(57)【要約】【課題】コストの増加を抑えつつ、確実に水没対策する。【解決手段】ポンプ１０は、ポンプケーシング１１と、ポンプケーシング１１内に配設された羽根車（インペラ１９）と、羽根車１９を回転駆動させるための耐水モータ３０とを備える。耐水モータ３０は、液密に閉塞されたモータケーシング３１と回転軸（モータ軸４２）とを有するモータ本体４１と、外扇５０とファンモータ５１とを有する冷却ユニット４９と、冷却ユニット４９またはモータ本体４１が水没したことを検出する水没検出部（水位センサ５４、負荷状態検出部５６、温度センサ５７）と、水没を検出するとファンモータ５１の動作を停止する制御部５３とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプケーシングと、前記ポンプケーシング内に配設された羽根車と、前記羽根車を回転駆動させるための耐水モータとを備えたポンプであって、
前記耐水モータは、
液密に閉塞されたモータケーシングと、前記モータケーシングから外方へ突出された一端側に前記羽根車または前記羽根車に連結した主軸が連結される回転軸とを有するモータ本体と、
前記モータ本体の外側部に配設された外扇と、前記外扇を回転させるファンモータとを有する冷却ユニットと、
前記冷却ユニットの少なくとも一部または前記モータ本体が水没したことを検出する水没検出部と、
前記水没検出部からの入力に基づいて水没を検出すると、前記ファンモータの動作を停止する制御部と
を備えることを特徴とするポンプ。
【請求項２】
前記水没検出部は、設定した高さまで水位が上昇したことを検出する水位センサであることを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
前記水没検出部は、前記ファンモータの負荷状態を検出する負荷状態検出手段であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のポンプ。
【請求項４】
前記水没検出部は、前記ファンモータまたは前記モータ本体の温度を検出する温度センサであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のポンプ。
【請求項５】
前記外扇を含む前記モータケーシングの外周部を覆う外装ケースを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のポンプ。
【請求項６】
液密に閉塞されたモータケーシングと、前記モータケーシングから外方へ突出された一端側に駆動対象部材が連結される回転軸とを有するモータ本体と、
前記モータ本体の外側部に配設された外扇と、前記外扇を回転させるファンモータとを有する冷却ユニットと、
前記冷却ユニットの少なくとも一部または前記モータ本体が水没したことを検出する水没検出部と、
前記水没検出部からの入力に基づいて水没を検出すると、前記ファンモータの動作を停止する制御部と
を備えることを特徴とする耐水モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプおよび耐水モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
排水用のポンプは、一端側が吸込水槽内に配管され、他端側が下流側の吐出槽に連通する吐出管に接続されるポンプケーシングを備える。ポンプケーシング内には、吸込水槽内の液体を排水するための羽根車が配設され、この羽根車に主軸が連結されている。主軸には駆動用のモータが接続され、このモータによって回転駆動される。
【０００３】
津波の発生または局地的な降雨の集中により排水可能な水量を超え、排水できない水が建屋に流れ込むと、ポンプを駆動するためのモータが水没する可能性がある。この場合、水没したモータの分解整備を行う必要があるため、復旧に長い時間を要するという問題がある。
【０００４】
そこで、特許文献１の立軸ポンプは、水没しても運転を実行可能な耐水モータを用いている。耐水モータとしては、水冷式と自然空冷式の２つのタイプが記載されている。水冷式の耐水モータは、密閉したモータケーシングの外側にジャケットが配設され、モータケーシングとジャケットとの間に冷却水を用いる冷却機構が配設されている。自然空冷式の耐水ポンプは、ウォータジャケットの代わりに、複数のフィンを放射状に突出させたヒートシンクが配設されている。
