(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
封入液が封入される液封式モータであって、
前記封入液を封入し、外部の流体が内部に侵入するのを遮断するように形成されたケーシングと、
前記ケーシングの内部と外部の圧力差を吸収する吸収機構と、
前記ケーシングに封入された封入液を外部に放出する逆止弁と、
前記ケーシング内で回転するロータと、
前記ロータに取り付けられるとともに、前記ケーシングに形成された貫通孔から突出する出力軸と、
前記貫通孔部分に設けられ、前記ケーシングの内部と外部とをシールする軸封機構と、
を備え、
前記ケーシングには、前記軸封機構から外部に向かって連通する連通孔が形成され、
前記逆止弁は、前記連通孔に設けられる、
液封式モータ。
【請求項２】
請求項１に記載の液封式モータであって、
前記連通孔は、外部側の端部が前記軸封機構側の端部よりも前記出力軸の突出する方向に位置するように形成されている、
液封式モータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の液封式モータであって、
前記ケーシングに封入される封入液を更に備え、
前記封入液は、プロピレングリコールの濃度が９５質量％以上である、
液封式モータ。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の液封式モータであって、
アルミニウムを含む導電性材料により形成され、前記液封式モータの出力軸に取り付けられる二次導体を更に備え、
前記二次導体は、前記ケーシングに封入される封入液に直接に接触する、
液封式モータ。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載の液封式モータであって、
前記吸収機構は、前記ケーシングの内部と外部の圧力差を第１の所定量の範囲内で吸収し、
前記逆止弁は、前記ケーシングの内部の圧力が外部の圧力よりも前記第１の所定量より小さい第２の所定量を超えて大きくなったときに前記封入液の一部を外部に放出する、
液封式モータ。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載の液封式モータであって、
前記封入液が接触する領域に配置されたステータを更に備え、
前記ステータは、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂、ポリエーテルエーテルケトンのうちの何れかによって被膜された巻線を有する、
液封式モータ。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載の液封式モータであって、
前記液封式モータの出力軸に取り付けられ、前記封入液と接触するロータと、
前記ロータの外側に配置されたステータと、
前記ロータと前記ステータとの間に配置され、前記ロータと前記ステータとを隔離するキャンと、
を更に備える液封式モータ。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載の液封式モータであって、
高温の液体を圧送するポンプを駆動するために用いられ、前記高温の液体内に設置される、
液封式モータ。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか１項に記載の液封式モータと、
前記液封式モータの出力軸に取り付けられたポンプと、
を備えるポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液封式モータ、及び、ポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、深い地中の水を汲み上げる場合に、ポンプ装置を地中深くに設置して揚水が行われている。この場合、ポンプ装置のモータには高い水圧が加わるため、モータ内部に液体を封入する液封式モータが使用される。この液封式モータでは、内部に封入された液体（以下、封入液とも呼ぶ）によってモータの冷却がなされるとともに、封入液によって出力軸の軸受の潤滑がなされる。
【０００３】
