(57)【要約】【課題】ポンプハウジングの大型化を抑制しつつ、インペラを大径化し、流体に加える遠心力を増加させることにある。【解決手段】遠心ポンプ１０は、羽根部５８を有するインペラ５６と、インペラ５６を収納するポンプハウジング２６と、インペラ５６を回転駆動する回転軸３６と、ポンプハウジング２６に設けられかつ吸入口４７を有する吸入ポート４６と、ポンプハウジング２６に設けられかつボリュート５１を形成するボリュート形成部５０と、ポンプハウジング２６に設けられかつ吐出口５４を有する吐出ポート５３と、を備える。羽根部５８は、主板部５７から径方向外方へ突出しかつインペラ室４４の側壁部１８ｂに隙間を介して対向する延出羽根部５９を有する。ボリュート形成部５０は、インペラ５６の主板部５７と面する側において延出羽根部５９と対向するように配置される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を吸入しかつ昇圧して吐出する遠心ポンプであって、
円板状の主板部の一方の面に放射状に延在する複数枚の羽根部を有するインペラと、
前記インペラを回転可能に収納するインペラ室を有するポンプハウジングと、
前記インペラを回転駆動する回転軸と、
前記ポンプハウジングに設けられかつ前記インペラの前記羽根部と面する側において前記インペラ室と連通する吸入口を有する吸入ポートと、
前記ポンプハウジングに設けられかつ前記インペラ側の流体を導入するボリュートを形成するボリュート形成部と、
前記ポンプハウジングに設けられかつ前記ボリュートの下流側端部と連通する吐出口を有する吐出ポートと、
を備えており、
前記羽根部は、前記主板部から径方向外方へ突出しかつ前記インペラ室の側壁部に隙間を介して対向する延出羽根部を有しており、
前記ボリュート形成部は、前記インペラの前記主板部と面する側において前記延出羽根部と対向するように配置されている、遠心ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の遠心ポンプであって、
前記延出羽根部のインペラ回転方向前側の側面は、インペラ径方向斜め外方かつ前記ボリュート側に向けて傾斜している、遠心ポンプ。
【請求項３】
請求項１に記載の遠心ポンプであって、
前記インペラには、前記延出羽根部のインペラ回転方向後側において、該延出羽根部と前記主板部との間の隅角部を遮蔽する遮蔽部が設けられている、遠心ポンプ。
【請求項４】
請求項１に記載の遠心ポンプであって、
前記インペラには、前記延出羽根部のインペラ回転方向後側において、前記羽根部の本体部と前記主板部との間の隅角部を遮蔽する遮蔽部が設けられている、遠心ポンプ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の遠心ポンプであって、
前記延出羽根部には、前記流体を前記ボリュート側へ案内する案内部が設けられている、遠心ポンプ。
【請求項６】
請求項５に記載の遠心ポンプであって、
前記案内部は、前記延出羽根部の先端に向かって前記ボリュート側へ湾曲する凹曲面を有する、遠心ポンプ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の遠心ポンプであって、
前記吐出口は、前記ボリュートの下流側端部から接線方向外方へ延在する中空孔状に形成されており、
前記吐出口は、断面円形で前記ボリュート側から下流側に向かって内径が徐々に増大しかつ中心線が上流側から下流側に向かって前記インペラと前記ボリュートとの並び方向へ傾斜する徐変部を有する、遠心ポンプ。
【請求項８】
流体を吸入しかつ昇圧して吐出する遠心ポンプであって、
円板状の主板部の一方の面に放射状に延在する複数枚の羽根部を有しかつ前記主板部の中心部側に該主板部を板厚方向に貫通する連通孔を有するインペラと、
前記インペラを回転可能に収納するインペラ室を有するポンプハウジングと、
前記インペラを回転駆動する回転軸と、
前記ポンプハウジングに設けられかつ前記インペラの前記主板部と面する側において前記インペラ室と連通する吸入口を有する吸入ポートと、
前記ポンプハウジングに設けられかつ前記インペラ側の流体を導入するボリュートを形成するボリュート形成部と、
前記ポンプハウジングに設けられかつ前記ボリュートの下流側端部と連通する吐出口を有する吐出ポートと、
を備えており、
前記インペラの外周部には、前記インペラ室の側壁部に隙間を介して対向しかつ前記流体を前記ボリュート側へ案内する案内壁部が設けられており、
前記ボリュート形成部は、前記インペラの前記羽根部と面する側において該羽根部の羽根端部と対向するように配置されている、遠心ポンプ。
【請求項９】
請求項８に記載の遠心ポンプであって、
前記ポンプハウジングの前記インペラの前記羽根部と面する側において前記ポンプハウジングと前記回転軸との間には軸受が介在されている、遠心ポンプ。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の遠心ポンプであって、
前記吐出口は、前記ボリュートの下流側端部から接線方向外方へ延在する中空孔状に形成されており、
前記吐出口は、断面円形で前記ボリュート側から下流側に向かって内径が徐々に増大しかつ中心線が上流側から下流側に向かって前記インペラと前記ボリュートとの並び方向へ傾斜する徐変部を有する、遠心ポンプ。
【請求項１１】
流体を吸入しかつ昇圧して吐出する遠心ポンプであって、
円板状の主板部の一方の面に放射状に延在する複数枚の羽根部を有するインペラと、
前記インペラを回転可能に収納するインペラ室を有するポンプハウジングと、
前記インペラを回転駆動する回転軸と、
前記ポンプハウジングに設けられかつ前記インペラの前記羽根部と面する側において前記インペラ室と連通する吸入口を有する吸入ポートと、