【０００５】
特許文献１のポンプは、想定外の水によりポンプが水没しても、モータを分解整備することなく直ぐに運転できる。しかし、水冷式の耐水モータは、構造が複雑で部品点数も多いため高価であり、ポンプ自体の製造コストが高くなる。また、自然空冷式の耐水ポンプは、構造が簡素であるため製造コストの問題はないが、冷却効率が悪いため大容量のポンプには使用できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−８３２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、コストの増加を抑えつつ、確実に水没対策できるポンプおよび耐水モータを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明の耐水モータは、液密に閉塞されたモータケーシングと、前記モータケーシングから外方へ突出された一端側に駆動対象部材が連結される回転軸とを有するモータ本体と、前記モータ本体の外側部に配設された外扇と、前記外扇を回転させるファンモータとを有する冷却ユニットと、前記冷却ユニットの少なくとも一部または前記モータ本体が水没したことを検出する水没検出部と、前記水没検出部からの入力に基づいて水没を検出すると、前記ファンモータの動作を停止する制御部とを備える。
【０００９】
また、本発明のポンプは、ポンプケーシングと、前記ポンプケーシング内に配設された羽根車と、前記羽根車を回転駆動させるための耐水モータとを備える。そして、耐水モータの回転軸には、駆動対象部材である前記羽根車または前記羽根車に連結した主軸が連結される。
【００１０】
耐水モータは、専用のファンモータによって回転する外扇の送風により、モータケーシングを自己空冷できるため、大容量のポンプであっても使用できる。そして、この冷却ユニットは、モータ本体の外側部に配設される簡素な構成であるため、コストの増加を抑えることができる。
【００１１】
また、本発明の耐水モータは、建屋に水が流入して耐水モータが水没した状態では、水によって耐水モータが冷却されるため、外扇により自己空冷しなくても運転に影響を及ぼすような発熱は生じない。また、水没検出部によって水没を検出すると、制御部がファンモータの動作を停止するため、ファンモータに過剰な負荷が加わることによる冷却ユニットの故障を防止できる。そして、水没検出部によって水没が解消されたことを検出すると、制御部がファンモータの動作を再開させることで、再び過剰な発熱を抑えながら、通常運転を実行できる。よって、通常運転時の出力を十分確保しつつ、確実な水没対策を実現できる。
【００１２】
前記水没検出部は、設定した高さまで水位が上昇したことを検出する水位センサであることが好ましい。または、前記ファンモータの負荷状態を検出する負荷状態検出手段であってもよい。または、前記ファンモータまたは前記モータ本体の温度を検出する温度センサであってもよい。なお、水位センサ、負荷状態検出手段および温度センサは、希望に応じて組み合わせて用いてもよい。このようにすれば、冷却ユニットまたはモータ本体が水没した状態を確実に検出できる。
【００１３】
また、前記外扇を含む前記モータケーシングの外周部を覆う外装ケースを備えることが好ましい。このようにすれば、耐水モータの冷却効率を向上できるため、確実に大容量のポンプに使用できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、モータ本体の外側に外扇を有する冷却ユニットを配設した全閉外扇式の耐水モータを用いるため、構造が簡素であり、大容量のポンプであっても使用できる。また、耐水モータが水没した時には、制御部によってファンモータの動作を停止させるため、冷却ユニットの故障を防止できる。よって、通常運転時の出力を十分確保しつつ、確実な水没対策を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態のポンプを示す断面図。
【図２】本発明の第１実施形態のポンプを用いたポンプ設備を示す断面図。
