(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部が液体中に配置され、前記液体を汲み上げる液中ポンプと、
前記液体中に配置されて前記液中ポンプを駆動させるモータと、
降圧器と、
均圧シール機構と、
を備え、
前記降圧器は、外部からの交流電力の電圧を前記モータの駆動に合った電圧に下げ、電圧降下した交流電力を前記モータに供給する降圧回路と、前記モータのモータケーシングに取り付けられ前記降圧回路を覆う降圧器ケーシングと、を有し、
前記モータは、ステータと、モータ回転軸と、前記モータ回転軸に取り付けられ前記モータ回転軸と一体に前記ステータに対して相対回転するロータと、前記ステータ及び前記ロータを覆う前記モータケーシングと、を有し、前記モータ回転軸は、第一端部と第二端部とを有し、前記第一端部は、前記モータケーシングから突出しており、
前記液中ポンプは、前記モータ回転軸に接続されているポンプ回転軸を有し、
前記均圧シール機構は、前記モータケーシングに取り付けられ、前記モータ回転軸における前記第一端部の一部を覆うシールケーシングと、前記シールケーシング内に前記シールケーシングと共同して蛇行した蛇行流路を形成する流路形成部材と、を有し、
前記蛇行流路は、前記液体を自身の内部に導く液体流入口と、前記モータケーシング内と連通する連通口と、前記液体流入口から流入した液体と前記モータケーシング内及び前記蛇行流路の一部に満たされる絶縁油とを接触させる液接触部と、を有する、
電動液中ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の電動液中ポンプにおいて、
前記モータケーシング内と前記降圧器ケーシング内との境には、前記モータケーシング内と前記降圧器ケーシング内とを連通させる連通孔が形成されている、
電動液中ポンプ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電動液中ポンプにおいて、
前記モータ回転軸における前記第二端部は、前記モータケーシングから突出して前記降圧器ケーシング内に入り込んでおり、
前記第二端部に取り付けられ、前記降圧器ケーシング内に満たされる絶縁油を撹拌する又は循環させる撹拌羽根を有する、
電動液中ポンプ。
【請求項４】
少なくとも一部が液体中に配置され、前記液体を汲み上げる液中ポンプと、
前記液体中に配置されて前記液中ポンプを駆動させるモータと、
降圧器と、
絶縁油ポンプと、
を備え、
前記降圧器は、外部から交流電力の電圧を前記モータの駆動に合った電圧に下げ、電圧降下した交流電力を前記モータに供給する降圧回路と、前記モータのモータケーシングに取り付けられ前記降圧回路を覆う降圧器ケーシングと、を有し、
前記絶縁油ポンプは、前記降圧器ケーシング内に配置され、前記降圧器ケーシング内に満たされる絶縁油を吸い込んで吐出することで、前記降圧器ケーシング内に満たされる絶縁油を撹拌する又は循環させる、
電動液中ポンプ。
【請求項５】
少なくとも一部が液体中に配置され、前記液体を汲み上げる液中ポンプと、
前記液体中に配置されて前記液中ポンプを駆動させるモータと、
降圧器と、
前記降圧器から前記液中ポンプにおける吸込口までの間で連なり、前記降圧器の外周側及び前記液中ポンプの外周側を覆う筒状の液体ガイドと、
を備え、
前記降圧器は、外部から交流電力の電圧を前記モータの駆動に合った電圧に下げ、電圧降下した交流電力を前記モータに供給する降圧回路と、前記モータのモータケーシングに取り付けられ前記降圧回路を覆う降圧器ケーシングと、を有し、
前記液体ガイドは、前記液体ガイドの内周側と、前記降圧器の外周側及び前記液中ポンプの外周側との間に前記液体を流す液体流路を形成し、
前記液体流路は、前記降圧器を基準にして、前記液中ポンプが存在する側とは反対側に、前記液体を自身の内部に導く開口を有する、
電動液中ポンプ。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の電動液中ポンプにおいて、
均圧シール機構を備え、
前記モータは、ステータと、モータ回転軸と、前記モータ回転軸に取り付けられ前記モータ回転軸と一体に前記ステータに対して相対回転するロータと、前記ステータ及び前記ロータを覆う前記モータケーシングと、を有し、前記モータ回転軸は、第一端部と第二端部とを有し、前記第一端部は、前記モータケーシングから突出しており、
前記液中ポンプは、前記モータ回転軸に接続されているポンプ回転軸を有し、
前記均圧シール機構は、前記モータケーシングに取り付けられ、前記モータ回転軸における前記第一端部の一部を覆うシールケーシングと、前記シールケーシング内に前記シールケーシングと共同して蛇行した蛇行流路を形成する流路形成部材と、を有し、
前記蛇行流路は、前記液体を自身の内部に導く液体流入口と、前記モータケーシング内と連通する連通口と、前記液体流入口から流入した液体と前記モータケーシング内及び前記蛇行流路の一部に満たされる絶縁油とを接触させる液接触部と、を有する、
電動液中ポンプ。
【請求項７】
請求項１から３、５のいずれか一項に記載の電動液中ポンプにおいて、
前記降圧器ケーシング内に配置され、前記降圧器ケーシング内に満たされる絶縁油を吸い込んで吐出することで、前記降圧器ケーシング内に満たされる絶縁油を撹拌する又は循環させる絶縁油ポンプを有する、
電動液中ポンプ。
【請求項８】
請求項１から４のいずれか一項に記載の電動液中ポンプにおいて、
前記降圧器から前記液中ポンプにおける吸込口までの間で連なり、前記降圧器の外周側及び前記液中ポンプの外周側を覆う筒状の液体ガイドを有し、
前記液体ガイドは、前記液体ガイドの内周側と、前記降圧器の外周側及び前記液中ポンプの外周側との間に前記液体を流す液体流路を形成し、
前記液体流路は、前記降圧器を基準にして、前記液中ポンプが存在する側とは反対側に、前記液体を自身の内部に導く開口を有する、
電動液中ポンプ。
【請求項９】
請求項５又は８に記載の電動液中ポンプにおいて、
前記降圧器は、前記降圧器ケーシングから外側に突出した乱流促進部を有する、
電動液中ポンプ。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の電動液中ポンプにおいて、
前記降圧器は、インバータであり、
前記インバータは、前記降圧回路を含み、前記モータに供給する交流電力の交流周波数を変換するインバータ回路と、前記インバータ回路を覆うと共に前記モータケーシングに取り付けられているインバータケーシングと、を有する、
電動液中ポンプ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電動液中ポンプにおいて、
吸熱部と放熱部とを有するペルチェ素子を備え、
前記インバータ回路は、発熱素子を有し、
前記発熱素子には、前記ペルチェ素子の吸熱部が接着されている、
