジャケット５７の内部空間に連通し、下端開口が、循環羽根車６０の外周部またはそれより上方で中間ケーシングの内部空間に連通していればよい。また、案内部材３８０の上端開口３８０ａは、モータフレーム３４に面する向きで形成されていてもよい。
【００４９】
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態によれば、上記のモータポンプ１０、１０Ａ、１０Ｂを含む排水設備を提供することができる。排水設備は、下水道管よりも低い位置に設置された排水槽であるピット内に収容され、排水された水を一時貯留する汚水槽と、ピット内の汚水槽の
外に設けられて汚水槽の流出口に接続されるモータポンプ１０、１０Ａ、１０Ｂと、を備える。
【００５０】
図７は、本発明の第４実施形態による排水設備の例を示す。図７では、第１実施形態のモータポンプ１０を含む排水設備を示している。排水設備１１０は、建築物（例えばビル）１００の地階部分Ｂの下側に設置した排水槽であるピットＰｉ内に設けられている。ピットＰｉには、開口（マンホール）１２４が形成されており、開口１２４には蓋１２５が取り付けられている。排水設備１１０は、ピットＰｉ内に設けられた汚水槽１１２と、この汚水槽１１２の流出口１１６に接続されたモータポンプ１０と、を備える。図７の例では、１台のモータポンプ１０が縦置きで設置されている。しかし、モータポンプ１０は複数台設置されてもよく、また、横置きで使用されてもよい。
【００５１】
汚水槽１１２は、全体として略直方体状（箱状）であり、底面１１２ａ、側面１１２ｂ、及び上面１１２ｃにより画定される内部空間を有している。上面１１２ｃに開口部１１３が形成されており、開口部１１３は蓋１１４で覆われている。汚水槽１１２には、蓋１１４を貫通して流入管１１５が内部に挿入されている。流入管１１５は、地階部分Ｂより配管され、地階部分Ｂにおいて発生した汚水等を汚水槽１１２内に流入させる。ただし、流入管１１５は、汚水槽１１２の蓋１１４とピットＰｉの蓋１２５とを貫通するものに限定されず、汚水槽１１２の側面１１２ｂまたは上面１１２ｃを貫通してもよいし、ピットＰｉの側面または上面を貫通して配管されてもよい。尚、図示の例では、汚水槽１１２の底面１１２ａには、流出口１１６に近づくほど低くなるように傾斜が設けられているが、このような傾斜は設けられていなくてもよい。
【００５２】
１２６は、汚水槽１１２内に配置される、一例としてフロート式の水位センサである。本実施形態では水位センサ１２６は、モータポンプ１０の停止水位Ｈｓ１を検知する第１フロート１２６ａと、停止水位Ｈｓ１より高い水位である、モータポンプ１０の起動水位Ｈｓ２を検知する第２フロート１２６ｂと、を備えている。１２７は、第１フロート１２６ａ及び／又は第２フロート１２６ｂを保護する、例えばパネル部材等で形成されるカバーである。しかし、水位センサ１２６は、フロート式でなくてもよい。
【００５３】
モータポンプ１０は、吸込口に吸込配管１２３が接続され、吐出口に吐出配管１２２が接続されている。吸込配管１２３と吐出配管１２２とのそれぞれには、モータポンプ１０の交換およびメンテナンスのために仕切弁１１８が設けられている。また、吐出配管１２２には、逆流防止弁１１７が設けられている。逆流防止弁１１７は、吐出配管１２２に代えて、又は加えて、吸込配管１２３に設けられてもよい。
【００５４】
汚水槽１１２は、例えば樹脂または金属により形成される複数のパネル部材１１２０が連結されることにより形成されており、図７では、一点鎖線によって汚水槽１１２における複数のパネル部材１１２０の区切りを示している。しかし、図示の例に限られず、汚水槽１１２は任意の枚数のパネル部材１１２０で形成されればよい。複数のパネル部材１１２０は、ピットＰｉの開口１２４を通じてピットＰｉ内に搬入され、複数のパネル部材１１２０が組み立てられて汚水槽１１２が形成される。本実施形態では流出口１１６は他の底面１１２ａを構成するパネル部材１１２０と比べて下方に突出する凸部であるので、本実施形態では、汚水槽１１２を支持する架台１１９が設けられている。
【００５５】
複数のパネル部材１１２０は、例えば樹脂または金属により形成される。また、パネル部材１１２０は、複数層の素材により形成されてもよく、例えば断熱性に優れた繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、合成樹脂発泡体、及び、合成樹脂外装などが積層されて形成されてもよい。複数のパネル部材１１２０のそれぞれは、ピットＰｉに形成されている開口