前記ポンプハウジングに設けられかつ前記インペラ側の流体を導入するボリュートを形成するボリュート形成部と、
前記ポンプハウジングに設けられかつ前記ボリュートの下流側端部と連通する吐出口を有する吐出ポートと、
を備えており、
前記インペラの外周部には、前記インペラ室の側壁部に隙間を介して対向しかつ前記流体を前記ボリュート側へ案内する案内壁部が設けられており、
前記ボリュート形成部は、前記インペラの前記羽根部と面する側において該羽根部の羽根端部と対向するように配置されている、遠心ポンプ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の遠心ポンプであって、
前記吐出ポートは、前記吸入ポートと並行に配置されている、遠心ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示の技術は、遠心ポンプに関する。詳しくは、流体を吸入しかつ昇圧して吐出する遠心ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に記載された遠心ポンプがある。その遠心ポンプは、放射状に複数の羽根板片が形成され、羽根板片の頂部先端には輪状のフロントプレートが形成されたインペラと、内部にフロントプレートと適宜のクリアランスを有してインペラの羽根板片を収納する羽根板片収納室を有する。インペラの中心箇所に吸入ポートと連通する吸入室が形成され、インペラの羽根板片形成側且つ外周側に対応する位置にポンプ吐出ポートが位置するハウジングとからなる。羽根板片収納室と吸入室との境に羽根板片側に向かって突出する円周状突起が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−８０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の遠心ポンプによると、ハウジングに設けられかつインペラ側の流体を導入するボリュートが、インペラ室の側壁部とインペラの外周部との間においてインペラの外周部を取り囲むように配置されている。このようなボリュートでは、インペラの大径化が制限されてしまうため、流体に加える遠心力を増加させることが困難であった。また、ハウジングを大径化することにより、インペラを大径化し、流体に加える遠心力を増加させることができるが、ハウジングの大型化を招くことになる。
【０００５】
本明細書が開示する技術の課題は、ポンプハウジングの大型化を抑制しつつ、インペラを大径化し、流体に加える遠心力を増加させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本明細書が開示する技術は次の手段をとる。
【０００７】
第１の手段は、流体を吸入しかつ昇圧して吐出する遠心ポンプであって、円板状の主板部の一方の面に放射状に延在する複数枚の羽根部を有するインペラと、前記インペラを回転可能に収納するインペラ室を有するポンプハウジングと、前記インペラを回転駆動する回転軸と、前記ポンプハウジングに設けられかつ前記インペラの前記羽根部と面する側において前記インペラ室と連通する吸入口を有する吸入ポートと、前記ポンプハウジングに設けられかつ前記インペラ側の流体を導入するボリュートを形成するボリュート形成部と、前記ポンプハウジングに設けられかつ前記ボリュートの下流側端部と連通する吐出口を有する吐出ポートと、を備えており、前記羽根部は、前記主板部から径方向外方へ突出しかつ前記インペラ室の側壁部に隙間を介して対向する延出羽根部を有しており、前記ボリュート形成部は、前記インペラの前記主板部と面する側において前記延出羽根部と対向するように配置されている、遠心ポンプである。
【０００８】
第１の手段によると、ポンプハウジングのボリュート形成部が、インペラの主板部と面する側においてインペラの延出羽根部と対向するように配置されている。したがって、従来の外周ボリュートによるインペラの小径化の制約を解消することができる。また、インペラの延出羽根部をインペラ室の側壁部に隙間を介して対向するように延出させることができる。したがって、ポンプハウジングの大型化を抑制しつつ、インペラを大径化し、流体に加える遠心力を増加させることができる。また、流体に加える遠心力を増加させることにより、ポンプ効率を向上させることができる。
【０００９】
第２の手段は、第１の手段の遠心ポンプであって、前記延出羽根部のインペラ回転方向前側の側面は、インペラ径方向斜め外方かつ前記ボリュート側に向けて傾斜している、遠心ポンプである。
【００１０】
第２の手段によると、インペラの延出羽根部のインペラ回転方向前側の側面により、インペラ側の流体をボリュート内へ導入させやすくすることができる。これにより、ポンプ効率を向上させることができる。
【００１１】
第３の手段は、第１の手段の遠心ポンプであって、前記インペラには、前記延出羽根部のインペラ回転方向後側において、該延出羽根部と前記主板部との間の隅角部を遮蔽する遮蔽部が設けられている、遠心ポンプである。
【００１２】
第３の手段によると、ボリュート側からインペラ側への流体の吹き戻しをインペラの遮蔽部によって抑制し、ボリュート内における流体の流れを整流することができる。これにより、ポンプ効率を向上させることができる。
【００１３】
第４の手段は、第１の手段の遠心ポンプであって、前記インペラには、前記延出羽根部のインペラ回転方向後側において、前記羽根部の本体部と前記主板部との間の隅角部を遮蔽する遮蔽部が設けられている、遠心ポンプである。
【００１４】
第４の手段によると、ボリュート側からインペラ側への流体の吹き戻しをインペラの遮蔽部によって抑制し、ボリュート内における流体の流れを整流することができる。これにより、ポンプ効率を向上させることができる。
【００１５】