【図３】第１実施形態のポンプに用いる耐水モータを示す概略図。
【図４】制御装置による排水処理を示すフローチャート。
【図５】第２実施形態のポンプに用いる耐水モータを示す概略図。
【図６】第３実施形態のポンプに用いる耐水モータを示す概略図。
【図７】第４実施形態のポンプに用いる耐水モータを示す概略図。
【図８】第５実施形態のポンプに用いる耐水モータを示す概略図。
【図９】第５実施形態の制御装置による排水処理を示すフローチャート。
【図１０】第６実施形態のポンプを示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態のポンプである立軸渦巻ポンプ１０を示す。この立軸渦巻ポンプ１０は、ポンプケーシング１１と耐水モータ３０とを備えるモータ一体型のポンプであり、ポンプ設備の建屋１の地下に設置される。本発明のポンプ１０は、通常運転時には、外扇５０によって空冷される全閉外扇式として耐水モータ３０を動作させ、ポンプ設備の建屋１に浸水が生じた時には、外扇５０を停止した全閉外被水冷式として耐水モータ３０を動作させる。
【００１８】
図２に示すように、ポンプ設備の建屋１は、汚水や下水である揚水を貯留する吸込水槽２と、この吸込水槽２と隔壁３を隔てて隣接するポンプ室４とを備える。吸込水槽２とポンプ室４とは地下に設けられ、ポンプ室４内に立軸渦巻ポンプ１０が設置されている。ポンプ室４には、一端側が吸込水槽２内で開口し、他端側がポンプ室４内に位置する吸入管５が配管されている。また、ポンプ室４には、一端側がポンプ室４内に位置し、他端側が下流側の吐出槽（図示せず）に接続された吐出管６が配管されている。
【００１９】
図１に示すように、立軸渦巻ポンプ１０のポンプケーシング１１は立軸渦巻型であり、吸込ベンド１２と、この吸込ベンド１２の上部に接続される渦巻ケーシング１４とを備える。吸込ベンド１２は、一端に吸入管５に接続される吸込口１３を備える。渦巻ケーシング１４は、渦巻き状のボリュート通路１５を備え、このボリュート通路１５の外側端に吐出管６に接続される吐出口１６を備える。
【００２０】
渦巻ケーシング１４には、ボリュート通路１５の内側端に、吸込ベンド１２の他端（下流側端部）に接続する接続口１７が形成されている。また、接続口１７の軸線に沿った上側にはモータ取付口１８が形成されている。これら接続口１７とモータ取付口１８との間に位置するように、渦巻ケーシング１４内にはインペラ（羽根車）１９が配設されている。このインペラ１９は、接続口１７に配設された下側プロテクタ２０と、モータ取付口１８に配設された上側プロテクタ２１との間に、回転可能に支持されている。
【００２１】
耐水モータ３０は、渦巻ケーシング１４のモータ取付口１８の上部に液密に固定されている。図３に示すように、耐水モータ３０は、駆動対象部材であるインペラ１９を回転させるためのモータ本体４１と、モータ本体４１を冷却するための冷却ユニット４９とを備える。モータ本体４１はモータケーシング３１の内側部に配設され、冷却ユニット４９はモータケーシング３１の外側部に配設される。また、モータ本体４１と冷却ユニット４９とは、１個の制御装置５３によって制御される。
【００２２】
具体的には図１に示すように、モータケーシング３１は、軸方向の両端を開口した筒状のケーシング本体３２を備える。このケーシング本体３２の外周部には、径方向外向きに突出するフィン３３が周方向に所定間隔をあけて一体的に設けられている。ケーシング本体３２は、ポンプケーシング１１に固定される図中下側の開口が第１閉塞部材３４によって液密に閉塞されている。この第１閉塞部材３４には、渦巻ケーシング１４のモータ取付口１８へ液密に装着するための固定座３５が更に配設されている。また、ケーシング本体３２は、第１閉塞部材３４の逆側に位置する図中上側の開口が第２閉塞部材３６によって液密に閉塞されている。これら閉塞部材３４，３６により密閉されたケーシング本体３２の内部には空気が充填されている（乾式）。
【００２３】
