JP2001153092A

JP2001153092A - ポンプ

Info

Publication number: JP2001153092A
Application number: JP33714099A
Authority: JP
Inventors: Noriyoshi Nagase; 徳美永瀬; Naoki Matsuo; 直樹松尾; Haruhiko Kono; 治彦河野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-11-29
Filing date: 1999-11-29
Publication date: 2001-06-05

Abstract

(57)【要約】【課題】異物の付着堆積を抑制し、ポンプ効率を維持
向上し、内部構造のみでポンプ能力調整機能を有するポ
ンプを提供することを目的とする。【解決手段】第１のシュラウド１３と第２のシュラウ
ド１４を有し、シュラウド１３、１４の位置や位相が変
化することによって、シュラウド面上のブレード１３
ａ、１４ａ同士が密着したり離れたりすることの出来る
構造のポンプとし、異物がブレード等に付着堆積するこ
とを防止又は抑制、除去することが出来るようにする。
また、流体の圧力や温度などの流体の特性やその変化に
合わせて第１のシュラウド１３と第２のシュラウド１４
の位置や位相を変化させることによって、シュラウド面
上のブレード同士が密着したり離れたりすることの出来
るポンプとし、ポンプ以外に調節装置や制御装置を用い
なくてもポンプ性能を維持することができるようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体に圧力を与え
る羽根構造及び羽根の動作が遠心力の作用を利用する方
式のポンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、一般にポンプは吸込み口から
吸い込んだ流体に、物理的な作用を与えて圧力を上昇さ
せて吐出口より吐出させるものである。流体に作用する
部分は、摩擦力を利用するもの、遠心力を利用するも
の、電磁力を利用するもの等いろいろな方法があるが、
特に民生品の分野で利用されるポンプでは、耐久性や騒
音、振動、必要とされるポンプ性能の面から、流体の圧
力付与に遠心力を利用する遠心ポンプが多く利用されて
いる。

【０００３】遠心ポンプは、一般的には、円板上の回転
板（シュラウド）の面上にブレードが放射状に設けられ
た羽根車を有しており、そのシュラウドをモータ等の駆
動力で回転運動させてブレードによって流体も回転さ
せ、流体に遠心力を発生させて回転板の中心部から回転
板の外周部へ送り出して、その結果、速度が上昇した流
体を外周部から取りだすことによって、流体に圧力を与
えるものである。

【０００４】対象となる流体としては、水、油、紛体な
ど流動性を示すものすべてであるが、民生用の分野で
は、給水や給湯の加圧用や浴槽水の循環や或いは排水や
汚水輸送など水を主成分とする場合がほとんどである。

【０００５】水道水などのきれいな水の圧力上昇に使う
ポンプの場合、効率良くポンプを動作させるために、近
年では羽根車の構造において、放射状配置のブレードを
２枚のシュラウドで挟んでサンドイッチ構造にするクロ
ーズ羽根構造が多く利用されている。

【０００６】一方で、井戸ポンプや汚水ポンプや一部髪
の毛を含む浴槽水の循環用途のポンプにおいては、砂や
汚物や髪の毛などの異物が羽根車、特にブレード部分に
付着堆積する可能性が高いことから放射状のブレードを
１枚のシュラウド上に取付け、ブレードの一方側は流体
中を攪拌するようにした構造にするオープン羽根構造が
多く利用されている。

【０００７】ポンプ性能的にはクローズ羽根の方が羽根
車内部における効率低下を伴う流体の渦の発生が抑制さ
れるので高効率であり、一方、オープン羽根の方が羽根
車内分における異物の付着堆積が抑制されてポンプ性能
劣化を防止できると言うそれぞれの特徴を有している。

【０００８】近年は、環境保全が注目され、省エネ化の
ニーズも高まっており、異物の多い水用のポンプにおい
てもクローズ羽根に近い効率を出すことが要求されてき
ている。また、一般に、遠心ポンプでは、吐出流量が増
加すると吐出圧力は減少し、吐出流量が減少すると吐出
圧力は上昇する。