第５の手段は、第１〜４のいずれか１つの手段の遠心ポンプであって、前記延出羽根部には、前記流体を前記ボリュート側へ案内する案内部が設けられている、遠心ポンプである。
【００１６】
第５の手段によると、インペラの案内部により流体がボリュート側へ案内されることにより、インペラ室の側壁部に対する流体の摩擦抵抗を低減することができる。これにより、ポンプ効率を向上させることができる。
【００１７】
第６の手段は、第５の手段の遠心ポンプであって、前記案内部は、前記延出羽根部の先端に向かって前記ボリュート側へ湾曲する凹曲面を有する、遠心ポンプである。
【００１８】
第６の手段によると、インペラ側の流体のボリュート側への流れを凹曲面によりスムーズ化することができる。これにより、ポンプ効率を向上させることができる。
【００１９】
第７の手段は、第１〜６のいずれか１つの手段の遠心ポンプであって、前記吐出口は、前記ボリュートの下流側端部から接線方向外方へ延在する中空孔状に形成されており、前記吐出口は、断面円形で前記ボリュート側から下流側に向かって内径が徐々に増大しかつ中心線が上流側から下流側に向かって前記インペラと前記ボリュートとの並び方向へ傾斜する徐変部を有する、遠心ポンプである。
【００２０】
第７の手段によると、吐出口のボリュート側から下流側へ流れる流体の流れを徐変部によりスムーズ化することができる。これにより、ポンプ効率を向上させることができる。
【００２１】
第８の手段は、流体を吸入しかつ昇圧して吐出する遠心ポンプであって、円板状の主板部の一方の面に放射状に延在する複数枚の羽根部を有しかつ前記主板部の中心部側に該主板部を板厚方向に貫通する連通孔を有するインペラと、前記インペラを回転可能に収納するインペラ室を有するポンプハウジングと、前記インペラを回転駆動する回転軸と、前記ポンプハウジングに設けられかつ前記インペラの前記主板部と面する側において前記インペラ室と連通する吸入口を有する吸入ポートと、前記ポンプハウジングに設けられかつ前記インペラ側の流体を導入するボリュートを形成するボリュート形成部と、前記ポンプハウジングに設けられかつ前記ボリュートの下流側端部と連通する吐出口を有する吐出ポートと、を備えており、前記インペラの外周部には、前記インペラ室の側壁部に隙間を介して対向しかつ前記流体を前記ボリュート側へ案内する案内壁部が設けられており、前記ボリュート形成部は、前記インペラの前記羽根部と面する側において該羽根部の羽根端部と対向するように配置されている、遠心ポンプである。
【００２２】
第８の手段によると、ポンプハウジングのボリュート形成部が、インペラの羽根部と面する側において羽根部の羽根端部と対向するように配置されている。したがって、従来の外周ボリュートによるインペラの小径化の制約を解消することができる。また、インペラの案内壁部をインペラ室の側壁部に隙間を介して対向するように羽根部を延出させることができる。したがって、ポンプハウジングの大型化を抑制しつつ、インペラを大径化し、流体に加える遠心力を増加させることができる。また、流体に加える遠心力を増加させることにより、ポンプ効率を向上させることができる。
【００２３】
第９の手段は、第８の手段の遠心ポンプであって、前記ポンプハウジングの前記インペラの前記羽根部と面する側において前記ポンプハウジングと前記回転軸との間には軸受が介在されている、遠心ポンプである。
【００２４】
第９の手段によると、インペラ室を流れる流体により軸受を積極的に冷却することができる。これにより、軸受の熱害による劣化を抑制することができる。
【００２５】
第１０の手段は、第８又は９の手段の遠心ポンプであって、前記吐出口は、前記ボリュートの下流側端部から接線方向外方へ延在する中空孔状に形成されており、前記吐出口は、断面円形で前記ボリュート側から下流側に向かって内径が徐々に増大しかつ中心線が上流側から下流側に向かって前記インペラと前記ボリュートとの並び方向へ傾斜する徐変部を有する、遠心ポンプである。
【００２６】
第１０の手段によると、吐出口のボリュート側から下流側へ流れる流体の流れを徐変部によりスムーズ化することができる。これにより、ポンプ効率を向上させることができる。
【００２７】
第１１の手段は、流体を吸入しかつ昇圧して吐出する遠心ポンプであって、円板状の主板部の一方の面に放射状に延在する複数枚の羽根部を有するインペラと、前記インペラを回転可能に収納するインペラ室を有するポンプハウジングと、前記インペラを回転駆動する回転軸と、前記ポンプハウジングに設けられかつ前記インペラの前記羽根部と面する側において前記インペラ室と連通する吸入口を有する吸入ポートと、前記ポンプハウジングに設けられかつ前記インペラ側の流体を導入するボリュートを形成するボリュート形成部と、前記ポンプハウジングに設けられかつ前記ボリュートの下流側端部と連通する吐出口を有する吐出ポートと、を備えており、前記インペラの外周部には、前記インペラ室の側壁部に隙間を介して対向しかつ前記流体を前記ボリュート側へ案内する案内壁部が設けられており、前記ボリュート形成部は、前記インペラの前記羽根部と面する側において該羽根部の羽根端部と対向するように配置されている、遠心ポンプである。
【００２８】
第１１の手段によると、ポンプハウジングのボリュート形成部が、インペラの羽根部と面する側において羽根部の羽根端部と対向するように配置されている。したがって、従来の外周ボリュートによるインペラの小径化の制約を解消することができる。また、インペラの案内壁部をインペラ室の側壁部に隙間を介して対向するように羽根部を延出させることができる。したがって、ポンプハウジングの大型化を抑制しつつ、インペラを大径化し、流体に加える遠心力を増加させることができる。また、流体に加える遠心力を増加させることにより、ポンプ効率を向上させることができる。
【００２９】