電動液中ポンプ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の電動液中ポンプにおいて、
前記ペルチェ素子の前記放熱部と前記インバータケーシングとを熱的に接続するヒートシンクを備える、
電動液中ポンプ。
【請求項１３】
請求項１から９のいずれか一項に記載の電動液中ポンプにおいて、
前記降圧器は、変圧器であり、
前記変圧器は、前記降圧回路を成す変圧回路と、前記変圧回路を覆うと共に前記モータケーシングに取り付けられている変圧器ケーシングと、を有する、
電動液中ポンプ。
【請求項１４】
請求項１３に記載の電動液中ポンプと、
前記液体外に設置され、外部からの交流電力の交流周波数を変換する液外インバータと、
前記液外インバータと前記電動液中ポンプの前記変圧器とを電気的に接続するケーブルと、
を備える電動液中ポンプシステム。
【請求項１５】
請求項１３に記載の電動液中ポンプと、
前記液体外に設置され、外部からの交流電力の交流周波数を変換する液外インバータと、
前記液体外に設置され、前記液外インバータからの交流電力の電圧を昇圧させる液外変圧器と、
前記液外変圧器と前記電動液中ポンプの前記変圧器とを電気的に接続するケーブルと、
を備える電動液中ポンプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも一部が液体内に配置される電動液中ポンプ、及び、これを備える電動液中ポンプシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動液中ポンプとしては、例えば、以下の特許文献１に記載されているものがある。この電動液中ポンプは、水中内に配置される水中ポンプと、水中内に配置され水中ポンプを駆動するモータと、水中ポンプのケーシングに取り付けられているインバータと、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２２３５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電動液中ポンプは、地下深くに埋まっている石油や熱水等の液体を地上にまで汲み上げるために使用することがある。このような電動液中ポンプは、地下数千メートルの位置に配置されることが多い。この場合、電動液中ポンプに電力を送る送電ケーブルの長さも、数千メートルになり、この送電ケーブルでの電力損失が大きくなる。
【０００５】
そこで、本発明は、電力損失を抑えることができる電動液中ポンプ、及び、これを備える電動液中ポンプシステム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】
上記目的を達成するための発明に係る一態様としての電動液中ポンプは、
少なくとも一部が液体中に配置され、前記液体を汲み上げる液中ポンプと、前記液体中に配置されて前記液中ポンプを駆動させるモータと、降圧器と、均圧シール機構と、を備える。前記降圧器は、外部からの交流電力の電圧を前記モータの駆動に合った電圧に下げ、電圧降下した交流電力を前記モータに供給する降圧回路と、前記モータのモータケーシングに取り付けられ前記降圧回路を覆う降圧器ケーシングと、を有する。前記モータは、ステータと、モータ回転軸と、前記モータ回転軸に取り付けられ前記モータ回転軸と一体に前記ステータに対して相対回転するロータと、前記ステータ及び前記ロータを覆う前記モータケーシングと、を有する。前記モータ回転軸は、第一端部と第二端部とを有し、前記第一端部は、前記モータケーシングから突出しいる。前記液中ポンプは、前記モータ回転軸に接続されているポンプ回転軸を有する。前記均圧シール機構は、前記モータケーシングに取り付けられ、前記モータ回転軸における前記第一端部の一部を覆うシールケーシングと、前記シールケーシング内に前記シールケーシングと共同して蛇行した蛇行流路を形成する流路形成部材と、を有する。前記蛇行流路は、前記液体を自身の内部に導く液体流入口と、前記モータケーシング内と連通する連通口と、前記液体流入口から流入した液体と前記モータケーシング内及び前記蛇行流路の一部に満たされる絶縁油とを接触させる液接触部と、を有する。
【０００７】
電動液中ポンプは、地下１０００ｍ程度の位置に設置される場合や、ときには、地下３０００ｍ以上の位置に設置される場合もある。このため、電動液中ポンプのモータに電力を送るケーブルも、１０００ｍ以上の長大なケーブルになる。このように、ケーブルの長さが長くなると、ケーブルでの電力損失は無視できないものになる。当該電動液中ポンプは、降圧器を備えているので、ケーブルに高電圧の交流電力を流すことができる。ケーブルの電力損失は、このケーブルを流れる電流の値の二乗に比例する。このため、当該電動液中ポンプでは、ケーブルを流れる電力の電圧値を大きくすることで、この電力の電流値が小さくなり、ケーブルでの電力損失を抑えることができる。
【０００８】
また、当該電動液中ポンプでは、ケーブルに高電圧の交流電力を流すことができるため、ケーブルを形成する導体の外径を小さくすることができ、ひいては、ケーブルの外径も小さくすることができる。このため、当該電動液中ポンプでは、ケーブルの製造（又は購入）コストを抑えることができる。さらに、当該電動液中ポンプでは、ケーブルの全重量の軽減が図られるため、ケーブルの設置コストも抑えることができる。
【００１０】
シールケーシング内には、液体流入口から外部の液体が流入する。このため、このシールケーシング内の圧力は、シールケーシング外の圧力を同じになる。また、シールケーシング内とモータケーシング内とは、連通口により連通しているため、モータケーシング内の圧力は、シールケーシング内の圧力と同じになり、結果として、シールケーシング外及びモータケーシング外の圧力と同じになる。よって、電動液中ポンプの設置深度が深くなり、電動液中ポンプが設置されている位置での液体の圧力が高くなっても、モータケーシング内とモータケーシング外との間の均圧化が図られる。このため、当該電動液中ポンプでは、電動液中ポンプの設置深度に関わりなく、外圧によるモータの損傷を防ぐことができる。
【００１１】
また、前記均圧シール機構を備える前記電動液中ポンプにおいて、前記モータケーシング内と前記降圧器ケーシング内との境には、前記モータケーシング内と前記降圧器ケーシング内とを連通させる連通孔が形成されていてもよい。
【００１２】
当該電動液中ポンプでは、モータケーシング内と降圧器ケーシング内とを連通させる連通孔が形成されている。このため、当該電動液中ポンプでは、降圧器ケーシング内の圧力が、モータケーシング内の圧力と同じになり、結果として、モータケーシング外及び降圧器ケーシング外の圧力と同じになる。よって、当該電動液中ポンプでは、電動液中ポンプの設置深度が深くなり、電動液中ポンプが設置されている位置での液体の圧力が高くなっても、外圧による降圧器の損傷を防ぐことができる。
