(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースプレートに、ポンプと、水中モータと、ポンプのポンプ軸と水中モータのモータ軸間を連結する駆動伝達機構とを取り付けて構成されるユニットポンプにおいて、
水中モータを内部に設置し冷却液が内部に充填されたモータ冷却室と、
ポンプの駆動によって移送される吐出流体を通過させるポンプケーシングとを設け、
さらに、ポンプケーシング内の吐出流体とモータ冷却室内の冷却液との間で熱交換を行なう熱交換手段を設けたことを特徴とするユニットポンプ。
【請求項２】
前記熱交換手段は、前記モータ冷却室とポンプケーシングとの接触面で構成されることを特徴とする請求項１記載のユニットポンプ。
【請求項３】
前記熱交換手段は、冷却液が内部に充填されポンプケーシングに密着するように取り付けられることでポンプケーシング内の吐出流体と内部に充填された冷却液との間で熱交換を行なう熱交換器と、前記モータ冷却室と熱交換器とを連結する連通管で構成されることを特徴とする請求項１又は２記載のユニットポンプ。
【請求項４】
連通管は、モータ冷却室の上部と熱交換器の上部間、及びモータ冷却室の下部と熱交換器の下部間に設けられたことを特徴とする請求項３記載のユニットポンプ。
【請求項５】
前記ポンプは無閉塞型のボルテックスポンプ又はノンクロッグ型ポンプ又はスクリュー式渦巻型ポンプであることを特徴とする請求項１乃至４の内の何れかに記載のユニットポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、雨水や汚水を移送或いは排水する場合などに用いて好適なユニットポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、雨水や汚水を移送或いは排水する比較的小規模なポンプ設備として、水中モータポンプを用いたポンプ設備が知られている。そしてこの種の水中モータポンプとして、図２に示すコラム式水中ポンプ等があった。このコラム式水中ポンプ１８０は、コラム１８１内に水中モータ１８３を設置し、水中モータ１８３の下側から突出するモータ軸にポンプ羽根車１８５を取り付け、このポンプ羽根車１８５を回転駆動することで水槽Ｓ内に流れ込んでくる水を吸込口１８７からコラム１８１内に吸い込んで吐出管１８９から吐出するように構成されている。水中モータ１８３の電動機は別途冷却手段を設けなくてもコラム１８１内を流れる吐出流体によって冷却される。
【０００３】
ところで上記コラム式水中ポンプ１８０は、ポンプ吐出流体を利用して水中モータ１８３の冷却を行なっているが、河川排水の場合、流木やプラスチック容器などの浮遊物が流水中に混入するため、コラム１８１と水中モータ１８３の間の隙間に詰まる危険性があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、ポンプの吐出流体を利用して水中モータの冷却を行なう構造のポンプであっても、流水中に混入した浮遊物が水中モータの部分に詰まる恐れのないユニットポンプを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため本発明にかかるユニットポンプは、ベースプレートに、ポンプと、水中モータと、ポンプのポンプ軸と水中モータのモータ軸間を連結する駆動伝達機構とを取り付けて構成されるユニットポンプにおいて、水中モータを内部に設置し冷却液が内部に充填されたモータ冷却室と、ポンプの駆動によって移送される吐出流体を通過させるポンプケーシングとを設け、さらに、ポンプケーシング内の吐出流体とモータ冷却室内の冷却液との間で熱交換を行なう熱交換手段を設けたことを特徴とする。
【０００６】
また本発明は、前記熱交換手段が、前記モータ冷却室とポンプケーシングとの接触面で構成されることを特徴とする。
また本発明は、前記熱交換手段が、冷却液が内部に充填されポンプケーシングに密着するように取り付けられることでポンプケーシング内の吐出流体と内部に充填された冷却液との間で熱交換を行なう熱交換器と、前記モータ冷却室と熱交換器とを連結する連通管で構成されることを特徴とする。
【０００７】