液封式モータでは、モータを駆動すると、モータの発熱に伴って封入液の温度が上昇する。温度上昇により封入液が膨張してモータの内圧が大きくなると、軸受部分から外部に封入液が流出しやすくなってしまう。液封式モータに封入される液体は、例えばモータ外部に流出することも考慮して人体に無害な不凍液または油などが用いられるが、揚水する液体には可能な限り不純物が混入されない方が好ましい。また、多量の封入液を外部に放出すると、モータの駆動を停止して封入液の温度が低下したときにはモータの内圧が大きく下がり、モータ外部の液体が封入液に多量に混入してしまうおそれがある。このため、液封式モータでは、封入液の膨張をある程度吸収するダイヤフラム等の吸収機構が採用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５９−１２３４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
こうした液封式モータは、温泉水などの高温の液体を揚水するのに利用される場合がある。この場合、外部の高温液体によって封入液が温められるので、低温の液体を揚水する場合よりも封入液の温度が高くなる。一般にダイヤフラム等の吸収機構は、吸収できる体積（圧力）の大きさに応じてサイズが大きくなるため、液封式モータにおける封入液の膨張を吸収機構によって吸収しようとすると、吸収機構が大きくなり、液封式モータが大型化してしまう。
【０００６】
また、液封式モータを温泉水などの高温の液体を揚水するのに利用する場合、封入液として沸点が高い液体を用いても、外部の液体が封入液に侵入した場合に、侵入した液体が封入液によって温められて気化するおそれがある。ケーシング内に生じた気泡が軸受部分に移動すると、封入液による軸受の潤滑が十分にできなくなる。
【０００７】
本発明は上記課題の少なくとも一部に鑑みてなされたものであり、封入液の温度変化に起因する圧力変動に対応できる小型の液封式モータ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】
【０００８】
本発明の液封式モータは、封入液が封入される液封式モータである。液封式モータは、ケーシングと、吸収機構と、逆止弁と、を備える。ケーシングは、封入液を封入し、外部の流体が内部に侵入するのを遮断するように形成される。吸収機構は、ケーシングの内部と外部の圧力差を吸収する。逆止弁は、ケーシングに封入された封入液を外部に放出する。
【０００９】
かかる液封式モータによれば、ケーシングの内部と外部の圧力差を吸収する吸収機構と、封入液の一部を外部に放出する逆止弁を備えるので、ケーシングの内部と外部とに大きな圧力差が生じるのを防止することができる。また、吸収機構として吸収量の小さいものを用いることができ、液封式モータの小型化を図ることができる。さらに、ケーシングは、外部の流体が内部に侵入するのを遮断するように形成されているので、ケーシング内に気泡が生じるのを抑制することができる。
【００１０】
また、ケーシング内で回転するロータと、このロータに取り付けられるとともに、ケーシングに形成された貫通孔から突出する出力軸と、貫通孔部分に設けられ、ケーシングの内部と外部とをシールする軸封機構と、を更に備えてもよい。そして、ケーシングには、軸封機構から外部に向かって連通する連通孔が形成され、逆止弁は、連通孔に設けられてもよい。
こうすれば、軸受の近傍に気泡がある場合などに、連通孔と逆止弁とを介して好適に気泡を外部に放出することができる。
【００１１】
また、連通孔は、外部側の端部が軸封機構側の端部よりも出力軸の突出する方向に位置するように形成されていてもよい。
こうすれば、特に出力軸が鉛直上向きに突出するように液封式モータが設置されたときに、ケーシング内の気泡を好適に外部に放出することができる。
【００１２】
また、軸封部に封入される封入液を更に備え、封入液は、プロピレングリコールの濃度が９５質量％以上であってもよい。
こうすれば、液封式モータの駆動時に封入液から気泡が生じるのを更に抑制することができる。
【００１３】
また、アルミニウムを含む導電性材料により形成され、液封式モータの出力軸に取り付けられる二次導体を更に備え、二次導体は、ケーシングに封入される封入液に直接に接触するものでもよい。
【００１４】
また、吸収機構は、ケーシングの内部と外部の圧力差を第１の所定量の範囲内で吸収し、逆止弁は、ケーシングの内部の圧力が外部の圧力よりも第１の所定量より小さい第２の所定量を超えて大きくなったときに封入液の一部を外部に放出するものでもよい。
【００１５】
