(57)【要約】【課題】回転軸のみならず羽根車の腐食を抑制することが可能な水中ポンプを提供する。【解決手段】この水中ポンプ１００は、回転駆動される金属製の回転軸２と、回転軸２と電気的に接続された状態で回転軸２の一端に取り付けられる金属製の羽根車７と、羽根車７が配置されるポンプ室３と、回転軸２と電気的に接続された状態で回転軸２の内部に全体が収容され、回転軸２および羽根車７よりも卑な金属材料により形成される犠牲電極８と、犠牲電極８およびポンプ室３を連通して、犠牲電極８にポンプ室３の水を導く導入路９ａとを備える。【選択図】図１
2019078218.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動される金属製の回転軸と、
前記回転軸と電気的に接続された状態で前記回転軸の一端側に取り付けられる金属製の羽根車と、
前記羽根車が配置されるポンプ室と、
前記回転軸と電気的に接続された状態で前記回転軸の内部に全体が収容され、前記回転軸および前記羽根車よりも卑な金属材料により形成される犠牲電極と、
前記犠牲電極および前記ポンプ室を連通して、前記犠牲電極に前記ポンプ室の水を導く導入路とを備える、水中ポンプ。
【請求項２】
前記導入路を有し、前記回転軸の一端に取り付けられることにより、前記回転軸の内部に収容された前記犠牲電極を保持する保持部材をさらに備える、請求項１に記載の水中ポンプ。
【請求項３】
記保持部材は、前記回転軸の一端に取り付けられることにより前記羽根車を前記回転軸に固定するように構成されている、請求項２に記載の水中ポンプ。
【請求項４】
前記回転軸は、前記犠牲電極を収容する収容室と、前記回転軸の一端および前記収容室を連通する雌ネジ穴とを含み、
前記犠牲電極は、前記雌ネジ穴を介して、前記回転軸の外側から前記収容室に収容されるように構成され、
前記保持部材は、前記導入路が形成されたボルトであり、
前記ボルトは、前記収容室に前記犠牲電極が収容された状態で、前記雌ネジ穴に螺合されることにより、前記収容室を塞いで前記収容室に収容された前記犠牲電極を保持するとともに、前記導入路によって前記収容室および前記ポンプ室を連通するように構成されている、請求項２または３に記載の水中ポンプ。
【請求項５】
前記導入路は、前記犠牲電極および前記ポンプ室を連通するように、前記回転軸の軸方向に延びている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の水中ポンプ。
【請求項６】
前記犠牲電極および前記導入路は、前記回転軸の中心軸線上に配置されている、請求項５に記載の水中ポンプ。
【請求項７】
前記回転軸の内部に配置され、前記犠牲電極を前記導入路に向けて付勢する付勢部材をさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の水中ポンプ。
【請求項８】
前記羽根車および前記回転軸は、ステンレス材料により形成され、
前記犠牲電極は、亜鉛、アルミニウム、マグネシウムおよび鉄のいずれかを含む材料により形成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の水中ポンプ。
【請求項９】
前記羽根車は、前記回転軸よりも耐食性に優れた材料により形成されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の水中ポンプ。
【請求項１０】
前記回転軸には、前記回転軸の軸方向と交差する方向に延びる前記導入路が設けられている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の水中ポンプ。
【請求項１１】
前記収容室の直径は、前記回転軸の直径の３分の１以下である、請求項４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ものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転軸の腐食を抑制する犠牲電極を備える水中ポンプが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、金属製の回転軸と、回転軸と電気的に接続された状態で回転軸の一端側に取り付けられる金属製の羽根車とを備える水中ポンプが開示されている。羽根車は、回転軸よりも卑な金属材料により形成され、回転軸の犠牲電極として機能するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１０３２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の水中ポンプでは、羽根車が犠牲電極として機能するため、回転軸の腐食を抑制することができる一方、比較的短い期間で羽根車が腐食してしまうという問題点がある。その結果、羽根車の腐食に伴い早期に水中ポンプの性能が低下し、腐食が進行した場合には、羽根車により水にエネルギーを与えることができなくなる。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、回転軸のみならず羽根車の腐食を抑制することが可能な水中ポンプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面における水中ポンプは、回転駆動される金属製の回転軸と、回転軸と電気的に接続された状態で回転軸の一端側に取り付けられる金属製の羽根車と、羽根車が配置されるポンプ室と、回転軸と電気的に接続された状態で回転軸の内部に全体が収容され、回転軸および羽根車よりも卑な金属材料により形成される犠牲電極と、犠牲電極およびポンプ室を連通して、犠牲電極にポンプ室の水を導く導入路とを備える。