【００１３】
また、前記モータ回転軸を有する、以上のいずれかの前記電動液中ポンプにおいて、前記モータ回転軸における前記第二端部は、前記モータケーシングから突出して前記降圧器ケーシング内に入り込んでおり、前記第二端部に取り付けられ、前記降圧器ケーシング内に満たされる絶縁油を撹拌する又は循環させる撹拌羽根を有してもよい。
【００１４】
当該電動液中ポンプでは、モータ回転軸が回転することで、降圧器ケーシング内の撹拌羽根により、降圧器ケーシング内に充填される絶縁油を撹拌する又は循環させることができる。よって、当該電動液中ポンプでは、降圧器ケーシング内の降圧回路の冷却を促進することができる。
【００１５】
上記目的を達成するための発明に係る他の態様としての電動液中ポンプは、
少なくとも一部が液体中に配置され、前記液体を汲み上げる液中ポンプと、前記液体中に配置されて前記液中ポンプを駆動させるモータと、降圧器と、絶縁油ポンプと、を備える。前記降圧器は、外部から交流電力の電圧を前記モータの駆動に合った電圧に下げ、電圧降下した交流電力を前記モータに供給する降圧回路と、前記モータのモータケーシングに取り付けられ前記降圧回路を覆う降圧器ケーシングと、を有する。前記絶縁油ポンプは、前記降圧器ケーシング内に配置され、前記降圧器ケーシング内に満たされる絶縁油を吸い込んで吐出することで、前記降圧器ケーシング内に満たされる絶縁油を撹拌する又は循環させる。
【００１６】
当該電動液中ポンプでは、降圧器ケーシング内に満たされる絶縁油が、この絶縁油ポンプにより撹拌される、又は降圧器ケーシング内で循環する。よって、降圧器ケーシング内の降圧回路の冷却を促進することができる。
【００１７】
上記目的を達成するための発明に係るさらに他の態様としての電動液中ポンプは、
少なくとも一部が液体中に配置され、前記液体を汲み上げる液中ポンプと、前記液体中に配置されて前記液中ポンプを駆動させるモータと、降圧器と、前記降圧器から前記液中ポンプにおける吸込口までの間で連なり、前記降圧器の外周側及び前記液中ポンプの外周側を覆う筒状の液体ガイドと、を備える。前記降圧器は、外部から交流電力の電圧を前記モータの駆動に合った電圧に下げ、電圧降下した交流電力を前記モータに供給する降圧回路と、前記モータのモータケーシングに取り付けられ前記降圧回路を覆う降圧器ケーシングと、を有する。前記液体ガイドは、前記液体ガイドの内周側と、前記降圧器の外周側及び前記液中ポンプの外周側との間に前記液体を流す液体流路を形成し、前記液体流路は、前記降圧器を基準にして、前記液中ポンプが存在する側とは反対側に、前記液体を自身の内部に導く開口を有する。
【００１８】
当該電動液中ポンプでは、外部の液体が、液体ガイドで形成される液体流路内を経て、液中ポンプの吸込口に流入する。このため、降圧器の外周側を流れる液体の流速は、液体ガイドが無い場合に降圧器の外周側を流れる液体の流速よりも高まる。よって、当該電動液中ポンプでは、降圧器ケーシングと液体との間の熱伝達率が高まり、降圧器からの放熱を促進することができる。
【００１９】
前記液体ガイドを有する前記電動液中ポンプにおいて、前記降圧器は、前記降圧器ケーシングから外側に突出した乱流促進部を有してもよい。
【００２０】
当該電動液中ポンプは、降圧器ケーシングから外側に突出した乱流促進部を有するので、降圧器ケーシングに沿って流れる液体が乱流になる。このため、当該電動液中ポンプは、降圧器ケーシングと液体との間の熱伝達率が高まり、降圧器からの放熱を促進することができる。
【００２１】
以上のいずれかの前記電動液中ポンプにおいて、前記降圧器は、インバータであり、前記インバータは、前記降圧回路を含み、前記モータに供給する交流電力の交流周波数を変換するインバータ回路と、前記インバータ回路を覆うと共に前記モータケーシングに取り付けられているインバータケーシングと、を有してもよい。
【００２２】
当該電動液中ポンプでは、インバータにより、電動液中ポンプのモータに送る交流電力の交流周波数を変えることで、モータ回転軸の回転数を変えることができる。このため、モータ回転軸に接続されているポンプ回転軸の回転数を変えることができ、結果として、液中ポンプにおける液体Ｌの吐出量を増減させることができる。すなわち、当該電動液中ポンプでは、インバータの操作で、液中ポンプにおける液体の吐出量を変更することができる。
【００２３】
さらに、当該電動液中ポンプでは、地上にはインバータを配置する必要がなくなるので、地上スペースの有効活用を図ることができる。特に、海底油田に当該電動液中ポンプを用いた場合、設置スペースの制約が大きい海上プラットフォーム上を有効活用することができる。
【００２４】
前記インバータを有する前記電動液中ポンプにおいて、吸熱部と放熱部とを有するペルチェ素子を備え、前記インバータ回路は、発熱素子を有し、前記発熱素子には、前記ペルチェ素子の吸熱部が接着されていてもよい。
【００２５】
当該電動液中ポンプでは、インバータ回路の発熱素子の放熱を促進することができる。
【００２６】
この場合、前記ペルチェ素子の前記放熱部と前記インバータケーシングとを熱的に接続するヒートシンクを備えてもよい。
【００２７】
当該電動液中ポンプでは、インバータ回路の発熱素子からの熱を、ヒートシンク及びインバータケーシングを介して、外部に放熱することができる。
【００２８】
また、以上のいずれかの前記電動液中ポンプにおいて、前記降圧器は、変圧器であり、前記変圧器は、前記降圧回路を成す変圧回路と、前記変圧回路を覆うと共に前記モータケーシングに取り付けられている変圧器ケーシングと、を有してもよい。
【００２９】
上記目的を達成するための発明に係る一態様としての電動液中ポンプシステムは、
前記変圧器を有する前記電動液中ポンプと、前記液体外に設置され、外部からの交流電力の交流周波数を変換する液外インバータと、前記液外インバータと前記電動液中ポンプの前記変圧器とを電気的に接続するケーブルと、を備える。
【００３０】
当該電動液中ポンプシステムでは、液外インバータにより、電動液中ポンプのモータに送る交流電力の交流周波数を変えることで、モータ回転軸の回転数を変えることができる。このため、モータ回転軸に接続されているポンプ回転軸の回転数を変えることができ、結果として、液中ポンプにおける液体の吐出量を増減させることができる。すなわち、当該電動液中ポンプでは、液外インバータの操作で、液中ポンプにおける液体の吐出量を変更することができる。
【００３１】
さらに、当該電動液中ポンプシステムでは、インバータが液体外に設置されているため、このインバータの修理や点検等を容易に行うことができる。
【００３２】
上記目的を達成するための発明に係る他の態様としての電動液中ポンプシステムは、