冷却ユニット４９の外扇５０を含むモータケーシング３１の外周部は外装ケース３７により覆われている。この外装ケース３７は筒状であり、下端が第１閉塞部材３４の外向きに突出したフランジ部３４ａに位置決めされている。このフランジ部３４ａには、モータ本体４１を冷却した外気を排出する連通部３４ｂが設けられている。外装ケース４１の上端は、第１閉塞部材３４から第２閉塞部材３６を越えて延び、カバー部材３８によって覆われている。カバー部材３８は、モータケーシング３１と外装ケース３７との間に外気を取り入れるための外気流入路３９を備える。この外気流入路３９には、外気に含まれる塵埃を取り除くフィルタ４０が配設されている。なお、フィルタ４０は、使用条件によっては配設する必要はない。
【００２４】
モータ本体４１は、インペラ１９を回転させるモータ軸（回転軸）４２と、モータ軸４２に固定された回転子４６と、回転子４６の外周部に配設された固定子４７とを備える。モータ軸４２は、インペラ１９に連結する一端側が第１閉塞部材３４および固定座３５を貫通して外方へ突出されている。第１閉塞部材３４および固定座３５の貫通部分にはメカニカルシール４３が配設され、渦巻ケーシング１４内の液体（揚水）がモータケーシング３１内に流入することを防止している。また、モータ軸４２の他端側は、第２閉塞部材３６を貫通している。第２閉塞部材３６の貫通部分にはメカニカルシール４４が配設され、建屋１内に浸入した液体がモータケーシング３１内に流入することを防止している。このモータ軸４２は、第１閉塞部材３４および第２閉塞部材３６に配設した軸受け４５Ａ，４５Ｂによって回転自在に支持されている。そして、モータケーシング３１内に位置するように、モータ軸４２に回転子４６が配設され、モータケーシング３１に固定子４７が配設されている。通電により固定子４７に対して回転子４６が回転駆動することにより、モータ軸４２を介してインペラ１９が回転される。
【００２５】
本実施形態では、モータケーシング３１の内部に昇温を抑制するための内部循環ファン４８が配設されている。この内部循環ファン４８は、モータケーシング３１内の第２閉塞部材３６側に位置するように、モータ軸４２に連結されている。モータ軸４２の回転により内部循環ファン４８が連動して回転し、モータケーシング３１内の空気を循環させることで、モータ軸４２、回転子４６および固定子４７等の昇温を抑制している。なお、内部循環ファン４８は、モータ軸４２の代わりに回転子４６に配設してもよい。
【００２６】
冷却ユニット４９は、モータ本体４１へ外気を送風するための外扇５０と、外扇５０を回転駆動するファンモータ５１とを備える。この冷却ユニット４９は、モータ本体４１の軸線に沿って外側に位置するように配設されている。外扇５０は、ファンモータ５１の出力軸５２に連結され、その軸線がモータ本体４１の軸線と一致するように配置される。ファンモータ５１は、液密に閉塞したモータケーシングの内部に、回転子と固定子とを配設したモータ本体４１と同様の耐水可変式モータである。ファンモータ５１の駆動により、外扇５０によって外装ケース３７の外部から内部へ外気を取り入れ、モータケーシング３１と外装ケース３７との間を通して第１閉塞部材３４側へ流動させ、連通部３４ｂから外装ケース３７外へ排気する。
【００２７】
図３に示すように、冷却ユニット４９は、ファンモータ５１の動作が制御装置（制御部）５３によって制御される。この制御装置５３は、ポンプ室４内に配設した水没検出用の水位センサ５４からの入力信号（検出値）に基づいて、耐水モータ３０が水没したか否かを判断する。そして、水没を検出しない通常運転時にはファンモータ５１が動作され、外扇５０によってモータ本体４１を冷却する。また、水没を検出した時にはファンモータ５１の動作を停止する。
【００２８】
水位センサ５４は、冷却ユニット４９またはモータ本体４１が水没したことを検出する水没検出部である。本実施形態では、冷却ユニット４９の一部である外扇５０の高さまで水位が上昇したことを検出するために、外扇５０と同一高さに位置するようにポンプ室４の壁に設置される。これにより、外扇５０の一部が浸かった状態を含む外扇５０の水没を検出する。水位センサ５４は、水に浮くフロートとスイッチとを用いて検出するフロート式、一対の電極を用いて導通により検出する電極式、超音波の発振部と受信部とを用いた超音波式等、水位を検出可能な構成であれば、いずれでも使用可能である。
【００２９】