【０００８】
この発明の一の局面による水中ポンプでは、上記のように、互いに電気的に接続された回転軸および羽根車と、回転軸と電気的に接続された状態で回転軸の内部に全体が収容され、回転軸および羽根車よりも卑な金属材料により形成される犠牲電極と、犠牲電極にポンプ室の水を導く導入路とを設ける。これにより、導入路を介して水に接触する犠牲電極と、回転軸および羽根車とが互いに電気的に接続され、回転軸および羽根車の代わりに、犠牲電極を腐食させることができる。その結果、回転軸のみならず羽根車の腐食を抑制することができる。これにより、羽根車の腐食により、水中ポンプの性能が低下するのを抑制することができるので、より長期間に渡り水中ポンプの性能を維持することができる。
【０００９】
ところで、一般的に、回転軸を回転させると、回転軸を支持する金属製の軸受内に封入されたグリス（絶縁体）により、水中ポンプの金属製のケーシングと回転軸とが軸受を介して電気的に導通された状態から非導通状態に変化することが知られている。このため、たとえば、水中ポンプを継続運転させる場合には、ケーシングに犠牲電極が設けられていたとしても、回転軸側（回転時に回転軸および羽根車と電気的に接続される部分）に犠牲電極が設けられていなければ、回転軸および羽根車の腐食を抑制することができない。そこで、上記のように、回転軸の内部に犠牲電極を設けて回転軸および羽根車と電気的に接続することにより、水中ポンプを継続運転させる場合にも、効果的に、回転軸および羽根車の腐食を抑制することができる。また、犠牲電極がポンプ室に露出する場合とは異なり、犠牲電極の全体を回転軸の内部に収容することによって、羽根車により送られる水の経路（ポンプ室）から離間した位置に犠牲電極を配置することができる。このため、犠牲電極が水の抵抗となるのを防止することができるとともに、腐食の進行に伴う犠牲電極の形状変化が、水中ポンプの性能に影響を及ぼすことを防止することができる。
【００１０】
上記一の局面による水中ポンプにおいて、好ましくは、導入路を有し、回転軸の一端に取り付けられることにより、回転軸の内部に収容された犠牲電極を保持する保持部材をさらに備える。このように構成すれば、導入路を有する保持部材により犠牲電極を保持することができるので、回転軸の内部で、かつ、ポンプ室の水を導くことができる所定位置に犠牲電極を安定して配置することができる。
【００１１】
この場合、好ましくは、保持部材は、回転軸の一端に取り付けられることにより羽根車を回転軸に固定するように構成されている。このように構成すれば、犠牲電極にポンプ室の水を導くことと、羽根車を回転軸に固定することを１つの保持部材により行うことができるので、別々の部材により行う場合よりも部品点数を減らすことができる。その結果、装置構成を簡素化することができる。
【００１２】
上記保持部材をさらに備える構成において、好ましくは、回転軸は、犠牲電極を収容する収容室と、回転軸の一端および収容室を連通する雌ネジ穴とを含み、犠牲電極は、雌ネジ穴を介して、回転軸の外側から収容室に収容されるように構成され、保持部材は、導入路が形成されたボルトであり、ボルトは、収容室に犠牲電極が収容された状態で、雌ネジ穴に螺合されることにより、収容室を塞いで収容室に収容された犠牲電極を保持するとともに、導入路によって収容室およびポンプ室を連通するように構成されている。このように構成すれば、ボルトおよび雌ネジ穴により、保持部材を容易に着脱可能な構成とすることができる。また、ボルトによって、回転軸への犠牲電極の入口である雌ネジ穴を容易に塞ぐことができるので、犠牲電極を回転軸の収容室に容易に収容することができるとともに、ポンプ室の水を犠牲電極に容易に導くことができる。
【００１３】
上記一の局面による水中ポンプにおいて、好ましくは、導入路は、犠牲電極およびポンプ室を連通するように、回転軸の軸方向に延びている。このように構成すれば、導入路が回転軸の横方向に延びる場合と比較して、回転軸の軸方向に直交する方向のバランスをより向上することができる。その結果、犠牲電極を回転軸の内部に収容する場合でも、回転軸をより安定して回転させることができる。すなわち、回転軸の回転する際の振動を抑制することができる。
【００１４】