前記変圧器を有する前記電動液中ポンプと、前記液体外に設置され、外部からの交流電力の交流周波数を変換する液外インバータと、前記液体外に設置され、前記液外インバータからの交流電力の電圧を昇圧させる液外変圧器と、前記液外変圧器と前記電動液中ポンプの前記変圧器とを電気的に接続するケーブルと、を備える。
【００３３】
当該電動液中ポンプシステムでも、液外インバータの操作で、液中ポンプにおける液体の吐出量を変更することができる。また、当該電動液中ポンプシステムでは、液外インバータからの交流電力の電圧を液外変圧器で昇圧させるので、液外インバータとして、低圧交流電力を処理するインバータを用いることができる。
【００３４】
高圧交流電力を処理できるインバータのコストは、低圧交流電力を処理するインバータのコストに比べて、非常に高い。このため、当該電動液中ポンプシステムでは、液外インバータに関するコストを抑えることができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の一態様によれば、電力損失を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る第一実施形態における電動液中ポンプシステムの構成を示す説明図である。
【図２】本発明に係る第一実施形態における電動液中ポンプの断面図である。
【図３】本発明に係る第一実施形態における均圧シール機構、モータ、及び変圧器の断面図である。
【図４】本発明に係る第二実施形態における電動液中ポンプシステムの構成を示す説明図である。
【図５】本発明に係る第三実施形態における電動液中ポンプシステムの構成を示す説明図である。
【図６】本発明に係る第三実施形態におけるインバータ回路の構成を示す説明図である。
【図７】本発明に係る第三実施形態における変形例のインバータ回路の構成を示す説明図である。
【図８】本発明に係る第三実施形態における均圧シール機構、モータ、及び変圧器の断面図である。
【図９】本発明に係る第三実施形態における第一変形例の均圧シール機構、モータ、及び変圧器の断面図である。
【図１０】本発明に係る第三実施形態における第二変形例の均圧シール機構、モータ、及び変圧器の断面図である。
【図１１】本発明に係る第三実施形態における第三変形例の均圧シール機構、モータ、及び変圧器の断面図である。
【図１２】本発明に係る第三実施形態における第四変形例のインバータの要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明に係る電動液中ポンプシステムの各種実施形態、及び各種変形例について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３８】
各種実施形態及び各種変形例における電動液中ポンプシステムは、地上等から垂直に掘り下げられた立坑内の液体を地上等に汲み上げるシステムである。具体的に、各種実施形態及び各種変形例における電動液中ポンプシステムは、立坑である油井から原油を汲み上げるシステムである。但し、本発明は、原油を汲み上げるものに限定されず、例えば、地中を流れている水や熱水等を汲み上げるものであってもよい。
【００３９】
「電動液中ポンプシステムの第一実施形態」
本発明に係る電動液中ポンプシステムの第一実施形態について、図１〜図３を用いて説明する。
【００４０】
本実施形態の電動液中ポンプシステムは、図１に示すように、立坑Ｈ内の液体Ｌを地上に汲み上げる電動液中ポンプ１０と、電動液中ポンプ１０からの液体Ｌを地上に導く配管１と、坑口装置（wellhead）２と、電動液中ポンプ１０に供給する交流電力の交流周波数を変える地上インバータ（液外インバータ）３と、地上インバータ３からの交流電力を電動液中ポンプ１０に送る送電ケーブル５と、を備えている。
【００４１】
地上インバータ３及び坑口装置２は、いずれも、地上に設置される。坑口装置２には、配管１が接続されている。また、この坑口装置２は、立坑Ｈ内にそのほとんどが配置される送電ケーブル５を支える。
【００４２】
電動液中ポンプ１０は、液中ポンプ１１と、液中ポンプ１１を駆動するモータ３１と、モータ３１をシールする均圧シール機構４１と、送電ケーブル５から送られてきた交流電力の電圧をモータ３１の駆動に適した圧力に降圧させる変圧器（降圧器）５１と、センサ８１と、を備えている。
【００４３】
液中ポンプ１１、均圧シール機構４１、モータ３１、変圧器５１、センサ８１は、立坑Ｈ内で、この順序で、上から下に配置される。液中ポンプ１１の下側部分には、吸込口１４ｉが形成され、液中ポンプ１１の上側部分には、吐出口１４ｏが形成されている。配管１は、液中ポンプ１１の吐出口１４ｏと坑口装置２とを接続する。送電ケーブル５は、地上インバータ３から坑口装置２を経由し、配管１、液中ポンプ１１、シール機構、モータ３１の外周側を経て、変圧器５１につながっている。センサ８１としては、液中ポンプ１１が配置されている位置での液体Ｌの温度や圧力を検知するセンサや、液中ポンプ１１の振動を検知するセンサ等がある。これらセンサからの信号は、例えば、送電ケーブル５の導体、又は、送電ケーブル５とは別の信号ケーブルを経て、地上に送られる。
【００４４】
ここで、モータ３１の定格電圧を、例えば、４４０Ｖであるとする。また、地上インバータ３に送られる交流電力の電圧、及び、送電ケーブル５を流れる交流電力の電圧を、例えば、６６００Ｖとする。なお、モータ３１の定格電圧４４０Ｖ及び送電ケーブル５を流れる交流電力の電圧６６００Ｖは、一例であり、本実施形態は、これに限定されない。すなわち、送電ケーブル５には、モータ３１の定格電圧より高い電圧の高電圧交流電力が流れればよい。
【００４５】
液中ポンプ１１は、図２に示すように、ポンプ部１５及びセパレータ部２１と、を有する。ポンプ部１５は、軸線Ａを中心として、軸線Ａが延びる軸方向に長い円柱状の本体回転軸１６と、この本体回転軸１６に固定されている羽根１７と、本体回転軸１６を回転可能に支持する軸受１８と、これらを覆う円筒状の本体ケーシング１９と、を有する。セパレータ部２１は、軸線Ａを中心として、軸線Ａが延びる軸方向に長い円柱状のセパレータ回転軸２２と、このセパレータ回転軸２２に固定されている羽根２３と、セパレータ回転軸２２を回転可能に支持する軸受２４と、これらを覆う円筒状のセパレータケーシング２５と、を有する。本体ケーシング１９及びセパレータケーシング２５は、いずれも、軸線Ａを中心として円筒状を成している。
【００４６】
この液中ポンプ１１の軸方向は、この液中ポンプ１１が立坑Ｈ内に設置された状態で鉛直方向になる。以下、電動液中ポンプシステムについて、理解し易く説明するために、この液中ポンプ１１が立坑Ｈ内に設置された状態で説明する。
【００４７】