（マンホール）２４を通過できるように、一辺の長さが開口２４の径Ｄｍよりも小さくなっている。例えば、本実施形態では、ピットＰｉの開口２４は径Ｄｍが６００ｍｍの円柱状であり、複数のパネル部材１１２０のそれぞれは、板面の各辺が径Ｄｍより小さく、略５００ｍｍ四方である。ただし、複数のパネル部材１１２０は、それぞれが同一の大きさの板面形状である必要はなく、例えば底面を画定するパネル部材１１２０と側面を画定するパネル部材１１２０とで大きさが異なっていてもよい。また、パネル部材１１２０は、板面の各辺の長さが開口２４の径Ｄｍより小さいものに限定されず、板面の長辺が径Ｄｍより大きいと共に短辺が径Ｄｍより小さくてもよい。このようにパネル部材１１２０の大きさが決められることにより、開口２４を通じて地階部分ＢからピットＰｉ内にパネル部材１１２０を搬入することができる。このため、地階部分ＢとピットＰｉとに新たに開口を形成しなくても、パネル部材１１２０をピットＰｉ内に搬入できる。  
【００５６】
モータポンプ１０は、汚水槽１１２の流出口１１６及びモータポンプ１０の吸込配管１２３を通じて汚水等を吸い込み、吐出配管１２２を通じて汚水等を汚水ます１９１に排水する。汚水ます１９１に排水された汚水等は、汚水ます１９３を介して公共下水道管１８０に排水されていく。
【００５７】
以上説明した本実施形態の排水設備１１０では、ピットＰｉの開口１２４を通じて複数のパネル部材１１２０がピットＰｉ内に搬入され、複数のパネル部材１１２０が組み立てられて汚水槽１１２が形成される。このため、既設建築物の排水槽をそのまま本実施形態の汚水槽１１２を収納するピットＰｉとして利用することができ、経済的に本実施形態の排水設備１１０に改良することができる。また、汚水等の流路と図示しない通気口を除いて汚水槽１１２は密閉されており、汚水槽１１２の上方に開口部１１３および蓋１１４が設けられている。また、汚水槽１１２は上面１１２ｃ、側面１１２ｂ、底面１１２ａで画定される内部空間を有し、汚水槽１１２とピットＰｉとのそれぞれにおいて蓋１１４，１２５により内部が覆われているので、悪臭が上階に漏れるのを防止することができる。
【００５８】
そして、ピットＰｉ内の汚水槽１１２の外にモータポンプ１０が設けられている。モータポンプ１０は、モータ３０のための上記した冷却機構を備えている。従って、モータ３０が水没しない状態でも、モータ３０に過度な温度上昇を生じさせることなく運転可能である。また、作業員は、汚水槽１１２内に入ることなく汚水槽１１２外でモータポンプ１０の交換を行うことができ、モータポンプ１０のメンテナンスや交換を容易に行うことができる。しかし、モータポンプ１０は、汚水槽１１２内に設置することもできる。その場合でも、モータポンプ１０が気中運転可能であることから、モータポンプ１０の運転が停止される所定水位Ｈｓ１を低く設定することができる。従って、排水運転終了時の汚水等の残留量を少なくして腐敗を抑制することができ、これは、悪臭対策に効果的である。また、上記したように、モータポンプ１０の冷却液２７の循環流路は、従来のブラケット類を複雑な形状に加工することなく形成することができる。従って、モータポンプ１０を、簡易且つ安価な方法で製造することができる。これは、排水設備１１０の製造コストを抑制する。
【００５９】
［第５実施形態］
図８は排水設備の他の実施形態を示す概略側断面図である。図８の排水設備１１０Ａは、汚水槽１１２に代えてバレル１１２が設けられており、その他の構成は排水設備１１０と同様である。バレル１１２は、有底の円筒状であり、本実施形態では天井を有していない。このバレル１１２は、ピットＰｉの開口（マンホール）１２４からピットＰｉ内に搬入できるように、開口１２４の径Ｄｍ（例えば６５０ｍｍ）よりも小さい外径（例えば６００ｍｍ）となっている。ピットＰｉ内のバレル１１２の外部にモータポンプ１０が接続されている。バレル１１２は、ピットＰｉ内に複数が設置されてもよいし、１つのバレル１１２に対して２つ以上のモータポンプ１０が接続されてもよい。複数のバレル１１２が互いに連通管で接続され、１つのバレル１１２の内部に流入管１１５が接続されてもよい
。しかし、バレル１１２は互いに連通管で接続されなくてもよいし、バレル１１２毎に流入管１１５が接続されてもよい。
【００６０】