この場合、好ましくは、犠牲電極および導入路は、回転軸の中心軸線上に配置されている。このように構成すれば、犠牲電極および導入路を、回転軸の中心軸線から逸れた位置に配置する場合と比較して、回転軸の軸方向に直交する方向のバランスを一層向上することができる。その結果、犠牲電極を回転軸の内部に収容する場合でも、回転軸を一層安定して回転させることができる。
【００１５】
上記一の局面による水中ポンプにおいて、好ましくは、回転軸の内部に配置され、犠牲電極を導入路に向けて付勢する付勢部材をさらに備える。このように構成すれば、犠牲電極が腐食により変形したとしても、付勢部材により、犠牲電極を移動させて、犠牲電極を導入路の近くに配置することができる。
【００１６】
上記一の局面による水中ポンプにおいて、好ましくは、羽根車および回転軸は、ステンレス材料により形成され、犠牲電極は、亜鉛、アルミニウム、マグネシウムおよび鉄のいずれかを含む材料により形成されている。このように構成すれば、ステンレス材料よりもイオン化傾向が大きい亜鉛、アルミニウム、マグネシウムおよび鉄のいずれかを含む材料により犠牲電極が形成されるので、羽根車および回転軸に先行して犠牲電極を腐食させることができる。
【００１７】
上記一の局面による水中ポンプにおいて、好ましくは、羽根車は、回転軸よりも耐食性に優れた材料により形成されている。このように構成すれば、犠牲電極が腐食し尽したとしても、羽根車が回転軸よりも先行して腐食するのを抑制することができるので、水中ポンプの性能が変化するのを抑制することができる。
【００１８】
上記一の局面による水中ポンプにおいて、好ましくは、回転軸には、回転軸の軸方向と交差する方向に延びる導入路が設けられている。このように構成すれば、回転軸の導入路により、ポンプ室の水を犠牲電極に導くことができる。
【００１９】
上記回転軸が収容室と雌ネジ穴とを含む構成において、好ましくは、収容室の直径は、回転軸の直径の３分の１以下である。このように構成すれば、収容室の直径が回転軸の直径の３分の１よりも大きい場合と比較して、回転軸の収容室が設けられる部分の肉厚が確保されるので、回転軸の強度を確保することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、上記のように、回転軸のみならず羽根車の腐食を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態による水中ポンプの全体構成を示した概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態による水中ポンプの犠牲電極、回転軸の下端部分、ボルトおよび羽根車を示した部分拡大図である。
【図３】本発明の第１実施形態による水中ポンプの組み立てについて説明するための図である。
【図４】本発明の第２実施形態による水中ポンプの犠牲電極、回転軸の下端部分、ボルトおよび羽根車を示した部分拡大図である。
【図５】本発明の第１および第２実施形態の変形例による水中ポンプの全体構成を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
［第１実施形態］
（水中ポンプの構成）
図１〜図３を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。第１実施形態による水中ポンプ１００は、図１に示すように、モータ１と、回転軸２と、ポンプ室３と、オイル室４と、メカニカルシール５と、オイルリフター６と、ポンプ室３に配置される羽根車７と、犠牲電極８と、導入路９ａを有するボルト９と、圧縮バネ１０とを備えている。水中ポンプ１００は、回転軸２が上下方向（Ｚ方向）に延びる縦型の水中電動ポンプである。回転軸２の一端（下端、Ｚ２方向の端部）２ａ側には、羽根車７が取り付けられており、他端（上端、Ｚ１方向の端部）２ｂ側には、モータ１が接続されている。なお、圧縮バネ１０は、特許請求の範囲の「付勢部材」の一例である。また、ボルト９は、特許請求の範囲の「保持部材」の一例である。
【００２４】
第１実施形態では、水中ポンプ１００は、ボルト９の導入路９ａを介して、犠牲電極８をポンプ室３に連通させて、犠牲電極８にポンプ室３内の水を導くことにより、犠牲電極８によって、回転軸２および羽根車７の腐食を抑制するように構成されている。詳細については後述する。なお、水中ポンプ１００の金属製のケーシング（モータ１、ポンプ室３およびオイル室４などを形成する外枠部分）１００ａには、ケーシング１００ａよりも卑な金属材料により形成された犠牲電極１００ｂが設けられている。
【００２５】
モータ１は、外部からの水が浸入しないように、密閉されている。また、モータ１は、回転軸２を回転駆動させる。モータ１は、回転軸２を介して羽根車７を回転駆動させるように構成されている。また、モータ１は、固定子１１と回転子１２とを含んでいる。固定子１１は、コイルを有しており、モータ１の外周部に配置されている。また、固定子１１は、ケーブル１３から電力が供給されることにより、磁界を発生させるように構成されている。回転子１２は、回転軸２に取り付けられ、固定子１１と径方向に対向するようにモータ１の内側に配置されている。また、回転子１２は、固定子１１からの磁界により回転するように構成されている。