また、本実施形態の制御装置５３は、モータ本体４１の動作も制御する。具体的には、外装ケース３７の下部に通電および通信を行うための防水性を有する端子箱５５が設けられ、この端子箱５５に制御装置５３が接続されている。そして、内蔵メモリに記憶されたプログラムに従って、吸込水槽２内に配設した排水運転用の水位センサ（図示せず）からの指令、図示しない監視センターから入力されるオペレータの指令等に基づいて、排水に関する運転（制御）を実行する。
【００３０】
次に、制御装置５３による排水処理について具体的に説明する。
【００３１】
図４に示すように、制御装置５３は、まず、ステップＳ１で運転開始指令が入力するまで待機する。そして、運転開始指令が入力されると、ステップＳ２でモータ本体４１の動作（通電）を開始する。これにより、モータ軸４２を介してインペラ１９が回転され、吸入管５を介して吸込水槽２内の揚水が吸い込まれ、ポンプケーシング１１内および吐出管６を介して下流側の吐出槽へ排水される。
【００３２】
ついで、ステップＳ３で、水位センサ５４（水没検出部）から入力信号に基づいて外扇５０が水没したか否かを検出する。そして、水没を検出しない場合にはステップＳ４に進み、ファンモータ５１を動作（オン）させてステップＳ６に進む。また、水没を検出した場合にはステップＳ５に進み、ファンモータ５１の動作を停止（オフ）させてステップＳ６に進む。
【００３３】
ステップＳ６では、運転停止指令が入力されたか否かを検出する。そして、運転停止指令が入力されていない場合にはステップＳ３に戻り、水位センサ５４の入力信号に基づいたファンモータ５１の制御を継続する。また、運転停止指令が入力された場合にはステップＳ７に進み、モータ本体４１およびファンモータ５１の動作（通電）を停止した後、ステップＳ１に戻る。
【００３４】
このように、耐水モータ３０は、専用のファンモータ５１によって回転する外扇５０を有する冷却ユニット４９を備え、外扇５０の水没を検出しない場合には外扇５０の送風により、モータ本体４１を自己空冷できる（全閉外扇式）。よって、運転に影響を及ぼすモータ本体４１の発熱を抑制できるため、大容量のポンプであっても使用できる。そして、冷却ユニット４９は、モータ本体４１の外側部に配設した簡素な構成であるため、コストの増加を抑えることができる。
【００３５】
また、外扇５０を含むモータケーシング３１の外周部が外装ケース３７によって覆われ、ケーシング本体３２の外周部にはフィン３３が設けられている。そのため、冷却ユニット４９による送風状態では、吸い込んだ外気がモータケーシング３１のフィン３３と外装ケース３７との間を通り、モータケーシング３１の熱を吸着して外装ケース３７外へ排出される。よって、耐水モータ３０の冷却効率を確実に向上でき、確実に大容量のポンプに使用できる。
【００３６】
また、水位センサ５４によって外扇５０の水没を検出した場合には外扇５０の動作を停止するため、無理に動作させることに伴う冷却ユニット４９の故障を防止できる。具体的には、水没状態で外扇５０を回転駆動させると、ファンモータ５１に過剰な負荷が加わり、復旧後に冷却ユニット４９が動作不可能な状態になる可能性があるが、このような問題が生じることを防止できる。なお、建屋１に水が流入して外扇５０が水没した状態では、水によってモータ本体４１が冷却されるため（全閉外被水冷式）、外扇５０により自己空冷しなくても運転に影響を及ぼすような発熱は生じない。
【００３７】
そして、水位センサ５４によって外扇５０の水没が解消されたことを検出すると、ファンモータ５１の動作が再開されるため、再び過剰な発熱を抑えながら、通常運転を実行できる。よって、通常運転時の出力を十分確保しつつ、確実な水没対策を実現できる。
【００３８】
（第２実施形態）
図５は第２実施形態の立軸渦巻ポンプ１０に用いる耐水モータ３０を示す。この第２実施形態では、冷却ユニット４９の外扇５０が水没したことを検出する水没検出部として、ファンモータ５１の負荷状態を検出する負荷状態検出部（負荷状態検出手段）５６を設けた点で、第１実施形態と相違する。
【００３９】
