(57)【要約】【課題】  高い放熱効率を達成しながら、熱交換器の小型化、ポンプ自体の高効率化を実現する。【解決手段】熱交換器４０は、冷却液Ｃが収容された熱交換ケーシング５０と、熱交換ケーシング５０内で回転させて冷却液Ｃにエネルギを与える冷却液循環用羽根車６０と、冷却液循環用羽根車６０の出口側に入口側を位置させた状態で熱交換ケーシング５０に固定させる放熱フィン７０とを備え、放熱フィン７０の入口は冷却液循環用羽根車６０から出た冷却液Ｃの絶対速度ｖ２の流れ角度α２に合わせ、放熱フィン７０で熱交換ケーシング５０の冷却液Ｃとの接触面積を増やして熱伝達効率を高め、その上で放熱フィン７０がディフューザーの役目を果たし、冷却液循環用羽根車６０から出た冷却液Ｃが有している速度エネルギを有効に圧力エネルギに変換する。【選択図】  図１
2008303814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプケーシング内で回転する羽根車と、羽根車が取り付けられてモータにより駆動される主軸と、封入された冷却液をモータ部に循環させながら外部に放熱する熱交換器を備えたポンプにおいて、前記熱交換器は、前記冷却液が収容された熱交換ケーシングと、この熱交換ケーシング内で主軸とともに回転して前記冷却液にエネルギを与える冷却液循環用羽根車と、この冷却液循環用羽根車の出口側に入口側を位置させた複数の放熱フィンとを備え、前記放熱フィンの出口側端の間隔が入口側端の間隔より広いことを特徴とするポンプ。
【請求項２】
前記放熱フィンの入口は前記冷却液循環用羽根車から出た前記冷却液の絶対速度の流れ角度と略一致していることを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
前記主軸の外周部にポンプケーシング内の液体がモータへ侵入することを防止するためのメカニカルシールを備え、前記冷却液がメカニカルシールの潤滑液であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のポンプ。
【請求項４】
前記熱交換ケーシングはモータとポンプケーシングの間に配置され、そのポンプケーシング側の壁面が、ポンプケーシング内の液体と接する隔壁であり、前記隔壁と対向しその外周部に熱を伝える放熱板を設け、隔壁と放熱板の間に冷却液通路を形成し、前記放熱板の冷却液通路とは反対側面に前記放熱フィンを形成したことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のポンプ。
【請求項５】
前記冷却液循環羽根車が斜流形羽根で構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のポンプ。
【請求項６】
前記冷却液循環羽根と放熱フィンの少なくとも一方が平坦面からなることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、汚水を取り扱うポンプの中で、ポンプ本体部もモータ部も水中（槽内）に設置して揚水するタイプで、乾式のモータを使用している水中ポンプにおいて、モータ部の一部または全部が気中に露出する水位での運転（気中運転）を可能にしたポンプが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このポンプは、モータフレームの外側にウォータジャケットを設けたモータとポンプケーシングとの間に冷却水を封入した熱交換器を配置し、この熱交換器をウォータジャケットに連通するとともに、冷却水を循環させる冷却用羽根車を前記熱交換器内に設けた構造により、冷却水は、冷却用羽根車のポンプ作用によりウォータジャケットに吐出され、そこでモータから発生する熱を奪い、熱交換器を通過する際、ポンプケーシングから揚水にモータから奪った熱を放熱する。
【０００４】
また、熱交換器内の冷却用羽根車の出口側に熱交換器の冷却水出口にかけて、例えば蛇行した冷却水通路を形成するフィンを設けた構造により、熱交換器の冷却水との接触面積を増やし、熱伝導効率を高める。
