(57)【要約】【課題】渦流のエネルギ損失を抑制することにより、ポンプ効率を向上させた渦流ポンプを提供する。【解決手段】ポンプケーシング４の渦室４ｂにおいて渦流２１（一面側渦流２１ａと他面側渦流２１ｂ）を仕切る渦流仕切板２２を備え、渦流仕切板２２は、回転軸９と垂直な方向において、ブレード仕切部５ｂの端部５ｂ１から延長する方向に設けられることにより、２つの渦流（一面側渦流２１ａと他面側渦流２１ｂ）の衝突によるエネルギ損失を抑制した高効率の渦流ポンプ１を得ることができる。【選択図】図６
2018053739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータおよび回転軸からなるモータと、
吸込口、渦室、および吐出口を有するポンプケーシングと、
前記回転軸に接続され、前記渦室に設けられるインペラと、
前記インペラの周囲において前記ポンプケーシングの内壁に設けられるケーシングライナーと、
前記インペラの一面を覆うように前記ポンプケーシングに取り付けられるケーシングカバーとを備えた渦流ポンプであって、
前記インペラは、ブレードと、前記ブレードを仕切るブレード仕切部とを有し、
前記インペラの回転により前記吸込口から吸い込まれた液体は、前記渦室を通って、前記吐出口から吐出され、
前記渦室は前記ケーシングライナーと前記ケーシングカバーとの間に形成され、
前記渦室において渦流を仕切る渦流仕切板を備え、
前記渦流仕切板は、前記回転軸と垂直な方向において、前記ブレード仕切部の端部から延長する方向に設けられることを特徴とする渦流ポンプ。
【請求項２】
前記渦流仕切板は、前記ケーシングライナーに固定され、前記ブレード仕切部の前記端部には接触せずに該端部の近傍に設けられることを特徴とする請求項１に記載の渦流ポンプ。
【請求項３】
前記渦流仕切板の前記ケーシングライナーに固定された部分は、前記ケーシングライナーの端部と前記ケーシングカバーの端部との間に挟まれていることを特徴とする請求項２に記載の渦流ポンプ。
【請求項４】
前記渦流仕切板は、前記吸込口側および前記吐出口側が切り欠かれた切り欠きリング形状であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の渦流ポンプ。
【請求項５】
前記回転軸と平行な断面であって、前記回転軸を通る断面において、前記ブレード仕切部の前記端部における曲率半径を第１曲率半径とし、前記渦流仕切板の前記ブレード仕切部側の端部における曲率半径を第２曲率半径とし、
前記第１曲率半径および前記第２曲率半径は、前記インペラの前記一面側または前記一面とは反対側である他面側における曲率半径であり、
前記第１曲率半径と前記第２曲率半径は等しいことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の渦流ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、渦流ポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のポンプは、モータの回転軸に接続されたインペラを回転させて、ポンプケーシングの吸込口から水を吸込み吐出口から吐出させるものが知られている。（例えば、特許文献１参照）
以下、その構造について図を用いて説明する。
【０００３】
図９および図１０に、特許文献１に記載された従来の渦流ポンプと同様の渦流ポンプを示す。
【０００４】
図９および図１０に示すように、渦流ポンプは、モータ１０１と、インペラ１０２と、インペラ１０２を内包するポンプケーシング１０３とケーシングカバー１０７とケーシングライナー１０８とで構成されている。
【０００５】
インペラ１０２は、モータ１０１の回転軸１０９に取り付けられて、モータ１０１の駆動によって回転する。
【０００６】
ポンプケーシング１０３は、インペラ１０２の周囲に配置され、汲み上げた水などの液体を吸込む吸込口１０４とインペラ回転する空間である渦室１０５と液体を吐き出すための吐出口１０６とを備えている。
【０００７】
