JPH0431696A - 流体ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液体等の流体の輸送に用いられる流体ポンプ
に関するものである。

［従来の技術］ 従来、流体ポンプ、例えば、揚水ポンプの一例として第
３図および第４図に示す構造のものが知られている。

この揚水ポンプ１は、ケーシング２と、このケーシング
２に回転自在に装着された駆動軸３と、前記ケーシング
２内に回転自在に配設されるとともに、前記回転軸３の
一端部に固着された羽根車４とによって構成されている
。

そして、前記ケーシング２には、前記駆動軸３の軸心と
同軸上の吸入口２ａが形成されているとともに、前記羽
根車４の外端部の回転軌跡から略接線方向に伸びる吐出
口（図示路）が形成されている。

また、前記羽根車４は、前記駆動軸３との連結部となる
基部４ａと、この基部４ａから略放射状に延設された複
数のインペラ５とを備えた開放型の羽根車が用いられて
いる。

このような構成を有する揚水ポンプ１は、前記羽根車４
を駆動軸３によって回転させることによリ、ケーシング
２内の水に遠心力を与えてケー／ング２の中心から周壁
へ向けて圧送するとともに、この周壁に形成されている
前記吐出口から外部へ吐出して送水を行うようになって
いる。

ところで、このような揚水ポンプ１においては、各イン
ペラ５間が開放されていることにより、各インペラ５に
よって加圧された水が、インペラ５間の開放部４ｂから
、各インペラ５とケーシング２の内面との間の隙間を経
て、隣接するインペラ５側へ漏れてしまい、ポンプ効率
の低下の原因となっている。

そこで、このような不具合へ対処するために、第５図あ
るいは第６図に示す構造の羽根車６および羽根車７が提
案されている。

第５図に示す羽根車６は、円板状のシュラウド８の一側
面に、前記複数のインペラ５を突設した半開放型の羽根
車で、前記シュラウド８により、各インペラ５間をその
一側部側において閉塞し、これによってインペラ５間の
水漏れを抑制するようにしたものである。

また、第６図に示す羽根車７は、第５図に示す羽根車６
において、さらに、インペラ５の他側部側にも円板状の
シュラウド９を設けて、インペラ５の両側を閉塞した閉
鎖型の羽根車である。

この羽根車７によると、各インペラ５間の水漏れを無く
して、インペラ５間の水漏れによるポンプ効率の低下を
大幅に抑制することができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前述した従来の半開放型の羽根車６およ
び閉鎖型の羽根車７においても、なお、次のような改善
すべき問題点が残されている。

すなわち、これらの各羽根車６・７に設けられているシ
ュラウド８・９は、その全面に亙ってケーシング２の内
面と微小な隙間をおいて対向させられていることから、
羽根車６・７の回転に伴いシュラウド８・９とケーシン
グ２の内面との間に粘性抵抗が作用して、駆動力の増加
を招いてしまうといった問題点である。

また、閉鎖型の羽根車７の回転軸線方向の両面に作用す
る圧力分布を考えた場合、吸入部分の圧力が他の部分に
比して低いことから、吸入側に設けられたシュラウド９
の内周部において、シュラウド９とケーシング２との間
の高圧の水が羽根車６の吸入側の低圧部分へ流入してし
まうという不具合も生じる。

さらに、半開放型の羽根車６および閉鎖型の羽根車７の
いずれにおいても、吸入部分の低圧部分とその他の高圧
部分との圧力差により、軸スラストが生じてしまう。

そして、前記水漏れや軸スラストは、特に、低吐出量で
揚程の高いポンプにおいて顕著となる。

したがって、従来においては、これらの不具合への対処
が望まれており、本発明はこのような従来において残さ
れている課題を解決せんとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、前述の課題を有効に解決し得る流体ポンプを
提供せんとするもので、ケーシング内に配設された羽根
車を回転させることにより、前記ケーシング内の流体に
遠心力を与えて、この流体を前記ケーシングに形成され
ている吐出口から吐出させるとともに、ケーシングに形
成されている吸入口から流体を順次ケーシング内に吸入
するようにした流体ポンプであって、前記羽根車は、前
記吸入口と同軸上に配設される吸引口が形成された基部
と、この基部から略放射状に突設され、かつ、前記吸引
口に連通ずる流体通路が形成された複数の羽根部とによ
って形成されていること７を特徴とする。

［作用］ 本発明に係わる流体ポンプは、羽根車を回転させること
により、各羽根部に形成された流体通路内の流体に遠心
力を与えて加圧するとともに、各羽根部の外側面によっ
て羽根車の外部に存在する流体に遠心力を与えて加圧す
る。