こうした排水設備１１０Ａにおいても、既設建築物の排水槽をそのまま本実施形態のバレル１１２を収納するピットＰｉとして利用することができ、経済的に本実施形態の排水設備１１０Ａに改良することができる。また、モータポンプ１０がバレル１１２の外部に設けられているので、作業員は、バレル１１２内に入ることなくバレル１１２外でモータポンプ１０の交換を行うことができる。これにより、排水設備１０と同様に、モータポンプ１０のメンテナンスや交換を容易に行うことができる。しかし、モータポンプ１０は、バレル１１２内に設置することもできる。その場合でも、モータポンプ１０が気中運転可能であることから、運転が停止される所定水位Ｈｓ１を低く設定することができる。従って、排水運転終了時の汚水等の残留量を少なくして腐敗を抑制することができ、これは、悪臭対策に効果的である。また、上記したように、モータポンプ１０の冷却液２７の循環流路は、従来のブラケット類を複雑な形状に加工することなく形成することができる。従って、モータポンプ１０を、簡易且つ安価な方法で製造することができる。これは、排水設備１１０Ａの製造コストを抑制する。
【００６１】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその均等物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。
【００６２】
本発明は、以下の態様を含む。
１．回転することにより水を移送可能に構成された主羽根車と、
主羽根車に接続された主軸と、
主軸と一体に回転するロータ及びロータの外周側に設けられたステータを収容するモータフレームと、
主羽根車を収容するポンプケーシングと、
モータフレームとポンプケーシングとの間に配置されてポンプケーシングと共に水の流路を画定する、中間ケーシングと、
モータフレームの外周面を取り囲む冷却ジャケットと、
中間ケーシング内で主軸に取り付けられた循環羽根車と、を備えるモータポンプであって、
中間ケーシングは、冷却ジャケットの内部空間に連通する連通孔を有しており、これにより、ステータを冷却するための冷却液を、循環羽根車の回転によって、中間ケーシングの内部空間から連通孔を通して冷却ジャケットの内部空間へ供給することができ、モータポンプは、さらに、
冷却ジャケットの内部空間から中間ケーシングの内部空間内に延びる管状部材と、
主軸が貫通する貫通孔を有し、循環羽根車の下方に配置されるように中間ケーシングに取り付けられる隔壁部材と、を備えており、
隔壁部材の貫通孔は、循環羽根車の吸い込み口に連通しており、
管状部材の一端は、隔壁部材の下方で開口している、モータポンプ。
２．管状部材の他端は、冷却ジャケットの内部空間においてステータよりも上方の位置で開口する、上記１．に記載のモータポンプ。
３．冷却ジャケットの内部空間は、最上部に空気層を含む、上記１．または２．に記載のモータポンプ。
４．中間ケーシングは、主軸が貫通する貫通孔を有し且つポンプケーシングと係合するポンプブラケットと、主軸を軸支する軸受け部を有してモータフレームおよびポンプブラケ
ットと係合する軸受ハウジングと、を含み、
連通孔は、軸受ハウジングに形成されており、
管状部材は、連通孔を通る、上記１．〜３．のいずれかに記載のモータポンプ。
５．冷却ジャケットは、冷却ジャケットの筒状本体の端部に取り付けられるジャケット側板を備え、
モータフレームは、モータフレームの筒状本体の端部に取り付けられるフレーム側板を備え、
軸受ハウジングは、フレーム側板およびジャケット側板を介してモータフレームおよびポンプブラケットと係合している、上記４．に記載のモータポンプ。
６．主軸と軸受ハウジングとの隙間を封止する第１封止部と、
主軸とポンプブラケットとの隙間を封止する第２封止部と、を備え、
循環羽根車は、第１封止部と第２封止部との間で主軸に取り付けられる、上記４．または５．に記載のモータポンプ。
７．隔壁部材が、ポンプブラケットと共に、循環羽根車に吸い込まれる冷却液の吸い込み流路を画定している、上記４．〜６．のいずれかに記載のモータポンプ。
８．回転することにより水を移送可能に構成された主羽根車と、
主羽根車に接続された主軸と、
主軸と一体に回転するロータ及びロータの外周側に設けられたステータを収容するモータフレームと、
主羽根車を収容するポンプケーシングと、
モータフレームとポンプケーシングとの間に配置されてポンプケーシングと共に水の流路を画定する、中間ケーシングと、
モータフレームの外周面を取り囲む冷却ジャケットと、
中間ケーシング内で主軸に取り付けられた循環羽根車と、を備えるモータポンプであって、