ケーシングカバー１０７はインペラ１０２を覆うように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１４−１９０２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような従来の渦流ポンプにおいては、渦室においてインペラの表面と裏面のブレード周りに発生した２つの渦流が衝突しやすい構成となっている。この衝突により、渦流のエネルギが損失し、ポンプ効率が低下するという課題を有していた。
【００１０】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、２つの渦流の衝突によるエネルギ損失を抑制することにより、ポンプ効率を向上させた渦流ポンプ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】
【００１１】
そして、この目的を達成するために、本発明の一態様に係る渦流ポンプは、ステータおよび回転軸からなるモータと、吸込口、渦室、および吐出口を有するポンプケーシングと、前記回転軸に接続され、前記渦室に設けられるインペラと、前記インペラの周囲において前記ポンプケーシングの内壁に設けられるケーシングライナーと、前記インペラの一面を覆うように前記ポンプケーシングに取り付けられるケーシングカバーとを備えた渦流ポンプであって、前記インペラは、ブレードと、前記ブレードを仕切るブレード仕切部とを有し、前記インペラの回転により前記吸込口から吸い込まれた液体は、前記渦室を通って、前記吐出口から吐出され、前記渦室は前記ケーシングライナーと前記ケーシングカバーとの間に形成され、前記渦室において渦流を仕切る渦流仕切板を備え、前記渦流仕切板は、前記回転軸と垂直な方向において、前記ブレード仕切部の端部から延長する方向に設けられることを特徴とする渦流ポンプとしたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、渦流のエネルギ損失を抑制することにより、ポンプ効率を向上させた渦流ポンプを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１の渦流ポンプの側断面を示す構成図
【図２】同ポンプケーシングの正面断面を示す構成図
【図３】同インペラの正面斜視図
【図４】同インペラの背面斜視図
【図５】同ポンプケーシングの流路の正面断面を示す構成図
【図６】同ポンプケーシングの渦流の側断面を示す構成図
【図７】同渦流ポンプの外観斜視図
【図８】同ポンプケーシング内部を示す分解斜視図
【図９】従来の渦流ポンプの正面断面を示す構成図
【図１０】従来の渦流ポンプの側面を示す構成図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一態様に係る渦流ポンプは、ステータおよび回転軸からなるモータと、吸込口、渦室、および吐出口を有するポンプケーシングと、前記回転軸に接続され、前記渦室に設けられるインペラと、前記インペラの周囲において前記ポンプケーシングの内壁に設けられるケーシングライナーと、前記インペラの一面を覆うように前記ポンプケーシングに取り付けられるケーシングカバーとを備えた渦流ポンプであって、前記インペラは、ブレードと、前記ブレードを仕切るブレード仕切部とを有し、前記インペラの回転により前記吸込口から吸い込まれた液体は、前記渦室を通って、前記吐出口から吐出され、前記渦室は前記ケーシングライナーと前記ケーシングカバーとの間に形成され、前記渦室において渦流を仕切る渦流仕切板を備え、前記渦流仕切板は、前記回転軸と垂直な方向において、前記ブレード仕切部の端部から延長する方向に設けられるという構成を有する。
【００１５】
この構成によれば、インペラの一面側のブレード周りに発生した渦流と、その一面とは反対側である他面側のブレード周りに発生した渦流とが互いに衝突することを抑制することができるので、インペラの一面と他面のブレード周りに発生した２つの渦流の衝突によるエネルギ損失を抑制し、ポンプ効率を向上させた渦流ポンプを提供できる。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