セパレータ回転軸２２は、本体回転軸１６の下側に接続されている。セパレータケーシング２５は、本体ケーシング１９の下側に接続されている。すなわち、セパレータ部２１は、ポンプ部１５に対して下側に配置されている。ポンプ回転軸１２は、これらセパレータ回転軸２２と本体回転軸１６とを有して構成される。ポンプケーシング１３は、これらセパレータケーシング２５と本体ケーシング１９とを有して構成される。セパレータケーシング２５、言い換えると、ポンプケーシング１３の下側部分には、立坑Ｈ内の液体Ｌを吸い込む前述の吸込口１４ｉが形成されている。ポンプケーシング１３の上側部分には、前述の吐出口１４ｏが形成されている。セパレータケーシング２５には、さらに、吸込口１４ｉよりも上側部分に異物排出口２６が形成されている。
【００４８】
セパレータ部２１の羽根２３は、吸込口１４ｉからセパレータケーシング２５内に流入した液体Ｌに遠心力を与える。液体Ｌ中の砂や石等の異物は、この遠心力により、液体Ｌから分離される。分離された異物は、セパレータケーシング２５の異物排出口２６からセパレータケーシング２５外に排出される。異物が分離された液体Ｌは、本体ケーシング１９内に流入する。この液体Ｌは、本体回転軸１６の回転により、上方へ送られ、ポンプケーシング１３の吐出口１４ｏから配管１内に流入する。配管１内に流入した液体Ｌは、この配管１内を通って坑口装置２へ送られる。
【００４９】
モータ３１は、図３に示すように、ステータ３５と、モータ回転軸３２と、モータ回転軸３２に取り付けられているロータ３６と、ステータ３５及びロータ３６を覆うモータケーシング３３と、モータ回転軸３２を回転可能に支持する軸受３４と、を有する。モータ回転軸３２は、軸線Ａを中心として軸方向に長い円柱状を成している。ロータ３６は、このモータ回転軸３２に固定されている。モータケーシング３３は、軸線Ａを中心として円筒状を成している。ステータ３５は、軸線Ａに対する径方向でステータ３５と対向するよう、モータケーシング３３の内周面に固定されている。モータ３１の軸線Ａは、液中ポンプ１１の軸線Ａの延長線上に位置する。従って、モータ回転軸３２は、鉛直方向に延びている。モータ回転軸３２は、上端部（第一端部）３２ａと下端部（第二端部）３２ｂとを有する。モータ回転軸３２の上端部３２ａは、モータケーシング３３から上方へ突出して、ポンプ回転軸１２に接続されている。このモータケーシング３３内は、絶縁油Ｉで満たされる。
【００５０】
均圧シール機構４１は、モータケーシング３３から一部が突出しているモータ回転軸３２の外周とモータケーシング３３との間の隙間から、モータケーシング３３内に立坑Ｈ内の液体Ｌが流入するのを防ぐ。この均圧シール機構４１は、ポンプケーシング１３とモータケーシング３３との間に配置されている。均圧シール機構４１は、モータ回転軸３２の軸線Ａを中心として円筒状のシールケーシング４３と、このシールケーシング４３内にシールケーシング４３と共同して蛇行した蛇行流路４５を形成する流路形成部材４４と、を有する。
【００５１】
蛇行流路４５は、立坑Ｈ内の液体Ｌを自身の内部に導く液体流入口４７と、モータケーシング３３内と連通する連通口４６と、を有する。蛇行流路４５は、シールケーシング４３内で上下方向に蛇行している。液体流入口４７は、シールケーシング４３の上側部分に形成されている。連通口４６は、モータ回転軸３２の外周とモータケーシング３３との間の前述した隙間である。蛇行流路４５は、液体流入口４７から連通口４６まで連続した流路である。この蛇行流路４５中で連通口４６側の部分には、絶縁油Ｉで満たされる。また、この蛇行流路４５中で液体流入口４７側の部分は、この液体流入口４７から蛇行流路４５内に流入した液体Ｌで満たされる。液体Ｌと絶縁油Ｉとは、蛇行流路４５内で接する。蛇行流路４５内に液体Ｌと絶縁油Ｉとが接する位置では、液体Ｌに対して絶縁油Ｉが上側に位置する。この液体Ｌと絶縁油Ｉとが接する位置が蛇行流路４５の液接触部４８を成す。
【００５２】
本実施形態では、液接触部４８を基準にして、下側に位置する液体Ｌが上側に位置する絶縁油Ｉ中に浮かんでこないようするため、液体Ｌの比重は、絶縁油Ｉの比重より大きい。すなわち、ここでは、絶縁油Ｉとして、立坑Ｈ内の液体Ｌの比重よりも比重が小さいものが選定されている。
【００５３】
シールケーシング４３内には、液体流入口４７から立坑Ｈ内の液体Ｌが流入するため、このシールケーシング４３内の圧力は、シールケーシング４３外の圧力を同じになる。また、シールケーシング４３内とモータケーシング３３内とは、連通口４６により連通しているため、モータケーシング３３内の圧力は、シールケーシング４３内の圧力と同じになり、結果として、シールケーシング４３外及びモータケーシング３３外の圧力と同じになる。よって、電動液中ポンプ１０の設置深度が深くなり、電動液中ポンプ１０が設置されている位置での液体Ｌの圧力が高くなっても、モータケーシング３３内とモータケーシング３３外との間の均圧化が図られる。このため、本実施形態では、電動液中ポンプ１０の設置深度に関わりなく、外圧によるモータ３１内への液体Ｌの浸入を防止できると共に、モータ３１の内外での圧力差を実質的に無くすことができるので、モータ３１の損傷を防ぐことができる。
【００５４】
変圧器５１は、変圧回路５４と、軸線Ａを中心として円筒状を成し、変圧回路５４を覆う変圧器ケーシング５３と、を有する。変圧回路５４は、送電ケーブル５から送られてくる６６００Ｖの交流電力の電圧をモータ３１の定格電圧に合った４４０Ｖの交流電力に変換する回路である。すなわち、この変圧回路５４は、降圧回路である。また、この変圧回路５４を覆おう変圧器ケーシング５３は、降圧器ケーシングである。変圧回路５４は、４４０Ｖの交流電力をモータ３１に供給する。
【００５５】
この変圧器ケーシング５３内も、絶縁油Ｉで満たされる。変圧器ケーシング５３の上端とモータケーシング３３の下端とは接続されている。モータケーシング３３内と変圧器ケーシング５３内とは、モータケーシング３３又は変圧器ケーシング５３を形成する壁板３８で仕切られている。この壁板３８には、モータケーシング３３内と変圧器ケーシング５３内とを連通させる連通孔３９が形成されている。このため、変圧器ケーシング５３内の圧力は、モータケーシング３３内の圧力と同じになり、結果として、モータケーシング３３外及び変圧器ケーシング５３外の圧力と同じになる。よって、電動液中ポンプ１０の設置深度が深くなり、電動液中ポンプ１０が設置されている位置での液体Ｌの圧力が高くなっても、外圧による変圧器５１の損傷を防ぐことができる。
【００５６】
本実施形態では、地上インバータ３により、電動液中ポンプ１０のモータ３１に送る交流電力の交流周波数を変える、場合によっては電圧を変えることで、モータ回転軸３２の回転数を変えることができる。このため、モータ回転軸３２に接続されているポンプ回転軸１２の回転数を変えることができ、結果として、液中ポンプ１１における液体Ｌの吐出量を増減させることができる。すなわち、地上インバータ３の操作で、液中ポンプ１１における液体Ｌの吐出量を変更することができる。
【００５７】