第１２の手段は、第１１の手段の遠心ポンプであって、前記吐出ポートは、前記吸入ポートと並行に配置されている、遠心ポンプである。
【００３０】
第１２の手段によると、吐出ポート及び吸入ポートに対する配管を同じ方向から取り回すことができる。これにより、吐出ポート及び吸入ポートに対する配管の取り回し性を向上することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本明細書に開示の技術によると、ポンプハウジングの大型化を抑制しつつ、インペラを大径化し、流体に加える遠心力を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態１にかかる遠心ポンプを模式的に示す平面図である。
【図２】図１のII−II線矢視断面図である。
【図３】ポンプ部を模式的に示す断面図である。
【図４】インペラの羽根部を示す斜視図である。
【図５】実施形態２にかかるインペラの羽根部を示す斜視図である。
【図６】インペラの羽根部をインペラ径方向外方から見た側面図である。
【図７】実施形態３にかかるインペラの遮蔽板部を示す斜視図である。
【図８】実施形態４にかかるインペラの遮蔽板部を示す斜視図である。
【図９】実施形態５にかかるインペラの遮蔽板部を示す斜視図である。
【図１０】実施形態６にかかるインペラの案内板部をインペラ径方向外方から見た側面図である。
【図１１】図１０のXI−XI線矢視断面図である。
【図１２】実施形態７にかかるインペラの案内板部をインペラ径方向外方から見た側面図である。
【図１３】実施形態８にかかる吐出ポートを示す断面図である。
【図１４】吐出ポートを出口側から見た図である。
【図１５】実施形態９にかかるポンプ部を模式的に示す断面図である。
【図１６】実施形態１０にかかるポンプ部を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、実施形態について図面を用いて説明する。
【００３４】
［実施形態１］
本実施形態では、例えば自動車等の車両に搭載されるパージポンプとして用いられる遠心ポンプを例示する。パージポンプは、キャニスタから内燃機関（エンジン）の吸気通路へのパージガスのパージ量を補填する遠心ポンプである。図１は遠心ポンプを模式的に示す平面図、図２は図１のII−II線矢視断面図である。なお、遠心ポンプに係る方位を図１及び図２に矢印で示すとおりに定めるが、遠心ポンプの配置方向を特定するものではない。
【００３５】
（遠心ポンプの概要）
図２に示すように、遠心ポンプ１０は、軸方向（上下方向）に並ぶポンプ部１２とモータ部１４とを備えている。遠心ポンプ１０のハウジング１６は、ポンプカバー１８とポンプボデー２０とモータケース２２とを備えている。ポンプカバー１８は上面を閉鎖する短円筒状に形成されている。モータケース２２は有底円筒状に形成されている。ポンプカバー１８とモータケース２２とは複数のスクリュ等によって締結されている。
【００３６】
ポンプボデー２０は円環板状に形成されている。ポンプボデー２０の外周端部２０ａは、ポンプカバー１８とモータケース２２との間に挟持されている。ポンプボデー２０は、ポンプカバー１８とモータケース２２とにより形成される内部空間を上下に区画している。ポンプカバー１８とモータケース２２との間には、両者間をシールするＯリング２４が介在されている。Ｏリング２４によりポンプボデー２０とモータケース２２との間もシールされている。ポンプボデー２０の中央部には、下方へ延在する中空円筒状のボス部２０ｂが同心状に形成されている。
【００３７】
ポンプカバー１８とポンプボデー２０とによりポンプハウジング２６が構成されている。モータケース２２とポンプボデー２０とによりモータハウジング２８が構成されている。ポンプカバー１８、ポンプボデー２０及びモータケース２２はそれぞれ金属製である。
【００３８】
（モータ部１４）
モータ部１４はブラシレスモータからなる。モータケース２２内には、ステータ３０、ロータ３２、制御回路３４等が収納されている。ステータ３０は、円筒状に形成されており、モータケース２２内に同心状にかつ固定的に配置されている。ステータ３０は、ステータコア、ステータコイル等を備えている。
【００３９】
ロータ３２は、ステータ３０の中空部内に同心状にかつ回転可能に配置されている。ロータ３２は、回転軸３６と永久磁石３８とを備えている。永久磁石３８は、回転軸３６に対して周方向に複数の磁極を有するように複数配置されている。回転軸３６の一端部（上端部）は、永久磁石３８から上方へ突出されている。回転軸３６の上端部は出力側の端部であり、ポンプボデー２０のボス部２０ｂ内に挿通されている。回転軸３６は、ボス部２０ｂに対して上下一対の軸受４０を介して回転可能に支持されている。軸受４０はボールベアリングからなる。
【００４０】
制御回路３４は、モータケース２２内の下端部に配置されている。また、モータケース２２は電気コネクタ部（不図示）を有する。電気コネクタ部には、外部電源のコネクタが接続される。外部電源から制御回路３４への電力の供給により、ロータ３２が回転駆動される。
【００４１】
（ポンプ部１２）
図３はポンプ部を模式的に示す断面図である。図３に示すように、ポンプハウジング２６内には、略円形状のインペラ室４４が同心状に形成されている。ポンプカバー１８は、円環板状の上壁部１８ａと、上壁部１８ａの外周部から下方へ延在する側壁部１８ｂと、を有する。上壁部１８ａの中央部には、上方へ突出する中空円筒状の吸入ポート４６が形成されている。吸入ポート４６内には、インペラ室４４内外を連通する吸入口４７が形成されている。上壁部１８ａと側壁部１８ｂとの内角部には、断面１／４円弧状の円弧壁部１８ｃが形成されている。
【００４２】