また本発明は、連通管が、モータ冷却室の上部と熱交換器の上部間、及びモータ冷却室の下部と熱交換器の下部間に設けられたことを特徴とする。
【０００８】
また本発明は、前記ポンプが無閉塞型のボルテックスポンプ又はノンクロッグ型ポンプ又はスクリュー式渦巻型ポンプであることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかるユニットポンプ１００を示す図であり、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ概略断面図である。同図に示すようにこのユニットポンプ１００は、板状のベースプレート１０に、ポンプＰと水中モータＭと駆動伝達機構Ｔとを取り付けて構成されている。
【００１０】
そしてベースプレート１０の一方の面には、ポンプ吐出水を通過させるポンプケーシング８を取り付けている。ポンプケーシング８の下部の部分は渦巻ケーシング８３となってポンプ羽根車４を収納してポンプＰの一部を構成している。ポンプケーシング８の内部の渦巻ケーシング８３の上部の部分から吐出口１までの部分がポンプ吐出路８１となる。
【００１１】
一方水中モータＭは、ポンプＰの上部であってポンプケーシング８の側部に取り付けられている。
【００１２】
ここでポンプ羽根車４のポンプ軸３はベースプレート１０に回転自在に軸支されてベースプレート１０の反対側に突出し、その先端部分にプーリー４３を取り付けている。一方水中モータＭもそのモータ軸２をベースプレート１０の反対側に突出し、その先端部分にプーリー９３を取り付けている。つまりポンプ軸３とモータ軸２は相互に平行であってベースプレート１０に対して垂直になるように設置されている。そして両プーリー４３，９３間にベルト１１を巻き掛けることで、駆動伝達装置Ｔが構成される。この駆動伝達装置Ｔはケーシング１５によって密封されている。なおポンプケーシング８の上部にはベースプレート１０を貫通して反対側に突出するポンプ吐出口１が設けられている。
【００１３】
またポンプケーシング８の渦巻ケーシング８３のポンプ羽根車４に対向する部分には吸込口６が設けられ、吸込口６とポンプ羽根車４の間に渦巻室（ボルテックス空間）５を設けることで、このポンプＰをボルテックスポンプとして構成している。
【００１４】
一方水中モータＭは、その周囲を囲むようにモータ冷却室３１が設けられており、その内部には冷却液（水）が充填されている。モータ冷却室３１の外周の一部の面（接続面）３１１は、ポンプケーシング８の側面に密着している。またポンプケーシング８の上部から手前側の面にかけては、ポンプケーシング８に密着するようにＬ字状に屈曲する熱交換器３５が取り付けられ、その内部にも冷却液（水）が充填されている。熱交換器３５内には、横方向に延びる複数枚のフィン３７が設けられている。そしてモータ冷却室３１の上部と熱交換器３５の上部間と、モータ冷却室３１の下部と熱交換器３５の下部間とは、それぞれ連通管３３，３８によって連通され、モータ冷却室３１内部の冷却液と熱交換器３５内部の冷却液とが循環できるように構成されている。
【００１５】
なおこのユニットポンプ１００ではポンプ軸３とモータ軸２とを相互に平行であってベースプレート１０に対して垂直になるように設置し、ポンプ軸３とモータ軸２間を駆動伝達装置Ｔで連結するように構成したので、ユニットポンプ１００の厚みの薄型化が図れるばかりか、吸込口６が底面ではなくて側面方向を向くので、水槽底面とユニットポンプ１００底部との間に隙間を取る必要はなく、その分水槽を浅く構成することができる。
【００１６】
そして水中モータＭを駆動すると、駆動伝達装置Ｔを介してポンプ羽根車４が回転し、ポンプ羽根車４の前方の渦巻室５に渦流が生じて速度エネルギーが圧力エネルギーに変換され、吸込口６から吸い込まれた水槽内の水はポンプケーシング８のポンプ吐出路８１内を流れて吐出口１から吐き出されていく。
【００１７】
