(57)【要約】【課題】簡単な構造で、羽根車の外周部から吐出口以外への流体の漏出を防止でき、揚水性能及びポンプ効率の向上が図られると共に、ポンプを小型化する場合でもポンプ性能を容易に向上させること。【解決手段】前面シュラウド２０又は後面シュラウド２１の少なくとも一方のシュラウド外周面に、羽根車１４の外周方向Ａに向かう圧力を付与するための外周溝部４０を設けたポンプの羽根車構造である。【選択図】図１
2008240660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を吸排する羽根車を内蔵したポンプ部と、ポンプ部を収納すると共に流体の吸込口と吐出口とを備えたポンプケースと、羽根車を回転駆動するモータ部とを備え、上記羽根車は、前面シュラウドと、前面シュラウドに対向する後面シュラウドと、両シュラウド間に設けられてその中心側から外周側に向けて放射状に延設された複数の羽根とを具備したポンプの羽根車構造であって、上記前面シュラウド又は後面シュラウドの少なくとも一方のシュラウド外周面に、羽根車の外周方向に向かう圧力を付与するための外周溝部を設けたことを特徴とするポンプの羽根車構造。
【請求項２】
上記外周溝部は、羽根が設けられる内面側に向かうほど羽根車の回転方向に対して後傾するように傾斜していることを特徴とする請求項１記載のポンプの羽根車構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプの羽根車構造に関し、詳しくは羽根車の排水性能を向上させるための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、遠心ポンプや渦流ポンプ等、ケーシング内の作用室で羽根車を回転させることによって、かかる作用室内に吸い込んだ被作用流体にエネルギを与えて吐き出す際に、羽根車によってエネルギを与えられた流体が該羽根車外部へ漏出するのを防止するようにしたポンプ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、上記特許文献１に見られる従来のポンプ装置では、互いに対向する羽根車の両側面と作用室の内壁との間でスラスト動圧軸受を構成し、かかるスラスト動圧軸受によって該羽根車から吐出口以外の隙間に流体が漏出するのを防止するものであるが、羽根車の側面と作用室の内壁との間でスラスト動圧軸受を構成するために構造が複雑となり、特にポンプの小型化を図ることが困難になるという問題がある。
【特許文献１】特開２００１−２７１７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、簡単な構造で、羽根車の外周部から吐出口以外への流体の漏出を防止でき、揚水性能及びポンプ効率の向上が図られると共に、ポンプを小型化する場合でもポンプ性能を容易に向上させることができるポンプの羽根車構造を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために本発明は、流体を吸排する羽根車１４を内蔵したポンプ部５と、ポンプ部５を収納すると共に流体の吸込口３と吐出口４とを備えたポンプケース６と、羽根車１４を回転駆動するモータ部７とを備え、上記羽根車１４は、前面シュラウド２０と、前面シュラウド２０に対向する後面シュラウド２１と、両シュラウド２０，２１間の流体通路７０に設けられてその中心側から外周側に向けて放射状に延設された複数の羽根１３，１３……とを具備したポンプの羽根車構造であって、上記前面シュラウド２０又は後面シュラウド２１の少なくとも一方のシュラウド外周面に、羽根車１４の外周方向Ａに向かう圧力を付与するための外周溝部４０を設けたことを特徴としている。
【０００６】
このような構成とすることで、シュラウド外周面に設けた外周溝部４０が回転することで羽根車１４の外周方向Ａに向かう圧力が付与されるので、羽根車１４の外周方向Ａに送られた流体の一部が羽根車１４の外周部１４ａから羽根車１４とポンプケース６間の隙間３０に漏出したり、或いは、羽根車１４と防水隔壁８との間の水路部６０に漏出したりするのが防がれる。これにより、ポンプ効率の向上を図ることができる。しかも、シュラウド外周面に溝加工を施すだけでよいので、従来と比較して、羽根車１４の構造がきわめて簡易となり、ひいてはポンプの小型化も容易となる。
【０００７】
