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公開番号2024027231
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-01
出願番号2022129857
出願日2022-08-17
発明の名称水中ポンプの冷却ファン
出願人株式会社石垣
代理人
主分類F04D 13/08 20060101AFI20240222BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】気中及び水中で冷却ファンが受ける抵抗差を利用し、最適なファン形状に変形させてモータ部の強制冷却を行う水中ポンプの冷却ファンを提供する。
【解決手段】
羽根車9を内挿したポンプ部2と、ポンプ部2の上部に配置しポンプ主軸8及びモータ14を収容したモータ部3と、を有する水中ポンプにおいて、モータ部3の上方に延設しポンプ主軸8と一体的に回転するファン主軸22に固定されたハブ部26と、ハブ部26の円周方向に等角度で略放射状に配置され、回転時に作用する所定の力で直径が減少するように変形する翼部27と、を備えたことで、低動力でモータ部を効率よく冷却できる。

【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
羽根車（９）を内挿したポンプ部（２）と、ポンプ部（２）の上部に配置しポンプ主軸（８）及びモータ（１４）を収容したモータ部（３）と、を有する水中ポンプにおいて、
モータ部（３）の上方に延設しポンプ主軸（８）と一体的に回転するファン主軸（２２）に固定されたハブ部（２６）と、
ハブ部（２６）の円周方向に等角度で略放射状に配置され、回転時に作用する所定の力で直径が減少するように変形する翼部（２７）と、を備えた
ことを特徴とする水中ポンプの冷却ファン。
続きを表示（約 500 文字）【請求項２】
前記翼部（２７）を薄板状の弾性部材で形成し、ハブ部（２６）の外周面に固着した
ことを特徴とする請求項１に記載の水中ポンプの冷却ファン。
【請求項３】
前記翼部（２７）の基部（３０）に形成した係合孔（３６）をハブ部（２６）に立設した軸部（３７）に係合させて回動可能に構成し、翼部（２７）が遠心力を受けて略放射状に突出した状態で回動できる構成とした
ことを特徴とする請求項１に記載の水中ポンプの冷却ファン。
【請求項４】
前記翼部（２７）は、没水した際に水の抵抗力を受けて直径が減少した状態で回転する
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の水中ポンプの冷却ファン。
【請求項５】
前記モータ部（３）の上方から頂部に複数の通気口（３１）を有し、下方を開放したファンカバー（２５）を被覆し、モータ部（３）とファンカバー（２５）との間に翼部（２７）から生じる冷却空気の冷却空気路を形成した
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の水中ポンプの冷却ファン。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中および気中で効率的に水中モータを冷却する水中ポンプの冷却ファンに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、汚水ピット内の排水処理等に用いられる水中ポンプは、水中モータを冷却しながら運転する必要があった。水中モータの冷却は、モータ室外周を揚液に接触させて冷却する自然冷却方式や、揚液の一部をモータ室外側に設けたジャケット内に循環させながら冷却する強制冷却方式等により行っている。しかし、自然冷却方式を用いた場合には、汚水ピット内の水位低下時に水中モータが気中に露出するため、揚液によって冷却できなかった。強制冷却方式を用いた場合も、水位の低下により揚液をジャケット内に効率よく取り込むことができず、水中モータを冷却できなかった。そこで、気中運転時でも効率よく冷却を継続できる水中モータの冷却装置が望まれていた。
【０００３】
特許文献１には、モータケーシングの外側に配置されたアウターケーシング内に予め封入した冷却水や、冷却油等の冷却液を循環羽根車の回転によって循環させながらモータを冷却する強制冷却仕様の水中ポンプが開示されている。
【０００４】
特許文献２は、モータケースの外周にアウトカバーと冷却ファンを設けた水中ポンプであって、水位の低下によりモータケースが水面上へ露出し、気中運転となった際に、冷却ファンを稼働させることで、アウトカバーの上方から下方に向かって送気される空気によって、モータが気中空冷される技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第５５５２４０２号公報
特許第４５３０７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、水中ポンプは、水中モータを冷却しながら運転するが、水位の低下により、水中モータが気中に露出した際、水中モータを十分に冷却できず発熱する恐れがあった。そのため、水位が低下するたびに運転を停止する必要があった。この場合、水位が上昇したタイミングで運転を再開していたが、モータの起動・停止を頻繁に繰り返していたため、電気系統に多大な負荷がかかり、電気系統の故障を引き起こしていた。また、揚液の一部をモータ室外側のジャケット内に取り込みながら強制冷却する場合には、揚液中に混入した異物によってポンプ内部の閉塞が生じ、運転効率の低下や機器の故障を招くといった課題を有していた。
【０００７】
特許文献１は、アウターケーシング内に予め封入した冷却液を循環させながら、モータを冷却する強制冷却方式を用いている。揚液を用いた冷却方式ではないため、水位変動に左右されず、気中運転時でもモータの冷却を継続できる。しかし、冷却液として別途、冷却水や冷却油を用意する必要があるため、コストが嵩むといった問題があった。そして、液体により冷却を行っているため、揚液がアウターケーシング内に浸入した場合には、アウターケーシング内の冷却液を取り換える必要があった。同時に、アウターケーシング内の冷却液が外部に漏洩することも懸念される。また、冷却液を封入するアウターケーシングをモータケーシングの外周に重設しているため、直径が大きくなるとともに、全体重量が大きくなり、装置が大型化していた。さらに、冷却液を循環させるための循環用羽根車が連通室内で浸漬状態となっているため、羽根車の点検や交換、補修作業等を行う際には、冷却液を外部に排出する必要があり、維持管理の負担が大きかった。
【０００８】
特許文献２は、気中運転時に冷却ファンを稼働して水中モータを空冷しながら冷却する技術であるため液体を用いずにモータを冷却できる。しかし、水中ポンプ駆動用とは別に冷却ファン駆動用の水中モータを設置する必要があり、水中モータ増設による装置の複雑化や、ランニングコストの増加といった問題があった。また、水中冷却から気中冷却への切り替えを行うために水位検知器にて随時水位を検出し、機器を制御する必要があるため、運転制御が煩雑化する課題も有していた。
【０００９】
本発明は、水中モータの空冷時及び水冷時に自ら最適な羽根形状に変化する冷却ファンを用いて水中モータの冷却を行う技術であり、最小限の動力で水中モータを効率よく冷却できる水中ポンプの冷却ファンを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、羽根車を内挿したポンプ部と、ポンプ部の上部に配置しポンプ主軸及びモータを収容したモータ部と、を有する水中ポンプにおいて、モータ部の上方に延設しポンプ主軸と一体的に回転するファン主軸に固定されたハブ部と、ハブ部の円周方向に等角度で略放射状に配置され、回転時に作用する所定の力で直径が減少するように変形する翼部と、を備えたことで、最適な形状に変化した冷却ファンを用いてモータ部を冷却できるため、回転所要動力を軽減できるとともに、水中モータ上方に冷却ファンを取り付けたシンプルな機構であるため、従来の水中モータに流用可能であり、大幅な設計変更を必要としない。
（【００１１】以降は省略されています）

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