図１に示すように、渦流ポンプ１はモータ２とモータフレーム３とポンプケーシング４とインペラ５とケーシングライナー６とケーシングカバー７とを備えている。
【００１８】
モータ２はステータ８と回転軸９と第１ベアリング１０と第２ベアリング１１を備えている。
【００１９】
ステータ８は、ベアリング固定部３ａおよびステータ固定部３ｂからなるモータフレーム３に固定される。
【００２０】
第１ベアリング１０はモータカバー１２に固定されている。
【００２１】
回転軸９は第１ベアリング１０および第２ベアリング１１に固定される。
【００２２】
第２ベアリング１１はモータフレーム３のベアリング固定部３ａに固定される。
【００２３】
回転軸９の一端は、モータフレーム３のベアリング固定部３ａおよびポンプケーシング４から突出している。
【００２４】
図２に示すように、ポンプケーシング４は、吸込口４ａと渦室４ｂと吐出口４ｃとを備えている。
【００２５】
渦室４ｂはケーシングライナー６とケーシングカバー７との間に形成される。
【００２６】
ケーシングライナー６の内壁にインサートライナー１３が固定され、ポンプケーシング４の内壁にケーシングライナー６が固定される。
【００２７】
ポンプケーシング４側において回転軸９の一端の突出部分にメカニカルシール１４と、メカニカルシール１４を固定するためのＣリング１５が接続されており、回転軸９の先端部分にインペラ５が固定される。
【００２８】
図３および図４に示すように、インペラ５はブレード５ａとブレード仕切部５ｂと一面５ｃと他面５ｄとを含み、ポンプケーシング４およびケーシングカバー７に内包されるよう配置される。他面５ｄは一面５ｃとは反対側にある面である。ブレード仕切部５ｂはブレード５ａを一面５ｃ側と他面５ｄ側に仕切る。
【００２９】
図１に示すように、インペラ５が固定されている回転軸９の一端とは反対側において、回転軸９の他端の突出部分に冷却ファン１６を備えている。
【００３０】
モータカバー１２はモータフレーム３に接続されており、ファンカバー１７はモータカバー１２に固定され、冷却ファン１６を内包している。
【００３１】
モータフレーム３の頂部にコンデンサ１８を備え、コンデンサ１８は通電線を介してモータ２と接続されている。
【００３２】
コンデンサ１８はターミナルカバー１９によって覆われており、ターミナルカバー１９はモータフレーム３に固定されている。
【００３３】
モータ２とコンデンサ１８が通電することにより回転軸９が回転する。回転軸が回転することによりインペラ５および冷却ファン１６が回転する。
【００３４】
図５に示すように、ポンプケーシング４内には液体が流れる流路２０が形成される。具体的には、インペラ５の回転により吸込口４ａから吸い込まれた液体が、吸込口流路２０ａ、渦室流路２０ｂ、吐出口流路２０ｃを順に流れて、吐出口４ｃから吐き出される。なお、それぞれ吸込口４ａ周辺の流路を吸込口流路２０ａ、渦室４ｂ周辺の流路を渦室流路２０ｂ、吐出口４ｃ周辺の流路を吐出口流路２０ｃとする。
【００３５】
図６は、回転軸９と平行な断面であって、回転軸９を通る断面において、渦室４ｂの渦流２１を表す拡大図である。
【００３６】
図６に示すように、インペラ５の回転時に、渦室４ｂにおいて、インペラ５の一面５ｃ側におけるブレード仕切部５ｂとケーシングカバー７との間に一面側渦流２１ａが発生する。
【００３７】
また、インペラ５の回転時に、渦室４ｂにおいて、インペラ５の他面５ｄ側におけるブレード仕切部５ｂとケーシングライナー６の間に他面側渦流２１ｂが発生する。
【００３８】
次に、本実施形態の特徴的な部分を説明する。
【００３９】
図６に示すように、渦流ポンプ１は、渦室４ｂにおいて渦流２１を仕切る渦流仕切板２２を備えている。
【００４０】
渦流仕切板２２はインペラ５のブレード仕切部５ｂの端部５ｂ１の近傍に設けられている。すなわち、渦流仕切板２２は、回転軸９と垂直な方向において、ブレード仕切部５ｂの端部５ｂ１から延長する方向に設けられている。
【００４１】
上記構成によれば、渦流仕切板２２によって、一面側渦流２１ａと他面側渦流２１ｂとが衝突する部分を一部仕切ることができる。