【０００９】吐出圧力は流量に関わらずある程度一定に
保たれる、又は吐出流量が負か圧力に関わらず一定流量
になると言った一定性を有する方が望ましい場合が多く
存在するので、例えば、圧力センサーを吐出側に設けて
圧力を検知し、設定圧力になるようにポンプを駆動する
モータの出力調整を行うような制御システムも利用され
ているが、小型低コストの民生用ポンプの場合は制御シ
ステムを付加することは容易でない。ポンプ自体が、あ
る程度の能力調整機能を有することが望ましい。ポンプ
自体の能力調整の従来の技術としては、特開昭５５−１
２８６９１号公報に示されている。

【００１０】図１２は従来のポンプの羽根車の構造図で
ある。図示するように、第１のインペラ１００と第２の
インペラ２００の２つのインペラを有し、第１のインペ
ラ１００と第２のインペラ２００はそれぞれシュラウド
１０１、２０１上に多数の羽根１０２、２０２を有して
いる。

【００１１】これら２つのインペラを互いに向かい合わ
せて、第１インペラ１００の羽根１０２と第２インペラ
２００の羽根２０２とが互い違いに入れた状態になるよ
うに組立てられて、シュラウド１０１と羽根２０２の間
の隙間、及びシュラウド２０１と羽根１０２の間の隙間
が流路となる。この状態で第１インペラ１００と第２イ
ンペラ２００の距離を変化させると、流路の断面積が変
化するので、同じ回転数で回転中であっても、ポンプ性
能を変化させることが出来る。従来の技術では、外部に
流体サーボ弁を設けて、ポンプの吸水と吐水圧力差に応
じてサーボ弁を動作させて、流量が一定になるように第
１インペラ１００と第２インペラ２００の距離を調整す
る機構を有している。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術では、ある範囲において流量を一定化する能力
を有しているものの、ポンプ本体とは別に流体サーボ機
構を必要とすることから、一般民生用途のポンプにおい
ては、サイズの増大やコストアップを伴うので上記技術
を使用することは困難な場合が多い。

【００１３】また、髪の毛などの異物に対しては、上記
従来の技術はクローズ羽根構造であることから、何ら有
効性は見出せない。すなわち、従来の技術では、特に、
異物に対する有効性とポンプ効率の維持向上において、
有効性が得られないという課題があった。

【００１４】また、ポンプ能力の変化する機構を有する
ものの、ポンプ本体とは別に制御機構を必要とし、小型
化低コスト化において不利な場合が多いという課題も有
していた。

【００１５】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、異物の付着堆積を抑制すると共にポンプ効率を維持
向上でき、また、ポンプ内部の構造のみでポンプ能力調
整機能を有するポンプを提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のポンプは、ブレードを有する第１のシュラウ
ドと、前記第１のシュラウドと対向して配置されるブレ
ードを有する第２のシュラウドから成る羽根車を有し、
前記第１のシュラウドと前記第２のシュラウドの円周方
向もしくは軸方向の相対的な位置が変化するシュラウド
位置変更手段を備えている。

【００１７】この構成により、異物の付着堆積を抑制す
ると共にポンプ効率を維持向上でき、また、ポンプ内部
の構造のみでポンプ能力調整機能を有するポンプを実現
できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、ブレードを有する第１のシュラウドと、前記第１の
シュラウドと対向して配置されるブレードを有する第２
のシュラウドから成る羽根車を有し、前記第１のシュラ
ウドと前記第２のシュラウドの円周方向もしくは軸方向
の相対的な位置が変化するシュラウド位置変更手段を備
えたことを特徴とするポンプであり、異物の付着堆積を
抑制すると共に、ポンプの能力を調整可能にできる。

【００１９】本発明の請求項２に記載の発明は、前記シ
ュラウド位置変更手段が、前記第１のシュラウドのブレ
ード先端と前記第２のシュラウドのブレード先端がポン
プ運転中は互いに対向する位置にあり、ポンプ停止中は
互いにずれた位置にあるようにすることを特徴とする請
求項１記載のポンプであり、異物の付着堆積を抑制する
と共に、ポンプ運転中の効率を高く維持することが出来
る。