負荷状態検出部５６は、ファンモータ５１の固定子であるコイルの負荷を検出し、その検出値を電圧信号に変換して制御装置５３に出力する。具体的には、冷却ユニット４９の外扇５０が少しでも水に浸かると、浸かっていない通常時と比べて外扇５０の回転抵抗が大きくなる。外扇５０の回転抵抗が大きくなると、通常時より大きな電流が供給されるとともに、通常時より発熱温度が高くなる。そのため、負荷状態検出部５６として、ファンモータ５１のコイルの電流また温度を検出して、制御装置５３に出力する検出器を用いる。そして、制御装置５３は、予め設定された通常時の基準値と、負荷状態検出部５６から入力された検出値とを比較し、ファンモータ５１が過負荷状態であるか否か、即ち外扇５０が水没しているか否かを判断し、ファンモータ５１を制御する。なお、負荷状態検出部５６は、コイルの電流または温度を検出する検出器に限らず、ファンモータ５１の過負荷を検出可能な検出器であれば、いずれでも使用可能である。
【００４０】
このようにした第２実施形態は、第１実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。また、第２実施形態では、ポンプ室４内の水位を検出する水位センサ５４ではなく、耐水モータ３０の構成部品に配設する負荷状態検出部５６を用いているため、配線を簡素化できる。
【００４１】
（第３実施形態）
図６は第３実施形態の立軸渦巻ポンプ１０に用いる耐水モータ３０を示す。この第３実施形態では、冷却ユニット４９の外扇５０が水没したことを検出する水没検出部として、モータ本体４１の固定子４７（巻き線）の温度を検出する温度センサ５７を配設した点で、第１実施形態と相違する。
【００４２】
温度センサ５７は、モータ本体４１の固定子４７の表面に配設されている。具体的には、モータ本体４１が水に浸かると、水によってモータ本体４１が冷却されるため、浸かっていない通常時より発熱温度が低くなる。そのため、水没検出部として、モータ本体４１の固定子４７の温度を検出して、制御装置５３に出力する温度センサ５７を用いる。そして、制御装置５３は、予め設定された通常時の基準値と、温度センサ５７から入力された検出値とを比較し、モータ本体４１が水没しているか否かを判断し、ファンモータ５１を制御する。
【００４３】
このようにした第３実施形態は、第１実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。また、第３実施形態では、温度センサ５７と制御装置５３とが端子箱５５を介して接続されるため、第２実施形態と同様に配線を簡素化できる。なお、第３実施形態では、温度センサ５７を固定子４７の表面に配設したが、固定子４７内に配設してもよい。
【００４４】
第３実施形態の耐水モータ３０は、モータ本体４１の固定子４７の温度を検出するように温度センサ５７を配設したが、モータケーシング３１の温度（モータ本体４１の表面温度）を検出するようにしてもよい。このようにすれば、モータ本体４１が水没すると、浸水した水によって温度センサ５７の検出温度が通常時より低くなる。よって、確実にモータ本体４１の水没を検出できる。また、ファンモータ５１の表面に温度センサ５７を配設して、ファンモータ５１の表面温度を検出するようにしても、同様の作用および効果を得ることができる。
【００４５】
（第４実施形態）
図７は第４実施形態の立軸渦巻ポンプ１０に用いる耐水モータ３０を示す。この第４実施形態では、内部循環ファン４８によって循環させるモータケーシング３１内の内部冷却気体（以下「内気」という。）を、外扇５０によって送風する外部冷却気体（以下「外気」という。）によって冷却し、使用可能なポンプ容量の範囲を更に広げるようにした点で、第１実施形態と相違する。
【００４６】
具体的には、モータケーシング３１の径方向外側には熱交換器５８が配設され、この熱交換器５８を含めた外周部を覆うように外装ケース３７が設けられている。熱交換器５８は、モータケーシング３１の内気を通す内気通路５９と、外扇５０による外気を通す外気通路６０とを備え、これらが区画して設けられている。これら通路５９，６０は、例えば熱伝導度が高い金属材料からなるフィン３３によって連結される。これにより、各通路５９，６０内を通過する気体が互いに熱交換される。また、モータケーシング３１と熱交換器５８との間には、一対の連通路６１ａ，６１ｂが設けられている。
【００４７】