したがって、各流体通路は完全に分離されていることか
ら、流体通路相互間の流体の漏れが防止される。

また、羽根車の外部の流体が、羽根車の基部近傍まで前
記羽根部によって回転させられるから、ケーシングの中
心部における圧力上昇が抑制され、流体の吸入部との圧
力差が減少させられて、羽根車の中心部における漏れが
抑制されるとともに、軸スラストが軽減される。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図および第２図に基づき
説明する。

第１図中、符号１０は、本実施例にかかわる流体ポンプ
を示し、ケーシング１１内に配設された羽根車１２を回
転させることにより、前記ケーシング１１内の流体に遠
心力を与えて、この流体を前記ケーシング１１に形成さ
れている吐出口（図示路）から吐出させるとともに、ケ
ーシング１１に形成されている吸入口１３から流体を順
次ケーシング１１内に吸入するようにした流体ポンプで
あって、前記羽根車１２は、前記吸入口１３と同軸上に
配設される吸引口１４ａが形成された基部１４と、この
基部１４から略放射状に突設され、かつ、前記吸引口１
３に連通する流体通路１５ａが形成された複数の羽根部
１５とによって概略構成されている。

ついで、これらの詳細について説明する。

前記ケーシング１１は、中心部に駆動軸１６が回転自在
に押通された第１ケーシング１７と、この第１ケーシン
グ１７に取り付けられて、円盤状のポンプ室１８を形成
する第２ケーシング１９ととからなり、前記第１ケーシ
ング１７の、前記駆動軸Ｉ６が挿通される貫通孔１７ａ
には、前記ポンプ室１８側への移動が拘束された状態で
環状のブツシュ２０が装着され、このブツシュ２０の外
部側には複数のグランドパツキン２１が装着され、さら
に、これらのグランドパツキン２１を前記ブツシュ２０
との間で挾持するパツキン押え２２が装着されている。

このパツキン押え２２は、ボルト２３とナツト２４とに
より、前記ブツシュ２０へ向けて押圧されている。

また、前記第２ケーシング１９は、複数のボルト２５と
ナツト２６とによって、前記第ケーシング１７に対して
着脱可能に固着されている。

前記羽根車１２は、本実施例においては、６本の羽根部
１５が設けられており、第１図および第２図に示すよう
に、駆動軸１６の半径方向に沿うように、かつ、駆動軸
１６の回転方向に一定間隔となるように設けられている
。

また、これらの羽根部１５は、その外形が略４角形状に
形成されているとともに、回転方向両側面が、基部１４
に行くにしたがい漸次法がるようにテーバ−状に形成さ
れている。

さらに、各羽根部１５に形成された前記流体通路１５ａ
は、その断面が４角形状に形成されて、羽根車１２の中
心部側から外周部側まで一定した形状に形成されている
。

前記駆動軸１６は、その外周部にカラー２７が被嵌され
ており、このカラー２７が前記パツキン押え２２、グラ
ンドパツキン２１、および、プツシ、２０を貫通して配
設されることにより、このカラー２７を介して前記第１
ケーシング１７に回転自在にかっ液密状態に貫挿されて
いる。

しかして、このように構成された本実施例の流体ポンプ
１ｏは、電動モータ等により前記駆動軸１６を回転させ
て羽根車１２を回転させることにより、ケーシング１１
内の流体を回転させて遠心力を与え、ケーシング１１に
形成されている吐出口を経て外部へ送り込むとともに、
吸入口１３から流体をケーシング１１へ吸入することに
より、連続して流体を送り出す。

すなわち、羽根車１２の回転に伴い、羽根車１２の各流
体通路ＬＳａ内の流体に遠心力が与えられ、流体が基部
１４から、各羽根部１５の先端側へ押し出されるととも
に、ポンプ室１８内に充満している流体が、各羽根部１
５の回転方向の前方の側面によって回転させられて、流
体通路１５内の流体と同様に遠心力が与えられてポンプ
室１８の内周壁へ向けて押圧されて吐出口からケーシン
グ１１の外部へ押し出される。

そして、前記流体通路１５およびポンプ室１８内の流体
が外部へ押し出されることにより、基部１４近傍の圧力
が低下することにより、この基部１４近傍に吸入口１３
および吸引口１４ａを経て流体がケーシング１１内に引
き込まれる。