【特許文献１】特開２００２−３１００８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のポンプの熱交換器は、冷却水の圧力上昇が冷却用羽根車だけで行われるので、冷却用羽根車出口で有していた速度エネルギの圧力エネルギへの変換効率が低く、損失となる。そのため、必要な冷却性能を得るには大きな冷却用羽根車が必要となり、熱交換器が大型化するとともに、ポンプ自体の効率も低下することにある。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、高い放熱効率を達成しながら、熱交換器の小型化とポンプ自体の高効率化を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明のポンプは、ポンプケーシング内で回転する羽根車と、羽根車が取り付けられてモータにより駆動される主軸と、封入された冷却液をモータ部に循環させながら外部に放熱する熱交換器を備えたポンプにおいて、前記熱交換器は、前記冷却液が収容された熱交換ケーシングと、この熱交換ケーシング内で主軸とともに回転して前記冷却液にエネルギを与える冷却液循環用羽根車と、この冷却液循環用羽根車の出口側に入口側を位置させた複数の放射状の放熱フィンとを備え、前記放熱フィンの出口側端の間隔が入口側端の間隔より広く構成したものである。
【０００８】
上記請求項１の構成によると、前記放熱フィンで前記熱交換ケーシングの前記冷却液との接触面積を増やして熱伝達効率すなわち放熱効率を高め、その上で前記放熱フィンが前記冷却液循環用羽根車から出た前記冷却液が有している速度エネルギを有効に圧力エネルギに変換することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明のポンプは、請求項１に記載のポンプにおいて、前記放熱フィンの入口は前記冷却液循環用羽根車から出た前記冷却液の絶対速度の流れ角度と略一致している構成としたものである。
【００１０】
上記請求項２の構成によると、前記冷却液循環用羽根車から出た前期冷却液が有している速度エネルギを非常に効率よく圧力エネルギに変換するディフューザの役目を果たすものとすることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明のポンプは、請求項１又は請求項２に記載のポンプにおいて、前記主軸の外周部にポンプケーシング内の液体がモータへ侵入することを防止するためのメカニカルシールを備え、前記冷却液がメカニカルシールの潤滑液である構成としたものである。
【００１２】
上記請求項３の構成によると、メカニカルシールの潤滑液を冷却液として利用できるので、別の冷却液を準備したり、別の冷却液収容空間を確保する必要がなく、コンパクトで安価なポンプとすることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明のポンプは、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のポンプにおいて、前記熱交換ケーシングはモータとポンプケーシングの間に配置され、そのポンプケーシング側の壁面が、ポンプケーシング内の液体と接する隔壁であり、前記隔壁と対向しその外周部に熱を伝える放熱板を設け、隔壁と放熱板の間に冷却液通路を形成し、前記放熱板の冷却液通路とは反対側面に前記放熱フィンを形成した構成としたものである。
【００１４】
上記請求項４の構成によると、冷却液通路内の冷却液は隔壁を介してポンプケーシング内の液体で冷却されるので、放熱効率の高いポンプとすることができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明のポンプは、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のポンプにおいて、前記冷却液循環羽根車が斜流形羽根で構成されているものである。
【００１６】