また、上記外周溝部４０は、羽根１３，１３……が設けられる内面側４０ａに向かうほど羽根車１４の回転方向Ｅに対して後傾するように傾斜しているのが好ましく、この場合、外周溝部４０の回転により羽根１３，１３……が設けられる内面側に向かう程流体圧力が高くなるので、羽根車１４の外周部１４ａから吐出口４以外の流体の漏れをより確実に防止できるようになり、しかも外周溝部４０を傾斜させるという簡易な構造で、ポンプ効率の向上を一層図ることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、前面シュラウド又は後面シュラウドの少なくとも一方のシュラウド外周面に外周溝部を形成することにより、羽根車の外周方向に向かう圧力を付与でき、羽根車の外周部から吐出口以外への流体の漏出を防止でき、揚水性能及びポンプ効率の向上が図られると共に、溝加工だけで済むので、従来と比較して構造がきわめて簡易となり、ポンプを小型化する場合でもポンプ性能を容易に向上させることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。
【００１０】
図３は、遠心ポンプ１を利用した冷却循環装置の一例であり、リザーブタンク５０内の流体（冷媒）は遠心ポンプ１によって冷却器５２へ送られて、発熱部品５３の熱を奪うことで温度が上昇し、その後、放熱器５４へ送られて冷やされ、温度が低下した状態で配管５１を通ってリザーブタンク５０へ戻される。このような冷却循環装置は遠心ポンプ１により流体を循環させて発熱部品５３を冷却するものである。
【００１１】
図１は本実施形態の遠心ポンプ１の一例を示しており、本体ケース２の上端には、流体を吸排するポンプ部５を内蔵するポンプケース６が配置されている。ポンプケース６には、吸込口３と吐出口４とが設けられ、吸込口３は図５のリザーブタンク５０の出側に配管接続され、吐出口４は図５の冷却器５２の入側に配管接続されている。ポンプケース６は例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等のプラスチックやステンレス等の金属で構成されている。
【００１２】
本体ケース２内には、ポンプ部５の駆動源となるモータ部７が収納されている。本体ケース２内には防水隔壁８が設けられ、例えばアルミニウム等の金属や耐熱性プラスチック等で構成される。
【００１３】
上記モータ部７は、磁界を発生させる円筒形状のステータ１０と、そのステータ１０を制御する制御部１１と、ステータ１０及び制御部１１の露出を防ぐ蓋１２とを備えている。ステータ１０及び制御部１１は防水隔壁８の外側に配置されており、制御部１１は例えばトランスやトランジスタ等の電子部品を備えている。
【００１４】
一方、ポンプ部５には、流体を吸排するための羽根車１４が内蔵されている。
【００１５】
羽根車１４は、例えばＰＰＳ等のプラスチック等で構成され、円板状の前面シュラウド２０と後面シュラウド２１とが複数の羽根（インペラ）１３，１３……を介して溶着されたものであり、羽根１３，１３……間の空間が流体通路７０となっている。
【００１６】
上記複数の羽根１３，１３……は、後面シュラウド２１の中心側から外周側に向けて放射状に延設されている。本例の各羽根１３，１３……は、中心側から外周側に向かうほど羽根車の回転方向Ｅに対して後傾するように湾曲している。
【００１７】
後面シュラウド２１の中心側には小径筒部２１ｂが突設され、この小径筒部２１ｂの内側に焼成カーボン或いはモールドカーボンからなる円筒状の軸受１５が嵌入されており、軸受１５の内側に円柱形状の軸１６が挿入されている。この軸１６は例えばステンレス等の金属で構成され、軸１６の先端部がポンプケース６の軸支持部６ｂに回動自在に遊挿され、軸１６の後端部が防水隔壁８の底部中央側に嵌着されており、この軸１６が羽根車１４が回転中心となっている。
【００１８】
上記羽根車１４の軸受１５の両端には、セラミック等からなる中空円板形状の軸受板１７，１８が摺接しており、羽根車１４の回転により生じるスラスト荷重を軸受板１７，１８にて受け止めるようにしている。
【００１９】
上記後面シュラウド２１の外周側には、羽根車１４の中心と同心円状の大径筒部２１ａが突設され、大径筒部２１ａの外周側に円筒形状のロータ９が一体に取り付けられている。このロータ９は防水隔壁８を挟んでモータ部７のステータ１０と対向配置されている。ロータ９の外面には永久磁石が固定されており、上記ステータ１０が発生させた磁界によりロータ９が回転駆動され、ロータ９と一体の後面シュラウド２１が回転することで、羽根車１４全体が回転駆動する仕組みとなっている。なお図中の６１は後面シュラウド２１の内周側に設けた通水口であり、羽根車１４と防水隔壁８間の水路部６０の水を羽根車１４の流体通路７０に戻すようにしている。
【００２０】
上記羽根車１４の前面シュラウド２０の中心側には、ポンプケース６の吸込口３側に向けて突出する円筒状の吸入口マウス部２２が設けられている。この吸入口マウス部２２はポンプケース６に設けた環状凹部２３内に遊嵌自在に嵌入されている。
【００２１】