また、封入液が接触する領域に配置されたステータを更に備え、ステータは、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂、ポリエーテルエーテルケトンのうちの何れかによって被膜された巻線を有してもよい。
【００１６】
また、液封式モータの出力軸に取り付けられ、封入液と接触するロータと、ロータの外側に配置されたステータと、ロータとステータとの間に配置され、ロータとステータとを隔離するキャンと、を更に備えてもよい。
【００１７】
また、液封式モータは、高温の液体を圧送するポンプを駆動するために用いられ、高温の液体内に設置されてもよい。
【００１８】
本発明に係るポンプ装置は、本発明にかかる液封式モータと、この液封式モータの出力軸に取り付けられたポンプと、を備える。
かかるポンプ装置によれば、本発明にかかる液封式モータと同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態のポンプ装置の外観を示す図である。
【図２】本実施形態の液封式モータの断面を示す図である。
【図３】図２の軸封機構周辺を拡大して示す図である。
【図４】本実施形態の逆止弁を示す図である。
【図５】本実施形態の液封式モータを稼働させた場合のモータ内圧の変化を示すタイムチャートである。
【図６】変形例の液封式モータの外観を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態に係る液封式モータ及びポンプ装置を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態のポンプ装置の外観を示す図である。図１に示すように、ポンプ装置５００は、液封式モータ１００と、液封式モータ１００に接続された水中ポンプ２００とを備える。
【００２１】
水中ポンプ２００は、液封式モータ１００の出力軸１１０に接続された駆動軸２０２と、駆動軸２０２に取り付けられた複数枚の羽根２０４と、を有している。水中ポンプ２００は、液封式モータ１００の出力軸１１０の回転駆動に伴って駆動軸２０２及び羽根２０４が回転し、これによって水を汲み上げる。
【００２２】
次に、本実施形態の液封式モータの詳細を説明する。図２は、本実施形態の液封式モータの断面を示す図である。液封式モータ１００は、温泉水などの高温の液体を揚水するために、高温の液体内に設置される。
【００２３】
図２に示すように、液封式モータ１００は、ケーシング１０１を備える。ケーシング１０１は、筒状のフレーム１０２、第１のフレーム側板１２０、及び第２のフレーム側板１３０を有する。また、液封式モータ１００は、フレーム１０２内に固定されたステータ（固定子）１０４、ステータ１０４の内側に設けられたロータ（回転子）１０７、及びロータ１０７に取り付けられた出力軸１１０を備える。さらに、液封式モータ１００は、ステータ１０４とロータ１０７との間に介在する筒状のキャン１１１を備える。
【００２４】
ステータ１０４は、電磁鋼板を積層して形成されるステータコア１０５と、ステータコア１０５に巻かれるステータコイル１０６と、を有する。ステータコイル１０６には、ステータコイル１０６に通電するためのケーブルコネクタ１１２が接続されている。ロータ１０７は、電磁鋼板を積層して形成されるロータコア１０８と、ロータコア１０８に電気的に接続される二次導体１０９と、を有する。本実施形態では、ロータコア１０８は、出力軸１１０の軸方向に貫通する図示しないスロットを有し、このスロット内にアルミニウムを含む導電性材料がダイキャスト等によって挿入されて形成される。また、二次導体１０９は、例えばアルミニウムを含む導電性材料により形成される。液封式モータ１００では、ステータコイル１０６への通電による電磁誘導によってロータ１０７がフレーム１０２内で回転し、ロータ１０７の回転に伴って出力軸１１０も回転する。
【００２５】
第１のフレーム側板１２０は、水中ポンプ２００が接続されない側の端部（反負荷側の端部）を覆って設けられる。具体的には、第１のフレーム側板１２０は、ボルト１８４によって反負荷側ブラケット１２２に固定されている。一方、第２のフレーム側板１３０は、水中ポンプ２００が接続される側の端部（負荷側の端部）を覆って設けられる。具体的には、第２のフレーム側板１３０は、ボルト１９４によって負荷側ブラケット１３１に固定されている。
【００２６】