【００２６】
回転軸２は、モータ１の駆動により回転するように構成されている。回転軸２は、モータ１の駆動力を羽根車７に伝えるように構成されている。回転軸２（羽根車７）は、平面視において（上方から見た場合に）、時計回り（図１に示すＪ方向）に回転するように構成されている。回転軸２は、ベアリング２１および２２により回転可能に支持されている。回転軸２は、モータ１からオイル室４を貫通してポンプ室３まで延びるように配置されている。回転軸２のモータ１側の他端２ｂとは逆側の一端２ａには、羽根車７が取り付けられている。
【００２７】
回転軸２は、概して上下方向（Ｚ方向）に延びる円柱形状を有している。回転軸２は、一端（下端）２ａを含む下方部分２ｃの直径（外径）が、下方部分２ｃよりも上方の部分の直径（外径）よりも僅かに小さくなるように形成されている。すなわち、回転軸２には、一端２ａ近傍に段差部（座部）２ｄ（図２参照）が設けられている。下方部分２ｃには、羽根車７が嵌合により取り付けられるように構成されている。また、段差部２ｄは、下方部分２ｃに嵌合された羽根車７が下方から当接し、羽根車７の上方への移動を規制するように構成されている。すなわち、段差部２ｄは、羽根車７の上下方向の位置決めである。
【００２８】
回転軸２は、金属製である。具体的には、回転軸２は、比較的強度に優れるマルテンサイト系のステンレス材料により形成されている。回転軸２の腐食を抑制するための構成については後述する。
【００２９】
ポンプ室３には、羽根車７が配置されている。また、ポンプ室３は、吸込口３１と吐出口３２とを有している。水中ポンプ１００は、プラントなどの排水領域（図示せず）に設置され、吸込口３１からポンプ室３内へ水（特に海水などの腐食性の強い水）を吸水する。そして羽根車７が回転することでポンプ室３内へ吸水された水へ速度エネルギーを与え、ポンプ室３内にて水の速度エネルギーが圧力エネルギーに変換され、流路３３を介して吐出口３２から吐出するように構成されている。
【００３０】
オイル室４は、モータ１およびポンプ室３の間に配置されており、オイル室４は、オイルが充填されている。また、オイル室４内には、メカニカルシール５が設けられている。メカニカルシール５は、負荷側（ポンプ室３側）および反負荷側（ポンプ室３に対して反対側、つまり、モータ１側）に、それぞれ、摺動部（図示せず）を有している。負荷側の摺動部は、ポンプ室３の圧力水がオイル室４に流入するのを防止（抑制）する機能を有している。また、反負荷側の摺動部は、オイル室４のオイルを含む流体がモータ１側に流入するのを防止（抑制）する機能を有している。なお、摺動部は、オイル室４に充填されたオイルによって、潤滑されるとともに、焼きつかないように冷却される。メカニカルシール５の反負荷側（上端）には、シール４１が設けられている。シール４１は、たとえば、オイルシール等が用いられる。
【００３１】
オイルリフター６は、オイル室４の回転軸２の周りに設けられ、回転軸２の周囲を囲う筒形状を有している。オイルリフター６は、回転軸２の回転に伴いオイルを上方向に持ち上げるように構成されている。つまり、オイルリフター６は、メカニカルシール５の反負荷側の摺動部にオイルを供給するように構成されている。オイルリフター６の下部には、貫通孔６ａが設けられている。貫通孔６ａは、オイルリフター６の内周側にオイルを導くように構成されている。オイルリフター６は、上方向に持ち上げたオイルをオイルリフター６の上端側から外周側に戻すように構成されている。
【００３２】
羽根車７は、図１に示すように、回転軸２の一端２ａ側に取り付けられており、回転軸２を介してモータ１に接続されている。また、羽根車７は、回転軸２と電気的に接続された状態で回転軸２に取り付けられている。羽根車７は、ポンプ室３に配置されている。羽根車７（および回転軸２）の中心は、吸込口３１の真上に配置され、吐出口３２の側方側に配置されている。
【００３３】
羽根車７は、金属製である。具体的には、羽根車７は、比較的耐食性に優れるオーステナイト系のステンレス材料により形成されている。なお、オーステナイト系のステンレス材料により形成されている羽根車７は、マルテンサイト系のステンレス材料により形成されている回転軸２よりも、耐食性において優れている。
【００３４】
羽根車７は、ボルト９により回転軸２に対して固定されるように構成されている。
【００３５】
（回転軸および羽根車の腐食を抑制するための構成）
図２および図３に示すように、水中ポンプ１００は、回転軸２および羽根車７の腐食を抑制するための構成として、回転軸２に設けられる収容室２３および雌ネジ穴２４と、犠牲電極８と、導入路９ａを有するボルト９と、圧縮バネ１０とを備えている。
【００３６】
収容室２３は、回転軸２の内側に設けられ、上下方向（Ｚ方向）に延びる円筒形状の空間部分である。収容室２３は、犠牲電極８を収容するように構成されている。収容室２３は、上下方向において、ポンプ室３とオイル室４とに跨る範囲（図１参照）に配置されている。収容室２３は、回転軸２の中心軸線α上に配置されている。さらに、収容室２３は、収容室２３の中心軸線（図示せず）が回転軸２の中心軸線αと略一致する位置に配置されている。