上記請求項５の構成によると、適度な揚程と流量を確保でき、かつコンパクトな羽根とすることができるので、効率が高くコンパクトなポンプとすることができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明のポンプは、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のポンプにおいて、前記冷却液循環羽根と放熱フィンの少なくとも一方が平坦面からなる構成としたものである。
【００１８】
請求項６の構成によると、羽根を簡単に製造できるので、安価なポンプとすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のポンプによれば、前記放熱フィンが放熱効率を高めながら、前記冷却液循環用羽根車から出た前記冷却液が有している速度エネルギを有効に圧力エネルギに変換して損失を抑えるので、前記冷却液循環用羽根車を必要以上に大きくする必要はなく、高い放熱効率を達成しながら、前記熱交換器の小型化、ポンプ自体の高効率化を実現できるという顕著な効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて詳述する。なお、汚水等を貯留する槽内（水中）に設置して汚水を揚水する水中ポンプ（実施例）で本実施の形態を説明する。図１はポンプの縦断面図であり、このポンプ１は、ポンプ本体部１０と、このポンプ本体部１０の上側に配置するモータ部２０と、ポンプ１中心に配置してポンプ１上部のモータ部２０からポンプ１下部のポンプ本体部１０に挿通させる垂直なポンプ主軸３０と、ポンプ本体部１０とモータ部２０との間に配置して中心にポンプ主軸３０を貫通させるポンプ１中間部の熱交換器４０と、を備えて構成される。
【００２１】
ポンプ本体部１０は、遠心ポンプ構造を有し、ポンプケーシング１１と、このポンプケーシング１１内で回転させるポンプ羽根車１２と、を備えて構成される。ポンプ１最下部となるポンプケーシング１１下部に吸込口１３を設け、ポンプケーシング１１側部に吐出口１４を設ける。ポンプケーシング１１上部は円形の開口１５を備えている。また、ポンプケーシング１１はポンプ羽根車１２をとりまく渦巻き室１６を設ける。ポンプ羽根車１２はポンプケーシング１１内に突出したポンプ主軸３０下端部に取り付けてあり、ポンプ主軸３０と一体に回転させる。
【００２２】
モータ部２０は、２重筒構造のモータフレーム２１と、このモータフレーム２１の内筒２１ａ内に構成される乾式のモータ２２と、モータフレーム２１の内筒２１ａ及び外筒２１ｂとの間に形成してモータ２２外周全体を囲う冷却液通路２３と、を備えて構成される。ポンプ１最上部となるモータフレーム２１上部には、吊り上げ装置・チェーン等を用いてポンプ１を昇降させるための係止金具２４と、モータ２２の電源ケーブル・制御用信号ケーブル等をポンプ１外部に引き出しながら止着するための蓋２５とを設ける。モータ２２は、モータフレーム２１の内筒２１ａ中心に挿通させたポンプ主軸３０上に取り付ける回転子２６と、モータフレーム２１の内筒２１ａ内面に取り付けて回転子２６の外周全体をエアギャップを介して囲う固定子２７と、を備えて構成され、ポンプ主軸３０を回転させる。冷却液通路２３は下部に冷却液入口２８を設け、上部に冷却液出口２９を設ける。
【００２３】
図２は図１の熱交換部の拡大図であり、熱交換器４０は、ディフューザ形斜流ポンプ構造を有し、中心にポンプ主軸３０を貫通させる熱交換ケーシング５０と、熱交換ケーシング５０内で回転させる斜流羽根車である冷却液循環用羽根車６０と、ディフューザとなる放熱フィン７０と、を備えて構成される。
【００２４】
熱交換ケーシング５０は、有天円筒状の深い（高い）上部ケーシング５１と、浅い有底円筒状の下部ケーシング５２と、を備えて構成され、上部ケーシング５１と下部ケーシング５２とを互いの開口端部を突き合わせてボルトで連結固定させた上、上部ケーシング５１と下部ケーシング５２との接合部をポンプケーシング１１の上部にボルトで連結固定させるとともに、上部ケーシング５１の上部をモータフレーム２１の下部にボルトで連結固定させる。これにより、ポンプケーシング１１とモータフレーム２１と熱交換ケーシング５０とを相互に一体に連結固定させて、ポンプ本体部１０とモータ部２０と熱交換器４０とを一体化させる。下部ケーシング５２はポンプケーシング１１上部の開口１５を塞ぎ、下部ケーシング５２の底部５２ａがポンプケーシング１１内部と熱交換ケーシング５０内部とを仕切る隔壁となり、熱交換ケーシング５０の下部（底部）をポンプケーシング１１内を通過する汚水Ｗに接触させる。上部ケーシング５１の天部５１ａはモータフレーム２０の内筒２１ａ下部開口を塞ぎ、モータ２２の下部カバーとなる。また、熱交換ケーシング５０内にポンプケーシング１１内の液体が侵入することを防止するメカニカルシール５７が設けられている。