ポンプ１０の運転時には、モータ軸４２の回転に連動して内部循環ファン４８が回転する。これによりモータケーシング３１の内気は、上側の連通路６１ａから流出され、熱交換器５８の内気通路５９を通過する際に、外気通路６０を通過する外気または水によって冷却される。その後、下側の連通路６１ｂからモータケーシング３１内に流入され、モータ軸４２、回転子４６および固定子４７を冷却する。なお、モータケーシング３１の内気は、下側の連通路６１ｂから熱交換器５８へ流出させ、上側の連通路６１ａから流入させてもよい。
【００４８】
このようにした第４実施形態では、第１実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。また、熱交換器５８によってモータケーシング３１内の内気を冷却できるため、通常運転時の耐水モータ３０の冷却効率を更に向上できる。よって、更に大容量のポンプ１０に使用できる。
【００４９】
（第５実施形態）
図８は第５実施形態の立軸渦巻ポンプ１０に用いる耐水ポンプ３０を示す。この第５実施形態では、モータ本体４１が水没したことを検出する水没検出部として、第１実施形態に示す水位センサ４１と、第２実施形態に示す負荷検出部５６とを用いた点で、各実施形態と相違する。
【００５０】
図９に示すように、第５実施形態の制御装置５３は、まず、ステップＳ１１で運転開始指令が入力するまで待機し、運転開始指令が入力されると、ステップＳ１２でモータ本体４１の動作（通電）を開始する。
【００５１】
ついで、ステップＳ１３で、水位センサ５４から入力信号に基づいて外扇５０が水没したか否かを検出し、水没を検出しない場合にはステップＳ１４に進み、水没を検出した場合にはステップＳ１６に進む。ステップＳ１４では、負荷検出部５６からの入力信号に基づいて外扇５０が水没したか否かを検出し、水没を検出しない場合にはステップＳ１５に進み、水没を検出した場合にはステップＳ１６に進む。
【００５２】
ステップＳ１３の水位センサ５４およびステップＳ１４の負荷検出部５６の両方で水没を検出しない場合には、ステップＳ１５で、ファンモータ５１を動作（オン）させてステップＳ１７に進む。また、ステップＳ１３の水位センサ５４およびステップＳ１４の負荷検出部５６のいずれかで水没を検出した場合には、ステップＳ１６で、ファンモータ５１の動作を停止（オフ）させてステップＳ１７に進む。
【００５３】
ステップＳ１７では、運転停止指令が入力されたか否かを検出する。そして、運転停止指令が入力されていない場合にはステップＳ１３に戻り、水位センサ５４および負荷検出部５６の入力信号に基づいたファンモータ５１の制御を継続する。また、運転停止指令が入力された場合にはステップＳ１８に進み、モータ本体４１およびファンモータ５１の動作（通電）を停止した後、ステップＳ１１に戻る。
【００５４】
このようにした第５実施形態では、第１実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。しかも、水位センサ５４が何らかの原因でオフ故障した場合でも、負荷検出部５６によってファンモータ５１の制御を継続できる。しかも、負荷検出部５６は、モータ本体４１の水没だけでなく、ファンモータ５１自体の故障（過負荷）を検出できるため、ファンモータ５１を保護することも可能である。
【００５５】
（第６実施形態）
図１０は第６実施形態のポンプである立軸ポンプ７０を示す。この第６実施形態では、インペラ１９を主軸７７に連結し、この主軸７７にモータ軸４２を連結するようにした点で、第１実施形態と大きく相違する。具体的には、立軸ポンプ７０を設置する建屋１は、吸込水槽２の上部にポンプ室４と区画する隔壁（ポンプ床）３が設けられ、この隔壁３にポンプ挿通孔７が設けられている。
【００５６】
立軸ポンプ７０のポンプケーシング７１は、ポンプ挿通孔７に上側から差し込まれた状態で隔壁３に固定されている。このポンプケーシング７１は、ポンプ挿通孔７から鉛直下向きに延びる揚水管７２と、この揚水管７２上に配置される吐出エルボ７５とを備える。
【００５７】
揚水管７２の下端にはベーンケーシング７３が連結され、このベーンケーシング７３内にインペラ１９が回転自在に配設されている。ベーンケーシング７３の下端には、下向きに漸次拡径した略円錐筒状の吸込ベルマウス７４が連結されている。この吸込ベルマウス７４は、下端開口からなる吸込口７４ａが吸込水槽２の底に所定の距離を隔てて対向配置される。