中間ケーシングは、冷却ジャケットの内部空間に連通する連通孔を有しており、これにより、ステータを冷却するための冷却液を、循環羽根車の回転によって、中間ケーシングの内部空間から連通孔を通して冷却ジャケットの内部空間へ供給することができ、モータポンプは、さらに、
主軸が貫通する貫通孔を有し、循環羽根車の下方に配置されるように中間ケーシングに取り付けられる隔壁部材であって、貫通孔は循環羽根車の吸い込み口に連通する、隔壁部材と、
それぞれ、冷却ジャケットの内部空間から中間ケーシングの内部空間内に延びており、隔壁部材の下方で開口する一端及び冷却ジャケットの内部空間内で開口する他端を有する、少なくとも２本の管状部材と、
を備えており、
少なくとも２本の管状部材は、冷却ジャケットの内部空間において、上下方向において互いに異なる位置で開口する他端を有する第１の管状部材及び第２の管状部材を含む、モータポンプ。
９．第１の管状部材の他端は、ステータの上端よりも高い位置で開口し、第２の管状部材の他端は、ステータの上端よりも低い位置で開口する、上記８．に記載のモータポンプ。１０．冷却ジャケットの内部空間は、最上部に空気層を含む、上記８．または９．に記載のモータポンプ。
１１．中間ケーシングは、主軸が貫通する貫通孔を有し且つポンプケーシングと係合するポンプブラケットと、主軸を軸支する軸受け部を有してモータフレームおよびポンプブラケットと係合する軸受ハウジングと、を含み、
連通孔は、軸受ハウジングに形成されており、
第１の管状部材及び第２の管状部材の少なくとも一方は、連通孔を通る、上記８．〜１０．のいずれかに記載のモータポンプ。
１２．冷却ジャケットは、冷却ジャケットの筒状本体の端部に取り付けられるジャケット
側板を備え、モータフレームは、モータフレームの筒状本体の端部に取り付けられるフレーム側板を備え、軸受ハウジングは、フレーム側板およびジャケット側板を介してモータフレームおよびポンプブラケットと係合している、上記１１．に記載のモータポンプ。
１３．主軸と軸受ハウジングとの隙間を封止する第１封止部と、
主軸とポンプブラケットとの隙間を封止する第２封止部と、を備え、
循環羽根車は、第１封止部と第２封止部との間で主軸に取り付けられる、上記１１．または１２．に記載のモータポンプ。
１４．隔壁部材が、ポンプブラケットと共に、循環羽根車に吸い込まれる冷却液の吸い込み流路を画定している、上記１１．〜１３．のいずれかに記載のモータポンプ。
１５．回転することにより水を移送可能に構成された主羽根車と、
主羽根車に接続された主軸と、
主軸と一体に回転するロータ及びロータの外周側に設けられたステータを収容するモータフレームと、
主羽根車を収容するポンプケーシングと、
モータフレームとポンプケーシングとの間に配置されてポンプケーシングと共に水の流路を画定する、中間ケーシングと、
モータフレームの外周面を取り囲む冷却ジャケットと、
中間ケーシング内で主軸に取り付けられた循環羽根車と、を備えるモータポンプであって、
中間ケーシングは、冷却ジャケットの内部空間に連通する連通孔を有しており、これにより、ステータを冷却するための冷却液を、循環羽根車の回転によって、中間ケーシングの内部空間から連通孔を通して冷却ジャケットの内部空間へ供給することができ、モータポンプは、さらに、
主軸が貫通する貫通孔を有し、循環羽根車の下方に配置されるように中間ケーシングに取り付けられる隔壁部材であって、貫通孔は循環羽根車の吸い込み口に連通する、隔壁部材と、
冷却ジャケットの内部空間から中間ケーシングの内部空間内に延びており、隔壁部材の下方で開口する一端及び冷却ジャケットの内部空間内で開口する他端を有する、管状部材と、
循環羽根車の外周部またはそれより上方で中間ケーシングの内部空間に連通し、中間ケーシングの内部空間から冷却ジャケットの内部空間に冷却液を案内する管状の案内部材と、
を備える、モータポンプ。
１６．案内部材の一端は、冷却ジャケットの内部空間において、管状部材の他端よりも高い位置で開口する、上記１５．に記載のモータポンプ。
１７．案内部材の一端は、ステータの上端よりも高い位置で開口し、管状部材の他端は、ステータの上端よりも低い位置で開口する、上記１６．に記載のモータポンプ。
１８．冷却ジャケットの内部空間は、最上部に空気層を含む、上記１５．〜１７．のいずれかに記載のモータポンプ。
１９．中間ケーシングは、主軸が貫通する貫通孔を有し且つポンプケーシングと係合するポンプブラケットと、主軸を軸支する軸受け部を有してモータフレームおよびポンプブラケットと係合する軸受ハウジングと、を含み、