キャン１１１は、ステータ１０４が配置される外周側のステータ室と、ロータ１０７が配置される内周側のロータ室と、を隔離する。ステータ室には、ステータ１０４等から発生する熱を冷却するために、絶縁性の冷却油１１５が封入されている。また、ロータ室には、ロータ１０７等から発生する熱を冷却するとともに出力軸１１０の摺動性を向上させるために、封入液１１４が封入されている。キャン１１１は、冷却液１１４と冷却油１１５とが互いに混入しないように、ステータ室とロータ室とを隔離する。このように、キャン１１１によってステータ室とロータ室とが隔離されることにより、ステータコイル１０６に被膜などを施すことなく、絶縁性の冷却油１１５によってステータ１０４を冷却することができる。また、冷却油１１５が液封式モータ１００の外部に放出されるのを防止することができる。
【００２７】
本実施形態では、冷却油１１５として絶縁油であるパラフィン油が用いられ、冷却液１１４として不凍液であるプロピレングリコールが用いられている。ロータ室に封入される冷却液１１４は、不純物をほぼ含まないプロピレングリコールを利用することが好ましく、具体的には９５質量％以上のプロピレングリコールを封入することが好ましい。不純物をほぼ含まないプロピレングリコールは沸点が１６０度以上のため、温泉水等の高温の地下水に液封式モータ１００を設置して稼働させた場合に、ロータ室内の封入液１１４が気化するのを抑制することができる。
【００２８】
液封式モータ１００の反負荷側には、ロータ室内の圧力変動を吸収するダイヤフラム（圧力変動吸収機構）１８２が設けられている。ダイヤフラム１８２は、ロータ室内の圧力変動に応じて膜を変位させることにより、ロータ室内と液封式モータ１００の外圧との圧力変動を吸収する。ダイヤフラム１８２は、液封式モータ１００の定格、液封式モータ１００が設置される地中水の深さ及び温度（例えば、５０℃〜９０℃など）、及びマージン等を考慮して、所定の体積量（圧力差）を吸収できるものを用いればよい。
【００２９】
液封式モータ１００の反負荷側には、出力軸１１０を軸支するためのラジアル軸受１８８及びスラスト軸受１９０が設けられている。一方、液封式モータ１００の負荷側には、第２のフレーム側板１３０と負荷側ブラケット１３１との間をシールするＯリング１９６、及び出力軸１１０を軸支するためのラジアル軸受１９８が設けられている。
【００３０】
第２のフレーム側板１３０の中央部には、出力軸１１０の先端部を液封式モータ１００の外部へ突出させるために、出力軸１１０が貫通可能な貫通孔１３２が形成されている。出力軸１１０は、貫通孔１３２を通って液封式モータ１００の外部へ突出し、水中ポンプ２００の駆動軸２０２と接続される。
【００３１】
貫通孔１３２には、封入液１１４が外部に漏れたり、液封式モータ１００の外部の水等が液封式モータ１００の内部へ侵入したりするのを防止する軸封機構１５０が設けられている。図３は、図２の軸封機構１５０の周辺を拡大して示す図である。軸封機構１５０は、メカニカルシール１５２と、サンドスリンガー１５４と、を有する。
【００３２】
メカニカルシール１５２は、封入液１１４と液封式モータ１００の外部の水等とを互いにシールするために、出力軸１１０に対して固定された回転環１５２ａと、負荷側ブラケット１３１に取り付けられた固定環１５２ｂとの間に、摺動面１５２ｃが形成されている。サンドスリンガー１５４は、メカニカルシール１５２の上方を覆うように設けられ、液封式モータ１００内に砂等の異物が侵入するのを防ぐ。メカニカルシール１５２は、ニトリルゴムなどの合成ゴムと金属リングとを有する公知のものを用いることができる。なお、軸封機構１５０は、例えば、封入液１１４が外部に漏れるのをシールするメカニカルシールと、外部の水等がロータ室内に侵入するのをシールするメカニカルシールとをそれぞれに備えてもよい。
【００３３】
液封式モータ１００は、逆止弁１６０を備える（図２破線及び図３参照）
。逆止弁１６０は、封入液１１４を、軸封機構１５０近傍から液封式モータ１００の外部上方に放出可能に設けられている。本実施形態では、逆止弁１６０を取り付けるための連通孔１５８が負荷側ブラケット１３１に形成されている。この連通孔１５８は、軸封機構１５０から液封式モータ１００の外部に向かって連通するように形成されている。言い換えると、連通孔１５８は、軸封機構１５０に隣接する領域と液封式モータ１００の外部とを連通する。具体的には、連通孔１５８は、負荷側ブラケット１３１の外周面（出力軸１１０から見た外周の面）とロータ室内とを連通する。また、連通孔１５８は、外部側の端部１５８ｂ（例えば端部１５８ｂの中心）がロータ室内側の端部１５８ａ（例えば端部１５８ａの中心）よりも出力軸１１０の突出する方向Ｘｍに位置するように形成されている。つまり、連通孔１５８は、液封式モータ１００が設置されたときに鉛直上方を向くように（水平方向に対して傾斜して）形成されている。そして、逆止弁１６０は、連通孔１５８に取り付けられている。