【００３７】
収容室２３の直径（外径）ｄ１は、回転軸２（下方部分２ｃを除き、回転軸２の収容室２３が設けられている部分の直径）の直径（内径）ｄ２の３分の１以下である（ｄ１≦（１／３）ｄ２）。具体例として、回転軸２の直径ｄ２が３０ｍｍであり、収容室２３の直径ｄ１が８ｍｍである。
【００３８】
雌ネジ穴２４は、回転軸２の一端２ａと収容室２３とを連通するように形成されている。雌ネジ穴２４は、回転軸２の中心軸線α上に配置されている。さらに、雌ネジ穴２４は、雌ネジ穴２４の中心軸線（図示せず）が回転軸２の中心軸線αと略一致するような位置に配置されている。雌ネジ穴２４の直径（ネジ山の頂部の内径）ｄ３は、収容室２３の直径（外径）ｄ１以上の大きさを有している。また、直径ｄ３は、犠牲電極８の直径（外径）ｄ４よりも大きい（ｄ４＜ｄ１≦ｄ３）。
【００３９】
犠牲電極８は、上下方向に延びる円柱形状を有している。つまり、犠牲電極８は、丸棒形状の部材である。犠牲電極８の直径ｄ４は、雌ネジ穴２４の直径ｄ３よりも小さい（ｄ４＜ｄ３）。犠牲電極８は、雌ネジ穴２４を介して、回転軸２の外側から収容室２３に収容されるように構成されている。犠牲電極８は、回転軸２と電気的に接続された状態で回転軸２の内部（収容室２３）に全体が収容されるように構成されている。
【００４０】
犠牲電極８は、上下方向（Ｚ方向）に直交する横方向において、回転軸２に対して、犠牲電極８の上下方向への移動を妨げない程度の僅かな隙間を空けて収容室２３に収容されている。このため、犠牲電極８は、収容室２３と同様に、回転軸２の中心軸線α上に配置されている。また、犠牲電極８と収容室２３との横方向の隙間は、回転軸２が回転した際に、犠牲電極８が遠心力によって回転軸２の半径方向に振られることがほとんどない程度の大きさである。
【００４１】
犠牲電極８は、回転軸２および羽根車７よりも卑な金属材料（イオン化傾向が大きい金属材料）により形成されている。すなわち、犠牲電極８は、水中に配置した際に、ステンレス材料（回転軸２および羽根車７）よりも腐食しやすい特性を有する材料により形成されている。具体的には、犠牲電極８は、亜鉛を含む材料により形成されている。
【００４２】
ボルト９は、雄ネジと平行に延びる導入路９ａを軸中心に有している。つまり、ボルト９は、軸中心に導入路９ａとして機能する貫通穴が形成された貫通穴付きボルトである。ボルト９は、回転軸２の中心軸線αに沿って、回転軸２の一端２ａの雌ネジ穴２４に螺合により取り付けられるように構成されている。その結果、ボルト９は、回転軸２の内部に収容された犠牲電極８に下方側（Ｚ２方向側）から当接して、犠牲電極８を下方側から保持するように構成されている。導入路９ａは、上端が犠牲電極８の下端位置まで延びており、犠牲電極８およびポンプ室３を連通するように構成されている。導入路９ａは、回転軸２の中心軸線α上に配置されている。導入路９ａの直径（内径）ｄ５は、犠牲電極８の直径（外径）ｄ４よりも小さい（ｄ５＜ｄ４）。導入路９ａは、毛細管現象により内側の水を上昇させて犠牲電極８（収容室２３）に導くように構成されている。ボルト９は、犠牲電極８よりも貴な金属材料または樹脂材料により形成されている。
【００４３】
なお、ボルト９は、上記のように、犠牲電極８を保持するように構成されていることに加えて、回転軸２の一端２ａに取り付けられることにより、羽根車７を回転軸２に固定するように構成されている。詳細には、羽根車７が回転軸２の下方部分２ｃに嵌合するとともに、羽根車７が段差部２ｄに当接した状態で、ボルト９は、回転軸２の下方から雌ネジ穴２４に螺合されることにより、回転軸２（段差部２ｄ）との間に羽根車７を挟み込んで、羽根車７を回転軸２に対して固定するように構成されている。
【００４４】
つまり、ボルト９は、収容室２３に犠牲電極８を収容させた状態で、雌ネジ穴２４に螺合されることにより、収容室２３を塞いで収容された犠牲電極８を保持するとともに、ボルト９の導入路９ａによって収容室２３およびポンプ室３を連通するように構成されている。
【００４５】
圧縮バネ１０は、回転軸２の内部の収容室２３に圧縮状態で配置されている。圧縮バネ１０は、犠牲電極８を導入路９ａ（ボルト９）に向けて付勢するように構成されている。詳細には、圧縮バネ１０は、収容室２３の上端面と収容室２３に収容されている犠牲電極８の上端との間に、圧縮状態で配置されている。これにより、圧縮バネ１０は、犠牲電極８を下方に付勢して、犠牲電極８をボルト９（導入路９ａの上端）に当接させるように構成されている。また、圧縮バネ１０は、犠牲電極８が腐食して短くなることに伴って伸張することにより、常に、犠牲電極８をボルト９（導入路９ａの上端）に当接させるように構成されている。
【００４６】
（回転軸への部品取付）
次に、図３を参照して、回転軸２への部品の取り付けについて説明する。回転軸２に取り付けられる部品としては、羽根車７と、犠牲電極８と、圧縮バネ１０と、導入路９ａを有するボルト９および座金９０がある。