ところで水中モータＭが駆動されることにより生じた熱はその周囲のモータ冷却室３１内の冷却液によって冷却される。このため長時間の連続運転が可能である。一方暖められた冷却液は、モータ冷却室３１内において比重差により浮き上がり、その一部は連通管３３によって熱交換器３５の上部に導入される。一方ポンプケーシング８に接触している面３１１に接しているモータ冷却室３１内の冷却液と、ポンプケーシング８に接触している熱交換器３５内の冷却液は、ポンプケーシング８内を流れる吐出流体によって冷却され、面３１１に接している冷却液はそのままモータ冷却室３１の下方に沈み、熱交換器３５内の冷却液は下側の連通管３８からモータ冷却室３１の下方に導入される。これらの対流現象により、モータ冷却室３１内の冷却液は、水中モータＭの熱を奪い、その熱をポンプの吐出流体に吸収させる。なお熱交換器３５内にはフィン３７が設けられているので、熱交換が効果的に行なわれる。
【００１８】
この実施形態にかかるポンプＰはボルテックスポンプなので、ポンプ羽根車４の間を水が流れていかず、水に遠心力を与えて渦を形成して揚水する構造なので、多少大きな塵芥であっても容易にこれを排水でき、従ってこのユニットポンプ１００の上流側に大掛かりな塵芥除去設備を設置しなくても良いので好適である。
【００１９】
特に本発明においては、水中モータＭをポンプ吐出路８１とは別に設けたモータ冷却室３１内に設置したので、ポンプ吐出路８１内を多少大きな塵芥（浮遊物）が通過しても、水中モータＭの部分に詰まる危険性は全くない。
【００２０】
なお上記実施形態では駆動伝達装置Ｔを構成する巻き掛け伝導装置としてベルト巻き掛け伝導装置を用いたが、チェーン巻き掛け伝導装置等、他の巻き掛け伝導装置を用いても良い。
【００２１】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば上記実施形態では無閉塞型のポンプとしてボルテックスポンプを用いたが、本発明はこれに限定されず、ノンクロッグ型ポンプ又はスクリュー式渦巻型ポンプ等の他の無閉塞型ポンプを用いても良い。無閉塞型ポンプはポンプ内部を塵芥（浮遊物）が通過する場合が多いので、本発明を用いて特に好適である。また塵芥の問題がないのであれば、無閉塞型のポンプ以外のポンプに本発明を適用しても良い。
【００２２】
また上記実施形態では熱交換器３５を設けたが、これを省略してモータ冷却室３１とポンプケーシング８（ポンプ吐出路８１）とを面３１１で接触（接続）するだけで両者間の熱交換を行なわせるようにしても良い。逆にモータ冷却室３１とポンプケーシング８とを接触しないで熱交換器３５のみによって両者間の熱交換を行なわせるようにしても良い。要はポンプ吐出路８１内の水とモータ冷却室３１内の冷却液の間で熱交換を行なう熱交換手段を設けるものであればどのような構造であっても良い。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、ポンプ吐出路内の水とモータ冷却室内の冷却液との間で熱交換を行なう熱交換手段を設け、熱交換手段によって冷却した冷却液をモータ冷却室に循環せしめたので、ポンプの吐出流体を利用して水中モータの冷却を行なう構造のポンプであっても、ポンプ吐出路内を吐出流体と共に通過する流木やプラスチック容器などの浮遊物・塵芥が水中モータの部分に詰まる恐れがないという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるユニットポンプ１００を示す図であり、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ概略断面図である。
【図２】従来のコラム式水中ポンプ８０を用いたポンプ設備の概略構成図である。
【符号の説明】
１００  ユニットポンプ
１０  ベースプレート
Ｐ  ポンプ
Ｍ  水中モータ
Ｔ  駆動伝達機構
１  ポンプ吐出口
２  モータ軸
３  ポンプ軸
４  ポンプ羽根車
４３  プーリー
５  渦巻室（ボルテックス空間）
６  吸込口
８  ポンプケーシング
８１  ポンプ吐出路
８３  渦巻ケーシング
９３  プーリー
１１  ベルト
１５  ケーシング
３１  モータ冷却室
３１１  面（熱交換手段）
３５  熱交換器（熱交換手段）
３３，３８  連通管
３７  フィン
【図１】
0003943345.tif 000002
【図２】
0003943345.tif 000003