【００２０】本発明の請求項３に記載の発明は、ばね構
造を有しポンプの出入り口の圧力差に相応して前記第１
のシュラウドと前記第２のシュラウドの軸方向の距離が
変化する圧力反応調整手段を有することを特徴とする請
求項１記載のポンプであり、ポンプ内部の構造のみでポ
ンプの吐出圧力に応じた能力調整が可能になる。

【００２１】本発明の請求項４に記載の発明は、温度感
応構造を有しポンプの流体温度に相応して前記第１のシ
ュラウドと前記第２のシュラウドの軸方向の距離が変化
する温度反応調整手段を有することを特徴とする請求項
１記載のポンプであり、ポンプ内部の構造のみでポンプ
の流体温度に応じた能力調整が可能になる。

【００２２】本発明の請求項５に記載の発明は、ばね構
造を有しポンプの流量に相応して前記第１のシュラウド
と前記第２のシュラウドの円周方向の位相が変化する流
量反応調整手段を有することを特徴とする請求項１記載
のポンプであり、ポンプ内部の構造のみでポンプの吐出
流量の変化を抑制することが可能になる。

【００２３】本発明の請求項６に記載の発明は、温度感
応構造を有しポンプの流体温同度に相応して前記第１の
シュラウドと前記第２のシュラウドの円周方向の位相が
変化する温度反応調整手段を有することを特徴とする請
求項１記載のポンプであり、ポンプ内部の構造のみでポ
ンプの流体温度に応じた能力調整が可能になる。

【００２４】本発明の請求項７に記載の発明は、前記シ
ュラウド位相変更手段が、前記第１のシュラウドのブレ
ード先端と前記第２のシュラウドのブレード先端がポン
プ運転の運転と停止又は正転と逆転により角度位相が変
化するようにすることを特徴とする請求項１記載のポン
プであり、異物の付着堆積を抑制すると共に、ポンプ運
転中の効率を高く維持することが出来る。

【００２５】本発明の請求項８に記載の発明は、前記第
１のシュラウドのブレード先端と前記第２のシュラウド
のブレード先端の位相角度を変化させるために、任意又
は定期的に運転と停止又は正転と逆転を行う回転制御手
段を有することを特徴とする請求項７記載のポンプであ
り、簡単な運転操作により、異物の付着堆積を抑制する
と共に、ポンプ運転中の効率を高く維持することが出来
る。

【００２６】本発明の請求項９に記載の発明は、前記第
１のシュラウドのブレード先端と前記第２のシュラウド
のブレード先端がポンプ運転の運転と停止又は正転と逆
転により角度位相が変化する前記シュラウド位相変更手
段がいずれか一方のシュラウド及びブレードの回転慣性
力を利用する慣性利用手段であることを特徴とする請求
項７記載のポンプであり、特別な運転操作する事なし
に、異物の付着堆積を抑制すると共に、ポンプ運転中の
効率を高く維持することが出来る。

【００２７】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１におけるポンプの概略構造図、図２は同シュラウド
の基本構造図、図３は同羽根車の組立て状態図、図４は
同羽根車の構造図、図５は同ポンプの動作説明図であ
る。

【００２８】図１において、１はポンプ本体、２は上側
ケース、３は防水隔壁、４は下側ケースで、防水隔壁３
と下側ケース４で防水される部分に電気部品が配置され
る。５は巻線を有しポンプの駆動源となるモータのステ
ータ、６はステータ６の巻線への電流供給制御する基
板、６−１は基板に必要な電力を供給する電源線であ
る。７はポンプの駆動源となるモータのローターで、７
−１はローター７に取りつけられてステータ６に発生す
る電磁力によって回転力を生じさせるためのマグネッ
ト、８は表面の摩擦発生を少なくする軸受け板、９はロ
ーター７の回転運動を低抵抗で支持する軸受けで、下面
は軸受け板８に接している。