【００２５】
熱交換ケーシング５０は、上部ケーシング５１の上部に冷却液吐出口５３を設け、下部ケーシング５２の周壁５２ｂに冷却液吸込口５４を設け、冷却液吐出口５３を冷却液通路２３の冷却液入口２８に連通接続させるとともに、冷却液通路２３の冷却液出口２９を冷却液吸込口５４に戻し配管５５（図１参照）を介して連通接続させる。これにより、熱交換ケーシング５０内部と冷却液通路２３とを連通接続させて、ここに冷却液Ｃとして水道水や蒸留水、不凍液、これらの混合液、潤滑油等を封入してある。なお、冷却液吐出口５３と冷却液入口２８とを配管レスで連通接続させる構造を図示したが、冷却液吸込口５４と冷却液出口２９のように配管で連通接続させる構造にしてもよい。
【００２６】
熱交換ケーシング５０内のポンプ主軸３０上に冷却液循環用羽根車６０を取り付けるとともに、熱交換ケーシング５０内の外周部には放熱フィン７０を一体に設けるリング状の放熱板７１を冷却液循環用羽根車６０より下側で下部ケーシング５２の底部５２ａに近付けて対向状に配置する。この放熱板７１は、外周縁部を上部ケーシング５１の下端開口縁部にボルトで連結固定し、放熱フィン７０と熱交換ケーシング５０との間でも熱が伝わるようにしている。また、放熱板７１は、この内周縁部から円筒壁７１ａを一体に立ち上げて設け、この円筒壁７１ａ上部を冷却液循環用羽根車６０外周部に所定の隙間を設けて対向させる。これにより、冷却液循環用羽根車６０と放熱板７１とが熱交換ケーシング５０の内部隔壁となり、これらが熱交換ケーシング５０内を冷却液循環用羽根車６０の入口側の下部通路５５と出口側の上部通路５６とに仕切るとともに、これら各通路５５，５６とを放熱板７１の円筒壁７１ａ上部と冷却液循環用羽根車６０との隙間で連通させる。冷却液吸込口５４は冷却液通路２３を通過した冷却液Ｃを下部通路５５の外周部に戻すように設け、冷却液吐出口５３は冷却液Ｃを上部通路５６の上部外周部から吐出するように設ける。
【００２７】
図３は下部ケーシングの平面図であり、熱交換ケーシング５０の内底面、すなわち下部ケーシング５２の底部５２ａの上表面には、下部通路５５内に立ち上げる低背の底部放熱フィン５２ｃを一体に設ける。この底部放熱フィン５２ｃは渦巻き状に形成し、上部を放熱板７１の下表面に接近又は接触させて下部ケーシング５２の底部５２ａと放熱板７１との間の下部通路５５外周部を渦巻き状通路に形成する。下部通路５５外周部の渦巻き上通路の外周入口部を冷却液吸込口５４に連通接続させ、渦巻き状通路内周出口部を下部ケーシング５２の底部５２ａ中央部と冷却用羽根車６０との間の下部通路５５内周部（筒状通路）に連通接続させる。
【００２８】
冷却液循環用羽根車６０は、外周部下表面にテーパを付けてポンプ主軸３０の軸心を中心軸とする逆円錐面に形成する。これに伴って放熱板７１の円筒壁７１ａ上部にも冷却液循環用羽根車６０の外周部下表面と同じテーパを付けて冷却液循環用羽根車６０の外周部下表面の逆円錐面と平行な逆円錐面に形成する。
【００２９】
図４は冷却用羽根と放熱フィンの断面図であり、冷却液循環用羽根車６０は、この外周部逆円錐面から放熱板７１の円筒壁７１ａ上部の逆円錐面との隙間（下部通路５５と上部通路５６との連通路）内に垂下する複数枚の羽根６１を等間隔に一体に設ける斜流形であり、冷却液Ｃは、下部通路５５から斜め外方に流入し、上部通路５６に斜め外方に流出するとともに、冷却液循環用羽根車６０の回転による遠心力と羽根６１の揚力によって冷却液Ｃにエネルギを与えてポンプ作用を行なわしめる。
【００３０】
図４では、羽根６１はその湾曲面に沿って冷却液Ｃを流動させる構造を図示したが、平坦面に沿って冷却液Ｃを流動させる構造にしてもよく、この構造の他の羽根６１Ａを図５に示す。図５に示す他の羽根６１Ａを一体に設ける他の冷却液循環用羽根車６０Ａは、図４に示す羽根６１を一体に設ける冷却液循環用羽根車６０に比べて簡単に製造でき、安価に得ることができる。