また、本実施形態では、インバータ３が地上に設置されているため、このインバータ３の修理や点検等を容易に行うことができる。
【００５８】
さらに、本実施形態では、モータケーシング３３内とモータケーシング３３外との間の均圧化、及び変圧器ケーシング５３内と変圧器ケーシング５３外との間の均圧化を図ったので、これらケーシング３３,５３に関して、堅牢な耐圧構造が不要になる。このため、本実施形態では、モータ３１及び変圧器５１の製造（又は購入）コストを抑えることができる。さらに、本実施形態では、モータ３１及び変圧器５１の重量軽減が図られるため、電動液中ポンプ１０の設置コストも抑えることができる。
【００５９】
ところで、電動液中ポンプ１０は、地下１０００ｍ程度の位置される場合や、ときには、地下３０００ｍ以上の位置に設置される場合もある。このため、電動液中ポンプ１０のモータ３１に電力を送る送電ケーブル５も、１０００ｍ以上の長大なケーブルになる。このように、送電ケーブル５の長さが長くなると、送電ケーブル５での電力損失は無視できないものになる。本実施形態では、送電ケーブル５には、電動液中ポンプ１０のモータ３１の定格電圧よりも高い電圧、具体的には、６６００Ｖの交流電力が流れる。そして、電動液中ポンプ１０の変圧器５１で、６６００Ｖの交流電力を、モータ３１の定格電圧である４４０ｖに降圧させてから、この交流電力をモータ３１に供給する。すなわち、本実施形態では、送電ケーブル５に高電圧の交流電力を流すことができる。送電ケーブル５の電力損失は、この送電ケーブル５を流れる電流の値の二乗に比例する。このため、本実施形態では、送電ケーブル５を流れる電力の電圧値を大きくすることで、この電力の電流値が小さくなり、送電ケーブル５での電力損失を抑えることができる。
【００６０】
また、本実施形態では、送電ケーブル５に高電圧の交流電力を流すことができるため、送電ケーブル５を形成する導体の外径を小さくすることができ、しいては、送電ケーブル５の外径も小さくすることができる。このため、本実施形態では、送電ケーブル５の製造（又は購入）コストを抑えることができる。さらに、本実施形態では、送電ケーブル５の全重量の軽減が図られるため、送電ケーブル５の設置コストも抑えることができる。
【００６１】
「電動液中ポンプシステムの第二実施形態」
本発明に係る電動液中ポンプシステムの第二実施形態について、図４を用いて説明する。
【００６２】
本実施形態の電動液中ポンプシステムは、上記第一実施形態と同様、立坑Ｈ内に液体Ｌを地上に汲み上げる電動液中ポンプ１０と、電動液中ポンプ１０からの液体Ｌを地上に導く配管１と、坑口装置（wellhead）２と、電動液中ポンプ１０に供給する交流電力の交流周波数を変える地上インバータ（液外インバータ）３ａと、を備えている。本実施形態における、電動液中ポンプ１０、配管１、及び坑口装置２は、上記第一実施形態のものと同一である。本実施形態の電動液中ポンプシステムは、さらに、地上インバータ３ａからの交流電力を昇圧する地上変圧器（液外変圧器）４と、地上変圧器４で昇圧された交流電力を電動液中ポンプ１０に送る送電ケーブル５と、を備えている。
【００６３】
地上変圧器４は、地上インバータ３ａ及び坑口装置２と同様、地上に設置される。
【００６４】
本実施形態の地上インバータ３ａには、例えば、４４０Ｖの交流電力が送られる。この地上インバータ３ａは、この交流電力の交流周波数を変える。但し、この地上インバータ３ａは、電圧を変えることなく、交流電力を出力する。従って、この地上インバータ３ａは、４４０ｖの交流電力を出力する。
【００６５】
地上変圧器４は、地上インバータ３ａからの交流電力の電圧を上げる。この地上変圧器４は、具体的に、４４０Ｖの交流電力を６６００Ｖに昇圧する。送電ケーブル５は、地上変圧器４からの６６００Ｖの交流電力を電動液中ポンプ１０の変圧器５１に送る。なお、本実施形態でも、送電ケーブル５を流れる交流電力の電圧は、電動液中ポンプ１０のモータ３１の定格電圧より高い電圧であればよく、６６００Ｖに限定されない。また、地上インバータ３ａに送られる交流電力の電圧は、送電ケーブル５を流れる交流電力の電圧よりも低ければよく、４４０Ｖに限定されない。
【００６６】
本実施形態でも、上記実施形態と同様、送電ケーブル５により、電動液中ポンプ１０の変圧器５１に送られてきた６６００Ｖの交流電力は、この変圧器５１で、４４０Ｖの交流電力に降圧されてから電動液中ポンプ１０のモータ３１に供給される。
【００６７】
よって、本実施形態でも、上記第一実施形態と同様、送電ケーブル５での電力損失を抑えることができる。さらに、本実施形態でも、送電ケーブル５の製造（又は購入）コスト及び設置コストを抑えることができる。
【００６８】
ところで、上記第一実施形態の地上インバータ３ａには、６６００Ｖの交流電力が送られる。つまり、上記第一実施形態の地上インバータ３ａは、６６００Ｖの交流電力を処理できる仕様になっている。一方、本実施形態の地上インバータ３ａには、４４０Ｖの交流電力が送られる。つまり、本実施形態の地上インバータ３ａは、４４０Ｖの交流電力を処理できる仕様で十分である。高圧交流電力を処理できるインバータのコストは、低圧交流電力を処理するインバータのコストに比べて、非常に高い。このため、本実施形態では、インバータに関するコストを上記第一実施形態よりも抑えることができる。しかしながら、本実施形態では、電動液中ポンプ１０の変圧器５１の他に、地上変圧器４を設けているため、変圧器に関するコストが上記第一実施形態よりもかさむ。
【００６９】
低圧インバータのコストに対する高圧インバータのコストの上昇分は、変圧器が一台増加したことによるコスト上昇分よりも、大きいことが多い。このため、本実施形態の電動液中ポンプシステムでは、上記第一実施形態における電動液中ポンプシステムよりも、コストを抑えることができる場合がある。
【００７０】
「電動液中ポンプシステムの第三実施形態」
本発明に係る電動液中ポンプシステムの第三実施形態について、図５〜図８を用いて説明する。
【００７１】
本実施形態の電動液中ポンプシステムは、立坑Ｈ内に液体Ｌを地上に汲み上げる電動液中ポンプ１０ａと、電動液中ポンプ１０ａからの液体Ｌを地上に導く配管１と、坑口装置（wellhead）２と、地上から電動液中ポンプ１０ａに交流電力を送る送電ケーブル５と、を備えている。
【００７２】
本実施形態の送電ケーブル５には、以上の各実施形態と同様、例えば、６６００Ｖの交流電力が流れる。
【００７３】
本実施形態の電動液中ポンプ１０ａは、液中ポンプ１１と、液中ポンプ１１を駆動するモータ３１と、モータ３１をシールする均圧シール機構４１と、インバータ６１と、センサ８１と、を備えている。本実施形態の電動液中ポンプ１０ａにおける液中ポンプ１１、モータ３１、均圧シール機構４１及びセンサ８１は、上記各実施形態のものと同一である。よって、本実施形態の電動液中ポンプ１０ａは、上記各実施形態における変圧器５１をインバータ６１に替えたものである。