【００４７】
はじめに、羽根車７が回転軸２の一端２ａ側（下方部分２ｃ）に嵌合により取り付けられる。
【００４８】
次に、圧縮バネ１０および犠牲電極８を順に収容室２３に収容する。なお、圧縮バネ１０および犠牲電極８の収容室２３への収容を、羽根車７の回転軸２への嵌合の先に行ってもよい。
【００４９】
次に、座金９０が取り付けられたボルト９を、回転軸２の雌ネジ穴２４に螺合させる。これによりボルト９の導入路９ａが犠牲電極８に接触するように、ボルト９により犠牲電極８が保持されるとともに、羽根車７が回転軸２に固定される。
【００５０】
犠牲電極８を交換する際には、上記各工程とは逆の工程により、回転軸２から部品が取り外される。
【００５１】
（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００５２】
第１実施形態では、上記のように、互いに電気的に接続された回転軸２および羽根車７と、回転軸２と電気的に接続された状態で回転軸２の内部に全体が収容され、回転軸２および羽根車７よりも卑な金属材料により形成される犠牲電極８と、犠牲電極８にポンプ室３の水を導く導入路９ａとを設ける。これにより、導入路９ａを介して水に接触する犠牲電極８と、回転軸２および羽根車７とが互いに電気的に接続され、回転軸２および羽根車７の代わりに、犠牲電極８を腐食させることができる。その結果、回転軸２のみならず羽根車７の腐食を抑制することができる。これにより、羽根車７の腐食により、水中ポンプ１００の性能が低下するのを抑制することができるので、より長期間に渡り水中ポンプ１００の性能を維持することができる。
【００５３】
ところで、一般的に、回転軸を回転させると、回転軸を支持する金属製の軸受内に封入されたグリス（絶縁体）により、水中ポンプの金属製のケーシングと回転軸とが軸受を介して電気的に導通された状態から非導通状態に変化することが知られている。このため、たとえば、水中ポンプを継続運転させる場合には、ケーシングに犠牲電極が設けられていたとしても、回転軸側（回転時に回転軸および羽根車と電気的に接続される部分）に犠牲電極が設けられていなければ、回転軸および羽根車の腐食を抑制することができない。そこで、上記のように、回転軸２の内部に犠牲電極８を設けて回転軸２および羽根車７と電気的に接続することにより、水中ポンプ１００を継続運転させる場合にも、効果的に、回転軸２および羽根車７の腐食を抑制することができる。また、犠牲電極８がポンプ室３に露出する場合とは異なり、犠牲電極８の全体を回転軸２の内部に収容することによって、羽根車７により送られる水の経路（ポンプ室３）から離間した位置に犠牲電極８を配置することができる。このため、犠牲電極８が水の抵抗となるのを防止することができるとともに、腐食の進行に伴う犠牲電極８の形状変化が、水中ポンプ１００の性能に影響を及ぼすことを防止することができる。
【００５４】
また、第１実施形態では、上記のように、導入路９ａを有し、回転軸２の一端２ａに取り付けられることにより、回転軸２の内部に収容された犠牲電極８を保持するボルト９を設ける。これにより、導入路９ａを有するボルト９により犠牲電極８を保持することができるので、回転軸２の内部で、かつ、ポンプ室３の水を導くことができる所定位置に犠牲電極８を安定して配置することができる。
【００５５】
また、第１実施形態では、上記のように、ボルト９を、回転軸２の一端２ａに取り付けられることにより羽根車７を回転軸２に固定するように構成する。これにより、犠牲電極８にポンプ室３の水を導くことと、羽根車７を回転軸２に固定することを１つのボルト９により行うことができるので、別々の部材により行う場合よりも部品点数を減らすことができる。その結果、装置構成を簡素化することができる。
【００５６】
また、第１実施形態では、上記のように、回転軸２に、犠牲電極８を収容する収容室２３と、回転軸２の一端２ａおよび収容室２３を連通する雌ネジ穴２４とを設け、犠牲電極８を、雌ネジ穴２４を介して、回転軸２の外側から収容室２３に収容されるように構成し、導入路９ａが形成されたボルト９を、収容室２３に犠牲電極８が収容された状態で、雌ネジ穴２４に螺合されることにより、収容室２３を塞いで収容室２３に収容された犠牲電極８を保持するとともに、導入路９ａによって収容室２３およびポンプ室３を連通するように構成する。これにより、容易に着脱可能な構成であるボルト９によって、回転軸２への犠牲電極８の入口である雌ネジ穴２４を容易に塞ぐことができるので、犠牲電極８を回転軸２の収容室２３に容易に収容することができるとともに、ポンプ室３の水を犠牲電極８に容易に導くことができる。
【００５７】
また、第１実施形態では、上記のように、導入路９ａを、犠牲電極８およびポンプ室３を連通するように、回転軸２の軸方向に延びるように構成する。これにより、導入路９ａが回転軸２の横方向に延びる場合と比較して、回転軸２の軸方向に直交する方向のバランスをより向上することができる。その結果、犠牲電極８を回転軸２の内部に収容する場合でも、回転軸２をより安定して回転させることができる。すなわち、回転軸２の回転する際の振動を抑制することができる。
