(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子を収納した筒状ハウジングと、
前記ハウジングの中空部の一方に配され、流体の流路の入口側を形成する入口側ケーシングと、
前記ハウジングの中空部の他方に配され、流体の流路の出口側を形成する出口側ケーシングと、
前記固定子の内側にあって、前記入口側ケーシングと前記出口側ケーシングによって形成された流路に設けた固定軸に回転自在に取り付けた羽根車及び回転子マグネットを配した軸流ポンプにおいて、
前記羽根車から吐出口に至る出口側ケーシングの流路を連続的に径方向に広げて、３地点の液流面積Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃをほぼ一定に保つことを特徴とする軸流ポンプ。
【請求項２】
給湯器に用いたことを特徴とする請求項１に記載の軸流ポンプ。
【請求項３】
車載用ラジエータ装置に用いたことを特徴とする請求項１に記載の軸流ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポンプ効率を改善する軸流ポンプに関し、さらに詳しくは給湯器や車載用ラジエータ装置などの装置に組み込み使用するのに適した軸流ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の軸流ポンプ３０は、図４の縦断面図に示すように、羽根車３１と羽根車３１に接続されたシュラウド３２および回転子マグネット３３が、２個の軸受３４，３４により固定軸３５に回転自在に支持され、ポンプ中心線上に配されるようにポンプケーシング内に収納されている。
【０００３】
前記ポンプケーシングは、水など液体の吸入口４２を有する入口側ケーシング３７と、吐出口４４を有する出口側ケーシング３８が、Ｏ−リング３９を挟み締結され、ケーシング内側に流路４８、４９を形成し、さらにケーシングの外周にはモールド樹脂で成形され、その内部に固定子４１を内蔵したハウジング４０が設けられて軸流ポンプ３０を形成している。
【０００４】
羽根車３１の回転により吸入口４２から吸引された水流は、旋回流となって加速されながら入口側ケーシング３７内の流路４８を通過し、羽根車３１の下流域の出口側ケーシング３８の外壁４５と固定軸３５の一端部を支持する内部ケーシング部４６の間に形成された流路４９を流れて吐出管４３に導入され、吐出口４４から排出されて軸流ポンプ３０の吐出運転が行われる。
【０００５】
この流路４７は、図５の出口側ケーシング３８の部分拡大断面図に示すように、出口側ケーシング３８の外壁４５内面と内部ケーシング４６の側面が平行に形成されているため、両者の間隔は常に一定となるので、流路４７の幅も入口部分の幅Ｗｄから出口部分の幅Ｗｅまでが一定となっている。
【０００６】
従って、水流４９が流れる流路４７の液流面積は、流路４７の入口部と出口部において、図６に示す図５の横断面図のように、入口部のＤ−Ｄ線断面部流路の液流面積Ｓｄと出口部のＥ−Ｅ線断面部流路の液流面積Ｓｅに示されるように、断面がドーナツ形を有し、吐出管４３に近づくほど次第に狭くなる構造となっている。
【０００７】
羽根車３１を通過した後、流路４７に流れ込んだ水流４９は、一定量の水量を保ちながら流路４７を吐出管４３に向かって流れようとするが、吐出管４３に近づくほど流路４７の断面積が減少していくため、流れてくる水量が流路４７の流水能力の限界を越えるようになる。
【０００８】
この流路４７の流水能力の限界を越えた水流４９は、吐出管４３に流れ込むことができずに上流に逆流しようし、また逆流する水は新たに流路４７に流れ込もうとする水と衝突し流路入口部で滞留させるため、水圧の低下を起こしポンプの吐出圧力を低下されてしまうという問題がある。特に、軸流ポンプの運転速度を上げて大量の水を吐出する場合にこの現象は顕著となって吐出効率が悪くなり、ポンプの性能を低下させていた。
【０００９】
従って、従来のポンプを使用している給湯器では、液体の給水能力を確保し、ポンプ性能を維持するために大きめのポンプを使用しているのが実状である。
【００１０】