【００４２】
従って、一面側渦流２１ａと他面側渦流２１ｂとが互いに衝突することを抑制することができる。
【００４３】
このため、インペラ５の一面５ｃと他面５ｄのブレード５ａ周りに発生した２つの渦流（一面側渦流２１ａと他面側渦流２１ｂ）の衝突によるエネルギ損失を抑制し、ポンプ効率を向上させた渦流ポンプ１を得ることができる。
【００４４】
また、渦流仕切板２２は、ケーシングライナー６の端部６ａとケーシングカバー７の端部７ａとの間に挟まれているという構成にしてもよい。
【００４５】
また、渦流仕切板２２は、ポンプケーシング４の吸込口４ａ側と吐出口４ｃ側が切り欠かれた切り欠きリング形状であるという構成にしてもよい。
【００４６】
また、ブレード仕切部５ｂの端部５ｂ１における曲率半径を第１曲率半径、渦流仕切板２２のブレード仕切部５ｂ側の端部２２ａにおける曲率半径を第２曲率半径とし、第１曲率半径と第２曲率半径は等しいという構成にしてもよい。この場合、第１曲率半径および第２曲率半径は、インペラ５の一面５ｃ側または他面５ｄ側における曲率半径である。すなわち、曲率半径を比較する際は、第１曲率半径および第２曲率半径は共に同じ側（一面５ｃ側または他面５ｄ側）にあることになる。
【００４７】
第１曲率半径と第２曲率半径は等しいことにより、一面側渦流２１ａと他面側渦流２１ｂとは互いに衝突せずに同じ形状のままポンプケーシング４の吐出口４ｃに圧送されやすくなる。２つの渦流（一面側渦流２１ａと他面側渦流２１ｂ）の衝突によるエネルギ損失をさらに低減することになり、ポンプの効率をさらに向上させることができる。
【００４８】
また、第２曲率半径は第１曲率半径と等しくしたが、渦流仕切板２２のブレード仕切部５ｂ側の端部２２ａの曲率と第１曲率半径が異なるという構成であってもよい。
【００４９】
また、渦流仕切板２２はケーシングライナー６とケーシングカバー７の端部の間に挟まれているという構成としたが、ケーシングライナー６に溝などの形状を加工して設けることにより、ケーシングライナー６自体に渦流仕切板２２の形状を設けてもよい。すなわち、ケーシングライナー６自体を加工して、ケーシングライナー６の一部が突出するように突出形状とし、この突出形状を渦流仕切板２２として考えることもできる。
【００５０】
また、冷却ファン１６は必須の構成ではない。
【００５１】
また、渦流ポンプは、ウエスコ型ポンプまたはカスケードポンプとも称される。
【００５２】
また、図７に渦流ポンプ１の外観斜視図、図８にポンプケーシング４内部の分解斜視図を示しておく。
【００５３】
以下、実施の形態について、補足する。
【００５４】
本発明の一態様に係る渦流ポンプ１は、ステータ８および回転軸９からなるモータ２と、吸込口４ａ、渦室４ｂ、および吐出口４ｃを有するポンプケーシング４と、回転軸９に接続され、渦室４ｂに設けられるインペラ５と、インペラ５の周囲においてポンプケーシング４の内壁に設けられるケーシングライナー６と、インペラ５の一面を覆うようにポンプケーシング４に取り付けられるケーシングカバー７とを備えた渦流ポンプ１であって、インペラ５は、ブレード５ａと、ブレード５ａを仕切るブレード仕切部５ｂとを有し、インペラ５の回転により吸込口４ａから吸い込まれた液体は、渦室４ｂを通って、吐出口４ｃから吐出され、渦室４ｂはケーシングライナー６とケーシングカバー７との間に形成され、渦室４ｂにおいて渦流を仕切る渦流仕切板２２を備え、渦流仕切板２２は、回転軸９と垂直な方向において、ブレード仕切部５ｂの端部５ｂ１から延長する方向に設けられるという構成を有する。
【００５５】
この構成によれば、インペラの一面５ｃ側のブレード５ａ周りに発生した渦流（一面側渦流２１ａ）と、その一面５ｃとは反対側である他面５ｄ側のブレード５ａ周りに発生した渦流（他面側渦流２１ｂ）とが互いに衝突することを抑制することができるので、インペラ５の一面５ｃと他面５ｄのブレード５ａ周りに発生した２つの渦流（２１ａと２１ｂ）の衝突によるエネルギ損失を抑制し、ポンプ効率を向上させた渦流ポンプ１を提供できる。
【００５６】