【００５８】
吐出エルボ７５は、揚水管７２を通した垂直方向の水流を水平方向に変えるように９０度湾曲した曲がり管である。この吐出エルボ７５の上端である下流側フランジ部に、吐出槽に連通する吐出管６が接続されている。吐出エルボ７５には、揚水管７２の軸線に沿って上向きに突出するモータ台７６が設けられている。
【００５９】
ポンプケーシング７１には、揚水管７２の軸線に沿って駆動対象部材である主軸７７が配設されている。この主軸７７は、吐出エルボ７５内からベーンケーシング７３内にかけて延び、その下端側にインペラ１９が連結されている。なお、主軸７７は軸受け７８によってポンプケーシング７１内に回転自在に支持されている。
【００６０】
ポンプケーシング７１のモータ台７６には、第１実施形態と同様の耐水モータ３０が配設されている。モータケーシング３１から突出したモータ軸４２の端部は、吐出エルボ７５を貫通して主軸７７の上端に対向配置されている。そして、モータ軸４２と主軸７７とがカップリング７９によって一体的に回転可能に連結されている。
【００６１】
このようにした第６実施形態においても、第１実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。また、立軸ポンプ７０は、吐出エルボ７５上に耐水モータ３０を一体的に配設した１床式に限らず、隔壁（ポンプ床）３上に更にモータ床を設けて、このモータ床に耐水モータ３０を配設するとともに、モータ軸４２と主軸７７とを中間軸を介して連結する２床式としても、同様の作用および効果を得ることができる。
【００６２】
なお、本発明のポンプおよび耐水モータ３０は、前記実施形態の構成に限定されず、種々の変更が可能である。
【００６３】
例えば、各実施形態では、１個の制御装置５３によってモータ本体４１および冷却ユニット４９の両方を制御する構成としたが、モータ本体４１および冷却ユニット４９を別々の制御装置によって個別に制御してもよい。また、熱交換器５８を設けた第４実施形態は、水没検出部として、第１実施形態と同様の水位センサ５４を用いたが、第２実施形態に示す負荷状態検出部５６および第３実施形態に示す温度センサ５７を用いてもよい。また、第５実施形態では、第１実施形態の水位センサ５４と第２実施形態の負荷状態検出部５６とを組み合わせた構成としたが、第１実施形態の水位センサ５４と第３実施形態の温度センサ５７の組み合わせや、第２実施形態の負荷状態検出部５６と第３実施形態の温度センサ５７の組み合わせとしてもよい。勿論、第１実施形態から第３実施形態の全ての水没検出部を組み合わせてもよい。また、第６実施形態では、第１実施形態と同様の耐水モータ３０を用いたが、第２乃至第５実施形態の耐水モータ３０を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、コストの増加を抑えつつ、駆動手段であるモータ３０が水没してもポンプの運転を実行可能とすることに特徴を有する。そのため、ポンプは、各実施形態に示す立軸のポンプ１０，７０に限らず、インペラ１９または主軸７７の軸線を横向きに延びるように配置した横軸ポンプにも適用できる。また、本発明は、外扇５０またはモータ本体４１が水没すると、ファンモータ５１を停止する耐水モータ３０に特徴を有する。そして、この耐水モータ３０は、ポンプ設備に限らず、駆動手段が必要な設備であればいずれでも使用可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１０…立軸渦巻ポンプ
１１…ポンプケーシング
１９…インペラ（羽根車）
３０…耐水モータ
３１…モータケーシング
３７…外装ケース
４１…モータ本体
４２…モータ軸（回転軸）
４９…冷却ユニット
５０…外扇
５１…ファンモータ
５２…出力軸
５３…制御装置（制御部）
５４…水位センサ（水没検出部）
５６…負荷状態検出部（水没検出部）
５７…温度センサ（水没検出部）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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