【００２９】１０は、軸受け９を貫通してローター７の
回転運動を支持する軸である。１１は流体を導入する吸
込み口、１２は昇圧された流体が取り出される吐出口で
ある。１３は回転運動することによって流体に運動エネ
ルギーを与えるブレードを有する第１のシュラウド、１
４は回転運動することによって流体に運動エネルギーを
与えるブレードを有する第２のシュラウド、１６はそれ
らシュラウド１３，１４で遠心力を受け速度上昇した流
体を圧力を有する流体に変換するボリュートで、ボリュ
ート１６の一部から吐出口１２に流体は取り出される。
１７はシールリングである。

【００３０】ポンプの動作について簡単に説明する。電
源線６−１に電力を供給すると、基板はロータ７のマグ
ネット７−１に回転力を与える電磁力を発生するように
ステータ５の巻線に電流を流し、その回転が維持される
ように制御する。その結果、ローター７は回転を続け、
それと共にブレードを有する第１のシュラウド１３及び
第２のシュラウド１４も回転する。

【００３１】今、シュラウド１３，１４の間に流体が存
在しているとすると、シュラウド１３，１４のブレード
によって流体もシュラウド１３，１４と共に回転する。
流体が回転運動すると、遠心力の作用により流体はシュ
ラウド１３，１４の外側の方へ移動していく。その結
果、シュラウド１３，１４の回転中心部分は圧力が低下
し、逆に回転円周部分は圧力が上昇すると共に円周方向
の速度が増大する。流体の円周方向の速度エネルギー
は、ボリュート１６で効率よく減速されながら圧力エネ
ルギーに変換される。シュラウド１３，１４の回転中心
付近は圧力が低下するので、吸込み口１１から流体導入
され、連続的にポンプ１内で圧力上昇されて、吐出口１
２から吐出される。

【００３２】本実施の形態では、駆動力を発生するモー
タの構成をＤＣブラシレス方式の構造で説明している
が、ポンプのシュラウド１３，１４に回転力を与えるも
のであれば、その方式はＡＣモータやＤＣブラシモータ
やステッピングモータや超音波モータや静電モータやそ
の他のモータや内燃エンジンや蒸気機関やその他の動力
のいずれのものでもかまわない。

【００３３】図２にシュラウド１３，１４の基本構造を
示す。１３ａは第１のシュラウド１３の面上に放射上に
配置されるブレード、１３ｂは第１のシュラウド１３の
中心部から吸込まれた流体がシュラウド１３，１４の間
に出てくる通水路、１４ａは第２のシュラウド１４の面
上に放射上に配置されるブレードである。

【００３４】図３にポンプの羽根車としての第１及び第
２のシュラウド１３，１４の組立て状況を示す。第１の
シュラウド１３と第２のシュラウド１４はそれぞれのブ
レードが向き合うように組立てられ、流体は、第１のシ
ュラウド１３の中心部から吸込まれて、第１及び第２の
シュラウド１３，１４の間へ供給される。

【００３５】図４に羽根車の構造を示す。１３ｃは第１
のシュラウド１３と構造的に結合しておりローター７に
固定される円板、１３ｄは第１のシュラウド１３と円板
１３ｃを結合させる円筒部である、１５は第２のシュラ
ウド１４が、円筒部１３ｄを回転中心軸として回転可能
にする摺動リングである。

【００３６】次にポンプの羽根車の動作について、図５
の動作説明図を用いて説明する。図５（ａ）はローター
７が正転方向に回転している場合の円周部分から羽根車
を見た状況を示す。正転時に第１のシュラウド１３の手
前円周部が右向きに回転している場合、第１のシュラウ
ド１３のブレード１３ａは右方向に移動するとき第２の
シュラウド１４のブレード１４ａを押すように回転す
る。