【００５８】
また、第１実施形態では、上記のように、犠牲電極８および導入路９ａを、回転軸２の中心軸線α上に配置する。これにより、犠牲電極８および導入路９ａを、回転軸２の中心軸線αから逸れた位置に配置する場合と比較して、回転軸２の軸方向に直交する方向のバランスを一層向上することができる。その結果、犠牲電極８を回転軸２の内部に収容する場合でも、回転軸２を一層安定して回転させることができる。
【００５９】
また、第１実施形態では、上記のように、回転軸２の内部に配置され、犠牲電極８を導入路９ａに向けて付勢する圧縮バネ１０を設ける。これにより、犠牲電極８が腐食により変形したとしても、圧縮バネ１０により、犠牲電極８を移動させて、犠牲電極８を導入路９ａの近くに配置することができる。
【００６０】
また、第１実施形態では、上記のように、羽根車７および回転軸２を、ステンレス材料により形成し、犠牲電極８を、亜鉛を含む材料により形成する。これにより、ステンレス材料よりもイオン化傾向が大きい亜鉛、アルミニウム、マグネシウムおよび鉄のいずれかを含む材料により犠牲電極８が形成されるので、羽根車７および回転軸２に先行して犠牲電極８を腐食させることができる。
【００６１】
また、第１実施形態では、上記のように、羽根車７を、回転軸２よりも耐食性に優れた材料により形成する。これにより、犠牲電極８が腐食し尽したとしても、羽根車７が回転軸２よりも先行して腐食するのを抑制することができるので、水中ポンプ１００の性能が変化するのを抑制することができる。
【００６２】
また、第１実施形態では、上記のように、収容室２３の直径を、回転軸２の直径の３分の１以下とする。これにより、収容室２３の直径が回転軸２の直径の３分の１よりも大きい場合と比較して、回転軸２の収容室２３が設けられる部分の肉厚が確保されるので、回転軸２の強度を確保することができる。
【００６３】
［第２実施形態］
図４を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、ボルト９に導入路９ａを設けた上記第１実施形態とは異なり、回転軸２０２に導入路２０９ａを設ける例について説明する。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。
【００６４】
図４に示すように、第２実施形態の水中ポンプ２００は、導入路２０９ａを有する回転軸２０２を備えている。
【００６５】
導入路２０９ａは、回転軸２０２の軸方向（Ｚ方向）と交差する方向に延びている。詳細には、導入路２０９ａは、水平方向に延びている。導入路２０９ａは、犠牲電極８が配置される範囲内の高さ位置に配置されている。また、導入路２０９ａは、メカニカルシール５よりも下方で、かつ、羽根車７よりも上方の高さ位置に配置されている。導入路２０９ａの一端は、犠牲電極８に接続され、他端は、ポンプ室３に接続されている。なお、第２実施形態では、第１実施形態とは異なり、水中ポンプ２００は、犠牲電極８を付勢する圧縮バネを備えていないが、第１実施形態と同様に、収容室２３の上端面と収容室２３に収容されている犠牲電極８の上端との間に、圧縮バネを設けるように構成してもよい。また、第２実施形態のボルト２０９は、第１実施形態のボルト９とは異なり、導入路９ａを有していない。ボルト２０９は、羽根車７を回転軸２０２に固定する機能を有している。
【００６６】
（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００６７】
第２実施形態では、上記のように、回転軸２０２に、回転軸２０２の軸方向と交差する方向に延びる導入路２０９ａを設ける。これにより、回転軸２０２の導入路２０９ａにより、ポンプ室３の水を犠牲電極８に導くことができる。
【００６８】
（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【００６９】
たとえば、上記第１および第２実施形態では、水中ポンプを、回転軸の下端（一端２ａ）側から収容室に犠牲電極を収容するように構成した例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、図５に示す変形例の水中ポンプ３００のように、回転軸３０２の上端（他端２ｂ）側から収容室３２３に犠牲電極８を収容するように構成してもよい。
【００７０】