【００７４】
本実施形態のインバータ６１は、インバータ回路６４と、このインバータ回路６４を覆うインバータケーシング６３を有する。インバータ回路６４は、図６に示すように、送電ケーブル５からの交流電力の電圧を下げる降圧回路（ＡＣ／ＡＣ）６５、この降圧回路６５からの交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換回路６６と、ＡＣ／ＤＣ変換回路６６からの直流電力を所定の周波数の交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換回路６７と、を有する。よって、本実施形態のインバータ６１は、送電ケーブル５からの交流電力の電圧及び周波数を変える。降圧回路６５は、送電ケーブル５からの６６００Ｖの交流電力の電圧を４４０Ｖに下げる。ＤＣ／ＡＣ変換回路６７からの交流電力は、モータ３１に送られる。このインバータ回路６４への制御信号は、例えば、送電ケーブル５の導体、又は、送電ケーブル５とは別の信号ケーブルを経て、地上から送られる。
【００７５】
なお、インバータ回路６４は、上記構成である必要はない。すなわち、電圧を下げる機能と、この電力の周波数を変換する機能を有していれば、如何なる構成でもよい。例えば、図７に示すように、インバータ回路６４ａは、送電ケーブル５からの交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換回路６５ａと、ＡＣ／ＤＣ変換回路６５ａからの直流電力の圧力を下げる降圧回路（ＤＣ／ＤＣ）６６ａと、降圧回路６６ａからの直流電力を所定の周波数の交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換回路６７ａと、を有してもよい。
【００７６】
インバータケーシング６３は、図８に示すように、軸線Ａを中心として円筒状を成す。インバータケーシング６３の上端とモータケーシング３３の下端とは接続されている。モータケーシング３３内とインバータケーシング６３内とは、モータケーシング３３又はインバータケーシング６３を形成する壁板３８で仕切られている。この壁板３８には、モータケーシング３３内とインバータケーシング６３内とを連通させる連通孔３９が形成されている。また、このインバータケーシング６３内は、モータケーシング３３内と同様、絶縁油Ｉで満たされる。このため、インバータケーシング６３内の圧力は、モータケーシング３３内の圧力と同じになり、結果として、モータケーシング３３外及びインバータケーシング６３外の圧力と同じになる。よって、電動液中ポンプ１０ａの設置深度が深くなり、電動液中ポンプ１０ａが設置されている位置での液体Ｌの圧力が高くなっても、外圧によるインバータ６１の損傷を防ぐことができる。
【００７７】
本実施形態では、送電ケーブル５により、電動液中ポンプ１０ａのインバータ６１に送られてきた６６００Ｖの交流電力は、このインバータ６１の降圧回路６５（ｏｒ６６ａ）で、４４０Ｖに降圧されてから電動液中ポンプ１０ａのモータ３１に供給される。
【００７８】
よって、本実施形態でも、上記各実施形態と同様、送電ケーブル５での電力損失を抑えることができる。さらに、本実施形態でも、送電ケーブル５の製造（又は購入）コスト及び設置コストを抑えることができる。
【００７９】
また、本実施形態では、モータケーシング３３にインバータケーシング６３を接続した結果、モータ３１とインバータ６１との間の距離を短くすることでき、高調波対策を最低限に抑えることができる。さらに、正弦波フィルタによる損失も抑えることができる。
【００８０】
さらに、本実施形態では、モータケーシング３３にインバータケーシング６３を接続し、インバータ６１を立坑Ｈ内に配置し、地上にはインバータを配置する必要がなくなるので、地上スペースの有効活用を図ることができる。特に、海底油田に本実施形態の電動液中ポンプシステムを用いた場合、設置スペースの制約が大きい海上プラットフォーム上を有効活用することができる。
【００８１】
「電動液中ポンプシステムの第一変形例」
上記第三実施形態の電動液中ポンプシステムに関する第一変形例について、図９を用いて説明する。
【００８２】
本変形例の電動液中ポンプ１０ｂも、上記第三実施形態の電動液中ポンプ１０ａと同様、液中ポンプ１１、均圧シール機構４１、モータ３１、及びインバータ６１とを有する。
【００８３】
本変形例のモータ回転軸３２の下端部（第二端部）３２ｂは、モータケーシング３３又はインバータケーシング６３を形成する壁板３８を貫通し、インバータケーシング６３内に入り込んでいる。このインバータケーシング６３内の下端部３２ｂには、撹拌羽根７７が設けられている。
【００８４】
この撹拌羽根７７は、モータ回転軸３２の回転に伴なって回転する。このため、インバータケーシング６３内の絶縁油Ｉが、この撹拌羽根７７により撹拌される、又はインバータケーシング６３内で循環する。よって、本変形例では、インバータ回路６４の冷却を促進することができる。
【００８５】
なお、本変形例は、上記第三実施形態の電動液中ポンプ１０ａに適用したものであるが、必要に応じて、上記第一及び第二実施形態の電動液中ポンプ１０に適用してもよい。この場合、モータ回転軸３２の下端部３２ｂを変圧器ケーシング５３内にまで突出させ、このモータ回転軸３２の下端部３２ｂに撹拌羽根７７を設けることになる。
【００８６】
「電動液中ポンプシステムの第二変形例」
上記第三実施形態の電動液中ポンプシステムに関する第二変形例について、図１０を用いて説明する。
【００８７】
本変形例の電動液中ポンプ１０ｃも、上記第三実施形態の電動液中ポンプ１０ａと同様、液中ポンプ１１、均圧シール機構４１、モータ３１、及びインバータ６１とを有する。
【００８８】
本変形例のインバータケーシング６３内には、このインバータケーシング６３内の絶縁油Ｉを吸い込み、この絶縁油Ｉを吐出する絶縁油ポンプ７８が配置されている。この絶縁油ポンプ７８は、図示されていないモータで駆動する。このモータは、図示されていない駆動回路からの電力で駆動する。この駆動回路は、例えば、インバータ回路６４に送られてきた交流電力をモータ駆動に適した電力に変換して、この電力をモータに供給する。
【００８９】
本変形例では、インバータケーシング６３内の絶縁油Ｉが、この絶縁油ポンプ７８により撹拌される、又はインバータケーシング６３内で循環する。よって、本変形例でも、第一変形例と同様、インバータ回路６４の冷却を促進することができる。
【００９０】
なお、本変形例は、上記第三実施形態の電動液中ポンプ１０ａに適用したものであるが、必要に応じて、上記第一及び第二実施形態の電動液中ポンプ１０に適用してもよい。この場合、変圧器ケーシング５３内に絶縁油ポンプ７８を設けることになる。
【００９１】
「電動液中ポンプシステムの第三変形例」