【００３７】このとき、ブレード１３ａ，１４ａは流体
に運動エネルギーを与える変わりに流体から反力を受け
るので、ブレード１３ａは必ずブレード１４ａに密着し
て押されていく。このとき、ブレード１３ａとブレード
１４ａが密着していると羽根車に通水路が形成されて羽
根効率は良い状態にある。次に、ローター７を逆転させ
る場合には、逆転時に第１のシュラウド１３の手前円周
部が左向きに回転していて、第１のシュラウド１３のブ
レード１３ａは左方向に移動するとき第２のシュラウド
１４のブレード１４ａを押すように回転する。

【００３８】このように、正逆転運転させると、第２の
シュラウド１４は第１のシュラウド１３に対してブレー
ド１３ａ，１４ａの幅に相当する角度だけ回転する。す
なわち、シュラウド１３，１４の隙間は変化することに
なり、正逆転時には開くので、仮にシュラウド１３，１
４間及びブレード１３ａ，１４ａの表面に異物が付着し
ていても、上記動作において付着していた異物ははがさ
れることになり、次のポンプ運転時に、ポンプ外へ排出
される。

【００３９】シュラウド位相変更手段を有し、回転制御
手段を有するポンプでは、ローター７の正逆転運動によ
って異物の付着堆積を防止、抑制できる。上記説明で
は、ローター７の正逆転運動で説明したが、第２のシュ
ラウド１４の回転慣性モーメントを用いる慣性利用手段
による場合は、ポンプの運転開始及び停止時に発生する
慣性力が摺動リング１５の摺動摩擦力よりも大きい構成
であれば、慣性運動によってポンプの運転開始時又は停
止時に第２のシュラウド１４が第１のシュラウド１３に
対してブレード１３ａ，１４ａの幅に相当する角度だけ
回転することになり、正逆転なしでも正逆転動作時と同
様の効果が得られる。

【００４０】また、上記例では、第２のシュラウド１４
が第１のシュラウド１３に対してブレード１３ａ，１４
ａの幅に相当する角度だけ回転する例で示したが、摺動
リング１５に一定角度のみ可動する制限機構を設ける、
或いは、第２のシュラウド１４と円板１３ｃにストッパ
となる突起部を設けること等によって、第２のシュラウ
ド１４が第１のシュラウド１３に対してブレード１３
ａ，１４ａの幅の任意の幅に相当する角度だけ回転する
ようにして、停止中はシュラウド１３，１４を離してお
き、運転中はシュラウド１３，１４を密着させる、或い
は、その逆にすることもできる。

【００４１】（実施の形態２）図６は本発明の実施の形
態２における羽根車の構造図、図７は同動作説明図であ
る。図６において、２０は温度感応構造としての流体の
温度に反応して伸縮する形状記憶合金やバイメタルで作
られたばね、２０ａはばね２０と第２のシュラウド１４
を接続して円筒部１３ｄを上下に摺動することのできる
接続リング、２０ｂはばね２０と円板１３ｃを接続固定
する固定リングである。

【００４２】図７の動作説明図において、流体の温度が
高い場合は、（ａ）のように伸びた状態にあるばね２０
により、第２のシュラウド１４は第１のシュラウド１３
に近づいた状態にある。流体の温度が低い場合は（ｂ）
のように縮んだ状態にあるばね２０により、第２のシュ
ラウド１４は第１のシュラウド１３から離れた状態にあ
る。第２のシュラウド１４が第１のシュラウド１３に近
づいた状態では、シュラウド１３，１４が密着しており
羽根車の効率は高い。

【００４３】一方、第２のシュラウド１４が第１のシュ
ラウド１３から離れた状態にあると、シュラウド１３，
１４の間の流体には渦が発生したり、或いは円周部分か
ら中心部分へ戻る還流が発生することになるので、羽根
車効率は悪くなり、結果としてポンプ１の吐出圧力が低
下し、流体の流量が減少する。上記のような温度反応調
整手段を有するポンプを、例えば、循環冷却装置などに
接続すれば、流体の温度に合わせて流体の循環量を調整
することができ、簡単な方法で冷却能力の一定化を図る
ことができるようになる。