詳細には、水中ポンプ３００を以下のように構成してもよい。水中ポンプ３００は、犠牲電極８を収容する収容室３２３、および、上端（他端２ｂ）から収容室３２３に連通するように設けられる雌ネジ穴３０２ａを含む回転軸３０２と、回転軸３０２の雌ネジ穴３０２ａに螺合されるボルト３０９とを備えている。収容室３２３は、上下方向（Ｚ方向）において、ポンプ室３と、オイル室４と、モータ１とに跨る範囲に配置されている。雌ネジ穴３０２ａは、犠牲電極８を収容室３２３に収容可能なように、犠牲電極８の外径よりも大きな内径を有している。雌ネジ穴３０２ａに取り付けられたボルト３０９と犠牲電極８との間には、圧縮バネ１０が配置されている。圧縮バネ１０は、犠牲電極８を導入路９ａに向けて下方（Ｚ２方向）に付勢するように構成されている。なお、犠牲電極８と圧縮バネ１０とを直接当接させるのではなく、犠牲電極８と圧縮バネ１０との間に樹脂やゴムにより形成されたスペーサを介在させてもよい。また、スペーサを介在させる場合は、犠牲電極８の長さを短く調整することができる。水中ポンプ３００のケーシング１００ａの上部には、図示しないが、ヘッドカバーおよびモータブラケットが設けられている。水中ポンプ３００は、ヘッドカバーおよびモータブラケットを取り外し、ボルト３０９を取り外すことにより、水中ポンプ３００の上方から犠牲電極８を交換可能なように構成されている。
【００７１】
犠牲電極を回転軸の下端側から回転軸の収容室に収容する場合とは異なり、回転軸３０２の上端（他端２ｂ）側から収容室３２３に犠牲電極８を収容するように構成することにより、水中ポンプ３００を上下反転させる（傾ける）ことなく、犠牲電極８を回転軸３０２の収容室３２３に収容することができる。すなわち、容易に、犠牲電極８を回転軸３０２の収容室３２３に収容することができる。このため、上下反転させる作業が特に困難となる大型の水中ポンプであっても、容易に、犠牲電極８を回転軸３０２の収容室３２３に収容することができる。
【００７２】
また、上記第１実施形態では、導入路を保持部材（ボルト）のみに設け、上記第２実施形態では、導入路を回転軸のみに設けた例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、導入路を、保持部材と回転軸との両方に設けてもよい。
【００７３】
また、上記第１実施形態では、本発明の付勢部材を圧縮バネにより構成した例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、たとえば、本発明の付勢部材を、ゴム部材などの圧縮バネ以外の弾性部材により構成してもよい。
【００７４】
また、上記第１実施形態では、本発明の保持部材をボルトにより構成した例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、たとえば、本発明の保持部材を、ナットなどのボルト以外の部材により構成してもよい。
【００７５】
また、上記第１および第２実施形態では、犠牲電極を、丸棒形状の部材とした例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、たとえば、犠牲電極を、金属を含有するペースト材料により構成してもよい。
【００７６】
また、上記第１および第２実施形態では、犠牲電極を、亜鉛を含む材料により形成した例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、たとえば、犠牲電極を、アルミニウム、マグネシウムおよび鉄のいずれかを含み、回転軸および羽根車を形成する材料よりも卑な金属材料で形成してもよい。
【００７７】
また、上記第１および第２実施形態では、羽根車および回転軸を、ステンレス材料により形成した例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、たとえば、羽根車および回転軸を、銅を含む材料などのステンレス材料以外の犠牲電極よりも貴な金属材料により形成してもよい。
【００７８】
また、上記第１および第２実施形態では、犠牲電極を、回転軸の中心軸線上に配置した例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、犠牲電極を、回転軸の中心軸線上から逸れた位置に配置してもよい。
【００７９】
また、上記第１および第２実施形態では、導入路を、回転軸の中心軸線上に配置した例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、導入路を、回転軸の中心軸線上から逸れた位置に配置してもよい。
【００８０】
また、上記第１および第２実施形態では、収容室の直径を、回転軸の直径の３分の１以下とした例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、回転軸の必要な強度が確保される範囲において、収容室の直径を、回転軸の直径の３分の１よりも大きくしてもよい。
【符号の説明】
【００８１】
２、２０２、３０２  回転軸
２ａ  回転軸の一端
３  ポンプ室
７  羽根車
８  犠牲電極
９  ボルト（保持部材）
９ａ、２０９ａ  導入路
１０  圧縮バネ（付勢部材）
２３、３２３  収容室
２４  雌ネジ穴
１００、２００、３００  水中ポンプ
α  回転軸の中心軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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