上記第三実施形態の電動液中ポンプシステムに関する第三変形例について、図１１を用いて説明する。
【００９２】
本変形例の電動液中ポンプ１０ｄも、上記第三実施形態の電動液中ポンプ１０ａと同様、液中ポンプ１１、均圧シール機構４１、モータ３１、及びインバータ６１とを有する。本変形例の電動液中ポンプ１０ｄは、さらに、筒状の液体ガイド７１を有する。
【００９３】
液体ガイド７１は、軸線Ａを中心として円筒状を成し、インバータ６１の下端から液中ポンプ１１における吸込口１４ｉまでの間で連なっている。この液体ガイド７１は、インバータ６１の外周側、モータ３１の外周側、均圧シール機構４１の外周側、及び液中ポンプ１１の外周側を覆う。この液体ガイド７１は、液体ガイド７１の内周側と、インバータ６１の外周側、モータ３１の外周側、均圧シール機構４１の外周側、及び液中ポンプ１１の外周側との間に、立坑Ｈ内の液体Ｌを流す液体流路７２を形成する。この液体流路７２は、その下端に開口７３を有している。
【００９４】
立坑Ｈ内の液体Ｌは、液体ガイド７１で形成される液体流路７２内を経て、液中ポンプ１１の吸込口１４ｉに流入する。液体流路７２の流路面積は、立坑Ｈ内の流路面積に比べて小さい。このため、インバータケーシング６３の外周側を流れる液体Ｌの流速は、液体ガイド７１が無い場合にインバータケーシング６３の外周側を流れる液体Ｌの流速よりも高まる。よって、本変形例では、インバータケーシング６３と液体Ｌとの間の熱伝達率が高まり、インバータ６１からの放熱を促進することができる。
【００９５】
本変形例で、さらにインバータ６１からの放熱を促進するため、インバータケーシング６３に、このインバータケーシング６３の外面から外側に突出したフィンやピン等の乱流促進部６２を設けてもよい。この乱流促進部６２は、さらに、ポンプケーシング１３に設けてもよい。この乱流促進部６２の一例として、前述したように、インバータケーシング６３の外周側と液体ガイド７１との間の液体Ｌの流れを乱すフィンやピン等がある。しかしながら、インバータケーシング６３の外面における伝熱面積を大きくする目的で複数のフィン等を設けてもよい。この場合、複数のフィンは、インバータケーシング６３の外面から外側に突出し、液体Ｌの流れ方向に沿った上下方向に延びることになる。
【００９６】
なお、本変形例は、上記第三実施形態の電動液中ポンプ１０ａに適用したものであるが、必要に応じて、上記第一及び第二実施形態の電動液中ポンプ１０に適用してもよい。この場合、液体ガイド７１で変圧器ケーシング５３の外周側を覆う。
【００９７】
「電動液中ポンプシステムの第四変形例」
上記第三実施形態の電動液中ポンプシステムに関する第四変形例について、図１２を用いて説明する。
【００９８】
本変形例の電動液中ポンプも、上記第三実施形態の電動液中ポンプ１０ａと同様、液中ポンプ、均圧シール機構、モータ、及びインバータとを有する。本変形例の電動液中ポンプにおけるインバータ６１ｅは、ペルチェ素子６８を備える。
【００９９】
インバータ回路６４は、基板６４ｂと、基板６４ｂに搭載された複数の発熱素子６４ｃと、を有する。ペルチェ素子６８は、この発熱素子６４ｃの表面に接着されている。ペルチェ素子６８は、熱を吸収する吸熱部６８ａと、この熱を放出する放熱部６８ｂと、を有する。発熱素子６４ｃの表面には、このペルチェ素子６８の吸熱部６８ａが接着されている。
【０１００】
ペルチェ素子６８に電流が流れると、このペルチェ素子６８の一部から他の部分へ熱を移動させる。このペルチェ素子６８の一部が前述の吸熱部６８ａを成し、他の部分が前述の放熱部６８ｂを成す。このペルチェ素子６８は、図示されていない駆動回路からの電力で駆動する。この駆動回路は、例えば、インバータ回路６４に送られてきた交流電力を素子駆動に適した直流電流に変換して、この直流電力をペルチェ素子６８に供給する。
【０１０１】
本変形例では、インバータ回路６４の発熱素子６４ｃの放熱を促進することができる。なお、この放熱をさらに促進するため、ペルチェ素子６８の放熱部６８ｂとインバータケーシング６３の内面との間に、ヒートシンク６９を設けることが好ましい。このヒートシンク６９は、インバータケーシング６３を形成する材料よりも熱伝導率が高い材料で形成されていることが好ましい。このヒートシンク６９の一部は、ペルチェ素子６８の放熱部６８ｂに接し、他の一部は、インバータケーシング６３の内面に接している。このため、このヒートシンク６９は、ペルチェ素子６８の放熱部６８ｂとインバータケーシング６３とを熱的に接続する役目を担う。
【０１０２】
本変形例は、インバータ６１ｅが配置される位置での液体Ｌの温度が高く、上記第三変形例の方法でインバータ６１の冷却を十分に行えない場合に、このインバータ６１を冷却する方法として好適である。
【符号の説明】
【０１０３】
１：配管、２：坑口装置（wellhead）、３，３ａ：地上インバータ（液外インバータ）、４：地上変圧器（液外変圧器）、５：送電ケーブル、１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ：電動液中ポンプ、１１：液中ポンプ、１２：ポンプ回転軸、１３：ポンプケーシング、１４ｉ：吸込口、１４ｏ：吐出口、１５：ポンプ部、１６：本体回転軸、１７：羽根、１８：軸受、１９：本体ケーシング、２１：セパレータ部、２２：セパレータ回転軸、２３：羽根、２４：軸受、２５：セパレータケーシング、２６：異物排出口、３１：モータ、３２：モータ回転軸、３２ａ：上端部（第一端部）、３２ｂ：下端部（第二端部）、３３：モータケーシング、３４：軸受、３５：ステータ、３６：ロータ、３８：壁板、３９：連通孔、４１：均圧シール機構、４３：シールケーシング、４４：流路形成部材、４５：蛇行流路、４６：連通口、４７：液体流入口、４８：液接触部、５１：変圧器（降圧器）、５３：変圧器ケーシング（降圧器ケーシング）、５４：変圧回路（降圧回路）、６１，６１ｅ：インバータ（降圧器）、６２：乱流促進部、６３：インバータケーシング（降圧器ケーシング）、６４，６４ａ：インバータ回路、６４ｂ：基板、６４ｃ：発熱素子、６５，６６ａ：降圧回路、６８：ペルチェ素子、６８ａ：吸熱部、６８ｂ：放熱部、６９：ヒートシンク、７１：液体ガイド、７２：液体流路、７３：開口、７７：撹拌羽根、７８：絶縁油ポンプ、８１：センサ、Ｈ：立坑、Ｉ：絶縁油、Ｌ：液体
【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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【図１１】
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【図１２】
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