【００４４】なお、上記例では、流体が高温時に伸びる
ばね２０を用いたが、高温時に縮むばねを用いる、或い
は、ばね２０で第１のシュラウド１３の方を動かす、ま
たは、ブレード１３ａとブレード１４ａが密着する位置
にしてシュラウド１３，１４が離れた場合に通水路面積
が拡大してポンプの能力が増加する等の方法も可能であ
り、用途に合わせて能力や効率を温度の上下に対応させ
て任意に変化させることができる方法もある。

【００４５】（実施の形態３）本発明の実施の形態３と
して圧力反応調整手段を有するポンプについて説明す
る。図８は本発明の実施の形態３における羽根車の構造
図、図９は同動作説明図である。

【００４６】図８において、３０はばねである。本実施
の形態では、第２のシュラウド１４はローター７に固定
されている円板を兼ねており、円筒部１３ｄと第２のシ
ュラウド１４が接続されていて、第１のシュラウド１３
及びブレード１３ａが上下に動作可能になっていて、第
１のシュラウド１３はばね３０によって、第２のシュラ
ウド１４から離れる方へ押されている。

【００４７】次にポンプの動作を図９を参照して説明す
る。今、ポンプの出力が低く運転されていて吐出圧力が
低い場合には、吐出口１２に近い円周部の圧力と吸い込
み口１１に近い中央部の圧力との差が小さいが、ポンプ
の出力が高く運転されていて吐出圧力が高い場合には、
吐出口１２に近い円周部の圧力と吸い込み口１１に近い
中央部の圧力との差が大きく第１のシュラウド１３の上
側円周部から中央部へと向う環流水が流れ、その環流水
の増加にともなって、図中、下方向へ押す力が働く。よ
って、吐出圧力に相関して第１のシュラウド１３は押さ
れる力とばね３０の反力のバランスする位置に変位す
る。

【００４８】図９に示すように、ブレード１３ａとブレ
ード１４ａが互い違いに配置されている場合は、第１の
シュラウド１３の変位に伴って、シュラウド１３，１４
とブレード１３ａ，１４ａの間の隙間が変化して、隙間
が小さくなると羽根の仕事量が低下するようになる。ま
た第１のシュラウド１３が下方へ移動すると、環流量が
増加しやすく、ポンプ効率も低下する。

【００４９】以上のように、圧力反応調整手段を有する
ポンプの吐出圧力が大きくなる場合、第１のシュラウド
１３が第２のシュラウド１４に近づくように動作し、そ
の結果、羽根車の仕事量は低下し、環流量増加によりポ
ンプ効率は低下するようになるので吐出圧力を減ずるこ
とになり、結果として、吐出圧力を一定化する作用を有
するようになる。吐出圧力の一定化のレベルは、ばね３
０の強度や第１のシュラウド１３の面積や、吸込み口形
状や吐出口形状やボリュート１６の形状により調整され
る。

【００５０】（実施の形態４）図１０は本発明の実施の
形態４における羽根車の構造図、図１１は同動作説明図
である。図１０において、３５はばね構造体である。本
実施の形態では、第２のシュラウド１４は摺動リング１
５によって円筒部１３ｄを中心軸として、回転変位が可
能である。１４ｂは第２のシュラウド１４の一部に設け
られる突起部で、突起端面はばね構造体３５に結合して
いる。

【００５１】ばね構造体３５の構造を動作説明図として
図１１に示す。３５ａは第１のばね、３５ｂは第２のば
ねで、その第１のばね３５ａと第２のばね３５ｂの間に
突起部１４ｂが挟まれた構造となるものである。今、温
度感応構造として、第１のばね３５ａが高温で伸びる形
状記憶ばねで、第２のばねは形状記憶ばねを押し戻す通
常のばねである場合、ポンプ１は温度反応調整手段を有
することができる。