ポンプボデー２０においてボス部２０ｂの上端部から径方向外方へ延在する円環板状の部分を主壁部２０ｃという。外周端部２０ａと主壁部２０ｃとの間には、一段低い円環板状の段差壁部２０ｄが同心状に形成されている。主壁部２０ｃの外周部と段差壁部２０ｄの内周部との間には短円筒状の上筒壁部２０ｅが形成されている。外周端部２０ａの内周部と段差壁部２０ｄの外周部との間には短円筒状の下筒壁部２０ｆが形成されている。段差壁部２０ｄと上筒壁部２０ｅとの内角部は断面円弧状に形成されている。下筒壁部２０ｆは、ポンプカバー１８の側壁部１８ｂ内にほとんど隙間無く嵌合されている。ポンプカバー１８の側壁部１８ｂ、ポンプボデー２０の段差壁部２０ｄ及び上筒壁部２０ｅにより、略円環溝状のボリュート５１を形成するボリュート形成部５０が構成されている。
【００４３】
ポンプカバー１８の後部左側には中空円筒状の吐出ポート５３が形成されている（図１参照）。吐出ポート５３は、平面視でポンプカバー１８の外周部から接線方向外方すなわち左回り外方へ向けて突出されている（図１参照）。吐出ポート５３内に吐出口５４が形成されている。吐出口５４の上流端はボリュート５１の下流側端部と連通されている。吐出口５４の上流側開口は、ボリュート５１に対してインペラ室４４の軸方向にオーバーラップするように形成されている。
【００４４】
インペラ室４４内にはインペラ５６が回転可能に収納されている。インペラ５６は、円板状の主板部５７と、主板部５７の一方の面である上面に周方向に所定の間隔で形成された複数枚の羽根部５８と、を有する。主板部５７は、ポンプボデー２０の主壁部２０ｃの上面に対して僅かな隙間を隔てて対面している。主板部５７は、ポンプボデー２０の主壁部２０ｃの外径と同一又は略同一の外径を有する。主板部５７の中心部には軸孔５７ａが形成されている。軸孔５７ａは、ロータ３２の回転軸３６の先端部（上端部）に一体的に回転可能に嵌合されている。したがって、ロータ３２の回転にともないインペラ５６が一体的に回転される。インペラ５６は、平面視で左回り方向に回転される。インペラ５６は樹脂製である。
【００４５】
複数枚の羽根部５８は、主板部５７の上面に起立状にかつ放射状に延在する帯板状に形成されている（図４参照）。羽根部５８は、主板部５７から径方向外方へ突出する延出羽根部５９を有する。延出羽根部５９の下端面５９ａ（図４参照）は、主板部５７の下面と同一平面をなすように形成されている。
【００４６】
延出羽根部５９はボリュート形成部５０と対向されている。すなわち、ボリュート形成部５０は、ポンプハウジング２６の主板部５７と面する側すなわち下側において延出羽根部５９と対向するように配置されている。また、延出羽根部５９の外端部は、インペラ室４４の側壁部に相当するポンプカバー１８の側壁部１８ｂに僅かな隙間を介して対向されている。延出羽根部５９の上部は、ポンプカバー１８の円弧壁部１８ｃに倣うように丸められている。羽根部５８のうち、主板部５７の外径の範囲内の部分を本体部５８ａという。
【００４７】
（遠心ポンプ１０の動作）
モータ部１４が外部電源からの電力の供給により駆動されると、ロータ３２とともにインペラ５６が回転されることで、流体であるパージガスが吸入口４７からインペラ室４４に吸入される。そのパージガスは、インペラ５６の回転によって径方向外方へ流動しつつポンプカバー１８の円弧壁部１８ｃによりボリュート５１内へ送出される。そのパージガスは、ボリュート５１内を旋回しつつ下流側へ流れるうちに昇圧された後、吐出口５４から吐出される。このようにして、パージガスが遠心ポンプ１０により圧送される。なお、パージガスの流れが図３に矢印で示されている。
【００４８】
（本実施形態の利点）
本実施形態によると、ポンプハウジング２６のボリュート形成部５０が、インペラ５６の主板部５７と面する側（下側）においてインペラ５６の延出羽根部５９と対向するように配置されている。したがって、従来の外周ボリュートによるインペラ５６の小径化の制約を解消することができる。また、インペラ５６の延出羽根部５９をインペラ室４４の側壁部１８ｂに隙間を介して対向するように延出させることができる。したがって、ポンプハウジング２６の大型化を抑制しつつ、インペラ５６を大径化し、パージガスに加える遠心力を増加させることができる。また、パージガスに加える遠心力を増加させることにより、ポンプ効率を向上させることができる。ひいては、インペラ５６の回転トルクを低下させ、モータ部１４の消費電力を低減することが可能である。
【００４９】
また、パージガスのボリュート５１での旋回による渦流の生成により流れが整流されることによっても、ポンプ効率を向上することができる。
【００５０】
［実施形態２］
本実施形態は、実施形態１のインペラ５６（図４参照）に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図５はインペラの羽根部を示す斜視図、図６はインペラの羽根部をインペラ径方向外方から見た側面図である。図５及び図６に示すように、インペラ５６の羽根部５８の延出羽根部５９は、インペラ回転方向前側の側面５９ｂがインペラ径方向斜め外方かつボリュート５１側である下方に向けて傾斜するように湾曲状に形成されている。また、本実施形態では、延出羽根部５９の下端面５９ａは、主板部５７の上面と同一平面をなすように形成されている。
【００５１】
本実施形態によると、インペラ５６の延出羽根部５９のインペラ回転方向前側の側面５９ｂにより、インペラ５６側のパージガスをボリュート５１内へ導入させやすくすることができる。これにより、ポンプ効率を向上させることができる。
【００５２】
また、インペラ５６を樹脂成形する場合において、金型の変更だけで、既存の工程に変更を加えることなく、対応することが可能である。したがって、生産性へ影響することを抑制することができる。
【００５３】
［実施形態３］