【００３４】
図４は、本実施形態の逆止弁を示す図である。逆止弁１６０は、逆止弁フレーム１６１と、弁体１６５と、スプリング１６６と、フィルタ１６７と、を有する。逆止弁フレーム１６１は、弁体１６５、スプリング１６６、及びフィルタ１６７を保持する。逆止弁フレーム１６１には、封入液１１４を流通させるための流通孔１６２が形成されている。流通孔１６２は、液封式モータ１００の内部側の端部１６２ａの孔径が狭く形成されている。弁体１６５は、流通孔１６２内に配置され、スプリング１６６によって逆止弁フレーム１６１の内側の端部１６２ａに付勢される。弁体１６５は、例えば樹脂などで形成される。弁体１６５は、スプリング１６６の付勢力によって端部１６２ａに当接したときに、封入液１４１が流通孔１６２を通過できないようにシールする。フィルタ１６７は、液封式モータ１００外部の異物が逆止弁１６０及び液封式モータ１００内部に侵入するのを防ぐために設けられ、公知の液体用のフィルタを用いることができる。
【００３５】
逆止弁１６０は、ロータ室内の封入液１１４の圧力が液封式モータ１００の外圧よりも所定量以上大きくなったときに、スプリング１６６の付勢力に抗して弁体１６５が外側に移動し、ロータ室内の封入液１１４を外部に放出する。つまり、逆止弁１６０は、ロータ室内と外圧の圧力差に応じて、封入液１１４を外部に放出する。ここで、逆止弁１６０の弁体１６５が移動する圧力差は、ダイヤフラム１８２が吸収できる体積量（圧力差）よりも小さくする。例えば、逆止弁１６０は、ダイヤフラム１８２が吸収できる体積量（圧力差）にマージンを考慮して、スプリング１６６の付勢力が決められればよい。
【００３６】
図５は、本実施形態の液封式モータを稼働させた場合のモータ内圧（ロータ室内圧）の変化を示すタイムチャートである。なお、図５中、一点鎖線はダイヤフラム１８２を備えるが逆止弁１６０を備えない比較例を示している。図５では、はじめに、常温（例えば２０℃など）において、ロータ室内に封入液１１４が初期設定圧Ｐ１（例えば大気圧など）で封入された場合の例を示している（時刻ｔ０）。
【００３７】
液封式モータ１００が高温（例えば８０℃など）の地下水内に設置されると（時刻ｔ１）、高温の地下水によってモータ内部の封入液１１４が温められる。例えば、封入液１１４として９５質量％のプロピレングリコールを用いた場合、２０℃から８０℃に封入液１１４が温度上昇すると、体積が数％上昇する。これにより、モータ内圧Ｐｍは、変動の一部をダイヤフラム１８２に吸収されながら上昇する（時刻ｔ１〜ｔ２）。
【００３８】
一般に、比較的温度の低い（例えば２０℃程度）液体を揚水する場合には、水中モータを稼働させても封入液１１４の温度は８０℃程度まで上昇しない。このため、高温の地下水内に置かれた液封式モータ１００の封入液１１４は、２０℃程度の液体を揚水する場合に比べて体積が大きく増加する。この体積（圧力）の変動をダイヤフラム１８２のみで吸収する場合、一般に吸収できる体積（圧力）変動量が大きいほどダイヤフラムのサイズが大きくなるので、ダイヤフラム１８２が大型化する。
【００３９】
これに対して、本実施形態の液封式モータ１００は、逆止弁１６０を備えている。これにより、モータ内圧Ｐｍが外圧に対して所定量（例えばＰａ）よりも大きくなると（時刻ｔ２）、逆止弁１６０が開いて封入液１１４が外部に放出され、モータ内圧Ｐｍは一定の圧力Ｐ２（＝Ｐ１＋Ｐａ）よりも大きくならない。かかる構成により、吸収量の大きいダイヤフラム１８２を使用することなく、モータ内圧Ｐｍが過度に増加するのを抑制することができる。
【００４０】
高温の地下水内に設置された状態で液封式モータ１００が駆動されると、液封式モータ１００の駆動に伴う発熱によって封入液１１４の温度が更に上昇する。このため、一点鎖線で示す比較例のモータでは、更にモータ内圧Ｐｍが上昇する（時刻ｔ３〜ｔ４）。これに対して、実線に示す本実施形態の液封式モータ１００では、逆止弁１６０から封入液１４０が外部に排出されるので、モータ内圧Ｐｍは圧力Ｐ２よりも大きくならない。
【００４１】