この操作が連続して行われることにより、流体がケーシ
ング１１から連続して吐出される。

このような流体の吐出操作に際して、各流体通路１５が
個々に完全に分離されていることから、流体通路１５間
の漏れが防止される。

かつ、ポンプ室１８内の流体も、羽根車１２の基部１４
の近傍まで回転させられるから、この基部１４の近傍の
流体圧力の上昇が抑えられて、ポンプ室１８から吸引口
１４ａへ向かう流体の流れが抑制されるとともに、羽根
車１２の回転軸線方向両側の圧力差が減少させられて、
軸スラストが減少させられる。

しかも、羽根車１２とケーシング１１（１７・１９）の
内面との対句面積も小さく抑えられていることから、羽
根車１２の回転に伴う流体の粘性抵抗も減少させられる
。

したがって、これらの相乗効果によりポンプ効率の高い
流体ポンプが得られる。

しかも、軸スラストが小さく抑えられるから軸方向への
羽根車１２の移動に対する構造的な対処が軽減されると
ともに、羽根車１２とケーシング１１との隙間に対する
要求寸法の自由度が緩和され、設計の自由度が大幅に向
上する。

なお、前記実施例において示した各項せい部材の語形状
や寸法等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更
可能である。

例えば、前記実施例においては、羽根部１５を６箇所に
設けた例について示したが、羽根部１５の設置数は任意
に設定できるものである。

また、羽根部１５を羽根車１２の回転半径方向に沿って
設けた例について示したが、これに代えて、羽根部１５
の先端部が基端部に対して、羽根車１２の回転方向後方
に位置するように傾斜して設けるようにしてもよ（、さ
らには、羽根部１５を湾曲させるようにしてもよい。

また、流体通路１５ａの断面形状を４角形として説明し
たが、長円あるいは楕円等任意に設定できるものである
。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明に係わる流体ポンプは、ケ
ーシング内に配設された羽根車を回転させることにより
、前記ケーシング内の流体に遠心力を与えて、この流体
を前記ケーシングに形成されている吐出口から吐出させ
るとともに、ケーシングに形成されている吸入口から流
体を順次ケーシング内に吸入するようにした流体ポンプ
であって、前記羽根車は、前記吸入口と同軸上に配設さ
れる吸引口が形成された基部と、この基部から略放射状
に突設され、かつ、前記吸引口に連通ずる流体通路が形
成された複数の羽根部とによって形成されていることを
特徴とするもので、つぎのような優れた効果を奏する。

各流体通路を完全に分離して、羽根車の回転に際して流
体通路間における流体の漏れを防止することができる。

かつ、ポンプ室内の流体を、羽根車の基部近傍まで回転
させることができるから、この基部近傍の流体圧力の上
昇を抑制し、ポンプ室から羽根車の吸引口へ向かう流体
の流れを抑制することができる。

したがって、流体の漏洩を極力小さく抑えてポンプ効率
を向上させることができる。

しかも、羽根車の回転軸線方向両側の圧力差を大幅に減
少させることができるとともに、羽根車とケーシングの
内面との対同面積を小さく抑えて、軸スラストを小さく
抑え、かつ、羽根車の回転に伴う流体の粘性抵抗をも減
少させることができる。

この結果、回転軸方向への羽根車の移動に対する構造的
な対処を軽減し、さらに、羽根車とケーシングとの隙間
に対する要求寸法の自由度を緩和して、設計の自由度を
大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は要部の縦断面側面図、第２図は羽根車の正面図
、第３図および第４図は従来の流体ポンプの一例を示す
もので、第３図は縦断面側面図、第４図は羽根車の正面
図、第５図および第６図はそれぞれ他の従来例を示すも
ので、第５図は羽根車の正面図、第６図は羽根車の縦断
面何面図である。 １０・・・・・・流体ポンプ、　　　１１・・・・・・
ケーシング、１２・・・・・・羽根車、 １４・・・・・・基部、 １５・・・・・・羽根部、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ケーシング内に配設された羽根車を回転させることによ
   り、前記ケーシング内の流体に遠心力を与えて、この流
   体を前記ケーシングに形成されている吐出口から吐出さ
   せるとともに、ケーシングに形成されている吸入口から
   流体を順次ケーシング内に吸入するようにした流体ポン
   プであって、前記羽根車は、前記吸入口と同軸上に配設
   される吸引口が形成された基部と、この基部から略放射
   状に突設され、かつ、前記吸引口に連通する流体通路が
   形成された複数の羽根部とによって形成されていること
   を特徴とする流体ポンプ。