【００５２】図１１の（ａ）に示すように、温度反応調
整手段を有するポンプ１では、流体が低温時は第１のば
ね３５ａが縮んでおり第２のばね３５ｂに押されて突起
部１４ｂは図中の左側へ押されている。その結果、第２
のシュラウド１４が押されることになり、第２のシュラ
ウド１４のブレード１４ａは第１のシュラウド１３のブ
レード１３ａと密着する位置にあり、すなわち、位相変
化前の状態にある。

【００５３】次に、流体が高温時は、第１のばね３５ａ
が伸びて第２のばね３５ｂを押し戻し、突起部１４ｂは
図中の右側へ押されていく。その結果、第２のシュラウ
ド１４が図中の（ｂ）のように右方向へ押されることに
なり、第２のシュラウド１４のブレード１４ａは第１の
シュラウド１３のブレード１３ａと離れた位置にあり、
すなわち、位相変化後の状態に変わる。

【００５４】ブレード１４ａとブレード１３ａはこの場
合密着している方が羽根車効率が高く、例えば、循環暖
房システムに本発明のポンプを用いれば、自動的に暖房
能力を一定化することができるようになる。上記例で
は、第１のばね３５ａが高温で伸びる形状記憶ばねとし
たが、第２のばね３５ｂが高温で伸びる形状記憶ばねと
して第１のばねを通常のばねとすると、上記例と逆に低
温時に羽根車効率が悪く高温時に羽根車効率が高いポン
プを具現化でき、例えば、冷却システムに応用すること
も出来る。以上に記載の温度反応調整手段を有するポン
プでは、ばねに温度反応型の形状記憶ばねを用いて温度
変化に対する羽根車効率の変化を生じさせている。

【００５５】次に、流量反応調整手段を有するポンプと
しての説明を記載する。第１のばね３５ａも第２のばね
３５ｂも通常のばねで、そのばねの強度が第２のシュラ
ウド１４のブレード１４ａに作用する流体の抗力に近い
力でバランスするものである場合は、ブレード１４ａに
作用する流体の流量や密度や圧力に対応させて羽根車効
率を変化させることもできるようになる。例えば、流量
が少ないと、ブレード１４ａに作用する抗力は小さく、
シュラウド１４の突起部１４ｂはばね構造体３５に押さ
れて結果的にブレード１３ａとブレード１４ａは密着す
る位置にある。

【００５６】次に、流量が多くなると、ブレード１４ａ
に作用する抗力は大きく、シュラウド１４の突起部１４
ｂはばね構造体３５を押して結果的にブレード１３ａと
ブレード１４ａは離れた位置に変化する。このような流
量反応調整手段を有するポンプ１を用いれば、例えば電
源電圧が上昇してポンプ１の吐出流量が上昇してしまう
場合であっても、自動的に吐出流量を減らすような作用
を生み出すことができ、流量増加を抑えることが可能と
なる。

【００５７】上記例では、流量が少ないときに密着する
例で示したが、その逆に流量が増加したら密着するよう
な流量反応調整手段を有するポンプもありうる。また、
作用力が、流体の密度でも、粘性でも、吐出圧力の場合
もあり得る。

【００５８】

【発明の効果】以上のように本発明のポンプは、第１の
シュラウドと第２のシュラウドを有して、そのシュラウ
ドの位置や位相が変化することによって、シュラウド面
上のブレード同士が密着したり離れたりすることの出来
るポンプであるから、異物がブレード等に付着堆積する
ことを防止又は抑制、除去することが出来るので、ポン
プ性能を維持することができ、ポンプの寿命を延ばす、
或いはポンプのメンテナンス頻度を削減する事が可能と
なるポンプを実現することができる。

【００５９】また、流体の圧力や、又は、温度や、又
は、その他流体の特性やその変化に合わせて第１のシュ
ラウドと第２のシュラウドの位置や位相が変化すること
によって、シュラウド面上のブレード同士が密着したり
離れたりすることの出来るポンプであるから、流体の圧
力や、又は、温度や、又は、その他流体の特性やその変
化によるポンプ性能の変化の度合いを減らして、ポンプ
性能を維持することができ、ポンプ以外に調節装置や制
御装置を用いなくてもポンプのみで自動的に調整するこ
とができるポンプを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１におけるポンプの概略構
造図