次に、液封式モータ１００の駆動を停止した場合、液封式モータ１００の駆動に伴う発熱がなくなるので、封入液１１４の温度は外部の地下水と同じ温度（例えば８０℃）まで低下する。このときには、液封式モータ１００の発熱に伴って放出された封入液１１４の分だけ、モータ内圧Ｐｍは低下する（時刻ｔ４〜ｔ５）。ただし、このモータ内圧Ｐｍの低下は、ダイヤフラム１８２が吸収している圧力Ｐａと相殺されるので、モータ内圧Ｐｍは過度な負圧とならない（時刻ｔ５、圧力Ｐ５）。そして、液封式モータ１００が再度駆動されると、再びモータ内圧Ｐｍは圧力Ｐ５〜Ｐ２の範囲内で変化することになる。
【００４２】
以上説明した本実施形態の液封式モータ１００は、ダイヤフラム１８２と逆止弁１６０とを備えるので、温泉水などの高温の液体を揚水する場合にも液封式モータ１００の内圧と外圧との差が大きくなるのを抑制できる。また、ダイヤフラム１８２だけを備える水中モータに比して小さなダイヤフラムを用いることができ、液封式モータ１００の小型化を図ることができる。さらに、ケーシング１０１は、外部から内部に流体を案内する弁などを備えず、外部の流体が内部に侵入するのを遮断するように形成されているので、ロータ室内に気泡などが生じるのを抑制することができる。
【００４３】
しかも、本実施形態では、軸封機構１５０から外部に向かって負荷側ブラケット１３１に連通孔１５８が形成され、この連通孔１５８に逆止弁１６０が設けられている。一般に、水中モータでは、ロータ室内の液密を十分に確保しても、例えばロータ製造時に形成された隙間に気体が残ったり、キャビテーションなどで駆動時に気泡が生じたり、または、意図せずに外部から気泡が侵入する場合が考えられる。こうした気泡が軸封機構１５０に移動すると、軸封機構１５０の潤滑が十分になされなくなる。特に、本実施形態の液封式モータ１００のように、出力軸１１０が鉛直上方を向くように据え付けられる場合には、ロータ室内に生じた気泡が上方の軸封機構１５０に移動しやすいと考えられる。これに対して、軸封機構１５０から外部に向かって形成された連通孔１５８に逆止弁１６０が設けられることにより、封入液１１４の放出とともに軸封機構１５０近傍の気泡を外部に放出することができる。
【００４４】
さらに、逆止弁１６０が設けられる連通孔１５８は、ロータ室側の端部１５８ａよりも、外部側の端部１５８ｂが、出力軸１１０の突出する方向Ｘｍに位置するように形成されている。つまり、連通孔１５８は、液封式モータ１００が設置されたときに鉛直上方を向くように（水平方向に対して傾斜して）形成されている。これにより、ロータ室内に気泡が生じたときに外部側に気泡を案内することができ、軸封機構１５０近傍の気泡を外部に放出することができる。
【００４５】
また、逆止弁１６０は、負荷側ブラケット１３１の外周面に設けられているので、液封
式モータ１００の上面に弁が設けられるものに比べて、砂等の異物が侵入するのを抑制することができる。さらに、逆止弁１６０は、フィルタ１６７を備えているので、異物の侵入をより確実に防止することができる。
【００４６】
また、本実施形態では、軸封機構１５０を潤滑する封入液１１４には、９５質量％以上のプロピレングリコールが用いられている。プロピレングリコールは、人体に無害であるとともに、凝固点が非常に低く、沸点が非常に高い。このため、揚水する地下水が使用できなくなるのを防ぐことができるとともに、寒冷地においても使用することができ、封入液１１４が沸騰して気化するのを抑制することができる。
【００４７】
しかも、プロピレングリコールは、水溶性が高いので、意図せずにロータ室内に外部の水が侵入したとしても、侵入した水は封入液１１４と混ざり合う。このため、侵入した水が沸騰して内部に気泡が生じるのを抑制することができる。さらに、プロピレングリコールがほどんど不純物を含まない場合には、ロータ室内で水素ガスなどの気泡が生じないので、ロータに塗装などの保護処置を施さなくてもよくなる。
【００４８】
上記した本実施形態の液封式モータ１００では、出力軸１１０に設けられたロータ１０７と、ロータ１０７の外周に設けられたステータ１０４とが、筒状のキャン１１１によって隔離される所謂キャンドモータについて説明したが、この例に限られない。例えば、図６の変形例の液封式モータ３００に示すように、キャン１１１を備えずに、ロータ１０７とステータ１０４とが隔離されない構成としてもよい。なお、図６では、図１と同一の構成について同一の符号を用いて示している。この場合には、液封式モータ１００の内部に封入されて軸封機構１５０を潤滑する封入液３１４は、ロータ１０７とステータ１０４とのそれぞれに接触する。この場合、封入液３１４として、パラフィン油などの絶縁油を用いてもよいし、プロピレングリコールなどの不凍液を用いてもよい。