また、車載用ラジエータ装置の冷却液循環用ポンプでは、ポンプと電動機とがプーリーを介してＶベルトで接続され、エンジンルーム内に大きなスペースをとっているという問題がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決するものであり、羽根車により発生した水流の流路での逆流を防止し、効率良く水流を吐出管に導入しポンプの効率を改善することのできる軸流ポンプを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の軸流ポンプは、固定子を収納した筒状ハウジングと、前記ハウジングの中空部の一方に配され、流体の流路の入口側を形成する入口側ケーシングと、前記ハウジングの中空部の他方に配され、流体の流路の出口側を形成する出口側ケーシングと、前記固定子の内側にあって、前記入口側ケーシングと前記出口側ケーシングによって形成された流路に設けた固定軸に回転自在に取り付けた羽根車及び回転子マグネットを配した軸流ポンプにおいて、前記羽根車から吐出口に至る出口側ケーシングの流路を連続的に径方向に広げて、３地点の液流面積Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃをほぼ一定に保つことを特徴とするものである。
【００１３】
この軸流ポンプによれば、羽根車により発生した水流が、ポンプケーシング内の流路を下流に流れ羽根車を通過した後、羽根車から吐出口に至る液流面積がほぼ一定の流路を流れるので、ほぼ一定量の水流を常に流すことができ、水流に逆流が生じることがなくスムーズに吐出口に流し込むことができる。
【００１４】
請求項２の発明は、給湯器に用いたことを特徴とする請求項１に記載の軸流ポンプである。
【００１５】
請求項３の発明は、車載用ラジエータ装置に用いたことを特徴とする請求項１に記載の軸流ポンプである。
【００１６】
この発明の軸流ポンプであると、ポンプの給水、循環性能が改善され、給湯器の給湯能力や車載用ラジエータ装置の冷却水循環性能を向上することができ、従って小型ポンプであっても能力が向上するので、これを使用する給湯器の小形軽量化が実施でき、また、車載用ラジエータではポンプの占める容積を小さくして省スペース化を計ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は実施形態の軸流ポンプ１の縦断面図を示すものである。
【００１９】
図に示す通り、軸流ポンプ１は、羽根車２と羽根車２に接続されたシュラウド３および回転子マグネット４で構成された羽根車構造が、２個の軸受５、５とスラストワッシャー６により固定軸７に回転自在に支持され、ポンプ中心線上に配されポンプケーシング内に収納されている。
【００２０】
前記ポンプケーシングは、水など液体の吸入口８を有する入口側ケーシング９と、吐出管１１と吐出口１２を有する羽根車２の下流側の出口側ケーシング１０からなり、Ｏ−リング２０を挟み締結され、ケーシング内部に流路１３を形成し、さらにケーシングの外周にはモールド樹脂で成形され、その内部に固定子１５を内蔵したハウジング１４が設けられて軸流ポンプ１を形成している。
【００２１】
吸入口８から吸引された水などの液体は、羽根車２の回転により発生した吸引作用により旋回流となって加速されながら入口側ケーシング９内の流路１３を通過し、羽根車２の下流域の出口側ケーシング１０内の流路１６に水流１９となり流れ込み、ここを通過して吐出管１１に導入され吐出口１２から排水される。
【００２２】
この流路１６は、出口側ケーシング１０の外壁１７内面と固定軸７の一端部を支持するの内部ケーシング部１８の側面の間に形成されている。
【００２３】
図２の出口側ケーシング１０の部分拡大断面図に示すように、この外壁１７内面は流路１６の入口部分１７ａと出口部分１７ｂにおいて曲線状に形成され、また内部ケーシング部１８の側面は流路１６部分において全体的に内側にむけて曲線状に形成されている。これにより、流路１６の幅Ｗは入口部Ｗａから中間部Ｗｂを経て出口部Ｗｃにかけて連続的に広がるようになる。
【００２４】
従って、流路１６の液流面積は、流路１６の入口部面積Ｓａから出口部面積Ｓｃにかけて、図３に示す図２の横断面図に示すように、Ａ−Ａ線断面部流路の液流面積Ｓａと、Ｂ−Ｂ線断面部流路の液流面積Ｓｂ及びＣ−Ｃ線断面部流路の液流面積Ｓｃが、それぞれ断面がドーナツ形を有し、各部分における液流面積ＳａとＳｂとＳｃがほぼ一定の面積を保つ構造となり、流路１６の全体にわたりほぼ同じ流水能力を持つようになり、流路１６にほぼ一定量の水量を常に流すことができるようになる。
【００２５】
これにより、流路１６に流れ込む水流１９は、その水量の多少に係わらず全量の水がスムーズに吐出管１１に送り込まれ、逆流の発生や流路１６入口部での水の滞留による吐出圧力の低下を防ぐことができる。
【００２６】
従って、羽根車２により発生し出口側ケーシング１０の流路１６に送られた水流１９は、その全水量を流路１６を経て吐出口管１１に送り込み吐出口１２から排水できるようになり、軸流ポンプ１の吐出効率を大幅に改善することができる。
【００２７】
なお、前記液流面積は、流路１６全体においてほぼ一定の面積を保つことが望ましいが、吐出性能に大きく影響を与えない範囲で多少の増減は許容される。