【００３１】
放熱フィン７０は、放熱板７１の上表面から上部通路５５内に等間隔に立設させる複数枚を設ける。放熱フィン７０の高さ幅は冷却液循環用羽根車６０の羽根６１の高さ幅よりも高く形成し、放熱フィン７０を冷却液循環用羽根車６０より下側（熱交換ケーシング５０の底面に近い）に配置した放熱板７１の上表面から冷却液循環用羽根車６０を超えてそれより高位置にまで立ち上げ、放熱フィン７０を冷却液循環用羽根車６０の出口側で、この冷却液循環用羽根車６０と熱交換ケーシング５０の胴部（上部ケーシング５１の周壁）との間に等間隔に位置させる。このような高背の放熱フィン７０は、下縁を放熱板７１の上表面に一体に連設するとともに、内側縁の下部を放熱板７１の円筒壁７１ａ外面に一体に連設し、放熱フィン７０の機械的強度を高め、厚みを増やすことなしに必要な高さ幅を得る。
【００３２】
図６は冷却液循環用羽根車６０を通る冷却液Ｃの流れと放熱フィン７０との関係を示す断面図であり、今、図６においてｖの速度で流入した冷却液Ｃは、羽根６１の入口Ａにおいてｖ１となり、α１の角度で流れ込むものとする。このＡ点の円周速度をｕ１として速度線図を描くと、羽根６１に対する相対速度はｗ１となる。このｗ１で流入した冷却液Ｃは羽根６１に沿って流れ、羽根６１の出口Ｂにおいてｗ２の相対速度で流出するものとする。このＢ点における円周速度をｕ２として速度線図を描くと、ｗ２とｕ２の合成速度、すなわち冷却液Ｃが冷却液循環用羽根車６０から飛び出す絶対速度はｖ２となり、α２の角度で流出することになる。
【００３３】
放熱フィン７０は、その入口を冷却液循環用羽根車６０から出る冷却液Ｃの絶対速度ｖ２の流れの角度α２に合わせ、放熱フィン７０間の断面積が入口から出口に向かって漸次拡大するように、冷却液循環用羽根車６０の出口側で、この冷却液循環用羽根車６０と熱交換ケーシング５０の胴部との間に等間隔に位置させ、放熱フィン７０に冷却液循環用羽根車６０から出た冷却液Ｃが有している速度エネルギを有効に圧力エネルギに変換するディフューザ（案内羽根）としての機能を持たせてある。
【００３４】
図４では、放熱フィン７０はその湾曲面に沿って冷却液Ｃを流動させる構造を示したが、平坦面に沿って冷却液Ｃを流動させる構造にしてもよく、この構造の他の放熱フィン７０Ａを図５に示す。図５に示す他の放熱フィン７０Ａを一体に設ける他の放熱板７１Ａは図４に示す放熱フィン７０を一体に設ける放熱板７１に比べて簡単に製造でき、安価に得ることができる。図５に示す他の放熱フィン７０Ａにディフューザ機能を持たせる構造については図４に示す放熱フィン７０のそれと同じである。
【００３５】
放熱フィン７０の枚数Ｚ'は、冷却液循環用羽根車６０の羽根６１の枚数をＺとする時、Ｚ'＝Ｚ−（１〜２）又はＺ'＝Ｚ＋（１〜２）とし、冷却液循環用羽根車６０から出た冷却液Ｃが放熱フィン７０に流れ込むとき、冷却液循環用羽根車６０のある羽根６１とある放熱フィン７０が重なることのないようにする。こうすることで、冷却液Ｃの脈動を抑制し、冷却液循環用羽根車６０近傍の軸封装置５７等に悪影響が及ばないようにしている。
【００３６】
図４，図５では、放熱フィン７０の枚数Ｚ'は、冷却液循環用羽根車６０，６０Ａの羽根６１，６１Ａの枚数Ｚが６であるので、５にしてある。このように放熱フィン７０の枚数Ｚ'は素数にすることが最も望ましい。
【００３７】
なお、ポンプ１は、モータフレーム２１の内筒２１ａ上部中心に一体に設けた図示しない上部軸受箱と、上部ケーシング５１の天部５１ａ中心に一体に設けた下部軸受箱５１ｂとに、それぞれ図示しない玉軸受装置及びその密封装置等を装着して、ポンプ主軸３０を上下二箇所で回転自在に支える構造、熱交換ケーシング５０のポンプ主軸３０が貫通する部分にメカニカルシール等の軸封装置５７を装着するとともに、モータフレーム２０と熱交換ケーシング５０との接合面等の必要箇所にＯリング等のパッキンを装着して、モータ部２０及び熱交換器４０への浸水やモータ部２０及び熱交換器４０からの冷却液Ｃの漏れを防止する構造を有する。