中間ケーシングは、複数の前記連通孔を有しており、
複数の連通孔は、前記軸受ハウジングに形成されており、
案内部材の一端は、複数の連通孔のうちの１つに連通する、上記１５．〜１８．のいずれか一項に記載のモータポンプ。
２０．管状部材が、複数の連通孔のうちの別の１つを通る、上記１９．に記載のモータポンプ。
２１．冷却ジャケットは、冷却ジャケットの筒状本体の端部に取り付けられるジャケット側板を備え、
モータフレームは、モータフレームの筒状本体の端部に取り付けられるフレーム側板を備え、
軸受ハウジングは、フレーム側板およびジャケット側板を介してモータフレームおよびポンプブラケットと係合している、上記１９．または２０．に記載のモータポンプ。
２２．主軸と軸受ハウジングとの隙間を封止する第１封止部と、
主軸とポンプブラケットとの隙間を封止する第２封止部と、を備え、
循環羽根車は、第１封止部と第２封止部との間で主軸に取り付けられる、上記１９．〜２１．のいずれかに記載のモータポンプ。
２３．隔壁部材が、ポンプブラケットと共に、循環羽根車に吸い込まれる冷却液の吸い込み流路を画定している、上記１９．〜２２．のいずれかに記載のモータポンプ。
２４．循環羽根車は、遠心羽根車である、上記１．〜２３．のいずれかに記載のモータポンプ。
２５．下水道管よりも低い位置に設置された排水槽であるピット内に収容され、排水された水を一時貯留する汚水槽と、ピット内の汚水槽の外に設けられて汚水槽の流出口に接続される、上記１．〜２４．のいずれかに記載のモータポンプと、を備える排水設備。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、モータポンプおよびこれを備える排水設備に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
ＡＬ  軸線
Ｂ  地階部分
Ｐｉ  ピット
Ｄｍ  開口径
Ｈｓ１  停止水位
Ｈｓ２  起動水位
１０、１０Ａ、１０Ｂ  モータポンプ
２０  ポンプ本体
２１  主羽根車
２２  ポンプケーシング
２２ａ  吸込口
２２ｂ  吐出口
２３  ポンプブラケット
２３ａ  段部
２４  底部
２５  第１封止部
２７  冷却液
３０  モータ
３１  主軸
３２  ロータ
３３  ステータ
３４  モータフレーム
３４ａ  モータフレーム本体
３５  負荷側側板
３６  反負荷側側板
３７  負荷側軸受ハウジング
３８  負荷側軸受
３９  第２封止部
４０  反負荷側軸受ハウジング
４１  反負荷側軸受
４３  ケーブル
５５  負荷側ジャケット側板
５６  反負荷側ジャケット側板
５７  冷却ジャケット
５７ａ  冷却ジャケット本体
５８  管状部材
５８ａ  上端開口
５８ｂ  下端開口
５９  隔壁部材
５９ａ  中央貫通孔
６０  循環羽根車
６１  羽根
６１ａ  内周側縁部
６２  ボス部
６３  主板
７０  空気層
１００  ビル
１１０  排水設備
１１０Ａ  排水設備
１１２  汚水槽
１１２ａ  底面
１１２ｂ  側面
１１２ｃ  上面
１１３  開口部
１１４  蓋
１１５  流入管
１１６  流出口
１１７  逆流防止弁
１１８  仕切り弁
１１９  架台
１２２  吐出配管
１２３  吸込配管
１２４  マンホール
１２５  蓋
１２６  水位センサ
１２６ａ  第１フロート
１２６ｂ  第２フロート
１２７  カバー
１８０  公共下水道管
１９１、１９３  汚水ます
２５８、２５９  管状部材
２５８ａ、２５９ａ  上端開口
２５８ｂ、２５９ｂ  下端開口
３２１  ロータコア
３２２  二次導体
３３１  ステータコア
３３２  ステータコイル
３５８  管状部材
３５８ａ  上端開口
３５８ｂ  下端開口
３５９  隔壁部材
３７１、３７２、３７３、３７４  連通孔
３８０  案内部材
３８０ａ  上端開口
５９１、５９２  貫通孔
１１２０  パネル部材
【図１】
2018059497.tif 000003
【図１Ａ】
2018059497.tif 000004
【図２】
2018059497.tif 000005
【図３】
2018059497.tif 000006
【図４】
2018059497.tif 000007
【図５】
2018059497.tif 000008
【図６】
2018059497.tif 000009
【図７】
2018059497.tif 000010
【図８】
2018059497.tif 000011