また、渦流仕切板２２は、ケーシングライナー６に固定され、ブレード仕切部５ｂの端部５ｂ１には接触せずに該端部５ｂ１の近傍に設けられるという構成にしてもよい。
【００５７】
これにより、ブレード仕切部５ｂと渦流仕切板２２との摩擦によるエネルギ損失を抑制することができるので、インペラ５が効率的に回転できる。
【００５８】
また、渦流仕切板２２のケーシングライナー６に固定された部分は、ケーシングライナー６の端部６ａとケーシングカバー７の端部７ａとの間に挟まれているという構成にしてもよい。
【００５９】
これにより、一面５ｃ側と他面５ｄ側に同じ形状の渦流が発生しやすくなるので、ポンプ効率をさらに向上させることができる。
【００６０】
また、渦流仕切板２２は、吸込口４ａ側および吐出口４ｃ側が切り欠かれた切り欠きリング形状であるという構成にしてもよい。
【００６１】
これにより、吸込口４ａおよび吐出口４ｃに流れる液体の圧力損失を低減し、ポンプ効率をさらに向上させることができる。
【００６２】
また、図６に示すように、回転軸９と平行な断面であって、回転軸９を通る断面において、ブレード仕切部５ｂの端部５ｂ１における曲率半径を第１曲率半径とし、渦流仕切板２２のブレード仕切部５ｂ側の端部２２ａにおける曲率半径を第２曲率半径とし、第１曲率半径および第２曲率半径は、インペラ５の一面５ｃ側または他面５ｄ側における曲率半径であり、第１曲率半径と第２曲率半径は等しいという構成にしてもよい。
【００６３】
これにより、インペラ５の一面５ｃ側および他面５ｄ側に、よりスムーズに流れる形状の渦流２１が発生するため、ポンプ効率をさらに向上させることができる。
【００６４】
なお、端部５ｂ１および端部２２ａは、ある程度の範囲を持った部分であり、点ではない。しかし、第１曲率半径および第２曲率半径について考える場合は、端部５ｂ１は一面５ｃ側または他面５ｄ側において渦流仕切板２２に限りなく近い部分を表し、端部２２ａは一面５ｃ側または他面５ｄ側においてブレード仕切部５ｂに限りなく近い部分を表す。
【００６５】
曲率半径について考えない場合は、端部５ｂ１および端部２２ａはもっと広い領域を表すものとする。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明に係る渦流ポンプは、モータ効率の向上を可能とするものであるので、水などの液体の圧送に使用される渦流ポンプ等として有用である。
【符号の説明】
【００６７】
１    渦流ポンプ
２    モータ
３    モータフレーム
３ａ    ベアリング固定部
３ｂ    ステータ固定部
４    ポンプケーシング
４ａ    吸込口
４ｂ    渦室
４ｃ    吐出口
５    インペラ
５ａ    ブレード
５ｂ    ブレード仕切部
５ｂ１    端部
５ｃ    一面
５ｄ    他面
６    ケーシングライナー
６ａ    端部
７    ケーシングカバー
７ａ    端部
８    ステータ
９    回転軸
１０    第１ベアリング
１１    第２ベアリング
１２    モータカバー
１３    インサートライナー
１４    メカニカルシール
１５    Ｃリング
１６    冷却ファン
１７    ファンカバー
１８    コンデンサ
１９    ターミナルカバー
２０    流路
２０ａ    吸込口流路
２０ｂ    渦室流路
２０ｃ    吐出口流路
２１    渦流
２１ａ    一面側渦流
２１ｂ    他面側渦流
２２    渦流仕切板
２２ａ    端部
【図１】
2018053739.tif 000003
【図２】
2018053739.tif 000004
【図３】
2018053739.tif 000005
【図４】
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【図５】
2018053739.tif 000007
【図６】
2018053739.tif 000008
【図７】
2018053739.tif 000009
【図８】
2018053739.tif 000010
【図９】
2018053739.tif 000011
【図１０】
2018053739.tif 000012