【図２】本発明の実施に形態１におけるシュラウドの基
本構造図

【図３】本発明の実施の形態１における羽根車の組立て
状態図

【図４】本発明の実施の形態１における羽根車の構造図

【図５】本発明の実施の形態１におけるポンプの動作説
明図

【図６】本発明の実施の形態２における羽根車の構造図

【図７】本発明の実施の形態２における動作説明図

【図８】本発明の実施の形態３における羽根車の構造図

【図９】本発明の実施の形態３における動作説明図

【図１０】本発明の実施の形態４における羽根車の構造
図

【図１１】本発明の実施の形態４における動作説明図

【図１２】従来のポンプの羽根車の構造図

【符号の説明】

１ポンプ本体１３第１のシュラウド１３ａブレード１４第２のシュラウド１４ａブレード２０ばね３０ばね３５ばね構造体３５ａ第１のばね３５ｂ第２のばね

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者河野治彦大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 3H020 AA01 AA07 BA06 BA11 BA13 BA15 CA01 CA03 CA04 CA10 DA03 DA08 DA09 DA28 3H033 AA01 BB01 BB06 CC01 DD06 DD09 DD28 EE11 EE15 EE16 EE17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ブレードを有する第１のシュラウドと、前
記第１のシュラウドと対向して配置されるブレードを有
する第２のシュラウドから成る羽根車を有し、前記第１
のシュラウドと前記第２のシュラウドの円周方向もしく
は軸方向の相対的な位置が変化するシュラウド位置変更
手段を備えたことを特徴とするポンプ。
【請求項２】前記シュラウド位置変更手段が、前記第１
のシュラウドのブレード先端と前記第２のシュラウドの
ブレード先端がポンプ運転中は互いに対向する位置にあ
り、ポンプ停止中は互いにずれた位置にあるようにする
ことを特徴とする請求項１記載のポンプ。
【請求項３】ばね構造を有しポンプの出入り口の圧力差
に相応して前記第１のシュラウドと前記第２のシュラウ
ドの軸方向の距離が変化する圧力反応調整手段を有する
ことを特徴とする請求項１記載のポンプ。
【請求項４】温度感応構造を有しポンプの流体温度に相
応して前記第１のシュラウドと前記第２のシュラウドの
軸方向の距離が変化する温度反応調整手段を有すること
を特徴とする請求項１記載のポンプ。
【請求項５】ばね構造を有しポンプの流量に相応して前
記第１のシュラウドと前記第２のシュラウドの円周方向
の位相が変化する流量反応調整手段を有することを特徴
とする請求項１記載のポンプ。
【請求項６】温度感応構造を有しポンプの流体温度に相
応して前記第１のシュラウドと前記第２のシュラウドの
円周方向の位相が変化する温度反応調整手段を有するこ
とを特徴とする請求項１記載のポンプ。
【請求項７】前記シュラウド位相変更手段が、前記第１
のシュラウドのブレード先端と前記第２のシュラウドの
ブレード先端がポンプ運転の運転と停止又は正転と逆転
により角度位相が変化するようにすることを特徴とする
請求項１記載のポンプ。
【請求項８】前記第１のシュラウドのブレード先端と前
記第２のシュラウドのブレード先端の位相角度を変化さ
せるために、任意又は定期的に運転と停止又は正転と逆
転を行う回転制御手段を有することを特徴とする請求項
７記載のポンプ。
【請求項９】前記第１のシュラウドのブレード先端と前
記第２のシュラウドのブレード先端がポンプ運転の運転
と停止又は正転と逆転により角度位相が変化する前記シ
ュラウド位相変更手段がいずれか一方のシュラウド及び
ブレードの回転慣性力を利用する慣性利用手段であるこ
とを特徴とする請求項７記載のポンプ。