【００４９】
変形例の液封式モータ３００において、封入液３１４として不凍液を用いる場合には、実施形態の封入液１１４と同様に、９５質量％以上の濃度のプロピレングリコールを用いることが好ましい。また、封入液３１４として不凍液を用いる場合には、ステータコイル１０６に絶縁性のための保護処置を施してもよい。一例として、ステータコイル１０６は、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）のうちの何れかによって被膜されることが好ましい。特に、封入液３１４の温度が１００℃を超えて高温になると予想される場合には、フッ素樹脂またはポリエーテルエーテルケトンを用いることが好ましい。
【００５０】
ステータ１０４の絶縁性を確保するために、予め非電導性材料によって被覆されたステータコイル１０６をステータコア１０５に巻回してもよい。また、ステータ１０４のうち、封入液３１４と接触する部分の全ての外表面を、非電導性の熱可塑性樹脂で被膜してもよい。この場合には、溶融された非電導性の熱可塑性樹脂内にステータ１０４を浸漬して、ステータ１０４の外表面に熱可塑性樹脂の被膜を形成する方法により、ステータ１０４を被膜してもよい。
【００５１】
上記の実施形態では、モータ内圧を吸収するダイヤフラム１８２を備えるものとしたが、例えばモータ内圧の変化に応じて変位するベローズなど、モータ内圧の変動を吸収できるものであれば如何なるものを用いてもよい。
【００５２】
上記の実施形態では、逆止弁１６０は、軸封機構１５０から外部に向かって連通する連通孔１５８に設けられ、封入液１１４を外部上方に向けて放出するものとしたが、この例に限定されない。逆止弁１６０は、液封式モータ１００、３００の下部に取り付けられるなど如何なる場所に設けられてもよい。また、封入液１１４を外部下方に向けて放出する
など、その方向も任意に定めることができる。また、逆止弁１６０は、負荷側ブラケット１３１の外周面に取り付けられるものに限定されず、負荷側ブラケット１３１の上面に取り付けられてもよい。また、負荷側ブラケット１３１に代えて、第２のフレーム側板１３０に設けられてもよい。更に逆止弁１６０は、負荷側ブラケット１３１または第２フレーム側板１３０に取り付けられるものに限らず、これらと一体に構成されてもよい。
【００５３】
上記の実施形態では、逆止弁１６０は、逆止弁フレーム１６１と、弁体１６５と、スプリング１６６と、フィルタ１６７とを備えるものとした。しかし、モータ内圧が外圧に対して所定量よりも大きくなったときに、封入液を外部に放出し、外部の液体を封入液１１４に侵入させないものであれば如何なるものでもよい。例えば、逆止弁１６０は、フィルタ１６７を有しなくてもよい。
【００５４】
上記の実施形態では、液封式モータ１００、３００は、出力軸１１０が鉛直上向きに突出するように設置されるものとしたが、この例に限定されず、横向きに設置して利用されてもよい。
【００５５】
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、実施形態および変形例の任意の組み合わせが可能であり、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。
【符号の説明】
【００５６】
１００  液封式モータ
１０１  ケーシング
１０２  フレーム
１０４  ステータ
１０６  ステータコイル
１０７  ロータ
１０９  二次導体
１１０  出力軸
１１４  封入液
１２０  第１のフレーム側板
１２２  反負荷側ブラケット
１３０  第２のフレーム側板
１３１  負荷側ブラケット
１３２  貫通孔
１５０  軸封機構
１５２  メカニカルシール
１５２ａ  回転環
１５２ｂ  固定環
１５２ｃ  摺動面
１５４  サンドスリンガー
１５８  連通孔
１６０  逆止弁
２００  水中ポンプ
３００  液封式モータ
５００  ポンプ装置
【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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