(57)【要約】【課題】吸入口マウス部内部に軸流を発生させて流体圧力を増圧することにより、吸入口マウス部内の通水抵抗の低減を防止でき、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。【解決手段】前面シュラウド２０に設けられる円筒状の吸入口マウス部２２の内部に、前面シュラウド２０と後面シュラウド２１間の流体通路７０に面して羽根車１４の回転中心と同心状に回転する補助羽根車４０を配置したポンプの羽根車構造である。【選択図】図１
2008240657.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、中央部に円筒状の吸入口マウス部が突設された前面シュラウドと、前面シュラウドに対向する後面シュラウドと、両シュラウド間の流体通路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、上記吸入口マウス部の内部に、両シュラウド間の流体通路に面して羽根車の回転中心と同心状に回転する補助羽根車を配置したことを特徴とする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、詳しくは例えば液体を圧送する遠心ポンプに用いられる羽根車の吸入口マウス部の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水を吸い込むための吸込口と、水を排出する吐出口とを有するポンプケースと、本体ケースと、ポンプケースと本体ケースとの間に設けられた防水隔壁とを有し、羽根車から突出する吸入口マウス部をポンプケースの吸込口側に遊嵌状態で嵌入し、モータによって羽根車を回転させて、吸入口マウス部から羽根車内部に水を吸い込み、羽根車の外周方向に設けた吐出口から排出するようにした遠心ポンプが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
ところで、この種の遠心ポンプでは、回転する複数の羽根により遠心力が付与されて、吸込口から羽根車の中心に位置する円筒形状の吸入口マウス部を通って羽根車内の流体通路に吸入され、さらに羽根車の外周方向へ圧送されて吐出口から吐出されるものであるが、流体が円筒形状の吸入口マウス部内を通過する過程において、吸入口マウス部の口径が小さい場合は圧力損失が生じやすくなる。特にポンプを小型化する場合は、吸入口マウス部の口径が小さくなり、このため吸入口マウス部内の通水抵抗が増大して、流体のエネルギー損失が大きくなり、流体速度の低下により揚水性能及びポンプ効率が低下する要因となる。
【特許文献１】特開２００５−４８６７５号公報
【特許文献２】実開平７−１７９８８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、吸入口マウス部内部に軸流を発生させて流体圧力を増圧することにより、吸入口マウス部内の通水抵抗の低減を防止でき、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、中央部に円筒状の吸入口マウス部２２が突設された前面シュラウド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、上記吸入口マウス部２２の内部に、両シュラウド２０，２１間の流体通路７０に面して羽根車１４の回転中心と同心状に回転する補助羽根車４０を配置し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、吸入口マウス部２２内を流体が通過する過程で、吸入口マウス部２２の内部において羽根車１４の回転中心と同心状に回転する補助羽根車４０によって、軸流が発生して流体圧力が増圧され、これにより、吸入口マウス部２２内の通水抵抗が低減されて流体のエネルギー損失を抑えることができる。従って、ポンプを小型化して吸入口マウス部２２の口径を小さくした場合でも、ポンプ性能を容易に向上させることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、吸入口マウス部内部に羽根車の回転中心と同心状に回転する補助羽根車を配置することにより、吸入口マウス部内部に軸流を発生させて吸入口マウス部内の通水抵抗の低減を防止できる結果、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】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。吸入口マウス部２２の口径は、吸込口３の出口部よりも大きく形成されている。
【００２０】
ここで本発明においては、吸入口マウス部２２の内部に、両シュラウド２０，２１間の流体通路７０に面して羽根車１４の回転中心と同心状に回転する補助羽根車４０が配置されている。この補助羽根車４０は、円筒状をした回転軸部４０ａと、該回転軸部４０ａの外周面から放射状に突出する複数の羽根部４０ｂとからなる。回転軸部４０ａは軸受１５に固定された状態で軸受板１８に対しては回動自在に摺接しており、これにより回転軸部４０ａは軸受１５と一体に回転可能となっている。また、羽根部４０ｂは、回転軸部４０ａの外周面から、前面シュラウド２０と後面シュラウド２１間の流体通路７０に向かって放射状に延びている。各羽根部４０ｂは、ポンプケース６の環状凹部２３の内側壁と干渉しない程度の大きさに形成されている。この補助羽根車４０は羽根車１４の回転中心と同心状に回転することで、吸入口マウス部２２から羽根車１４内へ流入する流体を増圧することにより吸入口マウス部２２内の通水抵抗を低減させる機能を有している。
【００２１】
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。
【００２２】
しかして、流体が吸入口マウス部２２内を通過する過程において、吸入口マウス部２２内部に設けた補助羽根車４０が羽根車１４と同心状に回転することによって軸流が発生して流体圧力が増圧され、これにより、吸入口マウス部２２内の通水抵抗が低減されて流体のエネルギー損失を抑えることができるので、揚水性能及びポンプ効率の向上が図られる。従って、吸入口マウス部２２の口径が小さい場合であっても、流体の吸込性を十分に確保でき、ポンプ性能を向上させることができる。
【００２３】
また本例では、補助羽根車４０の各羽根部４０ｂは、ポンプケース６の環状凹部２３の内側壁と干渉しない程度の大きさに形成されているので、ポンプケース６の構造を変える必要がないものであり、しかも、補助羽根車４０の回転軸部４０ａを、羽根車１４の軸受１５と軸受板１８との間に介在して、軸受１５に対して固着した状態で、軸受板１８に対しては摺動自在とすることにより、羽根車１４に対する補助羽根車４０の取り付けがきわめて容易となる。つまり軸受１５と軸受板１８間に補助羽根車４０を介在させるという簡易な構造で、吸入口マウス部２２から羽根車１４内へ流入する流体を増圧させて吸入口マウス部２２内の通水抵抗を低減させる効果が容易にしかも低コストで得られる利点もある。
【００２４】
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】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に用いる遠心ポンプの吸入口マウス部の内部に補助羽根車を設けた場合の断面図である。
【図２】（ａ）は同上の吸入口マウス部内に補助羽根車を備えた羽根車の平面図であり、（ｂ）は側面断面図である。
【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】
【００２６】
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
２２  吸入口マウス部
４０  補助羽根車
【図１】
2008240657.tif 000003
【図２】
2008240657.tif 000004
【図３】
2008240657.tif 000005