本実施形態は、実施形態１のインペラ５６（図４参照）に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図７はインペラの遮蔽板部を示す斜視図である。図７に示すように、インペラ５６には、延出羽根部５９のインペラ回転方向後側において、延出羽根部５９と主板部５７との間の隅角部を遮蔽する遮蔽板部６１が設けられている。遮蔽板部６１は、平面視で略三角形板状に形成されている。遮蔽板部６１は本明細書でいう「遮蔽部」に相当する。
【００５４】
本実施形態によると、ボリュート５１側からインペラ５６側へのパージガスの吹き戻しをインペラ５６の遮蔽板部６１によって抑制し、ボリュート５１内におけるパージガスの流れを整流することができる。これにより、ポンプ効率を向上させることができる。
【００５５】
また、遮蔽板部６１が補強リブとしても機能することにより、羽根部５８の延出羽根部５９の強度を向上することができる。このことは、延出羽根部５９の欠損の発生の抑制に有効である。
【００５６】
［実施形態４］
本実施形態は、実施形態３（図７参照）に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図８はインペラの遮蔽板部を示す斜視図である。図８に示すように、本実施形態の遮蔽板部（符号、６２を付す）は、平面視でインペラ５６の径方向外端側にストレート状の外端縁６２ａを有する略台形形状に形成されている。遮蔽板部６２は本明細書でいう「遮蔽部」に相当する。
【００５７】
本実施形態によると、実施形態３（図７参照）と比べて、インペラ５６の遮蔽板部６２の遮蔽面積を増大することができる。
【００５８】
［実施形態５］
本実施形態は、実施形態１のインペラ５６（図４参照）に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図９はインペラの遮蔽板部を示す斜視図である。図９に示すように、インペラ５６には、延出羽根部５９のインペラ回転方向後側において、羽根部５８の本体部５８ａと主板部５７との間の隅角部を遮蔽する遮蔽板部６３が設けられている。遮蔽板部６３は、インペラ径方向外方から見た側面視で略三角形板状に形成されている。遮蔽板部６３は本明細書でいう「遮蔽部」に相当する。
【００５９】
本実施形態によると、ボリュート５１側からインペラ５６側へのパージガスの吹き戻しをインペラ５６の遮蔽板部６３によって抑制し、ボリュート５１内におけるパージガスの流れを整流することができる。これにより、ポンプ効率を向上させることができる。
【００６０】
また、遮蔽板部６１が補強リブとしても機能することにより、羽根部５８の本体部５８ａの強度を向上することができる。
【００６１】
［実施形態６］
本実施形態は、実施形態１のインペラ５６（図３参照）に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図１０はインペラの案内板部をインペラ径方向外方から見た側面図、図１１は図１０のXI−XI線矢視断面図である。図１１に示すように、インペラ５６の羽根部５８の延出羽根部５９には、パージガスをボリュート５１側へ案内する案内板部６５が設けられている。案内板部６５は、延出羽根部５９の外端部の外形に沿う断面円弧状に形成されている。案内板部６５は、延出羽根部５９の先端に向かってボリュート５１側へ湾曲する凹曲面６５ａを有する。案内板部６５は、インペラ５６の全ての羽根部５８の延出羽根部５９に連なる円環状に形成されている（図１０参照）。案内板部６５は本明細書でいう「案内部」に相当する。
【００６２】
本実施形態によると、インペラ５６の案内板部６５によりパージガスがボリュート５１側へ案内されることにより、インペラ室４４の側壁部１８ｂに対するパージガスの摩擦抵抗を低減することができる。これにより、ポンプ効率を向上させることができる。
【００６３】
また、案内板部６５の外側面に切削加工等の追加工を行うことにより、インペラ５６のアンバランスを調整することができる。これにより、インペラ５６のアンバランスによる振動を低減することができる。
【００６４】
また、案内板部６５は、延出羽根部５９の先端に向かってボリュート５１側へ湾曲する凹曲面６５ａを有する。したがって、インペラ５６側のパージガスのボリュート５１側への流れを凹曲面６５ａによりスムーズ化することができる。これにより、ポンプ効率を向上させることができる。
【００６５】
［実施形態７］
本実施形態は、実施形態６のインペラ５６（図１０及び図１１参照）に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図１２はインペラの案内板部をインペラ径方向外方から見た側面図である。図１２に示すように、本実施形態の案内板部（符号、６６を付す）は、実施形態６のインペラ５６の案内板部６５（図１０参照）を羽根部５８からインペラ回転方向前側（図１２において右側）へ所定の長さで形成したものである。したがって、案内板部６６と、そのインペラ回転方向前側の羽根部５８と、の間に開口部６７が形成されている。案内板部６６は本明細書でいう「案内部」に相当する。
【００６６】
本実施形態によると、実施形態６（図１０及び図１１参照）と比べて、インペラ５６を軽量化することができる。
【００６７】
［実施形態８］
本実施形態は、実施形態１の吐出ポート５３（図１及び図３参照）に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図１３は吐出ポートを示す断面図、図１４は同じく出口側から見た図である。図１３に示すように、本実施形態の吐出口（符号、７０を付す）は、ボリュート５１の下流側端部から接線方向外方へ延在する中空孔状に形成されている。吐出口７０は、断面円形でボリュート５１側から下流側に向かって内径が徐々に増大しかつ中心線７０Ｌが上流側から下流側に向かってインペラ５６とボリュート５１との並び方向である下方へ傾斜する徐変部７２を有する（図１４参照）。