【００２８】
なお、固定子１５を収納した筒状のハウジング１４は、鋼板、或いはアルミダイキャスト、或いは樹脂材により形成されポンプ外殻を構成するものでもよい。
【００２９】
さらに、羽根車２に接続されるシュラウド３と回転子マグネット４は、シュラウド３とマグネット４が別部品（焼結マグネット）からなり接着され構成したものでも、シュラウド３と回転子マグネット４が磁性樹脂材料により一体に形成されたものでも使用できる。この磁性樹脂材料としては、例えば、磁性粉体とポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、或いはポリアミド樹脂（ナイロン）、或いは四ふっ化エチレン樹脂（登録商標「テフロン」）などの可塑性樹脂との混合物が使用できる。
【００３０】
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、上記の軸流ポンプを給湯器の給湯用ポンプに使用したものであり、循環式の給湯器、例えば風呂用などの給湯システムに使用できるもので、給湯や循環を効率よく短時間に行うことができる。
【００３１】
（第３の実施形態）
第３の実施形態は、上記の軸流ポンプを車載用のラジエータ装置に使用したものであり、自動車などの水冷式エンジンの冷却液循環用に用いたものである。
【００３２】
この実施形態では、エンジンで発生した熱を吸収した冷却水は、軸流ポンプによりエンジン部とラジエータ部の間を循環し、ラジエータ部から熱を放散することができるので、運転中のエンジン温度を適度に保ち、エンジンの過熱によるピストンの焼き付き、燃料の異常燃焼などの不具合を防止することができる。
【００３３】
また、この軸流ポンプ１では、ポンプを駆動させるモータ部がポンプ内に一体化され、従来のポンプ駆動用のモータや伝達用Ｖベルトが不要となるので、エンジンルーム内スペースの有効利用が計れ、自動車の小形、軽量化をさらに進めることができる。
【００３４】
以上説明したように、本発明の軸流ポンプ及びそれを使用した装置は、液体の輸送、循環性能が大幅に改善され、各装置の確実な運転が可能となり、さらに装置の小型軽量化を計ることもできる。
【００３５】
なお、上記実施形態で説明した給湯器、車載用のラジエータ装置以外の各種装置にも、本軸流ポンプが使用できるのはもちろんである。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の軸流ポンプでは、固定子を収納した筒状のハウジングと、前記ハウジングの中空部の一方に配され、流体の流路の入口側を形成する入口側ケーシングと、前記ハウジングの中空部の他方に配され、流体の流路の出口側を形成する出口側ケーシングと、前記固定子の内側にあって、前記入口側ケーシングと前記出口側ケーシングによって形成された流路に設けた固定軸に回転自在に取り付けた羽根車を配した軸流ポンプにおいて、前記羽根車から吐出口に至る出口側ケーシングの流路の幅を連続的に広げて液流面積をほぼ一定に保つことを特徴とする軸流ポンプであるので、前記出口側ケーシングの流路は流路全体にわたりほぼ一定量の水量を常に流すことができるようになり、水の逆流を防ぎ、また流路入口部での水の滞留を防ぐことにより流水をスムーズに吐出管に流し、軸流ポンプの吐出効率を改善することができる効果を有し、給湯器や車載用ラジエータ装置などの、装置に組み込み使用するのに適した軸流ポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施形態の軸流ポンプの縦断面図である。
【図２】  図１の出口側ケーシングの部分拡大断面図である。
【図３】  図２の横断面図である。
【図４】  従来例の軸流ポンプの縦断面図である。
【図５】  図４の出口側ケーシングの部分拡大断面図である。
【図６】  図５の横断面図である。
【符号の説明】
１……軸流ポンプ
２……羽根車
７……固定軸
１０……出口側ケーシング
１１……吐出管
１２……吐出口
１３，１６……流路
１４……ハウジング
１７……出口側ケーシングの外壁
１８……出口側ケーシングの内部ケーシング
１９……水流
Ｗ，ＷＡ，Ｗｂ，Ｗｃ……流路の幅
Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ……液流面積
【図１】
0004763923.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0004763923.tif 000005
【図５】
0004763923.tif 000006
【図６】
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