【００３８】
上記のように構成されたポンプ１は、汚水系の槽内に設置してモータ２２を起動し、ポンプ主軸３０を回転させて、汚水Ｗで満たされたポンプケーシング１１内でポンプ羽根車１２を回転させることにより、このポンプ羽根車１２にて発生する遠心力によって汚水Ｗにエネルギを与え、揚水する。すなわちポンプ羽根車１２を回転させて汚水Ｗを外周に流すとポンプ羽根車１２の中心部の圧力が低下するので、浄化槽内の汚水Ｗが吸込口１３からポンプケーシング１１内に流入する。ポンプ羽根車１２で外周に流される汚水Ｗはそこで急激に圧力を増加するが、それとともに速度も増加して高速度でポンプ羽根車１２から出てポンプケーシング１１の渦巻き室１６に集まりながら速度を減じ、さらに圧力を高めて吐出口１４から図示しない揚水配管に吐出される。
【００３９】
また、ポンプ主軸３０の回転によりポンプ羽根車１２と連動して、冷却液Ｃで満たされた熱交換ケーシング５０内で冷却液循環用羽根車６０が回転する。この冷却液循環用羽根車６０の回転による遠心力と羽根６１の揚力によって冷却液Ｃにエネルギを与え、冷却液Ｃをモータ２２の外周全体を囲む冷却液通路２３に循環させる。すなわち冷却液循環用羽根車６０を回転させて冷却液Ｃを斜め上外方に流すと冷却液循環用羽根車６０の入口部の圧力が低下するので、下部通路５５の冷却液Ｃが冷却液循環用羽根車６０の羽根６１間に斜め上外方に流入する。冷却液循環用羽根車６０で斜め上外方に流される冷却液Ｃはそこで急激に圧力を増加するが、それとともに速度も増加して高速度で冷却液循環用羽根車６０から斜め上外方に出て圧力を高めて冷却液吐出口５３から冷却液入口２８を経て冷却液通路２３に揚圧送される。これにより、冷却液Ｃは冷却液循環用羽根車６０を基点として、上部通路５６→冷却液吐出口５３→冷却液入口２８→冷却液通路２３→冷却液出口２９→戻し配管５５→冷却液吸込口５４→下部通路５５の順路で循環して、冷却液通路２３を通過する時（２８→２９）にモータ２３の熱を奪い、熱交換機４０を通過する時（５４→５３）にモータ２３から奪った熱を外部に放熱し、モータ２３を冷却する。
【００４０】
このような熱交換器４０を備えるポンプ１は気中運転を行うことができる。
【００４１】
また、熱交換器４０では、冷却液吸込口５４から熱交換ケーシング５０内に戻された冷却液Ｃを冷却液吐出口５３から吐出する間に、冷却液Ｃがモータ２３から奪った熱を熱交換ケーシング５０に伝わり、熱交換ケーシング５０からそれに接触しているポンプ１外部の汚水Ｗ及びポンプケーシング１６内を通過する汚水Ｗに伝達し、高温の冷却液Ｃから低温の汚水Ｗに熱を伝達し（熱交換）、冷却液Ｃを冷やす。
【００４２】
ここで、冷却液吸込口５４から熱交換ケーシング５０内に戻された冷却液Ｃは、下部通路５５を通して冷却液循環用羽根車６０に導き、そこから上部通路５６を通して冷却液吐出口５３から出て行くのであるが、下部通路５５に底部放熱フィン５２ｃを備え、上部通路５６に放熱フィン７０を備えているので、熱交換ケーシング５０の冷却液Ｃとの接触面積が増えて熱伝達効率が高まる。また、冷却液Ｃが熱交換ケーシング５０内に戻された直後から最後に出て行くまで冷却液Ｃを冷やし続けることができる。
【００４３】
冷却液循環用羽根車６０は斜流形であり、吐出される流れがポンプ主軸３０の軸心を中心軸とする逆円錐面上にあり、軸方向の成分を含む。これにより、冷却液吸入口５４を熱交換ケーシング５０の下部に、冷却液吸出口５３を熱交換ケーシング５０の上部に備えることができ、熱交換ケーシング５０の大きさを有効に利用して冷却液Ｃを冷やすことができる。また、熱交換ケーシング５０の上部に冷却液吸出口５３を備えると、冷却液通路２３の冷却液入口２８との接続が配管レスで行い易く、冷却液吸出口５３と冷却液入口２８との配管スペースが不要になり、熱交換器４０、引いてはポンプ１全体の小型化することができる。熱交換器４０が斜流形の冷却液循環用羽根車６０を備える斜流ポンプ構造を有するので、さらなる熱交換器４０の小型化、これに伴うポンプ１全体の小型化を実現することができる。このような作用効果は、冷却液循環用羽根車６０に軸流形（羽根車から吐出される流れがポンプ主軸３０と同心な円筒面上にある）を採用し、熱交換器４０が、軸流形の冷却液循環用羽根車を備える軸流ポンプ構造を有する場合にも得ることができる。