【００６８】
本実施形態によると、吐出口７０のボリュート５１側から下流側へ流れるパージガスの流れを徐変部７２によりスムーズ化することができる（図１３中、矢印参照）。これにより、ポンプ効率を向上させることができる。
【００６９】
この点について補足すると、吐出口７０のボリュート５１側から下流側へ流れるパージガスの流れは、インペラ５６とボリュート５１との並び方向である下方へ広がるように流れる。このため、吐出口が一定の開口面積の場合、パージガスの流れが阻害されやすい。これに対し、本実施形態によると、徐変部７２を有する吐出口７０であるため、吐出口７０のボリュート５１側から下流側へ流れるパージガスの流れを徐変部７２によりスムーズ化することができる。
【００７０】
［実施形態９］
本実施形態は、実施形態１のインペラ５６（図３参照）に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図１５はポンプ部を模式的に示す断面図である。図１５に示すように、インペラ（符号、７４を付す）は、円板状の主板部７５と、主板部７５の一方の面である下面に周方向に所定の間隔で形成された複数枚の羽根部７６と、を有する。主板部７５は、ポンプカバー１８の側壁部１８ｂの内径よりも僅かに小さい外径を有する。主板部７５の中心部には軸孔７５ａが形成されている。軸孔７５ａは、実施形態１と同様、ロータ３２の回転軸３６の先端部（上端部）に一体的に回転可能に嵌合されている。
【００７１】
複数枚の羽根部７６は、主板部７５の下面に垂下状にかつ放射状に延在する帯板状に形成されている。主板部７５の中心部側すなわち軸孔７５ａ寄りの部位には、主板部７５を板厚方向に貫通する連通孔７７が形成されている。連通孔７７は、周方向に隣り合う羽根部７６の相互間に配置されている。
【００７２】
インペラ７４の外周部には、パージガスをボリュート５１側へ案内する案内壁部７８が設けられている。案内壁部７８は、主板部７５の外端部から下方へ延出する短円筒状に形成されている。案内壁部７８には、複数枚の羽根部７６の外端部が接続されている。案内壁部７８の外周面は、インペラ室４４の内周面であるポンプカバー１８のポンプカバー１８の側壁部１８ｂの内周面に僅かな隙間を介して対向するように配置されている。案内壁部７８の内周側には、上から下方へ向かって内径を次第に大きくする凹曲面からなる案内面７８ａが形成されている。羽根部７６のうち、案内面７８ａの最小内径の範囲内の部分を本体部７６ａといい、案内面７８ａの最小内径の範囲外の部分を羽根端部７６ｂという。
【００７３】
羽根部７６の羽根端部７６ｂはボリュート形成部５０と対向されている。すなわち、ボリュート形成部５０は、インペラ７４の羽根部７６と面する側すなわち下側において羽根部７６の羽根端部７６ｂと対向するように配置されている。
【００７４】
本実施形態において、インペラ７４が回転されることで、気体であるパージガスは、吸入口４７からインペラ室４４に吸入された後、インペラ７４の連通孔７７を介して周方向に隣り合う羽根部７６の間に流入する。そのパージガスは、インペラ７４の回転によって径方向外方へ流動しつつ案内壁部７８によりボリュート５１内へ送出される。そのパージガスは、ボリュート５１内を旋回しつつ下流側へ流れるうちに昇圧された後、吐出口５４から吐出される。このようにして、パージガスが遠心ポンプ１０により圧送される。
【００７５】
本実施形態によると、ポンプハウジング２６のボリュート形成部５０が、インペラ７４の羽根部７６と面する側（下側）において羽根部７６の羽根端部７６ｂと対向するように配置されている。したがって、従来の外周ボリュートによるインペラ７４の小径化の制約を解消することができる。また、インペラ７４の案内壁部７８をインペラ室４４の側壁部１８ｂに隙間を介して対向するように羽根部７６を延出させることができる。したがって、ポンプハウジング２６の大型化を抑制しつつ、インペラ７４を大径化し、パージガスに加える遠心力を増加させることができる。また、パージガスに加える遠心力を増加させることにより、ポンプ効率を向上させることができる。ひいては、インペラ７４の回転トルクを低下させ、モータ部１４の消費電力を低減することが可能である。
【００７６】
また、パージガスのボリュート５１での旋回による渦流の生成により流れが整流されることによっても、ポンプ効率を向上することができる。
【００７７】
また、ポンプハウジング２６のインペラ７４の羽根部７６と面する側（下側）においてポンプハウジング２６と回転軸３６との間には軸受４０が介在されている。したがって、インペラ室４４を流れるパージガスにより軸受４０を積極的に冷却することができる。これにより、軸受４０の熱害による劣化を抑制することができる。
【００７８】
また、本実施形態においても、実施形態８の吐出口７０（図１３及び図１４参照）を適用することができる。
【００７９】
［実施形態１０］
本実施形態は、実施形態１のポンプ部１２（図３参照）に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図１６はポンプ部を模式的に示す断面図である。図１６に示すように、本実施形態では、実施形態１のインペラ７４（図３参照）がインペラ（符号、７４Ａを付す）に変更されている。インペラ７４Ａは、実施形態９のインペラ７４（図１５参照）の連通孔７７が形成されていない以外は、インペラ７４と同一構成であるから同一部位に同一符号を付して重複する説明は省略する。
【００８０】
インペラ７４Ａは、上下を反転した状態でインペラ室４４に配置されている。したがって、インペラ７４Ａは、主板部７５の一方の面である下面に複数枚の羽根部７６を有する。また、案内壁部７８の外周面は、実施形態９（図１５参照）と同様、インペラ室４４の内周面であるポンプカバー１８の側壁部１８ｂの内周面に僅かな隙間を介して対向するように配置されている。インペラ７４Ａの軸孔７５ａ内には、回転軸３６の先端部（上端部）が一体的に回転可能に嵌合されている。