ところで、羽根車１４と防水隔壁８との間の水路部６０や、前面シュラウド２０とケーシング壁面６ａとの間の隙間３０に存在する水は、本来のポンプ作用には関係しないが、羽根車１４が高速で回転するため、羽根車１４の外周方向Ａに送られた水の一部が、前面シュラウド２０とポンプケース６間の隙間３０に漏れたり、後面シュラウド２１と防水隔壁８間の水路部６０に漏れたりして、ポンプ効率を低下させる要因となる。
【００２２】
そこで、本発明においては、前面シュラウド２０及び後面シュラウド２１のそれぞれのシュラウド外周面に、羽根車１４の外周方向Ａに向かう圧力を付与するための外周溝部４０が設けられている。この外周溝部４０は、シュラウド外周面の周方向に沿って多数形成された凹溝からなり、羽根車１４の外周方向Ａに流体が排出される通過する過程で、羽根車１４の外周方向Ａに向かう圧力を付与することで、羽根車１４の外周部１４ａから前面シュラウド２０とポンプケース６間の隙間３０、或いは、後面シュラウド２１と防水隔壁８間の水路部６０に流体が漏れるのを防止する働きをする。
【００２３】
本例の外周溝部４０は、羽根１３，１３……が設けられる内面４０ａ側に向かうほど羽根車１４の回転方向Ｅに対して後傾するように傾斜している。なお、外周溝部４０の角度、ピッチは特に限定されず、適宜設計変更自在である。
【００２４】
次に動作を説明する。制御部１１によりステータ１０に制御電流が印加されると、ステータ１０が磁界を発生させ、この磁界によりロータ９が回転駆動する。ロータ９が回転駆動すると、ロータ９と一体化された羽根車１４が回転駆動する。これにより吸込口３から流体が吸い込まれて、吸入口マウス部２２を通って羽根車１４内の流体通路７０に吸入されると共に回転する複数の羽根１３，１３……により外周方向Ａに向かう遠心力が付与されて、吐出口４から吐出される。
【００２５】
しかして、羽根車１４の前面シュラウド２０及び後面シュラウド２１のそれぞれのシュラウド外周面に外周溝部４０を設け、この外周溝部４０が回転することで羽根車１４の外周方向Ａに向かう圧力が付与されるので、羽根車１４の外周方向Ａに送られた流体の一部が羽根車１４の外周部１４ａから羽根車１４とポンプケース６間の隙間３０に漏出したり、或いは、羽根車１４と防水隔壁８との間の水路部６０に漏出したりするのが防がれる。これにより、ポンプ効率の向上を図ることができる。
【００２６】
また、シュラウド外周面に溝加工を施すだけでよいので、従来のように羽根車の両側面と作用室の内壁との間でスラスト動圧軸受を構成して羽根車とポンプケースとの間の隙間へ流体が漏出する構造と比較して、羽根車１４の構造がきわめて簡易となり、ひいてはポンプの小型化も容易となる。
【００２７】
また本例の前面シュラウド２０の外周溝部４０及び後面シュラウド２１の外周溝部４０のいずれも、羽根１３，１３……が設けられる内面４０ａ側に向かうほど羽根車１４の回転方向Ｅに対して後傾するように傾斜しているので、外周溝部４０が回転することで羽根車１４の外周方向Ａに向かう圧力が付与されるだけでなく、さらに、外周溝部４０の回転により羽根１３，１３……が設けられる内面４０ａ側に向かう程流体圧力が高くなる。つまり図２（ａ）（ｃ）の矢印イで示す方向に流体圧力が高まるので、羽根車１４の外周部１４ａからの流体の漏れをより確実に防止できるようになり、しかも外周溝部４０を傾斜させるという簡易な構造で、ポンプ効率の向上を一層図ることができる。
【００２８】
なお前記実施形態では、シュラウド外周面に溝加工を施す場合を説明したが、これに限らず、例えば翼板などの突起形状部をシュラウド外周面から放射状に多数突出させて、突起形状部間の凹部を外周溝部４０として機能させることも可能である。
【００２９】
本発明の羽根車は、遠心ポンプに限らず、遠心送風機の分野にも広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態に用いる遠心ポンプの断面図である。
【図２】（ａ）は同上のシュラウド外周面に形成される外周溝部を説明する側面図、（ｂ）は（ａ）の上方から見た平面図、（ｃ）はシュラウド外周面の一部斜視図である。
【図３】同上の遠心ポンプを利用した冷却循環装置の説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  遠心ポンプ
３  吸込口
４  吐出口
５  ポンプ部
６  ポンプケース
７  モータ部
１３  羽根
１４  羽根車
２０  前面シュラウド
２１  後面シュラウド
４０  外周溝部
４０ａ  内面
【図１】
2008240660.tif 000003
【図２】
2008240660.tif 000004
【図３】
2008240660.tif 000005