【００４４】
そして、放熱フィン７０は、熱交換ケーシング５０の冷却液Ｃとの接触面積を増やして熱伝達効率を高めるだけでなく、放熱フィン７０の入口を冷却液循環用羽根車６０から出た冷却液Ｃの絶対速度ｖ２の流れの角度α２に合わせ、冷却液循環用羽根車６０から出た冷却液Ｃが有している速度エネルギを圧力エネルギに変換するディフューザ機能を持たせている。すなわち冷却液循環用羽根車６０で斜め上外方に流される冷却液Ｃはそこで急激に圧力を増加するが、それとともに速度も増加して高速度で冷却液循環用羽根車６０から斜め上外方に出て、放熱フィン７０に入ることになり、そこを通過する間に放熱フィン７０によって冷却液Ｃの速度（冷却液循環用羽根車６０から出た冷却液Ｃが有している速度）を減じ、これを圧力に変換するのである。これにより、冷却液循環用羽根車６０出口で有していた速度エネルギが損失となるのを抑制することができる。
【００４５】
このように、放熱フィン７０が熱伝達効率を高めながら、冷却液循環用羽根車６０から出た冷却液Ｃが有している速度エネルギを有効に圧力エネルギに変換して損失を抑えるので、冷却液循環用羽根車６０を必要以上に大きくする必要はなく、高い熱伝導効率を達成しながら、熱交換器４０の小型化、ポンプ１自体の高効率化を実現することができる。
【００４６】
以上、本実施の形態は本発明に係るポンプの好適な一実施の形態を示したが、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形実施することができる。例えば、斜流ポンプ構造を有する冷却液循環羽根６１に代えて上述したように軸流ポンプ構造を有する冷却液循環羽根を備えてもよい。また、封入された冷却液Ｃを用いてモータ２２を外部から冷却するモータ冷却構造を示したが、冷却液Ｃをモータ２２の内部に流通させ、モータ２２の発熱部位（コイル，コア，磁石等）を直接冷却するモータ冷却構造としてもよい。この場合、冷却液Ｃには絶縁性を持たせた油を用いる。さらに上述した一実施の形態では放熱フィンの入口は、冷却液循環用羽根車から出た冷却液の絶対速度の流れ角度と略一致させた例を示したが、放熱フィンの出口側端の間隔が入口側端の間隔よりも広いものであればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
封入された冷却液を発熱部に循環させながら外部に放熱する熱交換器に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態に係るポンプの縦断面図である。
【図２】図１の熱交換部の拡大図である。
【図３】下部ケーシングの平面図である。
【図４】冷却液循環用羽根と放熱フィンの断面図である。
【図５】他の冷却液循環用羽根と他の放熱フィンの断面図である。
【図６】冷却液循環用羽根車を通る冷却液の流れと放熱フィンとの関係を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  ポンプ（水中ポンプ）
１１  ポンプケーシング
１２  ポンプ羽根車
２０  モータ部
２２  モータ
３０  ポンプ主軸
４０  熱交換器
５０  熱交換ケーシング
５１  上部ケーシング
５２  下部ケーシング
５２ａ  熱交換ケーシングの底部（隔壁）
５５  熱交換ケーシングの下部通路（冷却液通路）
５７ メカニカルシール（軸封装置）
６０，６０Ａ  冷却液循環用羽根車
６１，６１Ａ  冷却液循環用羽根
７０  放熱フィン
７１  放熱板
Ｃ  冷却液
ｖ２  冷却液循環用羽根車から出る冷却液の絶対速度
α２  冷却液循環羽根車から出る冷却液の絶対速度の流れの角度
【図１】
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【図２】
2008303814.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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