【００８１】
ポンプボデー２０において、実施形態１（図３参照）の上筒壁部２０ｅ及び段差壁部２０ｄは省略されている代わりに、主壁部２０ｃが大径化されかつ下筒壁部２０ｆが上方へ延長され、主壁部２０ｃの外周部に下筒壁部２０ｆの上端部が接続されている。
【００８２】
ポンプカバー１８の上壁部１８ａの外周部には円環状のボリュート形成部（符号、８０を付す）が形成されている。ボリュート形成部８０は、下面を開口する断面半円弧状に形成されている。ボリュート形成部８０によりインペラ７４Ａ側のパージガスを導入するボリュート８１が形成されている。すなわち、ボリュート形成部８０は、インペラ７４の羽根部７６と面する側すなわち上側において羽根部７６の羽根端部７６ｂと対向するように配置されている。
【００８３】
ボリュート形成部８０の上面側には中空円筒状の吐出ポート（符号、８３を付す）が垂立状に形成されている。吐出ポート８３は、吸入ポート４６と並行に配置されている。吐出ポート８３内に吐出口８４が形成されている。吐出口８４の上流端はボリュート８１の下流側端部と連通されている。吐出口８４の上流側開口は、ボリュート８１に対してインペラ室４４の径方向にオーバーラップするように形成されている。
【００８４】
本実施形態において、インペラ７４Ａが回転されることで、気体であるパージガスは、吸入口４７からインペラ室４４に吸入される。そのパージガスは、インペラ７４Ａの回転によって径方向外方へ流動しつつ案内壁部７８によりボリュート８１内へ送出される。そのパージガスは、ボリュート８１内を旋回しつつ下流側へ流れるうちに昇圧された後、吐出口８４から吐出される。このようにして、パージガスが遠心ポンプ１０により圧送される。
【００８５】
本実施形態によると、ポンプハウジング２６のボリュート形成部８０が、インペラ７４の羽根部７６と面する側（上側）においてインペラ７４の外端部と対向するように配置されている。したがって、従来の外周ボリュートによるインペラ７４Ａの小径化の制約を解消することができる。また、インペラ７４Ａの案内板部６５をインペラ室４４の側壁部１８ｂに隙間を介して対向するように羽根部７６を延出させることができる。したがって、ポンプハウジング２６の大型化を抑制しつつ、インペラ７４Ａを大径化し、パージガスに加える遠心力を増加させることができる。また、パージガスに加える遠心力を増加させることにより、ポンプ効率を向上させることができる。ひいては、インペラ７４Ａの回転トルクを低下させ、モータ部１４の消費電力を低減することが可能である。
【００８６】
また、パージガスのボリュート５１での旋回による渦流の生成により流れが整流されることによっても、ポンプ効率を向上することができる。
【００８７】
また、吐出ポート８３が吸入ポート４６と並行に配置されている。したがって、吐出ポート８３及び吸入ポート４６に対する配管を同じ方向から取り回すことができる。これにより、吐出ポート８３及び吸入ポート４６に対する配管の取り回し性を向上することができる。
【００８８】
［他の実施形態］
本明細書に開示の技術は、前記した実施形態に限定されるものではなく、その他各種の形態で実施可能である。例えば、遠心ポンプ１０は、パージガス以外の空気等の気体、あるいは、液体等の流体の圧送に用いるポンプに適用してもよい。また、モータ部１４のブラシレスモータは、ブラシ付きモータに代えてもよい。また、ポンプ部１２のみで遠心ポンプを構成し、外部の駆動源により回転軸３６を駆動する構成としてもよい。また、インペラの羽根部の形状、配置等の変更は任意である。
【符号の説明】
【００８９】
１０  遠心ポンプ
１８  ポンプカバー
１８ａ  上壁部
１８ｂ  側壁部
２０  ポンプボデー
２６  ポンプハウジング
３６  回転軸
４０  軸受
４４  インペラ室
４６  吸入ポート
４７  吸入口
５０  ボリュート形成部
５１  ボリュート
５３  吐出ポート
５４  吐出口
５６  インペラ
５７  主板部
５８  羽根部
５８ａ  本体部
５９  延出羽根部
５９ａ  下端面
５９ｂ  側面
６１  遮蔽板部（遮蔽部）
６２  遮蔽板部（遮蔽部）
６３  遮蔽板部（遮蔽部）
６５  案内板部（案内部）
６５ａ  凹曲面
６６  案内板部（案内部）
７０  吐出口
７２  徐変部
７４  インペラ
７４Ａ  インペラ
７５  主板部
７６  羽根部
７６ａ  本体部
７６ｂ  羽根端部
７７  連通孔
７８  案内壁部
８０  ボリュート形成部
８１  ボリュート
８３  吐出ポート
８４  吐出口
【図１】
2020084815.tif 000003
【図２】
2020084815.tif 000004
【図３】
2020084815.tif 000005
【図４】
2020084815.tif 000006
【図５】
2020084815.tif 000007
【図６】
2020084815.tif 000008
【図７】
2020084815.tif 000009
【図８】
2020084815.tif 000010
【図９】
2020084815.tif 000011
【図１０】
2020084815.tif 000012
【図１１】
2020084815.tif 000013
【図１２】
2020084815.tif 000014
【図１３】
2020084815.tif 000015
【図１４】
2020084815.tif 000016
【図１５】
2020084815.tif 000017
【図１６】
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